JPH04366529A - マイクロ波管用電子銃 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波管用電子銃
に関し、特に真空封止後、真空外部から容易に陰極電流
の調整や電子ビーム透過調整ができるマイクロ波管用電
子銃に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のマイクロ波管用電子銃は、図４に
示すように円板状の陰極１とこれの外側に近接して配置
された円筒状の集束電極２と中心に電子ビーム６の通過
する穴を有する陽極３が、円筒状の陰極・陽極間絶縁体
４や金属部材５などにより構成される真空容器の中に陰
極・集束電極支持体７及び陽極支持体８を介して同軸的
に配設されている。さらに、図において、９は陰極１を
加熱するヒータ、１０は電子銃側磁極、１１は磁極、１
２は磁石、１３は入力窓、１４は高周波回路を表す。

【０００３】通常、陰極１と集束電極２は、図に示すよ
うに同電位で動作され、陰極１及び集束電極２と陽極３
の間には、陰極・陽極間絶縁体４を挟んで、陰極・集束
電極支持体７及び陽極支持体８を介して高い電圧、即ち
陽極電圧Ｖａが印加される。次に、マイクロ波管用電子
銃の動作について説明する。ヒータ９により加熱された
陰極１からは熱電子が放出されるが、この電子は陰極１
と陽極２の間に印加された陽極電圧Ｖａにより加速され
、陽極２の方に進行する。また、径の大きな陰極１から
放出された電子が陽極２の電子ビーム通過用の穴を通っ
て、高周波回路１４で所定の細い電子ビーム６を形成す
るように集束電極３を陰極１に近接して外側に配置して
いる。また、電子銃からの電子ビーム６は高周波回路部
で所定の細いビーム径に、磁極１１と磁石１２を周期的
に配列した周期磁界装置で集束されている。

【０００４】一般にマイクロ波管用の電子銃は、安定な
動作を得るために空間電荷制限動作状態で動作されるが
、このとき、陽極電圧Ｖａと陰極から放出される電子に
よる陰極電流Ｉｋとの間に、 Ｉｋ＝Ｐμ・Ｖａ３／２　…………（１）なる関係が存
在し、Ｐμは陰極１、陽極２及び集束電極３の幾何学的
形状によって決まる定数であり、パービアンスと呼ばれ
る。従って、従来のマイクロ波管用電子銃では、高周波
回路１４での電子ビーム６の形状及び陰極電流Ｉｋは、
陰極１と陽極２の間に印加される電圧Ｖａと陰極１と陽
極３及び集束電極２の幾何学的形状と配置寸法によって
のみにより決まる。つまり真空封止された状態でのマイ
クロ波管において、陰極電流Ｉｋを変更する手段は陽極
電圧Ｖａによるのみである。

【０００５】なお、ここでは従来のマイクロ波管用の電
子銃として、陽極３と高周波回路１４が同電位で動作す
る場合を示したが、この他に陽極３と高周波回路１４を
電気的に分離して別々の電位で動作するマイクロ波管用
の電子銃もある。

【０００６】一方、マイクロ波管の高周波特性で最も重
要な出力や利得は陰極電流Ｉｋによって大きく左右され
る。従って、通常の場合、電子銃の各電極寸法や電極間
寸法の製作誤差によって、管球毎のパービアンスが１０
％程度バラツキを生じ、所定の陽極電圧Ｖａで所定の陰
極電流Ｉｋが得られない場合もある。マイクロ波管の中
でもクライストロンの場合、陽極電圧Ｖａによる高周波
特性への影響は僅かであるで、管球毎のパービアンスの
ずれは、通常電源装置の許容範囲内の陽極電圧Ｖａの調
整で補正できる。しかし、進行波管の場合、増幅作用は
回路波の位相速度と電子ビームの速度がほぼ同じになる
時にのみ起こる。従って、進行波管においては、回路波
と同期するための高周波回路の電圧Ｖｂと出力や利得を
得るために必要な電子銃の陽極電圧Ｖａを一致させる必
要があるが、電子銃及び高周波回路の製造上のバラツキ
から、両者を一致させることは極めて難しい。そこで、
通常は、前述の高周波回路１４と陽極３を電気的に分離
して動作させる電子銃が用いられてきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、電源装
置を含む進行波管増幅器としての簡単化と取り扱いの容
易性の面から、進行波管においても陽極と高周波回路が
同電位で動作する電子銃が強く要求されている。前述し
たように、進行波管に陽極３と高周波回路１４が同電位
で動作する電子銃を適用した場合、陽極電位Ｖａは高周
波回路の位相速度と同期するように決められるが、この
とき管球毎の製造上のバラツキによって、位相速度を同
期させると出力や利得を得るのに十分な陰極電流Ｉｋが
得られなくなるという問題があった。

【０００８】さらに、陽極３及び高周波回路１４が同電
位で動作する電子銃と分離された電子銃のいずれにおい
ても、組立精度特に偏心によって発生する電子ビームの
曲がりを補正するための調整はこれまで、真空封止後磁
界を調整することによっておこなってきたが、電界の偏
心を磁界によって調整しているため時間がかかる等の問
題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、円板状の陰極
とこれの外側に近接して配置された円筒状の集束電極と
中心に電子ビーム通過用の穴を有する陽極が、円筒状の
陰極・陽極絶縁体や金属部材などにより構成される真空
容器の中に、直接又は電極支持体を介して同軸的に配設
されたマイクロ波管用電子銃において、陰極・陽極絶縁
体の外側に近接して着脱可能な状態で調整用金属部材を
配置している。調整用金属部材は、円筒形状や非軸対称
な円筒形状をしている。

【００１０】

【作用】以上の本発明に従うマイクロ波管用電子銃にお
いては、適当な調整用金属部材を、円筒状の陰極・陽極
絶縁体の外側に配置し、真空封止後、外部から陰極と陽
極の間の電位分布を調整することにより、電子銃のパー
ビアンス及びビーム透過の調整を可能にするものである
。

【００１１】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する
。

【００１２】図１は本発明に従うマイクロ波管用電子銃
の第１の実施例の概略的な構成を示す断面図である。本
発明に従うマイクロ波管用電子銃の構造は大部分図４に
示した従来のマイクロ波管用電子銃と同じである。そこ
で図４と同様の部材には同じ参照番号を付して示してあ
る。

【００１３】即ち、本発明のマイクロ波管用電子銃は、
円板状の陰極１とこれの外側に近接して配置された円筒
状の集束電極２と中心に電子ビーム６の通過する穴を有
する陽極３が、円筒状の陰極・陽極間絶縁体４や金属部
材５などにより構成される真空容器の中に陰極・集束電
極支持体７及び陽極支持体８を介して同軸的に配設され
、かつ、陰極・陽極間絶縁体４の外側に、近接して円筒
状の調整用金属部材１５が配置されている。さらに、図
において、９は陰極を加熱するヒータ、１０は電子銃側
磁極、１１は磁極、１２は磁石、１３は入力窓、１４は
高周波回路を表す。

【００１４】陰極１と集束電極２は、図に示すように同
電位で動作され、陰極１及び集束電極２と陽極３の間に
は、陰極・陽極間絶縁体４を挟んで、陰極・集束電極支
持体７及び陽極支持体８を介して高い電圧が印加される
。

【００１５】次に、本発明によるマイクロ波管用電子銃
の動作について説明する。ヒータ９により加熱された陰
極１からは熱電子が放出されるが、この電子は陰極１と
陽極３の間に印加された陽極電圧Ｖａにより加速され、
陽極３の方に進行する。また、陰極１から放出された電
子が陽極３の電子ビーム通過用の穴を通って、高周波回
路１４で所定の細い電子ビーム６を形成するように、集
束電極２を陰極１に近接して外側に配置している。また
、電子銃からの電子ビーム６は高周波回路１４で所定の
細いビーム径に、磁極１１と磁石１２を周期的配列して
なる周期磁界装置で集束されている。この電子銃の動作
において、電子ビームの集束及び陰極電流は陽極電圧Ｖ
ａと陰極１と集束電極２及び陽極３の形状と配置によっ
て決まる電界が電子に作用することによって決定する。 そこで陰極・陽極間絶縁体４の外側に近接して、調整用
金属部材１５を配置することにより、真空封止後におい
て電子銃の中の電子が通過する位置での電界分布を調整
することが可能である。図１に実線で円筒状の調整用金
属部材１５の長さが陰極・陽極間絶縁体４の長さの半分
程度の時の等電位線の様子を、点線で調整用金属部材１
５の長さが０即ち従来の電子の場合の等電位線を示す。 つまり、この等電位線のちがいが外部から調整用金属部
材１５によりパービアンスの調整を可能とするもので、
マイクロ波管としての動作特性を見た後で、最適なパー
ビアンスになるように調整用金属部材１５の長さを調整
するものである。通常、調整用金属部材１５の長さの調
節によるパービアンスの可変範囲は１０〜２０％程度で
あり、十分に製造上のバラツキを補正できる。

【００１６】図３は調整用金属部材の別の形状を示す。 図に示すように非軸対称構造とした調整用金属部材１５
′を、第１の実施例において用いることにより、電子銃
の組立時の偏心等によるビーム透過不良を改善するため
の調整も可能である。

【００１７】次に、本発明の第２の実施例を図２に示す
。図において、３′は陽極、４′は陰極・陽極間絶縁体
、１６は陽極・高周波回路間絶縁体、７′は陰極・集束
電極支持体、１７は高周波回路部材を表している。その
他については図１に示した部材と同じであるので、同じ
参照番号を用いている。

【００１８】本実施例は、陽極３′と高周波回路１４が
独立した電位で動作するマイクロ波管用電子銃に本発明
を適用した例であり、陰極・陽極間絶縁体４′の外側に
近接して調整用金属部材１５配置することにより、パー
ビアンスの調整を可能にしている。また、調整用金属部
材１５に図３の調整用金属部材１５′を用いれば、容易
にビーム透過の調整を行えることも第１の実施例と同じ
である。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に従うマイ
クロ波管用電子銃においては、適当な金属部材を、陰極
・陽極間絶縁体の外側に配置することにより、パービア
ンス及びビーム透過の調整を真空封止後に容易に可能に
したものであり、特に近年の陽極と高周波回路が同電位
で動作する進行波管に適合する電子銃を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるマイクロ波管用電子銃の第１の実
施例を示す断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す断面図である。

【図３】本発明に用いる調整用金属部材の形状の一例を
示す断面図である。

【図４】従来のマイクロ波管用電子銃を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１　　　　陰極 ２　　　　集束電極 ３，３′　　　　陽極 ４，４′　　　　陰極・陽極間絶縁体 ５　　　　金属部材 ６　　　　電子ビーム ７，７′　　　　陰極・集束電極支持体８　　　　陽極
支持体 ９　　　　ヒータ １０　　　　電子銃側磁極 １１　　　　磁極 １２　　　　磁石 １３　　　　真空窓 １４　　　　高周波回路 １５，１５′　　　　調整用金属部材 １６　　　　陽極・高周波回路間絶縁体１７　　　　高
周波回路部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　円板状の陰極とこれの外側に近接して
   配置された円筒状の集束電極と中心に電子ビーム通過用
   の穴を有する陽極が、円筒状の陰極・絶縁体や金属部材
   などにより構成される真空容器の中に、直接又は電極支
   持体を介して同軸的に配設されたマイクロ波管用電子銃
   において、前記陰極・陽極絶縁体の外側に近接して着脱
   可能な状態で調整用金属部材を配置したことを特徴とす
   るマイクロ波管用電子銃。
2. 【請求項２】　　前記調整用金属部材は円筒形状を有す
   る請求項１記載のマイクロ波管用電子銃。
3. 【請求項３】　　前記調整用金属部材は非軸対称円筒形
   状を有する請求項１記載のマイクロ波管用電子銃。