JPH07105859A - クライストロン - Google Patents

クライストロン

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JPH07105859A
JPH07105859A JP24964493A JP24964493A JPH07105859A JP H07105859 A JPH07105859 A JP H07105859A JP 24964493 A JP24964493 A JP 24964493A JP 24964493 A JP24964493 A JP 24964493A JP H07105859 A JPH07105859 A JP H07105859A
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drift tube
semi
cavity
variable mechanism
klystron
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JP24964493A
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Yasuhiro Iwagami
泰広 岩上
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】クライストロンの高周波数化に伴い、ドリフト
管の最外半径と同調可変機構と相対する空胴壁とドリフ
ト管の中心の距離との差が機構限界を越えるので対策を
行った。 【構成】空胴共振器の形状が半円筒半方形状で半方形空
胴壁面2bに同調可変機構4が設けられており、かつ、
ドリフト管1が同調可変機構4から反対側空胴壁面つま
り、半円筒空胴壁面2aまでの中間位置よりも同調可変
機構4側から遠ざけていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクライストロンに関し、
特に準ミリ波帯以上の大電力用直進ビーム形多空胴クラ
イストロンの空胴共振器構造に関する。
【0002】
【従来の技術】まず、多空胴クライストロンの従来の代
表構造を図7(a),(b)を参照して説明する。図に
は、クライストロンの空胴共振器の断面が示されてい
る。この構造は、電子ビーム通路を持つドリフト管1と
半円筒半方形空胴壁2および、空胴共振器3の共振周波
数を変えるダイヤフラム等の同調可変機構4から構成さ
れており、この同調可変機構4が半円筒空胴壁2aとド
リフト管1の距離よりドリフト管1側にある空胴共振器
3である。集群差のある電子ビームが空胴共振器3内の
ドリフト管1の間隙を通過する時、電子ビームと空胴共
振器3の相互作用によりドリフト管1の間隙に電界が励
起され、この電界により電子ビームが加減速される。多
空胴クライストロンは、これを各空胴毎にて繰り返し電
子ビームの集群を強めてゆくことによりマイクロ波を増
幅する(たとえば、実開昭62−69361参照)。
【0003】準ミリ波帯以上の周波数帯で使用する本構
造の多空胴クライストロンを空胴共振器3で形成した場
合次のような問題点がある。準ミリ波帯以上の空胴共振
器3の内容積は小さくなるが、これに関連して、同調可
変機構4とドリフト管1の間の距離に対する共振周波数
の変化の割合は大きくなり、従って、同調可変機構4を
準ミリ波帯未満の周波数用と同じ距離を変化させると共
振周波数変化の割合が図2の従来例1の曲線に示すよう
に大きくなる。
【0004】このため、クライストロンを動作させた時
に発生する熱による同調可変機構4の熱膨張による共振
周波数の変化が大きくなり、安定した振幅周波数特性を
得ることができなくなる。例えば、5空胴クライストロ
ンで広帯域同調方式により、各空胴の共振周波数を配置
した場合図3に示す振幅周波数特性となるが、クライス
トロンのRF出力を上げるに従って各空胴の共振周波数
が熱により変化して、実用上必要な振幅周波数特性を維
持できなくなる。
【0005】上記問題点を解決するものとして従来、特
公昭57−022184に提案されている構造がある。
図8によりその構造を説明する。空胴共振器3は、方形
状空胴壁5と同調可変機構4とドリフト管1とで形成さ
れている。方形状空胴壁5の横幅Wは、同調可変機構に
相対する空胴壁5aとドリフト管1の中心との距離L1
の約2倍に設定されており、ドリフト管1の中心から同
調可変機構4との距離L2は、L1の2.5倍から5倍
に設定されている。この構造を採用することにより、同
調可変機構4の可動長対共振周波数の変化は図2の従来
例2の曲線に示されたようになだらかになり、本構造を
採用した5空胴クライストロンの振幅周波数特性の熱に
対する変化も図3の従来例2に示す通り改善される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、準ミリ波帯以
上の空胴共振器に本構造を採用使用とした場合次の不具
合が発生する場合がある。周波数が高くなると空胴の形
状はそれに併せて小さくなる。この為、ドリフト管1の
最外半径DとL1の差が機械加工限界の1mmに近づく
ことにより、現実的にL1とL2との比が2.5倍から
5倍にとれなくなる。クライストロンの高周波数化に伴
い、ドリフト管1の最外半径Dと同調可変機構4と相対
する空胴壁5aとドリフト管の中心の距離L1との差
が、機械加工限界である約1mmに近づき、これが高周
波数化の阻害要因になっている。本発明の目的は、この
ような問題点を解決した多空胴クライストロンを提供す
ることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、空胴壁,ドリ
フト管および同調可変機構により構成された空胴共振器
を有するクライストロンにおいて、空胴共振器の構造
は、半円筒半方形状で半方形空胴壁側に同調可変機構4
が設けられており、かつ、ドリフト管が同調可変機構か
ら反対側空胴壁面つまり、半円筒状空胴壁までの中間位
置よりも同調可変機構側から遠ざけて設けられているこ
とを特徴とする。
【0008】
【作用】上記構造により、半円筒部の容積が、従来の構
造のものよりも小さくでき、この結果、空胴壁とドリフ
ト管の間に余裕ができ、従来以上にクライストロンの高
周波数化が可能となる。
【0009】
【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(a)は本発明の第1の実施例のクライストロ
ンの共振空胴構造のドリフト管中心を通る断面図を、図
1(b)は図1(a)のA−A′断面図を示す。中心軸
に電子ビーム通路を持つドリフト管1、半円筒半方形状
空胴壁2、空胴共振器3、および同調可変機構4から構
成される。構造は、ドリフト管1と半円筒半方形状空胴
壁を一体加工した部品をA−A′断面にて貼り合わせて
空胴共振器3を構成しており、半円筒空胴壁2aとドリ
フト管1の中心との距離L1、同調可変機構4とドリフ
ト管1の中心との距離をL2とすると、L1<L2なる
関係に配置されている。
【0010】本構造により、半円筒空胴壁2aとドリフ
ト管1の距離L1に余裕がある状態で、同調可変機構4
の変化量に対する共振周波数の変化は図2の本発明の曲
線に示すようになだらかになる。これにより、例えば5
空胴クライストロンの振幅周波数特性も熱による共振周
波数の変化が少なくなり、図3の本発明の曲線に示すよ
うに良好となる。
【0011】図4(a)は本発明の第2の実施例のクラ
イストロンの共振空胴構造のドリフト管中心を通る断面
図を、図4(b)は図4(a)のA−A′断面図を示
す。中心軸に電子ビーム通路を持つドリフト管1、半円
筒半方形状空胴壁2、空胴共振器3、および同調可変機
構4から構成される。構造は、ドリフト管1と半円筒半
方形状空胴壁2を一体加工した部品をA−A′断面にて
貼り上わせて空胴共振器3を構成しており、半円筒空胴
壁2aとドリフト管1の中心との距離をL1、同調可変
機構4とドリフト管1の中心との距離をL2とすると、
L1<L2なる関係に配置されていて、かつ、半円筒空
胴壁2aの中心軸がドリフト管1の中心軸より、同調可
変機構4側に設定されている。
【0012】これにより、ドリフト管1の中心軸と半円
空胴壁2aの中心軸の位置を変化させることにより、希
望とする同調可変機構の可動長対共振周波数の変化の比
を選ぶことができる利点がある。
【0013】図5(a)は本発明の第3の実施例のクラ
イストロンの共振空胴構造のドリフト管中心を通る断面
図を、図5(b)は図5(a)のA−A′断面図を示
す。中心軸に電子ビーム通路を持つドリフト管1、半円
筒半方形状空胴壁2、空胴共振器3および同調可変機構
4から構成される。構造は、ドリフト管1と半円筒半方
形状空胴壁2を一体加工した部品をA−A′断面にて貼
り上わせて空胴共振器3を構成しており、半円筒空胴壁
2aとドリフト管1の中心との距離をL1、同調可変機
構4とドリフト管1の中心との距離をL2とすると、L
1<L2なる関係に配置されていて、かつ、半円筒空胴
壁の直径Cが半方形空胴壁の幅Wより小さく、方形幅W
と円筒直径Cの間は円筒直径Cに接する直線で結ばれて
いる。
【0014】本構造により、共振周波数の変化量を小さ
くすることを考慮しながら希望とする同調可変機構の可
動長対共振周波数の変化を半円筒直径Cを変えることに
より任意に設定できる。また、第2の実施例に比べて、
機械加工時の中心軸を変化しないため、加工が容易とい
う利点もある。
【0015】図6(a)は本発明の第4の実施例のクラ
イストロンの共振空胴構造のドリフト管中心を通る断面
図を、図6(b)は図6(a)のA−A′断面図を示
す。中心軸に電子ビーム通路を持つドリフト管1、半円
筒半方形状空胴壁2、空胴共振器3、および同調可変機
構4から構成される。構造は、ドリフト管1と半円筒半
方形状空胴壁2を一体加工した部品をA−A′断面にて
貼り合わせて空胴共振器3を構成しており、半円筒空胴
壁2aとドリフト管1の中心との距離をL1、同調可変
機構4とドリフト管1の中心との距離をL2とすると、
L1<L2なる関係に配置されていて、かつ、半円筒空
胴壁の直径Cが半方形空胴壁の幅Wより小さく、かつ、
半円筒空胴の中心軸がドリフト管1の中心軸より同調可
変機構4側にずれていて、方形幅Wと円筒直径Cの間は
円筒直径Cに接する直線で結ばれている。
【0016】本構造により、第2および第3実施例に比
べて共振周波数の変化量を小さくすることを考慮しなが
ら希望とする同調可変機構の可動長対共振周波数の変化
をより任意に設定できる利点がある。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、空胴共振
器の形状が半円筒半方形状で半方形空胴壁側に同調可変
機構が設けられており、かつ、ドリフト管が同調可変機
構から反対側空胴壁面つまり、半円筒状空胴壁面までの
中間位置よりも同調可変機構側から遠ざけて設けられて
いることを特徴とし、本発明を適用することにより、従
来、製造が困難で実現できなかった範囲の高周波数のク
ライストロンの製造が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第1の実施例のクライストロ
ンの空胴共振器のドリフト管中心を通る断面図,(b)
は(a)のA−A′断面図である。
【図2】同調可変機構の可動長対共振周波数の変化を示
す図である。
【図3】5空胴クライストロンの振幅周波数特性を示す
図である。
【図4】(a)は本発明の第2の実施例のクライストロ
ンの空胴共振器のドリフト管中心を通る断面図,(b)
は(a)のA−A′断面図である。
【図5】(a)は本発明の第3の実施例のクライストロ
ンの空胴共振器のドリフト管中心を通る断面図,(b)
は(a)のA−A′断面図である。
【図6】(a)は本発明の第4の実施例のクライストロ
ンの空胴共振器のドリフト管中心を通る断面図,(b)
は(a)のA−A′断面図である。
【図7】(a)は従来の共振空胴器のドリフト管中心を
通る断面図,(b)は(a)のA−A′断面図である。
【図8】(a)は従来の他の共振空胴器のドリフト管中
心を通る断面図,(b)は(a)のA−A′断面図であ
る。
【符号の説明】
1 ドリフト管 2 半円筒半方形状空胴壁 2a 半円筒空胴壁 2b 半方形空胴壁 3 空胴共振器 4 同調可変機構 5 方形状空胴壁 5a 相対する空胴壁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空胴壁、ドリフト管及び同調可変機構に
    より構成された空胴共振器を有するクライストロンにお
    いて、空胴共振器の形状が半円筒半方形状で半方形空胴
    壁側に同調可変機構が設けられており、かつ、ドリフト
    管が同調可変機構から半円筒状空胴壁面までの中間位置
    よりも同調可変機構側から遠ざけて設けられていること
    を特徴とするクライストロン。
  2. 【請求項2】 半円筒状空胴の中心軸が、ドリフト管の
    中心軸よりも同調可変機構側にあることを特徴とする請
    求項1記載のクライストロン。
  3. 【請求項3】 半円筒状空胴の直径が、半方形の幅より
    小さいことを特徴とする請求項1記載のクライストロ
    ン。
  4. 【請求項4】 半円筒状空胴の中心軸が、ドリフト管の
    中心軸よりも同調可変機構側にあり、かつ、半円筒状空
    胴の直径が、半方形の幅より小さいことを特徴とする請
    求項1記載のクライストロン。
JP5249644A 1993-10-06 1993-10-06 クライストロン Expired - Lifetime JP2551351B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111640637A (zh) * 2020-06-15 2020-09-08 电子科技大学 一种多注太赫兹同轴谐振腔反射速调管

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111640637A (zh) * 2020-06-15 2020-09-08 电子科技大学 一种多注太赫兹同轴谐振腔反射速调管

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