JPH04368753A - ジャイロトロン管 - Google Patents
ジャイロトロン管Info
- Publication number
- JPH04368753A JPH04368753A JP17035891A JP17035891A JPH04368753A JP H04368753 A JPH04368753 A JP H04368753A JP 17035891 A JP17035891 A JP 17035891A JP 17035891 A JP17035891 A JP 17035891A JP H04368753 A JPH04368753 A JP H04368753A
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- JP
- Japan
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- cavity resonator
- section
- cavity
- electron gun
- electron beam
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- Pending
Links
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 16
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 108010083687 Ion Pumps Proteins 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、核融合プラズマの加
熱・散乱計測などに用いられるジャイロトロン管に関す
るものである。
熱・散乱計測などに用いられるジャイロトロン管に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は例えば特開昭６３−２４５８４４
号公報に示された従来のジャイロトロン管を示す断面側
面図であり、図において、１はカソード２、エミッショ
ンベルト３及びアノードから構成され、電子ビーム５を
発生する電子銃部、４は電子銃部１に磁場を発生させる
ための電子銃部コイル、６は電子銃部１より発生された
電子ビーム５をサイクロトロン運動させるべくその電子
ビーム５に磁場を印加するビームドリフト部、７はビー
ムドリフト部６によりサイクロトロン運動された電子ビ
ーム５を高周波電磁場と相互作用させ、高周波の電磁波
を励起する空胴共振器、８はジャイロトロン管の軸方向
に磁場を発生させるための主磁場コイル、９は空胴共振
器７により励起された電磁波を導波するとともに、電子
ビーム５を回収するコレクタ部、１０はコレクタ部９に
より導波された電磁波を外部に放射するとともに、高真
空であるジャイロトロン管内を大気から遮断する高周波
窓である。
号公報に示された従来のジャイロトロン管を示す断面側
面図であり、図において、１はカソード２、エミッショ
ンベルト３及びアノードから構成され、電子ビーム５を
発生する電子銃部、４は電子銃部１に磁場を発生させる
ための電子銃部コイル、６は電子銃部１より発生された
電子ビーム５をサイクロトロン運動させるべくその電子
ビーム５に磁場を印加するビームドリフト部、７はビー
ムドリフト部６によりサイクロトロン運動された電子ビ
ーム５を高周波電磁場と相互作用させ、高周波の電磁波
を励起する空胴共振器、８はジャイロトロン管の軸方向
に磁場を発生させるための主磁場コイル、９は空胴共振
器７により励起された電磁波を導波するとともに、電子
ビーム５を回収するコレクタ部、１０はコレクタ部９に
より導波された電磁波を外部に放射するとともに、高真
空であるジャイロトロン管内を大気から遮断する高周波
窓である。
【０００３】次に動作について説明する。
【０００４】まず、電子銃部１のエミッションベルト２
から飛び出した電子はホロー状の電子ビーム５を形成し
、次第に強くなる磁場によって電子ビーム５のビーム半
径を小さくしながら空胴共振器７の共振空胴内に入射さ
れる。
から飛び出した電子はホロー状の電子ビーム５を形成し
、次第に強くなる磁場によって電子ビーム５のビーム半
径を小さくしながら空胴共振器７の共振空胴内に入射さ
れる。
【０００５】そして、共振空胴内において、電子は、主
磁場コイル８により印加されている磁場で決まる電子自
身のサイクロトロン周波数Ωｃの整数倍の周波数、即ち
ｎΩｃ（ｎ＝１，２，３…）にほぼ等しい周波数（高周
波電磁場）を共振空胴器７の共振周波数とする共振モー
ドと相互作用（特に、ｎ＝１の基本波と強く相互作用）
される。これにより、電子の回転エネルギーは、共振電
磁波のエネルギーに変換され、強い高周波の電磁波が励
起される。そして、この電磁波は導波管を兼ねているコ
レクタ部９を伝搬され、高周波窓１０を透過して外部に
放射される。
磁場コイル８により印加されている磁場で決まる電子自
身のサイクロトロン周波数Ωｃの整数倍の周波数、即ち
ｎΩｃ（ｎ＝１，２，３…）にほぼ等しい周波数（高周
波電磁場）を共振空胴器７の共振周波数とする共振モー
ドと相互作用（特に、ｎ＝１の基本波と強く相互作用）
される。これにより、電子の回転エネルギーは、共振電
磁波のエネルギーに変換され、強い高周波の電磁波が励
起される。そして、この電磁波は導波管を兼ねているコ
レクタ部９を伝搬され、高周波窓１０を透過して外部に
放射される。
【０００６】ここで、電子のサイクロトロン周波数Ωｃ
は、 Ωｃ＝ｅＢ／ｒｍ で与えられる。但し、ｅ：電子の電荷、Ｂ：共振空胴内
での磁束密度、ｒ：相対論的係数、ｍ：電子の静止質量
である。
は、 Ωｃ＝ｅＢ／ｒｍ で与えられる。但し、ｅ：電子の電荷、Ｂ：共振空胴内
での磁束密度、ｒ：相対論的係数、ｍ：電子の静止質量
である。
【０００７】次に、ジャイロトロン管の構造について説
明する。空胴共振器７には円筒型の共振空胴が用いられ
、電子銃部１側はテーパ状に半径が小さくなり、コレク
タ部９側はテーパ状に広がっているのが一般的形状であ
る。このような空胴共振器７には多数の共振モードが存
在し、その共振周波数は円筒の半径や長さ、テーパの角
度によって決まる離散的な値をとる。したがって、ジャ
イロトロン管を用いて、連続的な発振周波数を得ること
は困難であり、所望の周波数を得るためには、その周波
数で共振モードが存在するように空胴共振器７を設計し
なければならない。
明する。空胴共振器７には円筒型の共振空胴が用いられ
、電子銃部１側はテーパ状に半径が小さくなり、コレク
タ部９側はテーパ状に広がっているのが一般的形状であ
る。このような空胴共振器７には多数の共振モードが存
在し、その共振周波数は円筒の半径や長さ、テーパの角
度によって決まる離散的な値をとる。したがって、ジャ
イロトロン管を用いて、連続的な発振周波数を得ること
は困難であり、所望の周波数を得るためには、その周波
数で共振モードが存在するように空胴共振器７を設計し
なければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のジャイロトロン
管は以上のように構成されているので、任意の周波数を
得るためには、その任意の周波数となるように空胴共振
器を設計したジャイロトロン管をその都度製作しなけれ
ばならず、高コストになるなどの課題があった。
管は以上のように構成されているので、任意の周波数を
得るためには、その任意の周波数となるように空胴共振
器を設計したジャイロトロン管をその都度製作しなけれ
ばならず、高コストになるなどの課題があった。
【０００９】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、空胴共振器のみを交換可能とする
ことによって任意の周波数を容易に得るとともに、大出
力化、長パルス化を可能とするジャイロトロン管を得る
ことを目的とする。
めになされたもので、空胴共振器のみを交換可能とする
ことによって任意の周波数を容易に得るとともに、大出
力化、長パルス化を可能とするジャイロトロン管を得る
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係るジャイロ
トロン管は、空胴共振器とビームドリフト部及びコレク
タ部とをフランジ接合とし、かつ、電子銃部内を真空排
気すべくその空胴共振器の共振空胴の外側にその電子銃
部内と排気ポンプとを通ずる貫通穴を設けるとともに、
その空胴共振器の共振空胴の外側に冷却水を通す冷却水
通路を設けたものである。
トロン管は、空胴共振器とビームドリフト部及びコレク
タ部とをフランジ接合とし、かつ、電子銃部内を真空排
気すべくその空胴共振器の共振空胴の外側にその電子銃
部内と排気ポンプとを通ずる貫通穴を設けるとともに、
その空胴共振器の共振空胴の外側に冷却水を通す冷却水
通路を設けたものである。
【００１１】
【作用】この発明におけるジャイロトロン管は、空胴共
振器とビームドリフト部及びコレクタ部とをフランジ接
合したことにより、その空胴共振器の交換が可能となり
、また、空胴共振器の共振空胴の外側に貫通穴及び冷却
水通路を設けたことにより、電子銃部内が排気ポンプに
よって高真空を維持されるとともに、空胴共振器が冷却
される。
振器とビームドリフト部及びコレクタ部とをフランジ接
合したことにより、その空胴共振器の交換が可能となり
、また、空胴共振器の共振空胴の外側に貫通穴及び冷却
水通路を設けたことにより、電子銃部内が排気ポンプに
よって高真空を維持されるとともに、空胴共振器が冷却
される。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例によるジャイロトロン
管を示す断面側面図であり、図において、従来のものと
同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する
。
する。図１はこの発明の一実施例によるジャイロトロン
管を示す断面側面図であり、図において、従来のものと
同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する
。
【００１３】１１はビームドリフト部６によりサイクロ
トロン運動された電子ビーム５を高周波磁場と相互作用
させ、高周波の電磁波を励起する空胴共振器、１２は空
胴共振器１１の共振空胴、１３は電子銃部１内を真空排
気すべくその空胴共振器１１の共振空胴１２の外側に設
けられた貫通穴であり、この貫通穴１３は電子銃部１内
とイオンポンプ（排気ポンプ）２０と通じている。１４
は空胴共振器１１の共振空胴１２の外側に設けられた冷
却水を通す冷却水通路、１５は冷却水通路１４の冷却水
入口、１６は冷却水通路１４の冷却水出口、１７は空胴
共振器１１のフランジであり、ビームドリフト部６のフ
ランジ１８及びコレクタ部９のフランジ１９とフランジ
接合されている。２１は主にコレクタ部９内を真空排気
するイオンポンプ、２２はコレクタ部９を冷却する冷却
水通路の入口、２３はコレクタ部９を冷却する冷却水通
路の出口、２４は高周波窓１０を冷却する冷却水通路の
入口、２５は高周波窓１０を冷却する冷却水通路の出口
である。
トロン運動された電子ビーム５を高周波磁場と相互作用
させ、高周波の電磁波を励起する空胴共振器、１２は空
胴共振器１１の共振空胴、１３は電子銃部１内を真空排
気すべくその空胴共振器１１の共振空胴１２の外側に設
けられた貫通穴であり、この貫通穴１３は電子銃部１内
とイオンポンプ（排気ポンプ）２０と通じている。１４
は空胴共振器１１の共振空胴１２の外側に設けられた冷
却水を通す冷却水通路、１５は冷却水通路１４の冷却水
入口、１６は冷却水通路１４の冷却水出口、１７は空胴
共振器１１のフランジであり、ビームドリフト部６のフ
ランジ１８及びコレクタ部９のフランジ１９とフランジ
接合されている。２１は主にコレクタ部９内を真空排気
するイオンポンプ、２２はコレクタ部９を冷却する冷却
水通路の入口、２３はコレクタ部９を冷却する冷却水通
路の出口、２４は高周波窓１０を冷却する冷却水通路の
入口、２５は高周波窓１０を冷却する冷却水通路の出口
である。
【００１４】次に動作について説明する。
【００１５】電子の動きについては従来のものと同様で
あるため説明を省略し、ジャイロトロン管の構造につい
て説明する。まず、空胴共振器１１は、自身のフランジ
１７がビームドリフト部６のフランジ１８及びコレクタ
部９のフランジ１９とフランジ接合されているため、必
要に応じ交換することができる。従って、空胴共振器１
１を交換することによって任意の周波数を得ることがで
きる。
あるため説明を省略し、ジャイロトロン管の構造につい
て説明する。まず、空胴共振器１１は、自身のフランジ
１７がビームドリフト部６のフランジ１８及びコレクタ
部９のフランジ１９とフランジ接合されているため、必
要に応じ交換することができる。従って、空胴共振器１
１を交換することによって任意の周波数を得ることがで
きる。
【００１６】次に、ジャイロトロン管の大出力化、長パ
ルス化を図る場合には、電子銃部１内を高真空に維持す
ることや、共振空胴１２の壁面でのオーミック損失によ
る発熱を極力防ぐ必要があるため、この発明では以下に
示すような構成としている。即ち、図２に示すように、
空胴共振器１１の共振空胴１２の外側に貫通穴１３を設
け、電子銃部１内とイオンポンプ２０を通ずるようにす
ることによって、イオンポンプ２０が電子銃部１内を真
空排気し、電子銃部１内を高真空に維持している。また
、図２に示すように、空胴共振器１１の共振空胴１２の
外側に冷却水を通す冷却水通路１４を設けることによっ
て、その冷却水により空胴共振器１１を冷却し、共振空
胴１２における壁面でのオーミック損失による発熱を防
いでいる。
ルス化を図る場合には、電子銃部１内を高真空に維持す
ることや、共振空胴１２の壁面でのオーミック損失によ
る発熱を極力防ぐ必要があるため、この発明では以下に
示すような構成としている。即ち、図２に示すように、
空胴共振器１１の共振空胴１２の外側に貫通穴１３を設
け、電子銃部１内とイオンポンプ２０を通ずるようにす
ることによって、イオンポンプ２０が電子銃部１内を真
空排気し、電子銃部１内を高真空に維持している。また
、図２に示すように、空胴共振器１１の共振空胴１２の
外側に冷却水を通す冷却水通路１４を設けることによっ
て、その冷却水により空胴共振器１１を冷却し、共振空
胴１２における壁面でのオーミック損失による発熱を防
いでいる。
【００１７】なお、上記実施例では貫通穴１３を円筒状
に貫通するものを示したが、必ずしも円筒状である必要
はなく、例えば断面を三日月形状等にしてもよい。
に貫通するものを示したが、必ずしも円筒状である必要
はなく、例えば断面を三日月形状等にしてもよい。
【００１８】また、上記実施例では冷却水通路１４を貫
通穴１３の外側に設けたものを示したが、さらに冷却効
果を上げるため、図３に示すような配置に冷却水通路１
４及び貫通穴１３を設けてもよい。
通穴１３の外側に設けたものを示したが、さらに冷却効
果を上げるため、図３に示すような配置に冷却水通路１
４及び貫通穴１３を設けてもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば空胴共
振器とビームドリフト部及びコレクタ部とをフランジ接
合したので、空胴共振器の交換が可能となるため、任意
の周波数を得る際に、ジャイロトロン管をその都度製作
することなく空胴共振器のみ交換してジャイロトロン管
の他の部分を共用できるので、低コスト化が図れるなど
の効果がある。また、空胴共振器の共振空胴の外側に電
子銃部内と排気ポンプとを通ずる貫通穴を設けるととも
に、その空胴共振器の共振空胴の外側に冷却水を通す冷
却水通路を設けたので、電子銃部内が排気ポンプによっ
て高真空が維持されるとともに、共振空胴における壁面
でのオーミック損失による発熱を防ぐことができ、ジャ
イロトロン管の大出力化、長パルス化が図れるなどの効
果がある。
振器とビームドリフト部及びコレクタ部とをフランジ接
合したので、空胴共振器の交換が可能となるため、任意
の周波数を得る際に、ジャイロトロン管をその都度製作
することなく空胴共振器のみ交換してジャイロトロン管
の他の部分を共用できるので、低コスト化が図れるなど
の効果がある。また、空胴共振器の共振空胴の外側に電
子銃部内と排気ポンプとを通ずる貫通穴を設けるととも
に、その空胴共振器の共振空胴の外側に冷却水を通す冷
却水通路を設けたので、電子銃部内が排気ポンプによっ
て高真空が維持されるとともに、共振空胴における壁面
でのオーミック損失による発熱を防ぐことができ、ジャ
イロトロン管の大出力化、長パルス化が図れるなどの効
果がある。
【図１】この発明の一実施例によるジャイロトロン管を
示す断面側面図である。
示す断面側面図である。
【図２】図１のジャイロトロン管の空胴共振器を示す断
面図である。
面図である。
【図３】この発明の他の実施例を示すジャイロトロン管
の空胴共振器を示す断面図である。
の空胴共振器を示す断面図である。
【図４】従来のジャイロトロン管を示す断面側面図であ
る。
る。
１ 電子銃部
５ 電子ビーム
６ ビームドリフト部
９ コレクタ部
１０ 高周波窓
１１ 空胴共振器
１２ 共振空胴
１３ 貫通穴
１４ 冷却水通路
１７ 空胴共振器のフランジ
１８ ビームドリフト部のフランジ
１９ コレクタ部のフランジ
２０ イオンポンプ（排気ポンプ）
Claims (1)
- 【請求項１】 電子ビームを発生する電子銃部と、上
記電子銃部より発生された電子ビームをサイクロトロン
運動させるべくその電子ビームに磁場を印加するビーム
ドリフト部と、上記ビームドリフト部によりサイクロト
ロン運動された電子ビームを高周波電磁場と相互作用さ
せ、高周波の電磁波を励起する空胴共振器と、上記空胴
共振器により励起された電磁波を導波するとともに、該
電子ビームを回収するコレクタ部と、上記コレクタ部に
より導波された電磁波を外部に放射する高周波窓とを備
えたジャイロトロン管において、上記空胴共振器と上記
ビームドリフト部及びコレクタ部とをフランジ接合とし
、かつ、上記電子銃部内を真空排気すべくその空胴共振
器の共振空胴の外側にその電子銃部内と排気ポンプとを
通ずる貫通穴を設けるとともに、その空胴共振器の共振
空胴の外側に冷却水を通す冷却水通路を設けたことを特
徴とするジャイロトロン管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17035891A JPH04368753A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | ジャイロトロン管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17035891A JPH04368753A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | ジャイロトロン管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04368753A true JPH04368753A (ja) | 1992-12-21 |
Family
ID=15903458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17035891A Pending JPH04368753A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | ジャイロトロン管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04368753A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010192353A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | New Japan Radio Co Ltd | 電子管 |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP17035891A patent/JPH04368753A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010192353A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | New Japan Radio Co Ltd | 電子管 |
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