JPH02230637A - マグネトロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はマグネトロンに関するものであり、さらに詳細
に言えば低電圧で動作するマグネトロンの改良された陽
極構体に関する。

従来の技術 従来のマグネトロンはそのほとんどが４ＫＶ前後で動作
する。この種のマグネトロンを第４図に示す。同図にお
いて、１は陽極円筒、２は陽極円筒内に放射状に配設さ
れたベイン、３は各ベインと互い違いに接続されたスト
ラフグリング，４は陽極と同心状に配設された陰極部、
５はベインの一つに接続されたアンテナリードであり陽
極に発生するマイクロ波を外部へ導くものである。６，
７は陽極円筒の両端に設けられたボールビース８，９は
永久磁石である。

ベインの数は１０〜１２枚で構成され陽極円筒管軸方向
のベイン寸法は約１０１ｏｌが用いられている。

ところで、マグネトロンの駆動電圧の低電圧化にはベイ
ンの数を増す必要がある。数百ボルトで動作させるには
ベインの数は２０枚以」二が必要である。

また、低電圧化に伴って生じる課題として効率低下の抑
制，出力パワーの向上がある。この解決手段は単純に言
えば効率に対しては陽極と陰極とがつくる作用空間の形
状を効果的に構成し陽極にマイクロ波エネルギを効率よ
く発生させ、さらには効率よく外部へ出力させることで
ある。一方出力パワーに対しては大きな電流がとれるよ
うにすることであり陰極の電子放出面積を大きくするこ
とである。

発明が解決しようとする課題 マグネトロンの駆動電圧の低電圧化には上記したような
課題を解決する必要がある。この課題のなかで本発明は
陽極に発生Ｉ７たマイクロ波を効率よく出力させる課題
に関するものである。しかし、この課題への取り組みは
陽極にマイクロ波エネルギを効率よく発生させる課題に
も波及するものである。

効率低下の抑制に対する具体的手段の一つは陰極を取り
囲む陽極の内径を小さくすることである。

この手段と出力パワーの観点に立てば電子放出面積を大
きくする効果的な手段として軸長の大きな陰極構成が考
えられる。

マグネトロンは電子のポテンシャルエネルギをマイクロ
波エネルギに変換するものであり，エネルギ授受には隣
接したベイン間に生じるマイクロ波電界が作用する。特
に作用間内でのこのマイクロ波電界の分布がマグネトロ
ンの効率を決定すると言っても過言ではない。陰極の軸
長を大きくすることに伴い陰極の軸長方向のマイクロ波
電界を最適化する必要がある。

一方、陽極円筒内にベインを放射状に配設して共振空胴
を形成する構成において隣接した共振空胴はマイクロ波
磁界で結合されている。従って第４図に示したようなア
ンテナリードをベインに接続して陽極に発生したマイク
ロ波エネルギを外部に取り出す構造の場合、アンテナリ
ードはマイクロ波場の磁界と結合していると解釈できる
。

陰極の長さを大きくすることに伴いベインの陽極円筒管
軸方向の長さは大きくなる。この構造になると隣接する
共振空胴を結合するマイクロ波磁界の存在空間が陽極円
筒管軸方向に拡がる。この存在空間はボールピースにま
で到達すると考えられる。従って隣接する共振空胴を結
合するマイク口波磁界の強度は低下しこれに伴ってマイ
クロ波電界の低下も生じるものと考えられる。このため
陽極に発生するマイクロ波エネルギの低下およびそのエ
ネルギを取り出す効率の低下を生じる課題がある。

本発明はかかる従来の課題を解決するもので大出力高効
率動作をする低電圧駆動マグネトロンを提供することを
目的とする。

課題を解決するだめの手段 上記課題を解決するために本発明のマグネトロンは，陽
極円筒内に配設されたベインを陽極円筒の管軸方向のベ
イン両端部が所定の大きさで凹状に切欠かれた第一のベ
インと、前記陽極円筒の管軸方向のベイン一端部のみが
前記第一のベインに設けられた切欠部の総面積に相当し
て凹状に切欠かれた第二のベインとで構成しさらに前記
第二のベインの切欠部にアンテナリードを接続した構成
からなるものである。

作　　用 本発明は上記した凹状切欠ベイン構成により、隣接１〜
だ共振空胴を結合するマイクロ波磁界の分布を良好にし
ている。この良好な高周波磁界分布はベイン間に生じる
高周波電界の分布を付随的に良好化する。これによりマ
イクロ波エネルギを効率よく陽極に発生させることがで
きる。またアンテナリードはベイン一端部を大きく凹状
に切欠いたベインに接続した構成によりアンテナリード
，ベイン、陽極円筒内壁などでかこまれる空間を大きく
できより．多くの磁束がこの空間を通るのでマイクロ波
との結合を高くでき高い効率でもって陽極のマイクロ波
を外部に導くことができる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

第１図、第２図において、１ｏは陽極円筒，１１は陽極
円筒内に放射状に配設された第一のベイン、１２は第二
のベイン−　”　＋　’　”ｒｉ．ベインと互い違いに
接続されたストラップリング、１６は陽極円筒の中央に
陽極と同心状に配設された陰極部、１ｅは第二のベイン
に接続されたアンテナリードである。

ペイン１１は陽極円筒の管理方向の両端部１７，１８が
凹状に切り欠かれた構成であり、一方ベイン１２は一端
部１９のみが大きく凹状に切シ欠かれた構成である。な
おベインは熱伝達部材でもありベイン１１と１２との熱
伝達率は同じになるようにそれぞれのベインは切り欠か
れている。

上記した構成についてその作用を説明する。第３図は陽
極に生じるマイクロ波場の分布を示す。

同図において２ｏはベイン、２１は陽極円筒の両端に配
設されるボールビースである。また矢印つき実線はマイ
クロ波電界、同破線はマイクロ波磁界を示す。隣接した
ベイン間が共振空胴である。

本発明のような陽極構造は図示したように隣接した共振
空胴がマイクロ波磁界で結合されている。

ベインの端部に接続されるアンテナリード（図示してい
ない）はマイクロ波磁界と結合する。

さて低電圧マグネトロンは大出力を生じさせるために従
来と比べて陰極の軸長を大きくする必要がある。これに
対応してベインの陽極円筒軸方向の長さは大きくなる。

この結果マイクロ波磁界分布は従来よりも陽極管軸方向
に拡がる。この拡がυはボールビースにまで至るものと
考えられる。

この結果マイクロ波磁界の分布は乱されることになる。

本発明はベイン端部を凹状に切り欠く構成でありマイク
ロ波磁界分布がボールビースにまで至ることなく隣接共
振空胴を結合している。このためマイクロ波電界の分布
も良好になり電子のポテンシャルエネルギを高い効率で
マイクロ波エネルギに変換できる。さらにアンテナリー
ドはその接続構成との相乗効果でマイクロ波磁界と強い
結合がなされ高い効率でマイクロ波を外部に取り出すこ
とができる。なおマイクロ波磁界分布に対してボールビ
ースを遠ざける手法があるが陽極と陰極との間に所定磁
束密度を印加する必要がありボールピースを遠ざける手
法は磁気回路の大型化につながり効果的な手法ではない
。

発明の効果 以上のように本発明のマグネトロンによれば次の効果が
得られる。

（１）陽極円筒管軸方向のベインの長さが大きい陽極構
成においてベインの端部に凹状の切欠を設けることによ
りマイクロ波磁界の分布を良好にできるのでマイクロ波
電界分布も良好になシ高い効率でもってマイクロ波エネ
ルギを陽極に発生させることができる。

（２）　　アンテナリードが接続されるベインはその一
端部に大きな凹状の切欠を設けその切欠部にアンテナリ
ードを接続した構成によりマイクロ波磁界との結合を高
くできるので陽極に生じたマイクロ波エネルギを高い効
率で外部に出力することができる。

（３）両端が切欠かれた第一のベインと一端のみが大き
く切欠かれた第二のベインとの切欠き量を同じにしてい
るので熱伝達は陽極全体に均一であり大きなパワーで動
作させても熱歪みが第二のベインに集中することなく良
好に動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すマグネトロンの断面図
、第２図は同要部断面図、第３図は同陽極部に生じるマ
イクロ波場を示す図、第４図は従来のマグネトロンの断
面図である。 １０・・・・・・陽極円筒、１１・・・・・・第一のベ
イン、１２・・・・・・第二のベイン、１３．１４・・
・・・・ストラップリング、１ｅ・・・・・・アンテナ
リード、１γ，１８・・・・・・第一のベインの両端部
、１９・・・・・第二のベインの一端部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 陽極筒と、前記陽極筒内に放射状に配設された複数のベ
   インと、前記ベインを互い違いに電気的に接続するスト
   ラップリングと、前記ベインの一つに接続されたアンテ
   ナリードとを備え、前記ベインは前記陽極筒の管軸方向
   のベイン両端部が所定の大きさで凹状に切欠かれた第一
   のベインと前記陽極筒の管軸方向のベイン一端部のみが
   前記第一のベインに設けられた切欠部の総面積に相当し
   て凹状に切欠かれた第二のベインとからなり前記第二の
   ベインの切欠部に前記アンテナリードを接続したマグネ
   トロン。