JPH04218241A - Microwave tube - Google Patents

Microwave tube

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Publication number
JPH04218241A
JPH04218241A JP5382491A JP5382491A JPH04218241A JP H04218241 A JPH04218241 A JP H04218241A JP 5382491 A JP5382491 A JP 5382491A JP 5382491 A JP5382491 A JP 5382491A JP H04218241 A JPH04218241 A JP H04218241A
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JP
Japan
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rod
cavity
microwave tube
tuner
axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP5382491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Guy Egloff
ギ、エグロフ
Philippe Gouriellec
フィリップ、グリエレ
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Thales Electron Devices SA
Original Assignee
Thomson Tubes Electroniques
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04218241A publication Critical patent/JPH04218241A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/16Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
    • H01J23/18Resonators
    • H01J23/20Cavity resonators; Adjustment or tuning thereof
    • H01J23/207Tuning of single resonator

Landscapes

  • Microwave Tubes (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a microwave tube having a frequency-tunable cavity which suppresses the increase of not only the tube action but also tube volume and capacity. CONSTITUTION: A microwave tube, which is structured, such that an XX' axis places the center of this structure, including at least one longitudinal electron beam which moves across at least one cavity containing a frequency tuner, is disclosed. The tuner has at least one rod which protrudes into the cavity, being almost parallel with the XX' axis. The rod is movable along the XX' axis and operable from the outside of the tube. In addition, the device is applicable for a single-beam klystron or a multi-beam klystron.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも1つの周波
数同調可能な空洞を長手方向電子ビームが通るマイクロ
波管に関するものである。本発明は単一ビームクライス
トロンまたは多ビームクライストロンのようなクライス
トロンに応用できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to microwave tubes in which a longitudinal electron beam passes through at least one frequency-tunable cavity. The invention is applicable to klystrons such as single beam klystrons or multi-beam klystrons.

【0002】単一ビームクライストロンは軸線を中心と
して組立てられる。そのクライストロンは長手方向電子
ビームを生ずる電子銃を主として有する。その電子ビー
ムは引続く空洞とドリフト管を通る。ドリフト管は2つ
の引続く空洞を結合する。空洞は電子の速度を変調する
ために用いられる。電子ビームは、最後の空洞の延長部
内に位置させられている集電子極に集められる。集束器
が空洞を囲む。その集束器は電子ビームが拡散するのを
阻止する。
Single beam klystrons are assembled around an axis. The klystron primarily has an electron gun that produces a longitudinal electron beam. The electron beam passes through a subsequent cavity and drift tube. A drift tube connects two successive cavities. The cavity is used to modulate the velocity of the electrons. The electron beam is focused on a collector pole located within the extension of the last cavity. A concentrator surrounds the cavity. The concentrator prevents the electron beam from spreading.

【0003】クライストロンの空洞の周波数同調は、試
験中にクライストロンの性能特性を最適にするために必
要である。実際に、クライストロンのある特定数のパラ
メータは周波数相互間の周波数推移とクライストロンの
動作周波数とに依存する。
Frequency tuning of the klystron cavity is necessary to optimize the performance characteristics of the klystron during testing. In fact, a certain number of parameters of the klystron depend on the frequency transition between frequencies and on the operating frequency of the klystron.

【0004】それらのパラメータは、たとえば、クライ
ストロンの利得や、それの効率またはそれの瞬時通過帯
域などである。
These parameters are, for example, the gain of the klystron, its efficiency or its instantaneous passband.

【0005】クライストロンが組立てられた時とクライ
ストロンを試験する時の間に多数の機械的作業と多数の
熱的作業が行われるが、この期間中に周波数同調が変わ
ることがある。それらの機械的作業と熱的作業は、たと
えば更新された機械的作業、焼き付け作業、吹きつけ作
業等である。
[0005] Many mechanical operations and many thermal operations are performed between the time the klystron is assembled and the time the klystron is tested, during which time the frequency tuning may change. These mechanical and thermal operations are, for example, updated mechanical operations, baking operations, spraying operations, etc.

【0006】更に、電子的手段、マイクロ波電力出力装
置等は最初に計画されたものとは厳密には同一ではなく
、空洞の共振周波数を変化することによってある種の再
調整を行うことができる。
Furthermore, the electronic means, microwave power output devices, etc. are not exactly the same as originally planned, and some kind of readjustment can be carried out by changing the resonant frequency of the cavity. .

【0007】ある種の用途においては、クライストロン
の動作周波数を変えることが可能である。これは特に、
テレビジョン送信機や、航空交通管制レーダ、電気通信
装置における場合などである。したがって、クライスト
ロンにはそれの空洞の共振周波数を現場で設定する装置
を設けることが望ましい。
[0007] In certain applications, it is possible to vary the operating frequency of the klystron. This is especially
This is the case in television transmitters, air traffic control radar, and telecommunications equipment. Therefore, it is desirable to provide the klystron with a device for setting the resonant frequency of its cavity in the field.

【0008】[0008]

【従来の技術】多ビームクライストロンは周知であり、
フランス特許第992853号明細書や、同第2596
198 号明細書、同第2596199 明細書などに
記載されている。
[Prior Art] Multi-beam klystrons are well known;
French Patent No. 992853 and French Patent No. 2596
It is described in the specification No. 198, the specification No. 2596199, etc.

【0009】多ビームクライストロンは、ある軸を中心
とすることによって製作できる。それらの電子銃はその
軸に平行な基本電子ビームを発生する。基本電子ビーム
はドリフト管により分離されている引続く空洞を通る。 全ての基本電子ビームは各空洞を横切る。電子ビームは
共通の集電子極により集めることができる。集束装置を
全ての電子ビームに共通にすることができる。
A multi-beam klystron can be constructed by centering on a certain axis. These electron guns produce an elementary electron beam parallel to their axis. The elementary electron beams pass through successive cavities separated by drift tubes. All elementary electron beams traverse each cavity. The electron beam can be collected by a common collector pole. The focusing device can be common to all electron beams.

【0010】多ビームクライストロンは小型で、効率が
高く、しかも同時に低い加速電圧を用いるから、単一ビ
ームクライストロンはますます多く開発されている。
Single-beam klystrons are being developed more and more because multi-beam klystrons are smaller, more efficient, and at the same time use lower accelerating voltages.

【0011】単一ビームクライストロンにおいては、そ
れら3つの要求は互いに矛盾する。というのは、効率を
高くするためにはパービアンスが低い、すなわち、加速
電圧が高い電子ビームを用いねばならないからである。 更に、管の長さは加速電圧の平方根に比例して長くなる
[0011] In a single beam klystron, these three requirements are mutually exclusive. This is because, in order to increase efficiency, it is necessary to use an electron beam with low perveance, that is, with high acceleration voltage. Furthermore, the length of the tube increases in proportion to the square root of the accelerating voltage.

【0012】クライストロンの空洞は、単一ビームクラ
イストロンまたは多ビームクライストロンのいずれであ
っても、一般に簡単な形を有する。それらの形はしばし
ば円筒形または直方体である。クライストロンは向き合
う2つの壁に2個の穴を有する。それらの穴も互いに向
き合って電子ビームを通す。引続く2つの空洞を結合す
るドリフト管の端部がそれらの穴を通って空洞の中に入
る。したがって、ドリフト管は空洞の内部に突出部を形
成する。互いに向き合う2つの突出部の間の空間が相互
作用空間を形成する。
[0012] The cavity of a klystron, whether a single beam klystron or a multi-beam klystron, generally has a simple shape. Their shape is often cylindrical or rectangular. The klystron has two holes in two opposing walls. The holes also face each other and allow the electron beam to pass through. The ends of the drift tubes joining two successive cavities pass through those holes and into the cavities. The drift tube thus forms a protrusion inside the cavity. The space between two protrusions facing each other forms an interaction space.

【0013】空洞の共振周波数は積(L・C)−1/2
に比例する。
The resonant frequency of the cavity is the product (L・C)−1/2
is proportional to.

【0014】LとCは空洞の等価インダクタンスと等価
容量をそれぞれ表わす。それらのパラメータは空洞の形
状に依存する。
L and C represent the equivalent inductance and equivalent capacitance of the cavity, respectively. Those parameters depend on the shape of the cavity.

【0015】空洞の共振周波数を変えるためには、Lを
変えて誘導性同調器にすること、またはCを変えて容量
性同調器にすること、あるいは両者を組合わせることが
可能である。
To change the resonant frequency of the cavity, it is possible to change L to make it an inductive tuner, or change C to make it a capacitive tuner, or a combination of both.

【0016】誘導性同調器は空洞の1つまたは複数の壁
の位置を変える。一般に、ピストンと膜を持つ装置が用
いられる。この装置は空洞の側壁をマイクロ波管の軸に
ほぼ平行に変形させる。この装置は管の外部から、かな
り大きな制御機構により作動させられる。集束装置が空
洞を囲む。その集束装置は1組のコイルにより形成され
る。管の体積および重量を増大しないように、集束装置
は空洞の側壁に非常に接近させられる。そうすると、ピ
ストンと膜を持つ同調器の制御機構を空洞と制御機構の
間に挿入するための空間が狭くなる。
The inductive tuner changes the position of one or more walls of the cavity. Generally, a device with a piston and a membrane is used. This device deforms the side walls of the cavity approximately parallel to the axis of the microwave tube. This device is activated from outside the tube by a fairly large control mechanism. A focusing device surrounds the cavity. The focusing device is formed by a set of coils. The focusing device is placed very close to the side walls of the cavity so as not to increase the volume and weight of the tube. This reduces the space for inserting the tuner control mechanism with the piston and membrane between the cavity and the control mechanism.

【0017】多ビームクライストロンの場合には別の欠
点が現れる。多ビームクライストロンの空洞は全体とし
て円筒形であって、それの直径はそれの高さより大きい
。空洞の中央領域に強い電界を生じさせるために、空洞
の直径より小さい直径の円上に電子ビームは位置させら
れる。同調器があまり大きい空間を占めてはならない場
合であるとすると、用いられる装置は側壁の小さい部分
だけに作用する。そうするとこの装置は空洞の体積に影
響をほとんど及ぼさない。
Another drawback appears in the case of multibeam klystrons. The multibeam klystron cavity is generally cylindrical, and its diameter is greater than its height. In order to create a strong electric field in the central region of the cavity, the electron beam is positioned on a circle with a diameter smaller than the diameter of the cavity. Given that the tuner must not occupy too much space, the device used acts only on a small portion of the side wall. This device then has little effect on the volume of the cavity.

【0018】容量性同調器においては、互いに向き合う
2つのドリフト管の間の相互作用空間が変えられ、さも
なければドリフト管へ接近させられ、またはドリフト管
から遠ざけられる同調腕により容量が変えられる。同調
腕は管の外部から作動させられ、管の軸を横切って移動
させられる。この容量性同調器も、空洞の外側と集束装
置の間の空間が狭いために、初めに述べた欠点と同じ欠
点が生ずる。
In a capacitive tuner, the interaction space between two drift tubes facing each other is changed, or the capacitance is changed by a tuning arm that is moved closer to or away from the drift tube. The tuning arm is actuated from outside the tube and moved across the axis of the tube. This capacitive tuner also suffers from the same disadvantages mentioned at the beginning, due to the narrow space between the outside of the cavity and the focusing device.

【0019】多ビームクライストロンにおいては、同調
腕を有する装置のために相互作用空間内の電界が非対称
的になる。この非対称性のために集束がゆるみ、発振が
生じ、かつ寄生モードが現れることになる。
[0019] In a multi-beam klystron, the electric field in the interaction space is asymmetric due to the device with the tuning arm. This asymmetry causes defocusing, oscillations, and the appearance of parasitic modes.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、少なくとも
1つの周波数同調可能な空洞を有するマイクロ波管を提
供することにより前述の欠点を克服するものである。周
波数同調器は管の動作を増大させず、また管の体積や容
量も増大させない。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention overcomes the aforementioned disadvantages by providing a microwave tube having at least one frequency tunable cavity. The frequency tuner does not increase tube operation, nor does it increase tube volume or capacity.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも1
つの電子ビームにより交差させられる、側壁により囲ま
れた少なくとも1つの空洞を含み、この空洞には、XX
′軸にほぼ平行な少なくとも1本のロッドを含む周波数
同調器が設けられ、そのロッドはXX′軸に沿って動く
ことができる、XX′軸を中心として組立てられたマイ
クロ波管を提供するものである。ロッドは、電子ビーム
と側壁の間に含まれる領域内で空洞内に突き出す。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides at least one
XX
a frequency tuner including at least one rod substantially parallel to the XX' axis, the rod being movable along the XX'axis; It is. A rod projects into the cavity in an area contained between the electron beam and the sidewall.

【0022】同調器のロッドが制御機構により作動させ
られるマイクロ波管であって、その制御機構が、XX′
軸にほぼ平行であって、回転的に作動させられ、運動中
に、マイクロ波管内に突き出ている伝動装置へ固定され
ている第1の歯車要素を駆動する、マイクロ波管の外部
の軸と、伝動装置により回転駆動させられる、マイクロ
波管内の少なくとも1つの第2の歯車要素と、この第2
の歯車要素へ固定され、XX′軸にほぼ平行であって、
同調器のロッドの内部へねじ込まれるねじ溝つきロッド
と、を含み、このねじ溝つきロッドがねじこまれること
によって同調器のロッドが案内部の内部をほぼ滑りつつ
移動させられるようにされた制御機構により同調器のロ
ッドは作動させるものとすることができる。
The tuner rod is a microwave tube operated by a control mechanism, the control mechanism being XX'
an axis external to the microwave tube substantially parallel to the axis and driving a first gear element rotationally actuated and fixed during movement to a transmission projecting into the microwave tube; , at least one second gear element in the microwave tube, driven in rotation by a transmission;
fixed to the gear element of and substantially parallel to the XX' axis,
a threaded rod that is screwed into the interior of the tuner rod, and the threaded rod is screwed so that the tuner rod can be moved while substantially sliding inside the guide section. A mechanism may actuate the tuner rod.

【0023】同調器は1本または複数のロッドを含むこ
とができる。
[0023] The tuner can include one or more rods.

【0024】ロッドの数は電子ビームの数に等しく、あ
るいは電子ビームの約数または倍数に等しいことが好ま
しい。ロッドは空洞内に丸くされた端部を有することが
好ましい。何本かのロッドがある同調器では、それらの
ロッドがXX′軸を中心とする円内に均一に分布され、
その円は電子ビームを囲むことが好ましい。
Preferably, the number of rods is equal to the number of electron beams, or equal to a submultiple or multiple of the electron beams. Preferably, the rod has a rounded end within the cavity. In a tuner with several rods, the rods are uniformly distributed in a circle centered on the XX' axis,
Preferably, the circle surrounds the electron beam.

【0025】1つの変更に従って、何本かのロッドがあ
る時は、空洞の内部にあるそれらのロッドの端部は1つ
のリングに固定される。そうするとロッドは同時に作動
させられる。ロッドとリングの少なくとも一方は金属、
たとえば銅、で製作することができる。
According to one modification, when there are several rods, the ends of those rods inside the cavity are fixed in one ring. The rods are then actuated simultaneously. At least one of the rod and ring is metal;
For example, it can be made of copper.

【0026】ロッドとリングの少なくとも一方は、たと
えば誘導体材料、アルミナまたは酸化ベリリウムで製作
することができる。
[0026] The rod and/or ring can be made of dielectric material, for example alumina or beryllium oxide.

【0027】[0027]

【実施例および作用】図1は誘導性同調器が設けられて
いる空洞を示す。この空洞はXX′軸を中心として組立
てられた単一ビームクライストロンに属する。この空洞
は、XX′軸に直交して向き合う2つの壁1と、対とな
って向き合い、XX′軸に平行な4つの壁2とを有する
平行六面体の形を有するものと仮定する。電子ビーム5
が一方の側から他方の側へ空洞を横切る。各壁1にはド
リフト管3が設けられている。ドリフト管3は互いに向
き合い、かつ空洞の内部への突出部を形成する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a cavity in which an inductive tuner is provided. This cavity belongs to a single beam klystron assembled around the XX' axis. It is assumed that this cavity has the shape of a parallelepiped with two walls 1 facing perpendicularly to the XX' axis and four walls 2 facing in pairs and parallel to the XX' axis. electron beam 5
crosses the cavity from one side to the other. Each wall 1 is provided with a drift tube 3. The drift tubes 3 face each other and form a projection into the interior of the cavity.

【0028】1組のコイルにより形成された集束装置8
がクライストロンの空洞を囲む。それらのコイルは空洞
の壁2のできるだけ近くに置かれる。
Focusing device 8 formed by a set of coils
surrounds the klystron cavity. The coils are placed as close as possible to the wall 2 of the cavity.

【0029】同調器4はピストン6と膜7を持つ同調器
である。膜7はXX′軸に平行な少なくとも1つの壁2
で部分的に、または全面的に置き換えられる。ピストン
6は管の外部から、XX′軸をほぼ横切って、適切な制
御機構により作動させられる。この制御機構は大きく、
管の外側でその空洞と集束装置8の間に置かれる。制御
機構が動かされるとピストンが膜7を動かす。膜7が動
くと空洞の体積を増大または減少させることができる。 その結果として、空洞の周波数が変化する。管の外部に
対して空洞の真空を保持するためにベローズ装置(図示
せず)が設けられる。
The tuner 4 is a tuner having a piston 6 and a membrane 7. The membrane 7 has at least one wall 2 parallel to the XX′ axis.
can be partially or completely replaced by The piston 6 is actuated from outside the tube, approximately transversely to the XX' axis, by a suitable control mechanism. This control mechanism is large;
It is placed between the cavity and the focusing device 8 on the outside of the tube. When the control mechanism is actuated, the piston moves the membrane 7. Movement of the membrane 7 can increase or decrease the volume of the cavity. As a result, the frequency of the cavity changes. A bellows device (not shown) is provided to maintain the vacuum of the cavity to the outside of the tube.

【0030】制御機構を納めるためには集束装置8を使
用する必要がある。集束装置8は、同調器がない場合に
用いられる集束装置よりも大きく、重い。
[0030] To house the control mechanism it is necessary to use a focusing device 8. The focusing device 8 is larger and heavier than the focusing device used without a tuner.

【0031】この同調器は多ビームクライストロンの周
波数には良く適さない。その理由は、多ビームクライス
トロンの空洞は大きく、電子ビームが中央部に集まるか
らである。空洞の壁の一部が変形すると周波数に小さな
影響が及ぶ。変形を実効的なものにするためには、より
大きな機構を用いるべきである。
This tuner is not well suited to the frequencies of multibeam klystrons. The reason is that the cavity of a multibeam klystron is large and the electron beams are concentrated in the center. Deformation of a portion of the cavity wall has a small effect on the frequency. For the deformation to be effective, larger mechanisms should be used.

【0032】図2は多ビームクライストロンの同調器2
5が設けられている空洞20の横断面図である。この空
洞は円筒形である。このクライストロンは6つの電子ビ
ーム21を有する。それらの電子ビームは円筒形の中心
軸を中心とする円の上に分布している。電子ビーム21
はドリフト管22から出て空洞20に入り、空洞20を
出て別のドリフト管22に入る。空洞の内部では、各電
子ビーム21に対して2つのドリフト管22が互いに向
き合う。それらのドリフト管は相互作用空間により分離
させられる。上に電子ビームが分布させられる円の直径
は円筒の直径よりかなり短い。同調器25は同調腕23
を有する容量性同調器である。
FIG. 2 shows the tuner 2 of a multi-beam klystron.
FIG. This cavity is cylindrical. This klystron has six electron beams 21. These electron beams are distributed on a circle centered on the central axis of the cylinder. electron beam 21
exits the drift tube 22 and enters the cavity 20, exits the cavity 20 and enters another drift tube 22. Inside the cavity, two drift tubes 22 for each electron beam 21 face each other. The drift tubes are separated by an interaction space. The diameter of the circle on which the electron beam is distributed is considerably smaller than the diameter of the cylinder. The tuner 25 is the tuning arm 23
It is a capacitive tuner with

【0033】同調腕23は管の外から作動させられる。 ほぼ半径方向に動かすことにより同調腕23をドリフト
管へ接近させたり、ドリフト管から遠ざけることができ
る。空洞の内部を真空状態に維持するためにベローズ装
置24が用いられる。集束装置は図示していない。この
同調器は空洞の共振周波数を変化させるのに効率的であ
る。これとは対照的に、その同調器に近接している相互
作用空間の内部の電界を乱し、その同調器から遠く離れ
ている相互作用空間内の電界をほとんど、または全く乱
さない。電界の乱れのために集束がゆるめられ、発振が
ひき起され、寄生モードが現れる。
The tuning arm 23 is actuated from outside the tube. By moving generally in a radial direction, the tuning arm 23 can be moved closer to or away from the drift tube. A bellows device 24 is used to maintain a vacuum inside the cavity. A focusing device is not shown. This tuner is efficient in changing the resonant frequency of the cavity. In contrast, it disturbs the electric field within the interaction volume that is close to the tuner and has little or no disturbance to the electric field within the interaction volume that is far from the tuner. Due to disturbances in the electric field, the focus is loosened, oscillations are induced, and parasitic modes appear.

【0034】図3は本発明の周波数同調器が設けられて
いる空洞30を示す。この空洞は6つの電子ビーム31
を有するクライストロンの一部を構成する。図には電子
ビーム31が2つだけ示されている。同調器が設けられ
ていない別の空洞40は空洞30に類似する。2つの空
洞30と40は自由空間39により分離させられる。空
洞40は一部分だけが示されている。
FIG. 3 shows a cavity 30 in which the frequency tuner of the invention is provided. This cavity contains six electron beams 31
It forms part of a klystron with a Only two electron beams 31 are shown in the figure. Another cavity 40 is similar to cavity 30 without a tuner. The two cavities 30 and 40 are separated by a free space 39. Cavity 40 is only partially shown.

【0035】電子ビーム31は、XX′軸を中心とする
円の上に一様に分布させられ、空洞30と40を一方の
側から他方の側まで横切る。ドリフト管32は引き続く
2つの空洞30と40を結合する。各ドリフト管は電子
ビーム31を含む。ドリフト管は空洞の中に一方の側か
ら入り、他方の側で次の空洞の中に入る。これは空洞の
内部に突出部36を形成する。図3は、同調器が設けら
れている空洞30の内部の各電子ビームごとに向き合う
2つの突出部36を示す。向き合う2つの突出部の間に
相互作用空間が存在する。
The electron beam 31 is uniformly distributed on a circle centered on the XX' axis and traverses the cavities 30 and 40 from one side to the other. A drift tube 32 connects two successive cavities 30 and 40. Each drift tube contains an electron beam 31. The drift tube enters the cavity from one side and into the next cavity on the other side. This forms a protrusion 36 inside the cavity. FIG. 3 shows two facing projections 36 for each electron beam inside the cavity 30 in which the tuner is provided. An interaction space exists between the two facing protrusions.

【0036】空洞30と40は円筒形であり、かつ同一
にすることが好ましい。空洞30は側壁34と、XX′
軸に対してほぼ直交して、互いに向き合う2つの壁33
とを有する。2つの壁33はドリフト管32を指示する
。それらは電子ビーム31により横切られる。集束装置
42が空洞30と40を囲む。集束装置は、電子ビーム
の発散を阻止するために用いられる磁束を生ずる1組の
コイル41を有する。
Cavities 30 and 40 are preferably cylindrical and identical. The cavity 30 has side walls 34 and XX'
two walls 33 facing each other, approximately perpendicular to the axis;
and has. Two walls 33 define the drift tube 32. They are traversed by the electron beam 31. A focusing device 42 surrounds cavities 30 and 40. The focusing device has a set of coils 41 that generate a magnetic flux that is used to prevent divergence of the electron beam.

【0037】周波数同調器は容量性である。その周波数
同調器はXX′軸にほぼ平行な少なくとも1本のロッド
35を有する。このロッド35は壁33の1つを横切っ
て空洞30の中に突き出る。ロッド35はXX′軸に沿
って動くことができる。
The frequency tuner is capacitive. The frequency tuner has at least one rod 35 substantially parallel to the XX' axis. This rod 35 projects across one of the walls 33 and into the cavity 30. Rod 35 can move along the XX' axis.

【0038】各ロッド35の空洞の内部にある端部は丸
くして、アーク発生の危険を減ずるのが好ましい。
The end of each rod 35 inside the cavity is preferably rounded to reduce the risk of arcing.

【0039】ロッド35は適切な制御機構により管の外
部から作動させられる。この制御機構は、たとえば、回
転運動を並進運動へ変換することができる。管の外部に
設けられている軸43が回転駆動させられる。この軸は
XX′軸に平行である。リンクチェーンのような伝動要
素を回転駆動する第1の歯車要素44へ軸43は固定さ
れる。その伝動要素45は2個のコイル41の間を通っ
て管の中に入る。
The rod 35 is actuated from outside the tube by a suitable control mechanism. This control mechanism can, for example, convert a rotational movement into a translational movement. A shaft 43 provided outside the tube is driven to rotate. This axis is parallel to the XX' axis. The shaft 43 is fixed to a first gear element 44 which rotationally drives a transmission element such as a link chain. The transmission element 45 passes between the two coils 41 and enters the tube.

【0040】管の内部では、伝動要素45は少なくとも
1つの他の歯車要素46を回転駆動する。その歯車要素
46は、XX′軸にほぼ平行なねじ溝つきロッドには同
調器のロッド35が組合わされる。ねじ溝つきロッド4
7は同調器のロッド35の他端部48の中にねじこまれ
る。その他端部48は空洞30の外側に設けられる。端
部48には、たとえば、ロッド35の直径より長い直径
の円板状の足52を有する。足52は中空の案内部49
の中を滑る。この案内部49は円筒形にすることができ
る。案内部49の一方の側が空洞30の壁33に固定さ
れる。
Inside the tube, the transmission element 45 drives at least one other gear element 46 in rotation. The gear element 46 has a threaded rod substantially parallel to the XX' axis associated with the tuner rod 35. Threaded rod 4
7 is screwed into the other end 48 of the tuner rod 35. The other end 48 is provided outside the cavity 30. The end portion 48 has, for example, a disk-shaped foot 52 having a diameter longer than the diameter of the rod 35 . The legs 52 are hollow guide parts 49
Slide inside. This guide 49 can be cylindrical. One side of the guide 49 is fixed to the wall 33 of the cavity 30.

【0041】足52と案内部49は、ロッド35が回転
移動するのを阻止する装置をおのおの有する。この装置
は、たとえば、足52のドッグ点50と、案内部49の
内壁に形成された溝50とにより形成される。ドッグ点
50は溝51の中を滑る。同調器のロッド35は、ねじ
溝つきロッド47が回転運動するときに並進運動だけを
行う。
The legs 52 and the guide 49 each have a device that prevents rotational movement of the rod 35. This device is formed, for example, by a dog point 50 on the foot 52 and a groove 50 formed in the inner wall of the guide 49. Dog point 50 slides in groove 51. The tuner rod 35 only undergoes a translational movement when the threaded rod 47 moves in rotation.

【0042】ベローズ装置37が空洞30の内部の真空
状態を保持する。ベローズ装置37はたとえば案内部4
9の内部に設けられ、ロッド35を囲む。ベローズ装置
37は、たとえば、まず空洞30の内壁に、次にロッド
35の足52に、それぞれ半田付けすることにより、気
密を保つようにして固定することができる。
A bellows device 37 maintains a vacuum condition inside the cavity 30. The bellows device 37 is, for example, a guide part 4
9 and surrounds the rod 35. The bellows device 37 can be fixed in an air-tight manner, for example, by first soldering to the inner wall of the cavity 30 and then to the legs 52 of the rod 35, respectively.

【0043】図4は、周波数同調器が設けられている空
洞30のXX′軸に沿う断面図である。図3と図4は同
一の尺度では描いていない。3本のロッド35が示され
ている。伝送要素45が動きを3本のロッド35へ同時
に伝える。
FIG. 4 is a cross-sectional view along the XX' axis of the cavity 30 in which the frequency tuner is provided. 3 and 4 are not drawn to the same scale. Three rods 35 are shown. A transmission element 45 transmits motion to three rods 35 simultaneously.

【0044】3つの歯車要素46と3本のねじ溝つきロ
ッド47がこの場合に用いられる。
Three gear elements 46 and three threaded rods 47 are used in this case.

【0045】制御機構が大きいとしても、その制御機構
を2つの空洞30と40の間の空間39に納めることが
できる。
Even if the control mechanism is large, it can be accommodated in the space 39 between the two cavities 30 and 40.

【0046】集束装置42は周波数30の側壁34に対
しては閉じられたままである。このマイクロ波管の体積
と重量は増大しない。
Focusing device 42 remains closed to sidewall 34 at frequency 30. The volume and weight of this microwave tube do not increase.

【0047】ロッドの数は電子ビームの数に等しくする
ことが好ましいが、そうでない場合は電子ビームの数の
倍数または約数にすることが好ましい。ロッド35の横
断面は円形にすることができるが、別の形とすることも
できる。
The number of rods is preferably equal to the number of electron beams, but if not, it is preferably a multiple or divisor of the number of electron beams. The cross section of the rod 35 can be circular, but other shapes are also possible.

【0048】何本かのロッドを用いる場合には、それら
のロッドを、XX′軸を中心とする円の上に一様に分布
させるのが好ましい。この条件は相互作用空間の内部の
電界の対称性の乱れを可能な最小限だけ認めるように構
成される。
If several rods are used, they are preferably distributed uniformly on a circle centered on the XX' axis. This condition is configured to allow only the minimum possible disturbance of the symmetry of the electric field inside the interaction space.

【0049】多ビームクライストロンの場合には、組立
を容易にするために、突出部36と側壁34の間の空間
にロッドを位置させるのが好ましい。
In the case of a multi-beam klystron, it is preferred to locate the rod in the space between the projection 36 and the side wall 34 to facilitate assembly.

【0050】ロッドは順次作動させることができ、また
は一緒に動かすことができ、あるいは順次と同時の作業
を組合わせることができる。
[0050] The rods can be operated sequentially, or they can be moved together, or sequential and simultaneous operation can be combined.

【0051】ロッド35は金属または誘電体材料で製作
することができる。ロッドを金属で製作する場合には銅
を使用することができ、誘電体材料で製作する場合には
例えば低損失アルミナ、または酸化ベリリウムを使用す
ることができる。
[0051] Rod 35 can be made of metal or dielectric material. If the rod is made of metal, copper can be used; if it is made of dielectric material, for example low-loss alumina or beryllium oxide can be used.

【0052】壁33を貫通する1本または複数のロッド
と、他の向き合う壁33を貫通する1本または複数のロ
ッドとを使用することが可能である。それらのロッドが
ぶつからなければ十分である。
It is possible to use one or more rods passing through the wall 33 and one or more rods passing through the other opposing wall 33. It is sufficient that the rods do not collide.

【0053】次に、1本または複数のロッド35の位置
の関数として空洞の共振周波数を変化させることについ
て説明する。より多くのロッドを内部に引き込むと周波
数は低くなる。ロッド35が相互作用空間に達する前に
ロッド35は周波数に作用する。
Next, varying the resonant frequency of the cavity as a function of the position of one or more rods 35 will be described. The frequency decreases as more rods are pulled inside. The rod 35 acts on the frequency before it reaches the interaction space.

【0054】ロッド35は空洞の内部へ徐々に入れられ
る。ロッド35が横切った壁に向き合う壁33にロッド
の端部38が接触する前に、ロッド35を挿入する操作
を停止する。
The rod 35 is gradually introduced into the cavity. The operation of inserting the rod 35 is stopped before the end 38 of the rod contacts the wall 33 opposite the wall traversed by the rod 35.

【0055】周波数の共振周波数の変化が図5のカーブ
Iで示されている。
The change in resonance frequency is shown by curve I in FIG.

【0056】カーブIIは、第1のロッドが最大限に挿
入されたままである間に、第2のロッドが挿入された時
の、同じ空洞の共振周波数の変化を示す。
Curve II shows the change in the resonant frequency of the same cavity when a second rod is inserted while the first rod remains fully inserted.

【0057】カーブIII は、初めの2本のロッドが
最大限に挿入されたままである間に、第3のロッドが挿
入された時の、同じ周波数の共振周波数の変化を示す。
Curve III shows the change in the resonant frequency of the same frequency when a third rod is inserted while the first two rods remain fully inserted.

【0058】破線カーブは、3本のロッドを同時に動か
した同調器の同じ空洞の共振周波数の変化を示す。周波
数の変化は迅速である。ロッドを同時に動かすものとす
ると、それらのロッドが最大限挿入された時には、ロッ
ドを順次動かした時に得られる周波数にほぼ等しい周波
数が得られる。
The dashed curve shows the change in the resonant frequency of the same cavity of the tuner with three rods moved simultaneously. Changes in frequency are rapid. If the rods are moved simultaneously, when the rods are fully inserted, a frequency approximately equal to that obtained when the rods are moved sequentially is obtained.

【0059】それらのカーブは下記の寸法を有する円筒
形空洞について測定した得たものである。
The curves were obtained by measurements on a cylindrical cavity with the following dimensions:

【0060】 高さ          …    57mm直径  
        …  175mmロッドの直径  …
      3mmこの測定の結果は、寄生モードが出
現するまでに10〜15%のオーダーの周波数変化を行
わせることが可能であることを示す。
[0060] Height: 57mm diameter
… 175mm rod diameter …
3 mm The results of this measurement show that it is possible to make frequency changes on the order of 10-15% before parasitic modes appear.

【0061】この測定の結果は、本発明の時は空洞のR
/Q係数に影響をほとんど及ぼさないことを示す。空洞
のR/Q係数は電子ビームに対する空洞の結合を特徴づ
け、したがって管の利得と効率に影響を及ぼす。
The results of this measurement show that in the present invention, the radius of the cavity is
/ indicates that it has almost no effect on the Q factor. The R/Q factor of the cavity characterizes the coupling of the cavity to the electron beam and thus affects the gain and efficiency of the tube.

【0062】多ビームクライストロンの場合には、全て
の相互作用空間内でのR/Q係数はほぼ一定の値を有す
る。このために、同調器は相互作用空間内部の電界分布
の対称性を実際的に乱すことがないことが判明している
In the case of a multi-beam klystron, the R/Q coefficients in all interaction spaces have approximately constant values. For this reason, it has been found that the tuner does not practically disturb the symmetry of the electric field distribution inside the interaction space.

【0063】図6と図7は、同調器の変更例が設けられ
ている多ビームクライストロンの空洞の縦断面図と横断
面図をそれぞれ示す。図示を明確にするために、それら
の図には同調器の制御機構も集束装置も示していない。
FIGS. 6 and 7 show longitudinal and cross-sectional views, respectively, of the cavity of a multibeam klystron in which a modified version of the tuner is provided. For clarity of illustration, neither the tuner control mechanism nor the focusing device is shown in the figures.

【0064】図3、図4の装置と、図6、図7の装置と
の間の主な違いは空洞30内のロッド65の端部68に
ついてのものである。ロッド65の端部68はいまはリ
ング61に固定される。このリング61はロッド65と
同時に動かされ、ロッド65は同時に作動させられる。 この多ビームクライストロンについての測定の結果は、
空洞の周波数の変化がリングの有無とは無関係にほぼ同
じであることを示している。空洞のQ係数Q0 がより
低いことがわかる。そのQ係数は100のオーダーであ
るが、リングがないと600または1000までも増大
しうる。
The main difference between the device of FIGS. 3 and 4 and the device of FIGS. 6 and 7 is with respect to the end 68 of the rod 65 within the cavity 30. The end 68 of the rod 65 is now fixed to the ring 61. This ring 61 is moved simultaneously with the rods 65, and the rods 65 are actuated simultaneously. The measurement results for this multi-beam klystron are:
It shows that the change in the frequency of the cavity is almost the same regardless of the presence or absence of the ring. It can be seen that the Q-factor Q0 of the cavity is lower. Its Q-factor is on the order of 100, but without the ring it can increase to 600 or even 1000.

【0065】しかし、この変更例の主な利点は、ロッド
の端部にアーク放電が生ずる限界が拡がることである。 実際上、電界はロッドの端部68に重畳されるのではな
くて、リング全体にわたって分布させられる。
However, the main advantage of this modification is that it increases the limits for arcing at the ends of the rods. In effect, the electric field is not superimposed on the ends 68 of the rods, but is distributed over the entire ring.

【0066】この装置の価値は、このマイクロ波管をよ
り高いピーク値で動作することを可能にすることである
The value of this device is that it allows the microwave tube to operate at higher peak values.

【0067】リングは金属または誘電体材料で製作する
ことができる。たとえば金属、アルミナまたは酸化ベリ
リウムを使用することが可能である。
[0067] The ring can be made of metal or dielectric material. For example, it is possible to use metal, alumina or beryllium oxide.

【0068】ロッドとリングは、同じ材料で製作しても
よいし、異なる材料で製作してもよい。
[0068] The rod and ring may be made of the same material or different materials.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明によれば、管の動作を増大させず
、また管の体積や容量も増大させない、周波数同調可能
な空洞を有するマイクロ波管を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a microwave tube having a frequency-tunable cavity that does not increase the operation of the tube or increase the volume or capacity of the tube.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】誘導性同調器が設けられている単一ビームの空
洞の縦断面図。
FIG. 1 shows a longitudinal section through a single beam cavity provided with an inductive tuner.

【図2】容量性同調器が設けられている多ビームクライ
ストロンの空洞の横断面図。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of a multi-beam klystron cavity provided with a capacitive tuner.

【図3】本発明の多ビームクライストロンを同調させる
ための装置が設けられている空洞の縦断面図。
FIG. 3 shows a longitudinal section through a cavity in which a device for tuning a multibeam klystron according to the invention is provided.

【図4】図3の空洞のAA′線に沿う横断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view along line AA' of the cavity in FIG. 3;

【図5】ロッドの挿入深さの関数としての周波数の変化
を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing the change in frequency as a function of rod insertion depth.

【図6】本発明の多ビームクライストロンを同調する装
置が設けられている空洞の変形例の縦断面図。
FIG. 6 shows a longitudinal sectional view of a variant of a cavity in which a device for tuning a multi-beam klystron according to the invention is provided.

【図7】図6の空洞のBB′線に沿う横断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view of the cavity in FIG. 6 along line BB'.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2、33、34  壁 3、22、32  ドリフト管 4、25  同調器 6  ピストン 7  膜 8、42  集束装置 20、30、40  空洞 23  同調腕 24、37  ベローズ装置 35、65  ロッド 36  突出部 41  コイル 43  軸 44、46  歯車要素 45  伝動要素 47  ねじ溝つきロッド 61  リング 1, 2, 33, 34 Wall 3, 22, 32 Drift tube 4, 25 Tuner 6 Piston 7 Membrane 8, 42 Focusing device 20, 30, 40 hollow 23 Synchronized arm 24, 37 Bellows device 35, 65 rod 36 Protruding part 41 Coil 43 axis 44, 46 Gear element 45 Transmission element 47 Threaded rod 61 ring

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも1つの電子ビームにより交差さ
せられる、側壁により囲まれた少なくとも1つの空洞を
含み、この空洞には、XX′軸にほぼ平行な少なくとも
1本のロッドを含む周波数同調器が設けられ、そのロッ
ドはXX′軸に沿って動くことができる、XX′を中心
として組立てられたマイクロ波管において、前記ロッド
が電子ビームと側壁の間に含まれる領域内で空洞内に突
き出していることを特徴とするマイクロ波管。
1. A frequency tuner comprising at least one cavity surrounded by sidewalls and intersected by at least one electron beam, the cavity comprising at least one rod substantially parallel to the XX' axis. provided, the rod being movable along the XX' axis, in a microwave tube assembled around XX', the rod protruding into the cavity in an area comprised between the electron beam and the side wall; A microwave tube characterized by:
【請求項2】前記同調器のロッドが制御機構により作動
させられるマイクロ波管であって、前記制御機構が、X
X′軸にほぼ平行であって、回転的に作動させられ、運
動中に、マイクロ波管内に突き出ている伝動装置に固定
されている第1の歯車要素を駆動する、マイクロ波管の
外部の軸と、前記伝動装置により回転駆動させられる、
マイクロ波管内の少なくとも1つの第2の歯車要素と、
この第2の歯車要素へ固定され、XX′軸にほぼ平行で
あって、前記同調器のロッドの内部へねじ込まれるねじ
溝つきロッドと、を含み、このねじ溝つきロッドがねじ
こまれることによって前記同調器のロッドが案内部の内
部をほぼ滑りつつ移動させられる、請求項1に記載のマ
イクロ波管。
2. A microwave tube in which the rod of the tuner is actuated by a control mechanism, the control mechanism being
external to the microwave tube, approximately parallel to the a shaft and rotationally driven by the transmission device;
at least one second gear element within the microwave tube;
a threaded rod fixed to the second gear element, substantially parallel to the XX' axis, and threaded into the interior of the tuner rod; 2. The microwave tube of claim 1, wherein the tuner rod is moved substantially slidingly inside the guide.
【請求項3】ロッドの数が電子ビームの数に等しいか、
あるいは電子ビームの数の約数または倍数に等しい、請
求項1または2に記載のマイクロ波管。
3. The number of rods is equal to the number of electron beams, or
Microwave tube according to claim 1 or 2, or equal to a submultiple or multiple of the number of electron beams.
【請求項4】ロッドは空洞内に丸くされた端部を有して
いる、請求項1に記載のマイクロ波管。
4. The microwave tube of claim 1, wherein the rod has a rounded end within the cavity.
【請求項5】何本かのロッドがある場合において、それ
らのロッドはXX′軸を中心とする円上に均一に分布さ
れ、その円は電子ビームを囲んでいる、請求項1に記載
のマイクロ波管。
5. In the case where there are several rods, the rods are uniformly distributed on a circle centered on the XX' axis, the circle surrounding the electron beam. microwave tube.
【請求項6】何本かのロッドを備え、全てのロッドの空
洞内の端部は1つのリングに固定され、各ロッドが同時
に作動させられる、請求項1に記載のマイクロ波管。
6. Microwave tube according to claim 1, comprising several rods, the ends of all the rods in the cavity are fixed in one ring, and each rod is actuated simultaneously.
【請求項7】ロッドとリングの少なくとも一方が金属で
製作されている、請求項1に記載のマイクロ波管。
7. The microwave tube according to claim 1, wherein at least one of the rod and the ring is made of metal.
【請求項8】ロッドとリングの少なくとも一方が銅で製
作されるている、請求項1に記載のマイクロ波管。
8. The microwave tube of claim 1, wherein at least one of the rod and the ring is made of copper.
【請求項9】ロッドとリングの少なくとも一方が誘電体
材料で製作されている、請求項1に記載のマイクロ波管
9. The microwave tube of claim 1, wherein at least one of the rod and the ring is made of dielectric material.
【請求項10】ロッドとリングの少なくとも一方がアル
ミナまたは酸化ベリリウムで製作されている、請求項9
に記載のマイクロ波管。
10. Claim 9, wherein at least one of the rod and the ring is made of alumina or beryllium oxide.
The microwave tube described in.
【請求項11】マイクロ波管が単一ビームクライストロ
ンまたは多ビームクライストロンである、請求項1に記
載のマイクロ波管。
11. The microwave tube of claim 1, wherein the microwave tube is a single beam klystron or a multibeam klystron.
JP5382491A 1990-02-27 1991-02-26 Microwave tube Pending JPH04218241A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9002417 1990-02-27
FR9002417A FR2658950B1 (en) 1990-02-27 1990-02-27 FREQUENCY TUNABLE MICROWAVE TUBE.

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