JPH0330241A - 電子銃 - 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〕 この発明は、ジャイロトロン等のマイクロａｔに用いら
れるマグネトロン入射型の電子銃に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は例えば米国特許第４，６３６．６８８号明細書
に示された従来の電子銃の要部を示す正面図である。図
にかいて、１は截頭円錐形の円盤に形成されたボーラス
タングステンに、バリウムなどの炭酸塩から成る電子放
射物質を溶かし込んだ含浸型のカソードであシ、２はそ
の電子放射面、３はその短径側の対向面、４は長径側の
対向面である。５は数百μｍ程度の微少な間隙６をおい
てこのカソード１の短径側の対向面３と対向し、カソー
ド１の截頭円錐に連続する円錐の頭部を球形に丸めた形
状をしたノーズである。７はモリブデンあるいはタンタ
ル等にて形成され、数百μｍ程度の微少な間隙８をおｂ
で前記カソード１の長径側の対向面４と対向し、カソー
ド１截頭円錐に連続する截頭円錐部を有するスカートで
ある。９はこれらカソード１、ノーズ５、スカート７を
同軸配置して形成した、熱分離型のマグネトロン入射型
電子銃の１ｄ子放射部である。

第４図はこのような電子放射部９を備えた電子銃を用い
たジャイロトロンを示す断面図である。

図にかいて、９かよび１は前述の電子銃の電子放射部と
そのカソードである。１０はカソードから放射された電
子流、１１はこの電子流を共振させて電磁波を発生させ
る空胴共振器であシ、１２はこの空胴共振器１１に一様
な磁場を与える磁界装置である。１３は空胴共振器１１
で生成された電磁波を外部に取υ出す高周波窓であシ、
１４は空胴共振器１１を通過した電子流を捕捉するコレ
クタである。

次に動作について説明する。電子放射部９のカソード１
を加熱した場合、このカソード１とノーズ５かよびスカ
ート７との間には間隙６あるいは８が設けられ、互いの
接触が最小限となっているため、カソード１はノーズ５
やスカート７に熱が逃げにくく集中的に加熱される。こ
の加熱によってカソード１よｂ放射された電子は、中空
の電子流１０となって空胴共振器１１に送られる。空胴
共振器１１に入った電子流１０は磁界装置１２による一
様な磁場の作用で螺旋軌道を描きながらコレクタ１４へ
向かう。このとき、空胴共振器１１にかいて電子ｆｉｌ
ｅと高周波との間にかける電子の相対論的質量変化に基
づく位相変調によって電磁波が発生し、その電磁波が高
周波窓１３よう外部に取シ出される。

このようなジャイロトロンにかける正規の結合モードは
、ＴＥｍｎｔモードの内の１つが選ばれ、動作条件を変
化させることによって幾つかのモードで動作する。その
場合、電子流１０が非対称になると、本来の螺旋軌道か
ら外れた軌道を描く電子によって、例えばＴＥ，，モー
ドあるいはＴＭ，，モードのような不要モードと容易に
結合し、このような不要モードによる発振を起こすこと
があｂ１ジャイロトロンの動作を不安定なものにしてい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の電子銃は以上のように構成されてｈるので、カソ
ード１とノーズ５あるいはスカート７との間隙６レよび
８から蒸発した電子放射物質が拡散し、ノーズ５やスカ
ート７に付着して不要な電子を放射するため、電子流１
０の対称性を損なってＴ　Ｅ　ｌ　ｍモードやＴＭｉ．
モード等の不要モードによる発振を起こしやすく、また
、拡散した電子放射物質は真空劣化の原因ともなシ、ノ
ーズ５やスカート７に付着した電子放射物質の形或する
イオンや放射する電子がカソード１を傷めるなどの課題
があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、使用されたマイクロ波管の不要モードによる発
振を防止し、安定に動作させることのできる電子銃を得
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る電子銃は、カソードのノーズおよびスカ
ートと対向する面に電子放射抑制物質層を設けたもので
ある。

〔作用〕

この発明にかける電子放射抑制物質層は、カソードのノ
ーズ釦よびスカートとの対向面を覆って、当該対向面か
らの電子放射物質の蒸発を防止することによυ、ノーズ
やスカートに付着した電子放射物質よシ放射される不要
な電子をなくして電子流の対称性を保ち，ＴＥ．．モー
ドやＴ　Ｍ　Ｉ　！モード等の不要モードによる発振を
抑制するとともに、拡散した電子放射物質による真空劣
化を抑え、イオンや不要電子によるカソードの損傷を防
止する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図にかいて、１ぱカソード、２は電子放射面、３釦よび
４は対向面、５はノーズ、６かよび８ぱ間隙、７はスカ
ート、９は電子放射部であ少、第４図に同一符号を付し
た従来のそれらと同一　あるいは相当部分であるため詳
細な説明は省略する。

１た、１５は前記カソード１のノーズ５との対向面３、
かよびスカートＴとの対向面４を覆うように配された電
子放射抑制物質層である。その厚さは前記間隙６かよび
８の幅である数百μｍよシはるかに薄い、数μｍ〜百μ
ｍ程度に設定されて釦や．電子放射抑制物質としては、
例えば、カソード１を製作する際のロウ材として使用さ
れて比較的入手の容易なモリブデンールテニウム等が用
いられる。この電子放射抑制物質層１５ぱ、例えば、カ
ソード１の前記両対向面３かよび４にペースト状にした
モリブデンールテニウムの粉末を所定の厚さに塗布し、
高温水素中などで溶かした後、冷却することによって形
成される。この時、この電子放射抑制物質層１５がカソ
ード１の前記両対向面３．４と電子放射面２とが接する
エッヂ部分を確実にカバーし、電子放射面２にはかから
ないように注意する。

次に動作について説明する。電子放射部Ｓのカソード１
を加熱した場合、従来の場合と同様に、間隙６あるいは
８０作用によってカソード１が集中的に加熱される。こ
の時、カソード１のノーズ５かよびスカート７との対向
面３，４は電子放射抑制物質層１５によって覆われてい
るので、そこから電子放射物質が拡散、蒸発することは
ない。

筐た、電子放射物質が電子放射抑制物質層１５０表面に
拡散してきたう，なんらかの理由で付着した場合でも、
電子放射抑制物質層１５の電子放射抑制物質の作用によ
って仕事関数が増大するため、そこから電子が放射され
ることはない。

また、電子放射抑制物質層１５がカソード１のエッヂ部
分を確実にカバーしているので、エッヂエミッシ１ンに
よる電子流１０の対称性を損なわせるような電子の放射
も起こらない。このエッヂエミッシ曹冫は、カソード１
のエッヂ部分から放射された電子が電子放射面２から放
射された電子よシ若干強い電場を受けることによって、
本来の軌道から逸脱しやすくなることによるもので、カ
ソード１のエッヂ部分を電子放射抑制物質層１５で確実
にカバーすることによって、そのエッヂ部分から放射さ
れた電子が本来の軌導から逸脱しないようにしている。

従って、この電子放射部９からは、ＴＥ，，モードやＴ
　Ｍ　ｌ　１モード等の不要モードによる発振の原因と
なるような、電子流１０ｏ対称性を損なう不要電子が放
射されることはなく、対称性が保たれた中空の電子流１
０が空胴共振器１１に送られる。

この電子流１０は空胴共振器１１内で磁界装置１２によ
る一様な磁場の作用で螺旋軌道を描きながらコレクタ１
４へ向かう。このときの電子流１ｏと高周波との間にお
ける電子の相対論的質量変化に基づく位相変調によって
電磁波が発生し、その電磁波が高周波窓１３よシ外部に
取シ出される。

なか、上記実施例では、エッヂエミッシ嘗冫を防止する
ために、電子放射抑制物質ＮＪ１５がカソード１のエッ
ヂ部分を確実にカバーするようにしたものを示したが、
カソード１のエッヂ部分に面取ｂを施すことによって、
よう簡単にエッヂエミッションの防止を行うことができ
る。第２図はそのような実施例を示すカソード１の断面
図である。

図において、１６はカソード１のエッヂ部分に設けられ
た面取シ部であ＃）％他は全て第ｌ図に同一符号を付し
たものと同等である。このようにカソード１のエッヂ部
分に面取シ部１６を設けてから、ペースト状の電子放射
抑制物質を当核面取シ部１６にまで塗布し、加熱して溶
かした後に冷却することで電子放射抑制物質層１５が形
威される。このように面取シ部１６を設けることによっ
て、べ−スト状の電子放射抑制物質の塗布作業が極めて
容易なものとなる。

また、上記実施例では電子放射抑制物質としてモリブデ
ンールテニウムを用いた場合について説明したが、カソ
ードの電子放射物質の蒸発、拡散を抑止出来るものであ
ればよく、例えば、硼化モリブデン，白金などを用いて
もよい。

さらに、上記実施例ではジャイロトロンに適用した場合
蚕示したが、ジャイロクライストロン、ジャイロ進行波
管、ジャイロペニオトロン等、マグネトロン入射型の電
子銃を使用するマイクロ波管であれば適用可能であｂ１
上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、電子放射抑制物質層
によってカソードのノーズおよびスカートとの対向面を
覆うように構成したので、当該対向面からの電子放射物
質の拡散、蒸発が抑止され、ノーズやスカートに付着し
た電子放射物質よシ放射される不要な電子がなくなって
電子流の対称性が保たれるため，ＴＥ目モードやＴＭ，
，モード等の不要モードによる発振が抑制されるととも
に、拡散した電子放射物質による真空劣化も抑えられ、
イオンや不要電子によるカソードの損傷が防げるばかシ
か、組立完了後に行われる電子放射物質の初期蒸発（エ
ージング）時にかけるカソードの前記両対向佃からの電
子放射物質の蒸発も抑えられ、間隙が極めて狭いため付
着した場合に人為的に除去することが極めて困難なノー
ズやスカートのカソードとの対（司面への電子放射物質
の付着を防止できるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図はこの発明の一実施例による電子銃の要部を示す
正面図、第２図はこの発明の他の実施例を示すカソード
の断面図、第３図は従来の電子銃の要部を示す正面図、
第４図はこの発明の電子銃が使用されるジャイロトロン
を示す断面図である。 １はカソード、３．４は対（ロ）面、５はノーズ、６．
８は間隙、７はスカート、９は電子放射部、１５は電子
放射抑制物質層。 なか、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱されて電子を放射するカソードと、前記カソードと
   微少な間隙をおいて同軸配置されたノーズと、前記カソ
   ードの前記ノーズとは逆側に微少な間隙をおいて同軸配
   置されたスカートから成る電子放射部を備えたマグネト
   ロン入射型の電子銃において、前記カソードの前記ノー
   ズおよび前記スカートとの対向面に電子放射抑制物質層
   を設けたことを特徴とする電子銃。