JPH0513015A - ジヤイロトロン発振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子銃から発生した電子ビームを励振空胴に
て励磁することにより電磁波を生成するジャイロトロン
発振管において、安定に動作させられ、安全性が向上す
るようにすることを目的とする。 【構成】 コレクタ１０２を一端部に形成する本体（外
ケース）１０１を接地し、この本体１０１の内部に円筒
空胴６及びテーパ導波管７が形成された内管１０５を絶
縁状態に支持しかつ本体１０１の他端部に延出するよう
に設けた円筒空胴６及びテーパ導波管７へ電圧を印加す
る内管１０１の電圧導入端子１０８に絶縁油１１４中で
正の電位を与えるようにしており、外部に露出する本体
１０１及びコレクタ１０２は接地されていて、高電圧部
分は外部に露出しなくなるので、高電圧部分での放電が
なく安定に動作させることができかつ安全性を向上させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば核融合炉のプラ
ズマ加熱等に用いられるジャイロトロン発振装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】核融合炉のプラズマ加熱を行うために
は、種々の方式が考えられている。その中の一つとし
て、電子サイクロトロン共鳴を利用した高周波加熱方式
がある。この高周波加熱方式においては、周波数が１０
０ＧＨｚ以上のミリ波帯域で出力が５００ｋＷ乃至１Ｍ
Ｗの大出力の電磁波を数秒間発生し得る発振装置が必要
で、その発振装置としてジャイロトロン発振装置が注目
され、その開発が現在進められている。その中で装置の
総合効率を上げるためにコレクタを設け、このコレクタ
に電子を減速し回収する構成としたものがある。

【０００３】以下、ジャイロトロン発振装置の従来の技
術を図面を参照して説明する。

【０００４】先ず、第１の従来例を図７により説明す
る。図７はマルチモードジャイロトロン発振装置の縦断
面図であり、図において１は略筒状の本体であり、本体
１は一端部にマグネトロン入射電子銃（以下、ＭＩＧと
略記する）２が装着され、他端部に出力窓３を有するコ
レクタ４が取着されている。本体１内にはＭＩＧ２とコ
レクタ４の間にビームトンネル５、円筒空胴６、テーパ
導波管７が設けられている。またＭＩＧ２にはカソード
８及びアノード９が設けられている。なお１０はソレノ
イドコイル、１１は大容量の高電圧電源、１２は小容量
の高電圧電源、１３，１４は大容量の高電圧電源１１を
分圧する分圧抵抗、１５は絶縁部材であり、本体１は接
地され、コレクタ４には負の高電圧が印加され、カソー
ド８及びアノード９には絶縁油中に設けられるようにし
た環状のカソード電圧導入端子８ａ及びアノード電圧導
入端子９ａを介して所定の負の高電圧が印加されるよう
になっている。

【０００５】このように構成されたジャイロトロン発振
装置は、本体１内を図示しないポンプによって真空状態
を維持しながら図示しないヒータ電源でカソード８を加
熱し、高電圧電源１１，１２で本体１に対しコレクタ４
やカソード８及びアノード９に負の高電圧を印加して運
転される。そしてＭＩＧ２から出射された電子ビーム
は、ソレノイドコイル１０によって発生するミラー磁界
のもとでサイクロトロン運動を行いながら円筒空胴６に
入射し、ここで高周波電界との相互作用によって運動エ
ネルギの一部を高周波電界に与える。これによりマルチ
モードの電磁波が生成され、エネルギを失った電子ビー
ムはコレクタ４に捕捉回収される。一方、得られた電磁
波はテーパ導波管７を通り、出力窓３を介して外部に放
射される。

【０００６】次に、第２の従来例を図８により説明す
る。図８はウィスパリングギャラリーモードジャイロト
ロン発振装置の縦断面図であり、図において１６は略筒
状の本体であり、この本体１６の一端部にＭＩＧ２が装
着され、他端部にコレクタ１７が取着されていて、本体
１６側壁には出力窓３が設けられ、また本体１６内部に
はヴラゾフ型のモード変換器１８が設けられている。ま
たコレクタ１７は接地され、本体１には正の高電圧が印
加され、カソード８及びアノード９には負の高電圧が印
加されるようになっている。なお、１９ａは冷却材流路
であり、１９ｂは冷却材出入口である。

【０００７】このように構成されたジャイロトロン発振
装置は、カソード８を加熱し、高電圧電源１１，１２で
コレクタ１７に対し本体１６に正の高電圧を、カソード
８及びアノード９に負の高電圧を印加して運転され、サ
イクロトロン運動を行う電子ビームは円筒空胴６に入射
する。ここで高周波電界との相互作用によって運動エネ
ルギの一部を高周波電界に与え、これによりウィスパリ
ングギャラリーモードの電磁波が生成され、エネルギを
失った電子ビームはコレクタ１７に捕捉回収される。一
方、得られた電磁波はテーパ導波管７を通ってモード変
換器１８に入射され、ＴＥＭモードに変換されて出力窓
３を介して外部に放射される。

【０００８】次に、第３の従来例を図９により説明す
る。図９は多段減速型コレクタを有するウィスパリング
ギャラリーモードジャイロトロン発振装置の縦断面図で
あり、図において２０はコレクタで、これは本体１６の
他端部にそれぞれ絶縁部材１５を介して取着された第
１，第２，第３のコレクタ電極２１，２２，２３を有し
て構成されており、各コレクタ電極２１，２２，２３に
は小容量の高電圧電源群２４のそれぞれ電圧の異なる第
１，第２，第３の高電圧電源２５，２６，２７が接続さ
れている。そして本体１６は接地され、各コレクタ電極
２１，２２，２３にはそれぞれ異なる負の高電圧が、ま
たカソード８及びアノード９にも負の電圧が印加される
ようになっている。

【０００９】このように構成されたジャイロトロン発振
装置は、カソード８を加熱し、高電圧電源１１で本体１
６に対しカソード８及びアノード９に負の高電圧を印加
すると共に、第１，第２，第３の高電圧電源２５，２
６，２７で本体１６に対し第１，第２，第３のコレクタ
電極２１，２２，２３に異なる負の高電圧を印加して運
転され、サイクロトロン運動を行う電子ビームは円筒空
胴６に入射する。そこで生成された電磁波はテーパ導波
管７を通ってモード変換器１８に入射され、ＴＥＭモー
ドに変換されて出力窓３を介して外部に放射される。ま
た電磁波の生成でエネルギを失った電子ビームはエネル
ギ毎に分離され、各エネルギに応じた電圧で減速されて
対応するコレクタ２０の各コレクタ電極２１，２２，２
３に捕捉回収される。なお２８は真空管である。

【００１０】そして、上記の各従来技術においては装置
の効率を上げるために、電子をコレクタ４，１７，２０
に減速し回収するようにしており、それを行うために本
体１，１６を接地してコレクタ４，２０に負の高電圧を
印加するか、あるいはコレクタ１７を接地して本体１６
に正の高電圧を印加するようにしている。

【００１１】それ故、上記の第１乃至第３の従来技術に
おいては、第１の問題として下記の点が存在する。すな
わち、ジャイロトロン発振装置は本体１，１６を接地し
てコレクタ４，２０に負の高電圧を印加するか、あるい
はコレクタ１７を接地して本体１６に正の高電圧を印加
する。しかし従来技術として印加の具体的な構成は確立
されたものがなく、しかも負もしくは正の高電圧部分が
外部に露出してしまうことが想定されるため、安全性に
欠けたり、露出高電圧部分での放電が生じ不安定な動作
になってしまう虞がある。

【００１２】さらに、上記の第２の従来技術において
は、第２の問題として下記の点が存在する。すなわち、
ビームトンネル５、円筒空胴６、テーパ導波管７が設け
られた本体１６には装置の運転中にはほとんど電流が流
れないために高電圧電源１２としては小容量のものが使
用されている。しかし、例えば装置の運転立ち上げの
際、新たに装置を稼動させる時には内部に残った残存ガ
ス、あるいは休止していた装置を稼動させる時には内壁
面に付着した付着ガスなどに起因して、ＭＩＧ２とビー
ムトンネル５や円筒空胴６あるいはテーパ導波管７との
間での放電が生じる虞があり、放電が生じた場合には小
容量の高電圧電源１２に大電流が流れ、これが破壊され
てしまうことが想定される。

【００１３】一方、上記の第３の従来技術においては、
第３の問題として下記の点が存在する。すなわち、電子
ビームがエネルギに応じ複数の各コレクタ電極２１，２
２，２３に回収されるようにしてコレクタ２０の熱負荷
を軽減し小型化を実現しようとするものの、例えば発振
が正常に行われなかった場合、電子ビームは円筒空胴６
での電磁波との相互作用によるエネルギ損失がなく、コ
レクタ２０に入射する電力は大きくなるため小型化する
ことができない。さらに、コレクタ２０に入射する電子
ビームはエネルギ的に広がりがないため、複数のコレク
タ電極２１，２２，２３のうちの１つに集中して入射す
る。また入射部位もスポット的なものとなるために、入
射したコレクタ電極は単位面積当たりの熱負荷が非常に
大きくなって破損にいたる虞がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来技術
においては、第１に不安定で不安全であり、第２に小容
量高電圧電源の破壊の虞があり、第３にコレクタの破損
の虞があるなどの問題がある。本発明はこのような状況
に鑑みてなされたもので、その目的とするところは第１
に露出高電圧部分での放電がなく安定に動作させること
ができかつ安全性を向上させることができ、第２に高電
圧電源をＭＩＧと円筒空胴等との間での放電が生じても
破壊しない小容量のものとすることができ、第３にコレ
クタを破損の虞がない小型のものとすることができるジ
ャイロトロン発振装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のジャイロトロン
発振装置は、第１には、アノードとカソードを有する電
子銃と、この電子銃から放出されサイクロトロン運動す
る電子ビームによって励振されて電磁波を発生する円筒
空胴と、この円筒空胴に接続され電磁波を導出するテー
パ導波管と、電子ビームを減速回収するコレクタと、電
子銃と前記円筒空胴及びテーパ導波管との間に電位差を
与え給電する第１の電源と、コレクタと円筒空胴及びテ
ーパ導波管との間に電位差を与え給電する第２の電源と
を備えるジャイロトロン発振装置において、コレクタを
一端部に形成する外ケースと、この外ケースの内部に円
筒空胴及びテーパ導波管を絶縁状態で支持して該外ケー
スの他端側に延出するように設けた該円筒空胴及びテー
パ導波管の電圧導入端子とを有し、この電圧導入端子に
絶縁油中で正の電位を与えたことを特徴とするものであ
り、第２には、アノードとカソードを有する電子銃と、
この電子銃から放出されサイクロトロン運動する電子ビ
ームによって励振されて電磁波を発生する円筒空胴と、
この円筒空胴に接続され電磁波を導出するテーパ導波管
と、電子ビームを減速回収するコレクタと、電子銃と円
筒空胴及びテーパ導波管との間に電位差を与え給電する
第１の電源と、コレクタと円筒空胴及びテーパ導波管と
の間に電位差を与え給電する第２の電源とを有するジャ
イロトロン発振装置において、コレクタを接地して円筒
空胴及びテーパ導波管に正の電位を与える第２の電源に
は、ダイオードがアノードを接地側に接続し、カソード
を正電位側に接続して設けられていることを特徴とする
ものであり、第３には、アノードとカソードを有する電
子銃と、この電子銃から放出されサイクロトロン運動す
る電子ビームによって励振されて電磁波を発生する円筒
空胴と、この円筒空胴に接続され電磁波を導出するテー
パ導波管と、電子ビームを減速回収する少なくとも１つ
のコレクタと、電子銃と円筒空胴及びテーパ導波管との
間に電位差を与え給電する第１の電源と、コレクタと円
筒空胴及びテーパ導波管との間に電位差を与え給電する
第２の電源と、コレクタの入射電力密度を監視する監視
手段とを備え、この監視手段はその入力が設定値と異な
るときに第１の電源からの給電を停止するように構成さ
れていることを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】上記のように構成されたジャイロトロン発振装
置は、第１にコレクタを一端部に形成する外ケースを接
地し、この外ケースの内部に円筒空胴及びテーパ導波管
を絶縁状態で支持しかつ外ケースの他端側に延出するよ
うに設けた該円筒空胴及びテーパ導波管の電圧導入端子
に絶縁油中で正の電位を与えるようにしており、高電圧
部分は外部に露出しなくなるので、高電圧部分での放電
がなく安定に動作させることができかつ安全性を向上さ
せることができる。また第２にコレクタを接地し、円筒
空胴及びテーパ導波管に正の電位を与える第２の電源
に、ダイオードがアノードを接地側に接続し、カソード
を正電位側に接続して設けられており、電子銃と円筒空
胴等との間での放電が生じると、これによる電流はダイ
オードの順方向に流れて第２の電源には大電流が流れな
くなり、電源の破壊は生じず第２の電源は小容量のもの
とすることができる。さらに第３にコレクタの入射電力
密度を監視する監視手段を備え、この監視手段はその入
力が設定値と異なるときに第１の電源を切るように構成
されており、コレクタの入射電力密度が正常時と異なる
ような場合には設定値と異なる入力が得られ、この入力
に基づき第１の電源を切って装置の運転を停止し、コレ
クタを破損させることがなく小型のものとすることがで
きる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、従来と同一部分には同一符号を付して説明
を省略し、従来と異なる本発明の構成について説明す
る。そして、第１の実施例及び第２の実施例は第１の発
明の実施例であり、第３の実施例は第２の発明の実施例
であり、第４の実施例及び第５の実施例さらに第６の実
施例は第３の発明の実施例である。

【００１８】先ず、第１の実施例を図１により説明す
る。図１はマルチモードジャイロトロン発振装置の縦断
面図で、図において１０１は外ケースを構成する略円筒
状の本体で、これは一端部側に端部を出力窓３で閉塞さ
れたコレクタ１０２が形成されており、中間部分に大径
部１０３が形成され、他端部側に開孔端板１０４が設け
られている。本体１０１の他端部側内部には、同軸に内
管１０５が一端部側の鍔部１０６を絶縁部材１０７を介
して大径部１０３の内面の棚部に固着し、他端部側の環
状の電圧導入端子１０８を開孔端板１０４の開孔から延
出させかつ開孔端板１０４との間に絶縁部材１０９を介
在させて固着することにより装着されている。なお内管
１０５の内部には他端部側から一端部側にかけてビーム
トンネル５、円筒空胴６、テーパ導波管７が形成され、
円筒空胴６が設けられた位置の本体１０１の外方には円
筒空胴６と同軸にソレノイドコイル１０が配置されてい
る。また内管１０５には円筒空胴６及びテーパ導波管７
の軸方向に沿って図示しない冷却材流路が形成されてお
り、冷却材流路は絶縁部材１１０を介在させて本体１１
５の側壁に穿設された冷却材出入口１１１に接続されて
いる。

【００１９】また、円筒空胴６及びテーパ導波管７が形
成された内管１０５の環状の電圧導入端子１０８には、
絶縁部材１５を介してＭＩＧ２が環状のカソード電圧導
入端子８ａ及びアノード電圧導入端子９ａを電圧導入端
子１０８に平行になるようにして取着されている。そし
て、外ケースである本体１０１は接地され、内管１０５
の電圧導入端子１０８は第２の電源である小容量の高電
圧電源１２の正電位部に接続され、またカソード電圧導
入端子８ａは第１の電源である大容量の高電圧電源１１
の負電位部に接続され、さらにアノード電圧導入端子９
ａは大容量の高電圧電源１１に接続された分圧抵抗１
３，１４の分圧部に接続されている。このように高電圧
電源１１，１２に接続された各電圧導入端子８ａ，９
ａ，１０８は絶縁油槽１１３の絶縁油１１４中に浸さ
れ、給電されるようになっている。

【００２０】このように構成された第１の実施例は、本
体１０１内を図示しないポンプによって真空状態を維持
しながら絶縁油槽１１３の絶縁油１１４中に浸されたＭ
ＩＧ２の給電部分を通じ、図示しないヒータ電源でカソ
ード８を加熱し、高電圧電源１１，１２で本体１０１に
対し内管１０５に電圧導入端子１０８を通じて正の高電
圧を印加し、カソード８及びアノード９にカソード電圧
導入端子８ａ及びアノード電圧導入端子９ａを通じて負
の高電圧を印加して運転される。この時本体１０１が接
地されているためコレクタ１０２は接地状態にある。そ
してＭＩＧ２から出射された電子ビームは、ソレノイド
コイル１０によって発生するミラー磁界のもとでサイク
ロトロン運動を行いながら円筒空胴６に入射し、ここで
高周波電界との相互作用によって運動エネルギの一部を
高周波電界に与える。これによりマルチモードの電磁波
が生成され、エネルギを失った電子ビームはコレクタ１
０２に捕捉回収される。一方、得られた電磁波はテーパ
導波管７を通り、出力窓３を介して外部に放射される。

【００２１】このようにコレクタ１０２が設けられた本
体１０１を接地状態にし、本体１０１内に正電位の内管
１０５を設ける構成にしているため、エネルギを失った
電子ビームをコレクタ１０２に減速させて回収でき、装
置の総合効率を向上させた状態が維持できる。そして、
内管１０５へは正の高電圧を絶縁油槽１１３の絶縁油１
１４中に浸された電圧導入端子１０８を通じて印加する
ようにしているため、高電圧部分が外部に露出せず、放
電を防ぐことができて安定した電圧の供給ができ、また
高電圧に対する安全性が確保できる。

【００２２】次に、第２の実施例を図２により説明す
る。図２はウィスパリングギャラリーモードジャイロト
ロン発振装置の縦断面図であり、図において１１５は一
端部側を大径にし他端部側を小径に形成した外ケースを
構成する略２段円筒状の本体で、これは端部を閉塞した
一端部側にコレクタ１１６が形成されると共に側壁に出
力窓３が形成されており、他端部側に開孔端板１０４が
設けられている。また本体１１５の他端部側内部には、
同軸に内管１１７が一端部側の張出部１１８を絶縁部材
１０７を介して本体１１５の大径部分と小径部分の接続
部位に形成された内面棚部に固着し、他端部側の環状の
電圧導入端子１０８を開孔端板１０４の開孔から延出さ
せかつ開孔端板１０４との間に絶縁部材１０９を介在さ
せて固着することにより装着されている。なお内管１１
７の一端部にはモード変換器１８が設けられ、内管１１
７の内部には他端部側から一端部側にかけてビームトン
ネル５、円筒空胴６、テーパ導波管７が形成され、円筒
空胴６が設けられた位置の本体１１５の外方には円筒空
胴６と同軸にソレノイドコイル１０が配置されている。
また内管１１７には円筒空胴６及びテーパ導波管７の軸
方向に沿って冷却材流路１９ａが形成されており、冷却
材流路１９ａは絶縁部材１１９を介在させて本体１１５
の側壁に穿設された冷却材出入口１９ｂに接続されてい
る。

【００２３】そして、第１の実施例と同様に円筒空胴６
及びテーパ導波管７が形成された内管１１７の環状の電
圧導入端子１０８には、絶縁部材１５を介してＭＩＧ２
がカソード電圧導入端子８ａ及びアノード電圧導入端子
９ａを電圧導入端子１０８に平行になるようにして取着
されている。また本体１１５は接地され、内管１１７の
電圧導入端子１０８は小容量の高電圧電源１２の正電位
部に接続され、またカソード電圧導入端子８ａは大容量
の高電圧電源１１の負電位部に接続され、さらにアノー
ド電圧導入端子９ａは大容量の高電圧電源１１に接続さ
れた分圧抵抗１３，１４の分圧部に接続されている。こ
のように高電圧電源１１，１２に接続された各電圧導入
端子８ａ，９ａ，１０８は絶縁油槽１１３の絶縁油１１
４中に浸され、給電されるようになっている。

【００２４】このように構成された第２の実施例におい
ても、本体１１５内を図示しないポンプによって真空状
態を維持しながら絶縁油槽１１３の絶縁油１１４中に浸
されたＭＩＧ２の給電部分を通じ、図示しないヒータ電
源でカソード８を加熱し、高電圧電源１１，１２で本体
１１５に対し内管１１７に電圧導入端子１０８を通じて
正の高電圧を印加し、カソード８及びアノード９にカソ
ード電圧導入端子８ａ及びアノード電圧導入端子９ａを
通じて負の高電圧を印加して運転される。この時本体１
１５が接地されているためコレクタ１１６は接地状態に
ある。そしてＭＩＧ２から出射された電子ビームは、ソ
レノイドコイル１０によって発生するミラー磁界のもと
でサイクロトロン運動を行いながら円筒空胴６に入射
し、ここで高周波電界との相互作用によって運動エネル
ギの一部を高周波電界に与える。これによりウィスパリ
ングギャラリーモードの電磁波が生成され、エネルギを
失った電子ビームはコレクタ１１６に捕捉回収される。
一方、得られた電磁波はテーパ導波管７を通ってモード
変換器１８に入射され、ＴＥＭモードに変換されて出力
窓３を介して外部に放射される。

【００２５】そして、第２の実施例においても第１の実
施例と同様の作用、効果が得られる。

【００２６】なお、上記第１及び第２の実施例において
はマルチモードジャイロトロン発振装置及びウィスパリ
ングギャラリーモードジャイロトロン発振装置でコレク
タを接地するものについて説明したがこれに限定される
ものではなく、例えば多段減速型コレクタを有するウィ
スパリングギャラリーモードジャイロトロン発振装置に
おいてもエネルギが大きい電子を回収するコレクタ電極
を外ケースと共に形成し、これを接地するようにし、外
ケース内に設けた他のコレクタ電極や円筒空胴などの電
圧導入端子を、カソード電圧導入端子及びアノード電圧
導入端子と共に絶縁油槽内に設けて給電するようにする
こと等で同様の作用、効果が得られる。

【００２７】次に、第３の実施例を図３により説明す
る。図３はウィスパリングギャラリーモードジャイロト
ロン発振装置の縦断面図であり、図において１２０はダ
イオードであり、これは接地したコレクタ１７に対し本
体１６を正の高電位になるようにそれぞれの間に接続さ
れた小容量の高電圧電源１２に、アノードがコレクタ１
７側に、カソードが本体１６側になるように並列に接続
されている。そしてカソード電圧導入端子８ａは大容量
の高電圧電源１１の負電位部に接続され、さらにアノー
ド電圧導入端子９ａは大容量の高電圧電源１１に接続さ
れた分圧抵抗１３，１４の分圧部に接続されている。

【００２８】このように構成された第３の実施例は、カ
ソード８を加熱し、高電圧電源１１，１２でコレクタ１
７に対し本体１６に正の高電圧を、カソード８及びアノ
ード９に負の高電圧を印加して運転が開始され、サイク
ロトロン運動を行う電子ビームは円筒空胴６に入射す
る。ここで高周波電界との相互作用によって運動エネル
ギの一部を高周波電界に与え、これによりウィスパリン
グギャラリーモードの電磁波が生成され、エネルギを失
った電子ビームはコレクタ１７に回収される。一方、得
られた電磁波はテーパ導波管７を通ってモード変換器１
８に入射され、ＴＥＭモードに変換されて出力窓３を介
して外部に放射される。

【００２９】そして、上述の運転の立ち上げ時点で、例
えば内壁面に付着ガスが存在していたとする。この付着
ガスに起因してＭＩＧ２のカソード８とビームトンネル
５、円筒空胴６あるいはテーパ導波管７との間に放電が
生じ、小容量の高電圧電源１２に放電に伴う大電流が流
れようとすると高電圧電源１２に並列に接続したダイオ
ード１２０に電流が順方向に流れ、高電圧電源１２には
流れない。

【００３０】このように高電圧電源１２に並列にダイオ
ード１２０を接続することで、装置の運転中にはほとん
ど電流が流れない高電圧電源１２を、小容量のものとし
て小型で低コストのものとしながら運転立ち上げ時に異
常放電が生じても破壊する虞がないものとすることがで
きる。

【００３１】次に、第４の実施例を図４により説明す
る。図４は多段減速型コレクタを有するウィスパリング
ギャラリーモードジャイロトロン発振装置の縦断面図で
あり、図において１２１はコレクタ２０への入射電力密
度の監視手段を構成する電磁波検出器で、これは出力窓
３に接続された導波管１２２の管壁に開孔１２３を有
し、この開孔１２３を通じて導波管１２２内の電磁波の
検出を行う。１２４は電磁波検出器１２１に接続され、
その出力信号をモニタするコンパレータで、この出力側
には駆動部１２５が接続され、さらに駆動部１２５の出
力によって真空管２８の遮断動作が制御されるように接
続されている。そして、コンパレータ１２４は予め設定
された値よりも電磁波検出器１２１からの出力信号が低
くなった時に駆動部１２５に信号を出力する。

【００３２】このように構成された第４の実施例では、
発振が正常に行われなかった場合に出力窓３に接続され
た導波管１２２を通じて外部に放射される電磁波が減少
する。この電磁波の減少を電磁波検出器１２１で検出し
てコンパレータ１２４に信号を出力する。そしてこの出
力された信号がコンパレータ１２４で比較され、予め設
定された値よりも低くいと駆動部１２５に真空管２８を
遮断動作させるように信号を出力し、駆動部１２５によ
って真空管２８は遮断動作する。これによって装置の運
転は停止する。

【００３３】このようにコレクタ２０への入射電力密度
の監視手段である電磁波検出器１２１などを設けること
により、発振が正常に行われなかった場合には電磁波検
出器１２１の検出信号により装置の運転を停止し、コレ
クタ２０の一つのコレクタ電極に電力が集中し、そのコ
レクタ電極が破損するのを防止する。このためコレクタ
２０は熱負荷が軽減され小型化したものとすることがで
きる。

【００３４】なお、多段減速型コレクタを有するものだ
けでなく、単段減速型コレクタを有するものにおいても
入射電力密度の監視手段を設けることにより略同様の作
用、効果が得られる。

【００３５】次に、第５の実施例を図５により説明す
る。図５は多段減速型コレクタを有するウィスパリング
ギャラリーモードジャイロトロン発振装置の縦断面図で
あり、図において１２６はコレクタ２０への入射電力密
度の監視手段を構成する温度計で、第１及び第２のコレ
クタ電極２１，２２にそれぞれ埋め込まれている。１２
７ａ，１２７ｂは対応する各温度計１２６に接続され、
それらからの出力信号をモニタするコンパレータで、こ
れらの出力側には駆動部１２５が接続され、さらに駆動
部１２５の出力によって真空管２８の遮断動作が制御さ
れるように接続されている。そして、コンパレータ１２
７ａ，１２７ｂは予め設定された温度よりも各コレクタ
電極２１，２２の温度が高くなった時に駆動部１２５に
信号を出力する。

【００３６】このように構成された第５の実施例では、
発振が正常に行われなかった場合に電子ビームがコレク
タ２０の一つのコレクタ電極に集中して入射し、そのコ
レクタ電極の温度が上昇する。この温度上昇を温度計１
２６で検出し、例えば第１のコレクタ電極２１であれば
コンパレータ１２７ａに信号を出力する。そしてこの出
力された信号がコンパレータ１２７ａで比較され、予め
設定された温度を越えると駆動部１２５に真空管２８を
遮断動作させるように信号を出力し、駆動部１２５によ
って真空管２８は遮断動作する。これによって装置の運
転は停止する。

【００３７】このようにコレクタ２０への入射電力密度
の監視手段である温度計１２６などを設けることによ
り、発振が正常に行われなかった場合には温度計１２６
の温度により装置の運転を停止し、コレクタ２０の一つ
のコレクタ電極に電力が集中し、そのコレクタ電極が破
損するのを防止する。このため本実施例においても第４
の実施例と同様の作用、効果が得られる。

【００３８】次に、第６の実施例を図６により説明す
る。図６は多段減速型コレクタを有するウィスパリング
ギャラリーモードジャイロトロン発振装置の縦断面図で
あり、図において１２８ａ，１２８ｂはコレクタ２０へ
の入射電力密度の監視手段を構成する電流計測器で、こ
れらは第１及び第２のコレクタ電極２１，２２と第１及
び第２の高電圧電源２５，２６の間に挿入されている。
また電流計測器１２８ａ，１２８ｂは対応する各コレク
タ電極２１，２２と高電圧電源２５，２６の間に流れる
電流値をモニタしており、モニタに基づく信号を出力す
る。そして電流計測器１２８ａ，１２８ｂのモニタに基
づく信号の出力側には駆動部１２５が接続され、さらに
駆動部１２５の出力によって真空管２８の遮断動作が制
御されるように接続されている。そして、電流計測器１
２８ａ，１２８ｂは予め設定された電流値よりも各コレ
クタ電極２１，２２の電流値が大きくなった時に駆動部
１２５に信号を出力する。

【００３９】このように構成された第６の実施例では、
発振が正常に行われなかった場合に電子ビームがコレク
タ２０の一つのコレクタ電極に集中して入射し、そのコ
レクタ電極の電流値が上昇する。この電流値の上昇を、
例えば第１のコレクタ電極２１であれば電流計測器１２
８ａがモニタしており、電流値が予め設定された値を越
えるとモニタに基づいて駆動部１２５に真空管２８を遮
断動作させるように信号を出力し、駆動装置１２５によ
って真空管２８は遮断動作する。これによって装置の運
転は停止する。

【００４０】このようにコレクタ２０への入射電力密度
の監視手段である電流計測器１２８ａ，１２８ｂなどを
設けることにより、発振が正常に行われなかった場合に
は電流計測器１２８ａ，１２８ｂの計測した電流値によ
り装置の運転を停止し、コレクタ２０の一つのコレクタ
電極に電力が集中し、そのコレクタ電極が破損するのを
防止する。このため本実施例においても第４の実施例と
同様の作用、効果が得られる。

【００４１】尚、本発明は上記の各実施例のみに限定さ
れるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更
して実施し得るものである。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、第１にコレクタを一端部に形成する外ケースを接地
し、この外ケースの内部に円筒空胴及びテーパ導波管を
絶縁状態で支持しかつ外ケースの他端側に延出するよう
に設けた該円筒空胴及びテーパ導波管の電圧導入端子に
絶縁油中で正の電位を与えるように構成したことによ
り、高電圧部分での放電がなく安定に動作させることが
できかつ安全性を向上させることができ、第２にコレク
タを接地し、円筒空胴及びテーパ導波管に正の電位を与
える第２の電源に、ダイオードがアノードを接地側に接
続し、カソードを正電位側に接続して設けるように構成
したことにより、第２の電源を電子銃と円筒空胴等との
間での放電が生じても破壊しない小容量のものとするこ
とができ、第３にコレクタの入射電力密度を監視する監
視手段を備え、この監視手段はその入力が設定値と異な
るときに第１の電源からの給電を停止するような構成と
したことにより、コレクタを破損する虞がない小型のも
のとすることができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す縦断面図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示す縦断面図である。

【図４】本発明の第４の実施例を示す縦断面図である。

【図５】本発明の第５の実施例を示す縦断面図である。

【図６】本発明の第６の実施例を示す縦断面図である。

【図７】従来技術の第１の例を示す縦断面図である。

【図８】従来技術の第２の例を示す縦断面図である。

【図９】従来技術の第３の例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

２…電子銃 ６…円筒空胴 ７…テーパ導波管 ８…カソード ９…アノード １１…大容量高電圧電源（第１の電源） １２…小容量高電圧電源（第２の電源） １０１…本体（外ケース） １０２…コレクタ １０５…内管 １０８…電圧導入端子 １１４…絶縁油

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アノードとカソードを有する電子銃と、
   この電子銃から放出されサイクロトロン運動する電子ビ
   ームによって励振されて電磁波を発生する円筒空胴と、
   この円筒空胴に接続され前記電磁波を導出するテーパ導
   波管と、前記電子ビームを減速回収するコレクタと、前
   記電子銃と前記円筒空胴及びテーパ導波管との間に電位
   差を与え給電する第１の電源と、前記コレクタと前記円
   筒空胴及びテーパ導波管との間に電位差を与え給電する
   第２の電源とを備えるジャイロトロン発振装置におい
   て、前記コレクタを一端部に形成する外ケースと、この
   外ケースの内部に前記円筒空胴及びテーパ導波管を絶縁
   状態で支持して該外ケースの他端側に延出するように設
   けた該円筒空胴及びテーパ導波管の電圧導入端子とを有
   し、この電圧導入端子に絶縁油中で正の電位を与えたこ
   とを特徴とするジャイロトロン発振装置。
2. 【請求項２】 アノードとカソードを有する電子銃と、
   この電子銃から放出されサイクロトロン運動する電子ビ
   ームによって励振されて電磁波を発生する円筒空胴と、
   この円筒空胴に接続され前記電磁波を導出するテーパ導
   波管と、前記電子ビームを減速回収するコレクタと、前
   記電子銃と前記円筒空胴及びテーパ導波管との間に電位
   差を与え給電する第１の電源と、前記コレクタと前記円
   筒空胴及びテーパ導波管との間に電位差を与え給電する
   第２の電源とを有するジャイロトロン発振装置におい
   て、前記コレクタを接地して前記円筒空胴及びテーパ導
   波管に正の電位を与える前記第２の電源には、ダイオー
   ドがアノードを接地側に接続し、カソードを正電位側に
   接続して設けられていることを特徴とするジャイロトロ
   ン発振装置。
3. 【請求項３】 アノードとカソードを有する電子銃と、
   この電子銃から放出されサイクロトロン運動する電子ビ
   ームによって励振されて電磁波を発生する円筒空胴と、
   この円筒空胴に接続され前記電磁波を導出するテーパ導
   波管と、前記電子ビームを減速回収する少なくとも１つ
   のコレクタと、前記電子銃と前記円筒空胴及びテーパ導
   波管との間に電位差を与え給電する第１の電源と、前記
   コレクタと前記円筒空胴及びテーパ導波管との間に電位
   差を与え給電する第２の電源と、前記コレクタの入射電
   力密度を監視する監視手段とを備え、この監視手段はそ
   の入力が設定値と異なるときに前記第１の電源からの給
   電を停止するように構成されていることを特徴とするジ
   ャイロトロン発振装置。