JPH05266810A - マイクロ波発生装置 - Google Patents
マイクロ波発生装置Info
- Publication number
- JPH05266810A JPH05266810A JP6485592A JP6485592A JPH05266810A JP H05266810 A JPH05266810 A JP H05266810A JP 6485592 A JP6485592 A JP 6485592A JP 6485592 A JP6485592 A JP 6485592A JP H05266810 A JPH05266810 A JP H05266810A
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- JP
- Japan
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- cathode
- electrons
- virtual
- spherical
- waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 陰極から放出される電子流の集束度を高め、
仮想陰極と陰極の間を往復する電子の往復運動を防止す
る。 【構成】 高電圧大電流パルス発生装置１内部の内部導
体２の先端に設ける陰極を球状陰極３とし、上記パルス
発生装置１の開口部に設けられた薄膜金属陽極面４に電
子の反射防止板６を設けたことによって、球状陰極３が
従来の円板陰極の場合に比べて陰極から放出される電子
流７の集束度を高めるため、また、反射防止板６が仮想
陰極８からはね返る電子を捕捉し、マイクロ波９の発振
を仮想陰極８の振動による単独発振とするため、マイク
ロ波発生装置の効率の大幅向上を可能とする。
仮想陰極と陰極の間を往復する電子の往復運動を防止す
る。 【構成】 高電圧大電流パルス発生装置１内部の内部導
体２の先端に設ける陰極を球状陰極３とし、上記パルス
発生装置１の開口部に設けられた薄膜金属陽極面４に電
子の反射防止板６を設けたことによって、球状陰極３が
従来の円板陰極の場合に比べて陰極から放出される電子
流７の集束度を高めるため、また、反射防止板６が仮想
陰極８からはね返る電子を捕捉し、マイクロ波９の発振
を仮想陰極８の振動による単独発振とするため、マイク
ロ波発生装置の効率の大幅向上を可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加速器、プラズマ加熱
装置等に適用されるマイクロ波発生装置に関する。
装置等に適用されるマイクロ波発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波発生装置は通信、食品加工、
電力、高エネルギー分野で用いられている。
電力、高エネルギー分野で用いられている。
【０００３】従来のマイクロ波発生装置は、図３に示す
ように、高電圧大電流パルス発生装置１の内部導体２に
取りつけられた円板陰極１０１から発生した電子流７
が、薄膜金属陽極４を通り抜けて導波管５の内部へ入り
込むことにより仮想陰極８を形成し、その仮想陰極８が
時間的空間的に振動することによりマイクロ波９を発生
させていた。
ように、高電圧大電流パルス発生装置１の内部導体２に
取りつけられた円板陰極１０１から発生した電子流７
が、薄膜金属陽極４を通り抜けて導波管５の内部へ入り
込むことにより仮想陰極８を形成し、その仮想陰極８が
時間的空間的に振動することによりマイクロ波９を発生
させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の上記マイクロ波
発生装置においては、仮想陰極８が形成されると同時に
生じる空間電位により、導波管部へ流入してきた電子が
陽極方向へはね返され、陰極と仮想陰極間を往復運動す
るため、この往復運動から発生するマイクロ波が仮想陰
極からのマイクロ波の発生を阻害し、出力を低下させて
しまうという課題があった。
発生装置においては、仮想陰極８が形成されると同時に
生じる空間電位により、導波管部へ流入してきた電子が
陽極方向へはね返され、陰極と仮想陰極間を往復運動す
るため、この往復運動から発生するマイクロ波が仮想陰
極からのマイクロ波の発生を阻害し、出力を低下させて
しまうという課題があった。
【０００５】本発明は上記の課題を解決しようとするも
のである。
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロ波発生
装置は、負電位をもつ内部導体を内部に有する高電圧大
電流パルス発生装置、同パルス発生装置の先端の開口部
に設けられた薄膜金属陽極、および同開口部に接続され
た導波管を備えたマイクロ波発生装置において、上記内
部導体の先端に設けられ導波管内に入射する電子流を発
生する球状陰極、および上記薄膜金属陽極面に設けられ
導波管内部より球状陰極に向けて戻る電子を阻止する反
射防止板を備えたことを特徴としている。
装置は、負電位をもつ内部導体を内部に有する高電圧大
電流パルス発生装置、同パルス発生装置の先端の開口部
に設けられた薄膜金属陽極、および同開口部に接続され
た導波管を備えたマイクロ波発生装置において、上記内
部導体の先端に設けられ導波管内に入射する電子流を発
生する球状陰極、および上記薄膜金属陽極面に設けられ
導波管内部より球状陰極に向けて戻る電子を阻止する反
射防止板を備えたことを特徴としている。
【０００７】
【作用】上記において、高電圧大電流パルス発生装置が
発生した高電圧パルスは、内部導体の先端に設けられた
球状陰極と薄膜金属陽極の間に印加され、球状陰極の表
面から電子が放出させる。
発生した高電圧パルスは、内部導体の先端に設けられた
球状陰極と薄膜金属陽極の間に印加され、球状陰極の表
面から電子が放出させる。
【０００８】上記陰極の表面から放出される電子は陰極
が球状のため、薄膜金属陽極に対向する球状陰極の先端
に集中し、従来の円板陰極の場合に比べ集中度の高い電
子流を発生する。
が球状のため、薄膜金属陽極に対向する球状陰極の先端
に集中し、従来の円板陰極の場合に比べ集中度の高い電
子流を発生する。
【０００９】上記球状陰極先端から薄膜金属陽極に向か
う電子流は、同陽極に向かって加速されるため、陰極と
陽極により形成される中心軸に向って更に集中し、強い
自己磁場を形成する。
う電子流は、同陽極に向かって加速されるため、陰極と
陽極により形成される中心軸に向って更に集中し、強い
自己磁場を形成する。
【００１０】上記陽極に達した電子は、同陽極が薄膜で
形成されているため、同陽極を通過して導波管内に電子
流として入射するが、導波管内では電子自身が持つ電荷
による空間電位により電子の速度が減速され、仮想陰極
を形成する。
形成されているため、同陽極を通過して導波管内に電子
流として入射するが、導波管内では電子自身が持つ電荷
による空間電位により電子の速度が減速され、仮想陰極
を形成する。
【００１１】この仮想陰極は、陰極からの電子を吸収し
たり、はね返したりすることにより振動し、マイクロ波
を発生するが、仮想電極からはね返された電子は上記薄
膜金属陽極面に設けられた反射防止板に吸収されるた
め、従来の装置においてみられた上記はね返された電子
が陰極と仮想陰極の間で往復することにより生じる、上
記マイクロ波の発生を阻害し、出力を低下させる現象が
防止可能となる。
たり、はね返したりすることにより振動し、マイクロ波
を発生するが、仮想電極からはね返された電子は上記薄
膜金属陽極面に設けられた反射防止板に吸収されるた
め、従来の装置においてみられた上記はね返された電子
が陰極と仮想陰極の間で往復することにより生じる、上
記マイクロ波の発生を阻害し、出力を低下させる現象が
防止可能となる。
【００１２】上記により、球状陰極が従来の円板陰極に
比べて陰極から放出される電子流の集束度を高めるた
め、また、反射防止板が仮想陰極からはね返る電子を捕
捉し、マイクロ波の発振を仮想陰極の振動による単独発
振とするため、マイクロ波発生装置の効率の大幅向上を
可能とする。
比べて陰極から放出される電子流の集束度を高めるた
め、また、反射防止板が仮想陰極からはね返る電子を捕
捉し、マイクロ波の発振を仮想陰極の振動による単独発
振とするため、マイクロ波発生装置の効率の大幅向上を
可能とする。
【００１３】
【実施例】本発明の一実施例を図１に示す。図１に示す
本実施例は、負電位をもつ内部導体２を内部に有する高
電圧大電流パルス発生装置１と、同パルス発生装置１の
先端の開口部に設けられた薄膜金属陽極４と、同薄膜金
属陽極４が設けられた開口部に接続された導波管５を備
えたマイクロ波発生装置において、上記内部導体２の先
端に設けられ導波管５内に入射する電子流７を発生する
球状陰極３、および上記薄膜金属陽極４の導波管５側に
設けられ導波管５内部より球状陰極３に向けて戻る電子
を阻止する反射防止板６を備えている。
本実施例は、負電位をもつ内部導体２を内部に有する高
電圧大電流パルス発生装置１と、同パルス発生装置１の
先端の開口部に設けられた薄膜金属陽極４と、同薄膜金
属陽極４が設けられた開口部に接続された導波管５を備
えたマイクロ波発生装置において、上記内部導体２の先
端に設けられ導波管５内に入射する電子流７を発生する
球状陰極３、および上記薄膜金属陽極４の導波管５側に
設けられ導波管５内部より球状陰極３に向けて戻る電子
を阻止する反射防止板６を備えている。
【００１４】上記において、高電圧大電流パルス発生装
置１は高電圧パルスを発生し、この高電圧パルスは、高
電圧大電流パルス発生装置１の内部導体２に取り付けら
れた球状陰極３と薄膜金属陽極４の間に印加され、球状
陰極３の表面から電子ｅ- を放出させる。
置１は高電圧パルスを発生し、この高電圧パルスは、高
電圧大電流パルス発生装置１の内部導体２に取り付けら
れた球状陰極３と薄膜金属陽極４の間に印加され、球状
陰極３の表面から電子ｅ- を放出させる。
【００１５】球状電極３から放出された電子は、陰極３
が球状のため、その放出量が中心軸１０に近づくに従っ
て多くなり、その周りに強い自己磁場を形成して薄膜金
属陽極４に向かう。この陽極４に向かう電子は陽極４に
よって加速されているため、自己磁場により内側へ押す
力が電荷の反撥力により外側へ広がろうと力よりも大き
く、中心軸に向かって集束し、更に強い自己磁場を形成
しながら陽極４に達する。
が球状のため、その放出量が中心軸１０に近づくに従っ
て多くなり、その周りに強い自己磁場を形成して薄膜金
属陽極４に向かう。この陽極４に向かう電子は陽極４に
よって加速されているため、自己磁場により内側へ押す
力が電荷の反撥力により外側へ広がろうと力よりも大き
く、中心軸に向かって集束し、更に強い自己磁場を形成
しながら陽極４に達する。
【００１６】陽極４に達した電子は、陽極４が薄膜金属
であるため、電子は陽極４を通り抜けて導波管５の内部
に電子流７として入射される。この電子流７は電子自身
の持つ電荷により導波管５内に空間電位を形成するた
め、電子流を構成する電子の速度は徐々に遅くなり、つ
いには停留状態となり仮想陰極８を形成する。
であるため、電子は陽極４を通り抜けて導波管５の内部
に電子流７として入射される。この電子流７は電子自身
の持つ電荷により導波管５内に空間電位を形成するた
め、電子流を構成する電子の速度は徐々に遅くなり、つ
いには停留状態となり仮想陰極８を形成する。
【００１７】上記空間電位の分布は図２に示す通りであ
る。即ち、仮想陰極８が形成される位置は陰極３と陽極
４間の距離ｄと長さがほヾ等しく、陽極４を挟んで陰極
３と対称な位置であり、その電位は陰極３の電位−Ｖと
等しい。
る。即ち、仮想陰極８が形成される位置は陰極３と陽極
４間の距離ｄと長さがほヾ等しく、陽極４を挟んで陰極
３と対称な位置であり、その電位は陰極３の電位−Ｖと
等しい。
【００１８】上記仮想陰極８が形成されると、仮想陰極
８の電位よりも低いエネルギの電子ははね返されるた
め、仮想陰極８への電子の供給量が減少し、図２に点線
で示すように仮想陰極８の電位が低下する。すると、再
び電子が仮想陰極８に流入するため仮想陰極８の電位は
上昇し、再び電子を追い返すようになる。
８の電位よりも低いエネルギの電子ははね返されるた
め、仮想陰極８への電子の供給量が減少し、図２に点線
で示すように仮想陰極８の電位が低下する。すると、再
び電子が仮想陰極８に流入するため仮想陰極８の電位は
上昇し、再び電子を追い返すようになる。
【００１９】この繰り返し、すなわち仮想陰極８の時間
的・空間的な変動によりマイクロ波９が発生する。マイ
クロ波９の周波数ωは次式で表される。
的・空間的な変動によりマイクロ波９が発生する。マイ
クロ波９の周波数ωは次式で表される。
【００２０】 ω＝［ｎｅ2 ／ｍγε0 ］1/2 ……………………………………(1) ここで、ｎは電子流７の電子密度、γは電子流のローレ
ンツ係数、ｅ及びｍは電子の電荷量及び質量、ε0 は真
空中の誘電率である。
ンツ係数、ｅ及びｍは電子の電荷量及び質量、ε0 は真
空中の誘電率である。
【００２１】仮想陰極８からはね返された電子は、導波
管５内へ流入してくる電子流７の自己磁場Ｂによって外
側へ排除される。この仮想陰極８によりはね返され、外
側に排除された電子は、反射防止板６が陽極４の導波管
５側に設けられているため、これに衝突し、吸収され
る。この結果、陰極３と仮想陰極８間を往復する電子は
なくなり、仮想陰極８からのマイクロ波の単独発振が可
能になる。
管５内へ流入してくる電子流７の自己磁場Ｂによって外
側へ排除される。この仮想陰極８によりはね返され、外
側に排除された電子は、反射防止板６が陽極４の導波管
５側に設けられているため、これに衝突し、吸収され
る。この結果、陰極３と仮想陰極８間を往復する電子は
なくなり、仮想陰極８からのマイクロ波の単独発振が可
能になる。
【００２２】なお、上記薄膜金属陽極４は電子を通過さ
せるため、Ａｌ、Ｔｉ等の電子の制動長の長い材料を用
いるが、反射防止板６は電子を止める必要があり、また
熱負荷も大きいため、電子の制動長が短かく、耐熱性の
高いタングステン、モリブデン等を用いる。
せるため、Ａｌ、Ｔｉ等の電子の制動長の長い材料を用
いるが、反射防止板６は電子を止める必要があり、また
熱負荷も大きいため、電子の制動長が短かく、耐熱性の
高いタングステン、モリブデン等を用いる。
【００２３】また、反射防止板６の中心には、陰極３か
ら仮想陰極８へ向かう電子流７を妨げないために、電子
ビームの径よりも若干大きな径の穴６ａが設けられてい
る。
ら仮想陰極８へ向かう電子流７を妨げないために、電子
ビームの径よりも若干大きな径の穴６ａが設けられてい
る。
【００２４】上記により、球状陰極としたため、陰極か
ら放出される電子は従来の円板陰極の場合に比べ中心軸
に集束され、また、反射防止板を設けたため、仮想陰極
からはね返る電子はこれにより捕捉され、マイクロ波の
発振を仮想陰極の振動による単独発振とするため、マイ
クロ波発生装置の効率の大幅向上が可能となった。
ら放出される電子は従来の円板陰極の場合に比べ中心軸
に集束され、また、反射防止板を設けたため、仮想陰極
からはね返る電子はこれにより捕捉され、マイクロ波の
発振を仮想陰極の振動による単独発振とするため、マイ
クロ波発生装置の効率の大幅向上が可能となった。
【００２５】
【発明の効果】本発明のマイクロ波発生装置は、高電圧
大電流パルス発生装置の内部の内部導体の先端に設ける
陰極を球状陰極とし、上記パルス発生装置の開口部に設
けられた薄膜金属陽極面に電子の反射防止板を設けたこ
とによって、球状陰極が従来の円板陰極に比べて陰極か
ら放出される電子流の集中度を高めるため、また、反射
防止板が仮想陰極からはね返る電子を捕捉し、マイクロ
波の発振を仮想陰極の振動による単独発振とするため、
マイクロ波発生装置の効率の大幅向上を可能とする。
大電流パルス発生装置の内部の内部導体の先端に設ける
陰極を球状陰極とし、上記パルス発生装置の開口部に設
けられた薄膜金属陽極面に電子の反射防止板を設けたこ
とによって、球状陰極が従来の円板陰極に比べて陰極か
ら放出される電子流の集中度を高めるため、また、反射
防止板が仮想陰極からはね返る電子を捕捉し、マイクロ
波の発振を仮想陰極の振動による単独発振とするため、
マイクロ波発生装置の効率の大幅向上を可能とする。
【図１】本発明の一実施例の説明図で、（ａ）は全体の
断面図、（ｂ）は反射防止板の中心部の詳細断面図であ
る。
断面図、（ｂ）は反射防止板の中心部の詳細断面図であ
る。
【図２】高電圧大電流パルス発生装置における電子流及
び仮想陰極の説明図である。
び仮想陰極の説明図である。
【図３】従来の装置の説明図である。 １ 高電圧大電流パルス発生装置 ２ 内部導体 ３ 球状陰極 ４ 薄膜金属陽極 ５ 導波管 ６ 反射防止板 ６ａ 穴 ８ 仮想陰極
Claims (1)
- 【請求項１】 負電位をもつ内部導体を内部に有する高
電圧大電流パルス発生装置、同パルス発生装置の先端の
開口部に設けられた薄膜金属陽極、および同開口部に接
続された導波管を備えたマイクロ波発生装置において、
上記内部導体の先端に設けられ導波管内に入射する電子
流を発生する球状陰極、および上記薄膜金属陽極面に設
けられ導波管内部より球状陰極に向けて戻る電子を阻止
する反射防止板を備えたことを特徴とするマイクロ波発
生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6485592A JPH05266810A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | マイクロ波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6485592A JPH05266810A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | マイクロ波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05266810A true JPH05266810A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13270223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6485592A Withdrawn JPH05266810A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | マイクロ波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05266810A (ja) |
-
1992
- 1992-03-23 JP JP6485592A patent/JPH05266810A/ja not_active Withdrawn
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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 |