JPH05266812A - マグネトロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】出力部から不要高調波が放射されないようにす
るための複数のチョークを、不要高調波の帯域に対し容
易にその共振周波数を調整できるようにしたマグネトロ
ンを提供することにある。 【構成】ベインに接続した内導体と金属真空外囲器の延
長である外導体で形成した同軸構造の出力部内に、周縁
が外導体に密着した円環状底面部とその内側円周から内
導体に同軸に延在する円筒部よりなりマイクロ波電力の
基本波の特定高調波に対し空洞共振器を形成して該高調
波の伝搬を阻止するチョークを複数個配設したマグネト
ロンにおいて、チョークの円環状底面部を同軸構造出力
部の軸方向に対して傾斜させて円錐状に形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、不要高調波とくに第５
高調波の低減に有効なチョークをマイクロ波出力部に挿
入した電子レンジ用などに好適なマグネトロンに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】マグネトロンでは、陽極内周に形成され
た空洞共振器群に、所謂πモードの基本波のみならず、
第２、第３、第４、第５、第６、第７高調波等の高調波
も同時に発生される。これら高調波が基本波と共に外部
へ電波として放射されると、基本波以外はいわゆる不要
波であって、雑音電波として通信障害を生じる。マグネ
トロンは、極力、上記不要高調波の放射が少なくなるよ
うに設計され、かかる不要高調波が放射されるのを抑制
するために、従来から、同軸構造の出力部に特定の不要
高調波の伝搬を抑制するためのチョークを取付けてい
た。

【０００３】図２は従来のマグネトロンの一例の管軸を
含む平面による断面図で、図中、１は陰極、２は陽極円
筒、３は陽極円筒内壁から放射状に突出したベイン、４
は陰極１とベイン３の先端とに挾まれた円筒状の作用空
間に管軸方向の静磁界を形成させるための磁極、５は上
記磁界形成のための起磁力源となる円環状の永久磁石、
６は組立の便宜上、上下二部分に分割され管外磁気回路
を形成するヨーク、７は出力部、８は出力部を接地電位
の陽極やそれと同電位のヨーク等から直流的に絶縁する
アルミナセラミックス円筒よりなる出力側絶縁体、９は
一端が陽極円筒とベインとで陽極内周に形成された空洞
共振器群の一つのベインの上端面に接続され他端が出力
部に接続されている出力導体、１０は一端が陽極円筒２
の上端部に固着され他端が出力側絶縁体８に固着された
封着金属体、１１、１２は周辺部が封着金属体１０にろ
う付け固着され高調波チョークを形成する金属片、１３
は内部を通る出力導体９と共に圧切して封止切られた金
属製排気管の端部、１４は内部の孔の周囲が排気管の端
部１３の外面に固着され高調波チョークを形成するカッ
プ状の金属片（金属製排気管の端部１３と金属片１４の
外部に金属カバーを被せて出力部７を形成）、１５、１
６はそれぞれ封着金属体１０と金属片１１、１２により
形成された高調波チョーク（これらの部材に囲まれた部
分が何れも特定高調波（ここでは、第５高調波）に対す
る１／４波長の空洞共振器を形成している）、１７は金
属線を編組しプレス成形したガスケット、１８は封着金
属体１０に固着され上端部がガスケット１７に電気的に
接触している金属円筒、１９は其の中央の孔の周辺の短
い円筒部が陽極円筒の外側に嵌合固着されヨーク側端部
も短く折り曲げて接触面を設けた冷却フィンである。出
力部の出力導体９と封着金属体１０とでいわゆる同軸構
造を形成しており、封着金属体１０は同軸構造の外導体
を、また出力導体９は内導体の役割をする。ガスケット
１７は封着金属体１０に固着された金属円筒１８の外側
に密着して電気的に接続され、出力部からの電波洩れを
防止する。なお、上記高調波チョークを形成する金属片
１１、１２の円環状の底面は従来は同軸構造の軸方向に
対して直交するように形成されていた。

【０００４】陽極円筒２など、マグネトロンの外面をな
す部分は安全のため接地され、これに対して陰極には大
きな負電圧が印加されている。陰極から放出され陽極に
向けて加速された電子は作用空間内の管軸方向静磁界と
運動方向とに直交するローレンツの力により作用空間内
を電子雲をなして周回運動し、陽極円筒とベインとで陽
極円筒内周に形成された空洞共振器群内に高周波振動を
形成させる。定常状態では、隣接する空洞共振器内の振
動が丁度逆位相のπモード振動が基本波となって圧倒的
に強いが、それ以外に第２、第３、第４、第５、第６、
第７高調波等の高調波も同時に発生される。これらの所
謂不要高調波が外部に放射されると、それと同じ周波数
帯を使用する通信装置にとっては雑音電波となるため、
法規的にも規制されている。そのため、従来から、上記
のように、マイクロ波電力を空洞共振器から出力部へ導
く出力導体の途中に、それを囲む特定高調波用空洞共振
器を設置して、そこに出力導体を通る当該高調波に同調
した共振振動を発生させ、出力導体のその部分が上記不
要高調波に対して高いインピーダンスを呈し、出力部か
ら外部へ放射される当該不要高調波の電波強度を弱める
チョークあるいはトラップとして作用するようにしてい
る。

【０００５】上記のようなチョークに類似した構造は、
例えば、特開昭６３−１３１４３８号公報等に記載され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、テレビジョンの
衛星放送が開始されるようになったが、その放送周波数
帯１２ＧＨｚは、一般家庭に広く普及している電子レン
ジなどに用いる２４５０ＭＨｚ用マグネトロンの第５高
調波に該当し、電子レンジ用マグネトロンに対して第５
高調波抑制対策が強く求められるようになった。そのた
め、既に図２に示したような空洞共振器を設けたマグネ
トロンが生産され、１２ＧＨｚ帯の第５高調波が出力部
から放射されるのを抑制する効果を挙げてきたが、波長
の短い第５高調波用チョークは寸法が小さく高い精度で
製作することが必要で、かつ抑止すべき周波数帯域は実
質的に１１．７５〜１２．７５ＧＨｚと広いので、図２
に示したような従来の構造においても、チョークを１
５、１６と二つに別け、各々の共振周波数をずらして広
い周波数帯域に対応しようとしている。

【０００７】上記チョーク１５、１６などの共振周波数
には、その断面の深さ（円環状の底面の最低部から内側
円筒面の上端まで）が大きく影響するので、具体的に寸
法を設定する時には概算の狙い値に対し数種類の寸法の
金属片を準備して試作、実験して確認している。その
際、図２のチョーク１５において、共振周波数が一層低
くなるように調整したい場合、金属片１１の内円筒部の
高さを増して共振周波数を下げようとしても、チョーク
のもう一方の構成要素である封着金属体１０の外円筒部
の高さが固定されており、上記内円筒部の高さを伸ばす
だけでは共振周波数を下げることはできない（チョーク
は外円筒面と環状の底面と内円筒面で形成されるが、内
円筒面と外円筒面が対向していない個所は有効に作用せ
ず、内円筒面だけ高さを伸ばしても出力側絶縁体と対向
している部分は役に立たない）。

【０００８】尤も封着金属体１０の外円筒部の高さも増
せば良いのであるが、そうするとマグネトロンの出力部
全長を変えることになり、マイクロ波出力の位相や負荷
との結合度が変化してしまい、同一の封着金属体１０を
有するマグネトロンと動作特性上の互換性が無くなって
しまうという問題が生ずる。

【０００９】本発明は上記従来の課題を解決し、チョー
クの共振周波数の調整を容易にしたマグネトロンを提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、空洞共振器群に発生したマイクロ
波電力を取り出すために、空洞共振器のベインに接続し
た内導体と陽極円筒端部や磁極を覆う金属真空外囲器の
延長である外導体で形成した同軸構造の出力部内に、周
縁が前記外導体に密着した円環状底面部とその内側円周
から前記内導体に同軸に延在する円筒部よりなり前記マ
イクロ波電力の基本波の特定高調波に対し空洞共振器を
形成して該高調波の伝搬を阻止するチョークを複数個配
設したマグネトロンにおいて、前記チョークの円環状底
面部を前記同軸構造出力部の軸方向に対して傾斜させて
円錐面状に形成させることにした。

【００１１】

【作用】マグネトロンの同軸構造出力部の途中に、その
内導体すなわち出力導体を囲んで配置するチョークを上
記のようにすれば、例えば、チョークを形成する金属片
の内円筒の高さを増し、同時にその円環状底面を軸方向
に対して傾斜させて円錐状にしぼり込む形にすれば実質
的にチョーク寸法が大きくなる（Ｌが大きくなる）ので
共振周波数が低くなり、また、チョークを形成する金属
片の円環状底面を上記と逆方向に傾斜させ（封着金属体
側の位置を変えずに底面から内円筒面に移る位置を上
げ）れば、チョークの金属片の内円筒の上端が封着金属
体と出力側絶縁体の封着部を越えて上に行き、金属片の
内円筒の出力側絶縁体と対向する部分が長くなるが、既
述のようにこの部分は共振周波数に影響せず、実質的に
内円筒の高さを減らしたことになってＬが小さくなり共
振周波数が高くなる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明一実施例の、出力部の高調波チ
ョーク設置個所の近傍を拡大して示す断面図である。出
力部７では、内導体すなわち出力導体９をマグネトロン
の管軸上に配置して金属排気管１３の中に通し、管内を
真空に排気してから排気管１３と共に封止切ってある。
排気管１３にはカップ状の金属片１４が、その頂面の孔
の周囲で封止され、また金属片１４の下端はアルミナセ
ラミックスなどからなる円筒状の出力側絶縁体８の上端
に封着してあり、これらの外側に図示のように排気管１
３の圧切した端部を保護する金属カバーが圧入されてい
る。出力側絶縁体８の下端には真空外囲器となる封着金
属体１０が同軸に接合されている。この出力側絶縁体８
の下部外側を、図示してないガスケット（図２中の１
７）と電気的に接触して電波漏洩を防止し下方で封着金
属体１０に嵌合する金属円筒１８が囲んでいる。封着金
属体１０の上部の内周面に、第５高調波漏洩防止用のチ
ョーク１５、１６を構成する金属片１１、１２の外周部
が接合されている。ここで、チョーク１５の底面を形成
する金属片１１の平板部１１ａは管軸に対して傾斜させ
円錐状に成形されているので、金属片１１の内円筒部１
１ｂのチョークとしての有効な高さは大きくなり、チョ
ーク１５の共振周波数は、従来（平板部１１ａが管軸に
直交）よりも低くなっている。本実施例ではチョーク１
５に対してのみ共振周波数の調整を行っているが、チョ
ーク１６に対しても同様にして共振周波数の調整ができ
ることは明らかである。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、同
軸構造の出力部内に設けた不要高調波が放射されるのを
防止するための複数のチョークの共振周波数を不要高調
波の帯域に対して容易に調整できるようになるため、低
雑音性能良好なマグネトロンが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例の要部、すなわち出力部の高調
波チョーク設置個所の近傍を拡大して示す断面図であ
る。

【図２】従来のマグネトロンの一例の管軸を含む平面に
よる断面図である。

【符号の説明】

１…陰極、 ２…陽極円筒、 ３…ベイン、 ４…磁
極、 ５…永久磁石、６…ヨーク、 ７…出力部、 ８
…出力側絶縁体、 ９…出力導体、 １０…封着金属
体、 １１、１２…金属片、 １３…排気管の端部、１
４…カップ状の金属片、 １５、１６…チョーク、 １
７…ガスケット、 １８…金属円筒、 １９…冷却フィ
ン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管軸に同心の陰極を、管軸方向に静磁界が
   形成された作用空間を隔てて、陽極円筒とその内壁から
   放射状に突出した偶数枚のベインよりなる偶数個の空洞
   共振器が同心に囲み、空洞共振器群に発生したマイクロ
   波電力を取り出すために空洞共振器のベインに接続した
   内導体と陽極円筒端部や磁極を覆う金属真空外囲器の延
   長である外導体で形成した同軸構造の出力部を備え、更
   にこの出力部内に、周縁が前記外導体に密着した円環状
   底面部とその内側円周から前記内導体に同軸に延在する
   円筒部よりなり前記マイクロ波電力の基本波の特定高調
   波に対し空洞共振器を形成して該高調波の伝搬を阻止す
   るチョークを複数個配設したマグネトロンにおいて、前
   記チョークの円環状底面部を前記同軸構造出力部の軸方
   向に対して傾斜させて円錐面状に形成したことを特徴と
   するマグネトロン。