JPH0327326Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、大電力クライストロン、特にその出
力回路の構造に関するものである。

（従来の技術） 大電力クライストロンは、高周波を増幅する機
能をもつ電子ビーム管であり、一般に、電子ビー
ムを発生させる電子銃部と、電子ビームのもつエ
ネルギを高周波エネルギに変換する高周波回路部
と、電子ビームを捕捉するコレクタ部と、電子ビ
ームを集束させるビーム集束装置と、高周波の入
出力回路等から構成されている。

第２図に従来の大電力クライストロンの曲形的
な構造例を示す。同図において、１が電子銃部を
示し、この中にカソード、アノード、ウエーネル
ト電極とそれらの支持体、そしてカソードを加熱
するためのヒータ等が含まれる。２〜４が高周波
回路部を示し、大電力クライストロンにおいては
空胴が縦続接続された構造である。２は入力空胴
を、３は複数個の中間空胴を、４は出力空胴をそ
れぞれ示す。５はコレクタ部を示しており、冷却
の方法として水冷、空冷、蒸発冷却等の方法がと
られる。上部ヨーク６ａ、側面ヨーク６ｂ、下部
ヨーク６ｃは磁束の通路であり、７は起磁力を発
生させるコイルである。ヨーク６とコイル７を総
称してビーム集束装置という。更に、出力空胴４
で発生する電力は出力扁平導波管８、２つのベン
ド導波管、ステツプ導波管９を経て出力窓１０に
至り、ここから外部負荷へ出力として供される。
出力窓１０は、クライストロンを気密に保つと同
時に大電力の電磁波を管外に供給するため、内部
にセラミツクを有する。

次に上記構造のクライストロンの動作について
簡単に説明する。電子銃１のヒータに規定の電圧
を印加すると、カソードが加熱され熱電子を放出
する。この熱電子はアソード、ウエーネルト電極
に印加される電圧により電子ビームとして成形、
加速され高周波回路部に入る。高周波回路は複数
個の空胴が縦続配置された構造であり、各空胴は
通常リエントラント形で内部にドリフト管を有し
ている。電子ビームはドリフト管の内部を進行す
る。入力空胴２に導入される入力電力は電子ビー
ムを速度変調し、中間空胴群３の働きにより変調
が強化され、電子ビームの密度変調に変化したと
ころで出力空胴４により増幅された電力としてり
出される。この電力は出力扁平導波管８、ベンド
導波管、ステツプ導波管、出力窓１０を介して外
部負荷へ供給される。コレクタ５は電子ビームの
もつ運動エネルギを熱として管外へ放出する。電
子ビームを所定の径に保つため、クライストロン
の高周波回路部軸近辺には強い軸方向磁界が必要
である。このため、高周波回路の外周にはコイル
７が設置されており、これに電流を流すことによ
つて起磁力を得る。これにより軸近辺には強い軸
方向磁界が誘起されるが、この磁力線の部磁気回
路としてヨーク６ａ，６ｂ，６ｃが存在する。第
２図に示すように出力導波管は上部ヨークを貫通
し出力窓に至る。

（考案が解決しようとする問題点） さて、このようなクライストロンにおいて、比
較的高い周波数において非常に高い出力電力を得
ようとする場合の問題のひとつ出力窓１０の耐電
力性がある。この出力窓１０はクライストロンを
気密にすると同時に電磁波を透過させる必要があ
るため、内部にセラミツクが使用されるが、この
セラミツクが高周波による誘電損により加熱さ
れ、クラツク（割れ）を生じてしまうのである。
一度クラツクが発生すると、管の真空が破れもは
やクライストロンとしての動作は不可能となる。

こうした問題に対する解決策のひとつとして、
第３図に示す構造が従来考えられていた。この方
法は、元来一つであつた出力窓を二つに分けるこ
とにより、一つ当りの出力窓の電力通過量を半減
させようとするものである。

そこで、考案者は、第３図の従来構造にヒント
を得て、出力空胴４に４つの出力窓を装荷する構
造を考えた。この方法によれば、ひとつの出力窓
の電力通過量は第２図の場合の１／４になるので、 出力窓のクラツクに関する問題が大いに軽減され
るし、一層大電力のクライストロンを製造できる
ようにもなるわけである。

しかし、この４出力窓構造を採用する場合、一
つの出力空胴に対し４つの出力導波管をうまく結
合させることが構造的に困難であるという問題が
生じた。すなわち、第２図の出力空胴４における
横断面図（Ａ−A′矢視図）を概念的に第４図に
示すように、通常のクライストロンにおいては四
角形空胴４の一辺の長さは導波管８の幅寸法より
も短かいのが普通である。このため、出力窓を二
つにする第３図の場合は導波管を左右対称に配置
でき何ら問題はないが、出力窓４つにする場合は
従来の構造のままでは導波管を空胴に対してうま
く配置できないという問題があつた。

本考案の目的は、４つの出力窓を備える場合に
おいても一つの出力空胴に４つの出力導波管をう
まく配置できる構造を有する大電力クライストロ
ンを提供することである。

（問題を解決するための手段） 本考案は、結合空胴形高周波回路の出力空胴に
取り付けられる出力導波管を出力窓の組は４組あ
り、各出力導波管は出力空胴に略90゜間隔に配置
され、かつ４つの出力導波管はその管軸を出力空
胴に対してオフセツトして取りつけられているこ
とを特徴とする。

（実施例） 第１図は本考案の一実施例の基本的概念図で、
上記第４図に対応する図を示すものである。４つ
の出力導波管８は、その管軸を出力空胴４に対し
てオフセツトさせて空間的に無理なく配置できる
ようにしてある。こうすることにより出力空胴４
に対して４つの出力導波管８は原理的に対称的に
なる。このため空胴と導波管の電気的結合量（外
部Ｑ）を４つとも等しくさせることが設計的に容
易になるばかりか、空胴から等間隔はなれた位置
における各導波管の出力の位相が原理的に等しい
ため、これらの出力を再合成する場合には合成を
容易に行なえるという利点もある。

第１図は本考案を概念的に示すものであるの
で、空胴あるいは導波管がもつ厚みは線で描かれ
ているので、実際には、クライストロンの電力レ
ベル、機械的強度等も考虜して適当な厚みをもつ
ものであり、また場合によつてはその厚みの中に
冷却のための媒体の通路を形成する場合もある。

尚、第１図、第４図において、出力空胴辺と出
力導波管の接合面にある１１，１１′は結合孔の
大きさを例示的に示すものである。

（考案の効果） 以上のとおり、本考案によれば、高周波回路の
出力空胴に４つの出力導波管をオフセツトに取り
付けてあるので、出力を４分割して取り出せ、そ
の結果出力導波管に設けられている出力窓のクラ
ツクを防止でき高信頼性の大電力クライストロン
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による出力回路の横断面図、第
２図、第３は従来のクラストロンの構造図、第４
図は第２図のAA′面における横断面図である。 １……電子銃部、２……入力空胴、３……中間
空胴、４……出力空胴、５……コレクタ、６ａ…
…上部ヨーク、６ｂ……側面ヨーク、６ｃ……下
部ヨーク、７……コイル、８……出力扁平導波
管、９……ステツプ導波管、１０……出力窓、１
１，１１′……結合孔幅。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電子銃、高周波回路、コレクタ、電子ビーム集
   束装置で構成される大電力クライストロンにおい
   て、高周波回路の出力空胴にとりつけられる出力
   導波管と出力窓の組は４組あり、各出力導波管は
   出力空胴に略90゜間隔に配置され、かつ４つの出
   力導波管はその管軸を出力空胴に対してオフセツ
   トしてとりつけられたことを特徴とする大電力ク
   ライストロン。