JPH05266809A - 進行波管 - Google Patents
進行波管Info
- Publication number
- JPH05266809A JPH05266809A JP6440492A JP6440492A JPH05266809A JP H05266809 A JPH05266809 A JP H05266809A JP 6440492 A JP6440492 A JP 6440492A JP 6440492 A JP6440492 A JP 6440492A JP H05266809 A JPH05266809 A JP H05266809A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- wave tube
- cold cathode
- slow
- microwave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【目的】進行波管のヒータ加熱電力を省略し消費電力を
低減することと、遅波回路の全長を短くすることにより
小形軽量な進行波管を得ることを目的とする。 【構成】電界放射型冷陰極６を備え、冷陰極のゲート電
極７にマイクロ波入力１３を印加することにより密度変
調された電子ビームを取り出すことができるようにし
た。また、遅波回路はその電子銃側の端部を減衰器８に
より終端し減衰器８より電子銃よりの遅波回路部分を省
略し遅波回路を短くした。
低減することと、遅波回路の全長を短くすることにより
小形軽量な進行波管を得ることを目的とする。 【構成】電界放射型冷陰極６を備え、冷陰極のゲート電
極７にマイクロ波入力１３を印加することにより密度変
調された電子ビームを取り出すことができるようにし
た。また、遅波回路はその電子銃側の端部を減衰器８に
より終端し減衰器８より電子銃よりの遅波回路部分を省
略し遅波回路を短くした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は進行波管に関し、特に陰
極と遅波回路部に関する。
極と遅波回路部に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の進行波管は、図４に示すようにヒ
ータ１９によって加熱された陰極１６から電子ビーム１
２を取り出すようになっている。通常、この陰極１６に
は電流密度に応じて酸化物陰極または含浸型陰極が使用
される。陽極１７は、印加電圧によって電子ビーム１２
の加速または遮断を行う。陽極１７によって加速された
電子ビーム１２は、ヘリックス９に印加された電圧すな
わちヘリックス電圧によって決まる速度でヘリックス９
の中を進行する。このとき電子ビーム１２の速度が、ヘ
リックス９上を伝播するマイクロ波の軸方向速度とほぼ
等しくなるようにヘリックス電圧を調整すると、電子ビ
ーム１２はマイクロ波と相互作用しながらヘリックス９
の中を進むことになる。電子ビーム１２は、マイクロ波
との相互作用によって密度変調を受け、ヘリックス９の
軸方向に沿って電子の集群が徐々に強まって行くと同時
にマイクロ波の増幅が行なわれる。
ータ１９によって加熱された陰極１６から電子ビーム１
２を取り出すようになっている。通常、この陰極１６に
は電流密度に応じて酸化物陰極または含浸型陰極が使用
される。陽極１７は、印加電圧によって電子ビーム１２
の加速または遮断を行う。陽極１７によって加速された
電子ビーム１２は、ヘリックス９に印加された電圧すな
わちヘリックス電圧によって決まる速度でヘリックス９
の中を進行する。このとき電子ビーム１２の速度が、ヘ
リックス９上を伝播するマイクロ波の軸方向速度とほぼ
等しくなるようにヘリックス電圧を調整すると、電子ビ
ーム１２はマイクロ波と相互作用しながらヘリックス９
の中を進むことになる。電子ビーム１２は、マイクロ波
との相互作用によって密度変調を受け、ヘリックス９の
軸方向に沿って電子の集群が徐々に強まって行くと同時
にマイクロ波の増幅が行なわれる。
【０００３】ところが、ヘリックス９の中間部には発振
防止用の減衰器８が設けられている。減衰器８は通常ヘ
リックス９を支持固定する誘電体支柱に炭素被膜を形成
することによって構成される。ある程度増幅されたマイ
クロ波は、この減衰器８によって完全に減衰されてしま
う。しかし、密度変調を受けた電子ビーム１２は、その
まま減衰器を通過し、減衰器８を出たところでヘリック
ス９上にマイクロ波を誘起する。そして再びマイクロ波
と電子ビーム１２との相互作用がはじまり、電子の集群
はさらに進み、マイクロ波もさらに増幅される。所定の
増幅度に達する位置でマイクロ波は出力取出部１０から
外部回路へ取り出される。マイクロ波との相互作用が済
んだ電子ビーム１２はコレクタ１１に捕獲される。
防止用の減衰器８が設けられている。減衰器８は通常ヘ
リックス９を支持固定する誘電体支柱に炭素被膜を形成
することによって構成される。ある程度増幅されたマイ
クロ波は、この減衰器８によって完全に減衰されてしま
う。しかし、密度変調を受けた電子ビーム１２は、その
まま減衰器を通過し、減衰器８を出たところでヘリック
ス９上にマイクロ波を誘起する。そして再びマイクロ波
と電子ビーム１２との相互作用がはじまり、電子の集群
はさらに進み、マイクロ波もさらに増幅される。所定の
増幅度に達する位置でマイクロ波は出力取出部１０から
外部回路へ取り出される。マイクロ波との相互作用が済
んだ電子ビーム１２はコレクタ１１に捕獲される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来の進行波管で
は、電子ビームを発生させるために陰極をヒータで加熱
する必要がある。ヒータの加熱電力は、陰極から電子ビ
ームを取り出すために必要なだけでマイクロ波の増幅に
直接寄与するものではない。従って、ヒータの加熱電力
は進行波管の消費電力を増加させ、綜合効率向上の一つ
の制限となっている。
は、電子ビームを発生させるために陰極をヒータで加熱
する必要がある。ヒータの加熱電力は、陰極から電子ビ
ームを取り出すために必要なだけでマイクロ波の増幅に
直接寄与するものではない。従って、ヒータの加熱電力
は進行波管の消費電力を増加させ、綜合効率向上の一つ
の制限となっている。
【０００５】また、進行波管は遅波回路上を伝搬するマ
イクロ波と電子ビームが軸方向に沿って連続的に相互作
用を行うので、所定の増幅度を得るためには軸方向に全
長の大きい電子管になってしまう。
イクロ波と電子ビームが軸方向に沿って連続的に相互作
用を行うので、所定の増幅度を得るためには軸方向に全
長の大きい電子管になってしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の進行波管は、電
子ビームの放射源として電界放射型冷陰極を有し、しか
も、その冷陰極のゲート電極にマイクロ波の入力電力を
印加するようにしたことを特徴とする。また、本発明の
進行波管は遅波回路のコレクタ側の端部は出力取出し部
に接続される一方、電子銃側の端部が減衰器によって終
端されている。
子ビームの放射源として電界放射型冷陰極を有し、しか
も、その冷陰極のゲート電極にマイクロ波の入力電力を
印加するようにしたことを特徴とする。また、本発明の
進行波管は遅波回路のコレクタ側の端部は出力取出し部
に接続される一方、電子銃側の端部が減衰器によって終
端されている。
【０００７】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明に用いる電界放射型冷陰極の断面図
である。シリコン基板４の上にモリブデン等の金属また
はシリコンからなる円錐状突起１を形成し、またシリコ
ン基板４の上の酸化シリコン膜３の上にＡｌ等の金属か
らなるゲート電極２を形成する。円錐状突起１の高さは
通常１から１．５ミクロンであり、ゲート電極２の穴径
も１ミクロン程度である。図１に示すように、ゲート電
極２に数百Ｖの直流電圧を印加すると円錐状突起１の先
端部に電界が集中し、先端部において電界放射による電
子ビーム５が発生する。１個の円錐状突起から得られる
電流は１０μＡ程度であるため、実用的な陰極では、数
千から数万の円錐状突起をシリコン基板上に配列形成す
ることになる。
る。図１は、本発明に用いる電界放射型冷陰極の断面図
である。シリコン基板４の上にモリブデン等の金属また
はシリコンからなる円錐状突起１を形成し、またシリコ
ン基板４の上の酸化シリコン膜３の上にＡｌ等の金属か
らなるゲート電極２を形成する。円錐状突起１の高さは
通常１から１．５ミクロンであり、ゲート電極２の穴径
も１ミクロン程度である。図１に示すように、ゲート電
極２に数百Ｖの直流電圧を印加すると円錐状突起１の先
端部に電界が集中し、先端部において電界放射による電
子ビーム５が発生する。１個の円錐状突起から得られる
電流は１０μＡ程度であるため、実用的な陰極では、数
千から数万の円錐状突起をシリコン基板上に配列形成す
ることになる。
【０００８】図２は、本発明の第１の実施例の電界放射
型冷陰極を有するヘリックス形進行波管である。冷陰極
６は電界放射型冷陰極により構成されている。冷陰極６
のゲート電極７には、電子ビームを取り出すための直流
ゲート電圧とマイクロ波の入力１３を重畳して印加す
る。ヘリックス９の電子銃側の端部は減衰器８により終
端され、コレクタ側の端部は出力取出部１０に接続され
ている。ゲート電極７にはマイクロ波入力によって変調
された電圧が印加されることになるため、マイクロ波入
力によって密度変調を受け集群した電子ビームが冷陰極
６から発生する。ヘリックス９の中を通過する電子ビー
ム１２は、既に集群が進んでいるので減衰器８を出たと
ころでヘリックス９にマイクロ波を誘起させ誘起したマ
イクロ波と電子ビーム１２がヘリックス９の軸方向に沿
って相互作用を行い、増幅されたマイクロ波は出力取出
部１０から外部回路へ導かれる。
型冷陰極を有するヘリックス形進行波管である。冷陰極
６は電界放射型冷陰極により構成されている。冷陰極６
のゲート電極７には、電子ビームを取り出すための直流
ゲート電圧とマイクロ波の入力１３を重畳して印加す
る。ヘリックス９の電子銃側の端部は減衰器８により終
端され、コレクタ側の端部は出力取出部１０に接続され
ている。ゲート電極７にはマイクロ波入力によって変調
された電圧が印加されることになるため、マイクロ波入
力によって密度変調を受け集群した電子ビームが冷陰極
６から発生する。ヘリックス９の中を通過する電子ビー
ム１２は、既に集群が進んでいるので減衰器８を出たと
ころでヘリックス９にマイクロ波を誘起させ誘起したマ
イクロ波と電子ビーム１２がヘリックス９の軸方向に沿
って相互作用を行い、増幅されたマイクロ波は出力取出
部１０から外部回路へ導かれる。
【０００９】図３は、本発明の第２の実施例の結合空胴
形進行波管である。電界放射型冷陰極からなる冷陰極６
を有し、ゲート電極７には図２と同様直流電圧にマイク
ロ波入力１３を重畳して印加している。冷陰極６から発
生した電子ビーム１２は既にマイクロ波入力によって電
子の集群が進んでおり、結合空胴回路１５を通過すると
き外部セバーを構成する減衰器１４とつながった空胴を
通過したあと、空胴にマイクロ波を誘起し、誘起された
マイクロ波と電子ビーム１２が軸方向に沿って相互作用
を続けながら進み、増幅されたマイクロ波は出力取出部
１０から外部回路へ導かれる。
形進行波管である。電界放射型冷陰極からなる冷陰極６
を有し、ゲート電極７には図２と同様直流電圧にマイク
ロ波入力１３を重畳して印加している。冷陰極６から発
生した電子ビーム１２は既にマイクロ波入力によって電
子の集群が進んでおり、結合空胴回路１５を通過すると
き外部セバーを構成する減衰器１４とつながった空胴を
通過したあと、空胴にマイクロ波を誘起し、誘起された
マイクロ波と電子ビーム１２が軸方向に沿って相互作用
を続けながら進み、増幅されたマイクロ波は出力取出部
１０から外部回路へ導かれる。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、電界放射
型冷陰極を陰極として採用した結果ヒータの加熱電力が
不要となった。従って、進行波管の消費電力が低減され
総合効率が向上するという効果を有する。また、ゲート
電極にマイクロ波の入力を印加することにより、陰極か
ら直接，密度変調され電子の集群がある程度進んだ電子
ビームを発生させるので、図４の従来例で示したような
減衰器よりも電子銃よりの遅波回路部でマイクロ波と電
子ビームを相互作用させて電子ビームに密度変調をかけ
る必要が無くなった結果、遅波回路部は減衰器とそれよ
りコレクタ側の部分だけ存在すれば十分である。従っ
て、従来に比較して約半分の長さの遅波回路長で所定の
増幅度と出力を得ることが可能であるという効果を有す
る。さらに、電子ビームの取り出しと遮断がゲート電極
に印加する電圧の調節によって実現できるため、従来例
のような陽極が不要となるという効果も有する。
型冷陰極を陰極として採用した結果ヒータの加熱電力が
不要となった。従って、進行波管の消費電力が低減され
総合効率が向上するという効果を有する。また、ゲート
電極にマイクロ波の入力を印加することにより、陰極か
ら直接，密度変調され電子の集群がある程度進んだ電子
ビームを発生させるので、図４の従来例で示したような
減衰器よりも電子銃よりの遅波回路部でマイクロ波と電
子ビームを相互作用させて電子ビームに密度変調をかけ
る必要が無くなった結果、遅波回路部は減衰器とそれよ
りコレクタ側の部分だけ存在すれば十分である。従っ
て、従来に比較して約半分の長さの遅波回路長で所定の
増幅度と出力を得ることが可能であるという効果を有す
る。さらに、電子ビームの取り出しと遮断がゲート電極
に印加する電圧の調節によって実現できるため、従来例
のような陽極が不要となるという効果も有する。
【図１】本発明に使用する電界放射型冷陰極の断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の第１の実施例のヘリックス進行波管の
構造図である。
構造図である。
【図３】本発明の第２の実施例の結合空胴型進行波管の
構造図である。
構造図である。
【図４】従来の進行波管の構造図である。
１ 円錐状突起 ２ ゲート電極 ３ 酸化シリコン膜 ４ シリコン基板 ５ 電子ビーム ６ 冷陰極 ７ ゲート電極 ８ 減衰器 ９ ヘリックス １０ 出力取出部 １１ コレクタ １２ 電子ビーム １３ マイクロ波入力 １４ 減衰器 １５ 結合空胴回路 １６ 陰極 １７ 陽極 １８ 入力部 １９ ヒータ
Claims (1)
- 【請求項１】 電子銃部、遅波回路部、コレクタ部及び
電子ビーム集束用磁界装置を有する進行波管において、
電子ビームの放射源として電界放射型冷陰極を備え、か
つ、その冷陰極のゲート電極にマイクロ波の入力電力を
印加するようにしたことを特徴とする進行波管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6440492A JPH05266809A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 進行波管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6440492A JPH05266809A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 進行波管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05266809A true JPH05266809A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13257345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6440492A Withdrawn JPH05266809A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 進行波管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05266809A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5680011A (en) * | 1993-06-08 | 1997-10-21 | Nec Corportion | Cold cathode density-modulated type electron gun and microwave tube using the same |
-
1992
- 1992-03-23 JP JP6440492A patent/JPH05266809A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5680011A (en) * | 1993-06-08 | 1997-10-21 | Nec Corportion | Cold cathode density-modulated type electron gun and microwave tube using the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |