JPH07192642A - 近接したカソードおよび非放出性グリッドを有する高周波数真空管 - Google Patents

近接したカソードおよび非放出性グリッドを有する高周波数真空管

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JPH07192642A
JPH07192642A JP6142463A JP14246394A JPH07192642A JP H07192642 A JPH07192642 A JP H07192642A JP 6142463 A JP6142463 A JP 6142463A JP 14246394 A JP14246394 A JP 14246394A JP H07192642 A JPH07192642 A JP H07192642A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 カソードおよびグリッド電極の間にｒｆ信号
を結合する比較的単純な共鳴構造物を利用して、近接し
たカソードおよび非放射性グリッドを含む電子ビーム真
空管を提供する。 【構成】 所定の周波数範囲を有するｒｆ信号を扱う真
空管が線形電子放出カソード、ヒーターおよび非電子放
出性電流調整グリッド１６から成る。グリッドは、カソ
ードからの放出電子がｒｆ信号の４分の１サイクルの間
に進む距離だけカソードから離れて配置される。信号カ
ップラ１４の共鳴ラインを形成する外側および内側の金
属製管がそれぞれ、グリッドを通過する電子が加速アノ
ード１８とグリッドの間の相互作用領域内で束となるよ
うに、グリッドおよびカソードに接続される。フェライ
トタイル４２が相互作用領域内でｒｆ場を吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、共鳴構造物を介してｒ
ｆ信号に結合されて増幅される、非放出性グリッドに間
隔をあけて接近させたカソードを有する高周波真空管(h
igh frequency vacuum tube)に関し、特に、（１）グリ
ッドと加速アノードとの間の相互作用領域を実質的に取
り囲むｒｆ場吸収材料と、（２）信号をグリッドおよび
カソードに結合する一対の同軸共鳴管の間のループと、
（３）信号をグリッドおよびカソードに結合する一対の
同軸の共鳴管の容量性結合(capacitive coupling)と、
（４）グリッドおよびカソードからｎ1λの位置におい
て内側管を通じて伸長するヒーターリード線と組み合わ
せて、グリッドおよびカソードからｎ1λのところで内
側および外側の共鳴同軸の金属製ｒｆ結合管にそれぞれ
接続されたグリッドおよびカソード用バイアスリード線
とのうち少なくとも１つを有する高周波真空管に関す
る。ここで、ｎ1は奇数の整数であり、λは、内側管お
よび外側管によってグリッドおよびカソードに印加され
るｒｆ信号の波長である。
【０００２】
【従来技術及び発明の解決しようとする課題】ｒｆ信号
を扱うために最近開発された真空管が、線形電子ビーム
を放出するためのカソードと、カソードの近傍（放出さ
れた電子が真空管によって扱われる信号の４分の１サイ
クルで進むことができる距離を越えない）に平行に位置
されたグリッドと、ビームのコレクタ電極とグリッドと
の間に位置される信号周波数に共鳴する空洞(cavity)と
を含んでいる。グリッドは、真空管の入力に真空管によ
って扱される周波数に共鳴する構造によって結合され
る。非常に高い効率が、グリッドをバイアスすることに
よってこのような真空管で達成され、グリッドに向けて
カソードから流れる電流が、真空管によって扱われたｒ
ｆ信号の２分の１サイクルを越えずに発生する。このグ
リッドは、熱分解グラファイト(pyrolytic graphite)ま
たはモリブデンのような非電子放出性材料で形成されて
いる。
【０００３】従来技術の装置の１つにおいて、共鳴入力
回路が、グリッドと出力空洞との間に配置された加速ア
ノードとグリッドとの間と、カソードとグリッドとの間
とで逆位相の電場を供給する。他の従来技術の装置にお
いて、出力空洞と加速アノードとの間に位置された第２
の共鳴空洞が調節されて、その共鳴周波数が真空管によ
って扱われる周波数以上になり、真空管の平均効率を増
加する。これら従来技術の構造は、共通的に挙げられる
米国特許第４４８０２１０号、第４５２７０９１号、お
よび第４６１１１４９号に開示されている。同様の真空
管を一般的に扱い共通的に挙げられる米国特許は、リー
ン(Lien)らの米国特許出願第０７／５０８４４２号（１
９９０年４月１３日出願）、およびリーンらの米国特許
出願第０７／５０８６１１号（１９９０年４月１３日出
願）である。
【０００４】このタイプの商業的に使用可能な真空管
は、カソードおよびそこから放出される電子ビームに同
軸な共鳴空洞の形状をした入力信号をカソードグリッド
組立体に結合するための共鳴構造物を含んでいた。この
共鳴空洞は、真空管によって扱われる周波数で名目的に
半分または全波長であるビーム軸方向の長さを有する。
実際には、真空管の長さが幾分か大きくなっている。空
洞への入力信号が空洞に容量性結合される。入力共鳴空
洞の金属構造がグリッドへの入力信号に応答して空洞に
確立された場を結合する。ｒｆ電場がそれによってグリ
ッドとカソードとの間に確立され、電子ビームを電流調
整(current-modulate)する。ｒｆ電場はまた、グリッド
とアノードとの間に逆位相で形成される。
【０００５】再生および増加利得が、従来の技術の真空
管では、グリッド-アノード空間のｒｆ場と予め束とな
ったビーム(pre-bunched beam)との間のエネルギー変換
によって得られる。この再生および増加利得を達成する
ため、従来技術の真空管の駆動回路が電気的に非常に複
雑で難しい設計になる。駆動回路および真空管の設計に
は相当な経験、時間および労力が、所望の結果を達成す
るために必要である。２個のｒｆ場領域の電場の最適な
相対強度および位相の関係を達成するために、駆動空洞
および真空管のパラメータを調節することは困難であ
る。最適な関係を与えるために、種々の同調スタブ(tun
ing stub)および／またはその他の可変共鳴構造物を提
供することが必要である。
【０００６】グリッドを離れ、アノードに向かって加速
された電子が、グリッドとカソードとの間の相互作用領
域を横切る間に、束となる。取り囲んでいる金属性また
は誘電コンテナの自由空間または共鳴モードのいずれか
によって電子に存在されるいかなるインピーダンスも、
ｒｆ放射および／または振動を発生させる。以前に、こ
の問題は、ｒｆグリッド-アノードギャップインピーダ
ンスを減少させることによって処理され、ブロッキング
コンデンサーと共にそれをバイパスするか或いはグリッ
ド-アノードギャップを低インピーダンス同軸またはス
トリップラインの解放端共鳴バイパス回路に接続するこ
とによって実質的にゼロにした。なされた方法は全部、
例えば３２Ｖまたは８５ｋＶの全ビーム電圧がグリッド
-アノードギャップにわたって現れ、ｒｆ電圧のように
考慮されなければならない。ブロッキングコンデンサま
たはバイパス回路は、高電圧、ＤＣアークを最小および
好適に除去するために、埋込用化合物(potting compoun
d)内になければならない。グリッドとアノードとの間で
ブロッキングコンデンサまたはバイパス回路を接続させ
ることにおいて色々の不利点がある。３２または８５ｋ
Ｖを処理できる、埋込用高電圧コンデンサおよびその他
のタイプのバイパス回路が問題であり、信頼できるアー
クのない(arc-free)動作が得難い。付加的に、ポッチン
グ化合物が損失性のあるものであることから、パワー利
得が減少される。オープン共鳴ラインを有するグリッド
-アノードギャップを調整することが電圧分離を相対的
に容易にするが、このような構造が、手順および制御を
調整する余分な空間を要する。
【０００７】そこで、本発明の目的は、電極間でｒｆ信
号を結合させるために相対的に簡単な共鳴構造を利用す
る、近接した非放出性グリッド電極およびカソードを含
む、新規で改良された電子ビーム真空管を提供すること
である。
【０００８】本発明の他の目的は、グリッドと高電圧加
速アノードとの間のギャップのｒｆ場を減少させるため
の改良した構造を有する、近接した非放出性グリッド電
極およびカソードとを含む、新規で改良された電子ビー
ム真空管を提供することである。
【０００９】本発明のその他の目的は、例えばＵＨＦス
ペクトルのような広い周波数範囲にわたって容易に調整
され、間隔をあけて接近させた非放出グリッド電極とカ
ソードとを含む、新規で改良された電子ビーム真空管を
提供することである。
【００１０】本発明のその他の目的は、近接した非放出
性グリッド電極およびカソードを含む電子ビーム真空管
の、新規で改良された入力結合構造を提供することであ
る。
【００１１】本発明のその他の目的は、グリッドバイア
ス、カソードバイアス、およびヒータ電流を真空管に供
給するリード線に結合するｒｆを最小にするための改良
した構造物を有する、近接した非放出性グリッド電極お
よびカソードを含む、新規で改良された真空管を提供す
ることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様に従っ
て、上述のタイプの真空管が、アノードと非放出性グリ
ッドとの間の相互作用領域に結合されるｒｆ吸収材料を
含む。この吸収材料は、カップラによってグリッドカソ
ード構造物に適用される所定の周波数範囲を有する信号
に応答して相互作用領域で導出されるｒｆ場を吸収し、
グリッドカソード組立体への信号の非再生結合が、真空
管設計および調整を簡単にするためにある。
【００１３】吸収材料は、ブロッキングコンデンサまた
は共鳴バイパス回路の必要性と、吸収材料が相互作用領
域の背後で共鳴ｒｆ場の反射を実質的に防止することか
ら、それに関係する不利点とを除去する。好適実施例に
おいて、結合手段は、グリッドとカソードとの間の修正
位相関係を達成するための信号の周波数に共鳴する入力
空洞を含む。
【００１４】一つの好適実施例において、カップラが、
グリッドとループとの間で約ｎλ／４の長さを有する内
側と外側の同軸の金属製信号結合管の間の空間にループ
を含む。ここで、λはバンドの周波数の波長であり、ｎ
は奇数の整数である。内側および外側管は、カソードお
よびグリッドにそれぞれ電気的に接続されている。グリ
ッドおよび外側の同軸管は、カソードおよび内側の同軸
管からＤＣ分離し、グリッドとカソードとの間でＤＣバ
イアス電圧を印加し、カソードを好適に接地したアノー
ドに関して高い負のＤＣ電圧（例えば、８５ｋＶまたは
３２ｋＶ）にすることができる。好適に、ＤＣバイアス
接続が、外側管のグリッドからｎ1λ／４の位置にグリ
ッドに対して設けられる。ここで、ｎ1はｎ以下の奇数
の整数であり、この位置はＤＣバイアスソースに結合さ
れるｒｆ電圧を最小にする。
【００１５】他の実施例において、カップラは、信号ソ
ースに接続した内側および外側導体を有する接地した同
軸ケーブルを含む。内側導体は、固定の誘電体によって
第２の対向する金属面から間隔をあけられた第１の金属
面に接続される。外側導体は、固定の誘電体によって第
４の対向する金属面から間隔をあけられた第３の金属面
に接続される。第３および第４の金属面はそれぞれ第１
および第２の面を取り囲む。誘電体は金属面の周囲を越
えて伸長し、実質的なＤＣ接地電位が金属面の間で確立
され、第２および第４の金属面が高い負のＤＣ電圧にあ
るが、第１および第３の面がＤＣ接地電位にある。第２
および第４の金属面はそれぞれ、半波長同軸カップラを
形成する内側および外側の同軸金属管の共通の端部にあ
る。内側および外側の管の他の端部はそれぞれ、カソー
ドおよびグリッドに接続される。広帯域幅の応用、例え
ば異なるＵＨＦテレビ局の送信器において、カップラ共
鳴周波数は実質的に変えることができる。カップラ共鳴
周波数を変化させる１つの方法は、ＤＣから互いを電気
的に絶縁する一対の可変長さの同軸の金属製管のように
カップラを形成することであり、微調整が、管の間で横
方向の移動が可能なコンデンサプレートによって提供さ
れる。
【００１６】他の変形例において、第２の空洞が、カッ
プラに電磁的に結合される。第２の空洞内で短絡プラン
ジャ(shorting plunger)が並進運動され、第２の空洞の
電気的長さとカップラ共鳴周波数とを効果的に変える。
【００１７】最も好適な実施例において、管は所定位置
に固定され、固定した長さを有する。内側管と外側管と
の間で伸長する誘導素子として機能する金属フィンガー
が、管の長さの異なる場所に位置され、カップラ共鳴周
波数を変える。
【００１８】本発明の他の態様は、ヒーター電流が、グ
リッドおよびカソードからｎ1λの位置において内側管
を通じて伸長する第３のリードを介して供給されるが、
グリッドおよびカソードのＤＣバイアス電圧が、グリッ
ドおよびカソードからｎ1λの位置において内側および
外側のｒｆ信号の結合金属製管に接続される第１および
第２のリードによって供給されるところの、上述の真空
管を含む。ここで、ｎ1は奇数であり、λは信号の波長
である。このような変形例は、ｒｆ電圧がグリッドおよ
びカソードからｎ1λの位置において最小であることか
ら、これらリードにおいてｒｆ電圧を最小にする。
【００１９】本発明の上記およびその他の目的、特徴お
よび利点は、特に添付図面とともに以下の種々の実施例
の詳細な説明を考慮することで明らかとなるであろう。
【００２０】
【実施例】図１は本発明の一実施例に従った真空管の断
面図で、特に粒子加速器のステージに適用される比較的
狭い帯域幅の正弦曲線タイプの電磁場を引き出すための
ものである。図１の真空管は同軸になった入力コネクタ
１０を含み、このコネクタはカップリングループ１２に
接続され、ループは同軸になった再生カップラ１４に結
合され、カップラはグリッド−カソード組立体１６に接
続される。組立体１６にカソードからの電子の密度は、
組立体のグリッドにより調節され、生じた電子の束はグ
リッドと接地された加速アノード１８との間のＤＣ電場
により加速される。粒子加速器に利用するとき、グリッ
ド−カソード組立体１６とアノード１８との間の電圧は
８５ｋＶのオーダーである。電子がアノード１８の開口
１９を通過し、出力共鳴空洞２０を横切り、そしてコレ
クタ２２に入る。共鳴空洞２０は出力ループ２４および
真空管の中心線２８を横切るように移動可能なプレート
２６を含む可変同調コンデンサを含む。グリッド−カソ
ード組立体１６とコレクタ２２の間の容積が真空にされ
るが、カップラ１４、ループ１２およびコネクタ１０の
ほとんどは大気圧かまたは僅かに高い圧力下にある。
【００２１】アノード１８ならびにループ１２、カップ
ラ１４および組立体１６のための金属製ハウジング３２
の外側は接地して維持されるが、グリッド−カソード組
立体１６は約−８５ｋＶに維持される。組立体１６のグ
リッドはカソードに対して約−２８０Ｖの電圧に維持さ
れる。組立体１６のグリッドに対するＤＣバイアスはハ
ウジング３２の外壁３１に取り付けられた一つの“生き
た”ターミナル３６に適用されるが、組立体１６のカソ
ードのためのバイアス電圧およびカソードヒーターのた
めの付勢電流がハウジングの壁３１上の２つの“生き
た”ターミナルコネクタ３８に適用される。図１の真空
管に対し、比較的狭い周波数範囲を越えた同調はカップ
ラ１４の中心線２８を横切るように金属製プレート４０
を動かすことにより行える。
【００２２】前記の特許に説明されているように、組立
体１６のグリッドは、熱分解炭素またはジルコニウムで
コートされたモリブデンのような電子不放出材料で作ら
れ、カソードから放出される電子がコネクタ１０に適用
される信号の４分の１のサイクルでグリッドに到着する
距離よりも長くない距離だけ組立体のカソードから離さ
れている。組立体１６のグリッドおよびカソードはそれ
らを同軸のコネクタ１０を介して結合する信号に応答
し、カソードにより放出され、カノード１８によりコレ
クタ２２へと加速される線形電子ビームを電流調整す
る。組立体１６のグリッドから伝播し、アノード１８の
開口１９を通る、結果として生じた電子の束は、グリッ
ドとアノード１８との間の領域を取り囲む構造物の共鳴
モードと相互作用し、相互作用領域で種々の周波数のｒ
ｆ場を形成する。
【００２３】本発明の一つの重要な態様に従い、グリッ
ド−カノード組立体１６とアノード１８の近傍にあるハ
ウジング壁３１の内側はｒｆ吸収体、好適にはフェライ
トタイルにより覆われる。フェライト、ｒｆ吸収タイル
は、基本的に組立体１６とアノード１８との間の相互作
用領域を取り囲み、束となった電子により生成される潜
在的なｒｆ場を吸収する。タイルのｒｆ吸収能力が、従
来技術で必要とされたようにコンデンサまたは同軸の若
しくはストリップラインの、解放端となった共鳴回路に
より分路される必要がないようになっていることが分か
った。フェライトｒｆ吸収タイル４２は事実上、共鳴イ
ンピーダンスが相互作用領域において形成され得ないよ
うに、組立体１６とアノード１８との間に相互作用領域
をしっかりと負荷を与えるための高減衰材料である。相
互作用領域のｒｆ場がフェライトタイル４２により吸収
されるので、それらは相互作用領域に反射して戻ること
はなく、組立体１６、アノード１８および出力空洞２０
から分離される。組立体１６、アノード１８、およびコ
レクタ２２を含む真空管の出力利得はそのために比較的
高レベルに維持され、相互作用領域に生成されるｒｆ場
がタイル４２により吸収されるので他の装置との相互作
用は生じない。
【００２４】基本的にゼロＤＣ電圧のコネクタに接続さ
れる信号を高い負のＤＣ電圧（たとえば、−８５ｋＶ）
の組立体１６に結合することに問題がある。
【００２５】図１の真空管においてこの問題は、図２お
よび３に詳細に示された構造物により解決される。その
図では、同軸のコネクタ１０が中央の金属製導体５０お
よび接地された外側導体５２を含むように示されてい
る。適切な同軸ケーブルが導体５０および５２のそれぞ
れの一端に比較的固定された周知の周波数を有するｒｆ
ソースに接続されている。中央導体５０の他端は金属製
ループ１２の一端に接続される。ループの他端は外側導
体５２に接続される。ループ１２は誘電性の、好適には
ＴＥＦＬＯＮのケース５４により囲まれる。ケースはま
た外側導体５２の実質的な部分を囲む。ループ１２は中
心線２８に平行に伸長し、カップラ１４に磁気的に結合
し、すなわちコネクタ１０に接続されたｒｆソースの周
波数と共鳴する。カップラ１４は外側の金属製管５４お
よび内側の管組立体５８を含む。管５６および管組立体
５８の両方は円形の断面をもち、中心線を中心とし、そ
れを取り囲む。管組立体５８はループ１２の近傍から組
立体１６の近傍へと伸長する金属製の外側管６０を含
む。管組立体５８はまた、誘電性の、好適にはＫＡＰＴ
ＯＮ製のスリーブ６６により管６０の内側で、機械的に
分離されている比較的短い金属製管６４（図３）を含
む。スリーム６６は、管６０および６４の整合した部分
を実質的に同じｒｆ電位、異なるＤＣ電位に維持するこ
とができる。
【００２６】ループ１２の直前の金属製管６０の端部が
管６０を中央に配するためのフランジを含む金属製エン
ドキャップ６２と境を接する。これにより、金属製管の
端部およびエンドキャップ６２は同じｒｆ電圧となって
いるる。エンドキャップ６２は空気を管６０を通して排
気できるように導管３４を収納するための開口を有す
る。導管３４は、管６０およびキャップ６２が、接地さ
れたハウジング３２に対して高い負のＤＣ電圧にバイア
スされ得るように電気絶縁体により作られる。
【００２７】コネクタ１０に適用されるｒｆ信号がルー
プ１２によるｒｆ磁場として磁気的に金属製管５６およ
び６０に結合するようにループ１２が金属製管５６おび
６０のの間に配置される。管５６および管組立体５８、
並びにグリッド−カソードコネクタ組立体６８はコネク
タ１０に提要されるｒｆ信号の波長の４分の１の奇数倍
に等しい長さを有する同軸の共鳴伝送線を形成する。好
適には、ループ１２および組立体１６との間の同軸の共
鳴構造物は３λ／４の長さを有し、ここでλはｒｆソー
スの中心波長である。これにより、グリッド−カソード
組立体１６から離れたカップラ１４の端部にある金属製
プレート（キャップ）６２のｒｆ電圧は最小値をもち、
伝送線の反対の端（そこには組立体１６が位置してい
る）では最大のｒｆ電圧となる。カップラ１４の周波数
に対する微細な制御は、真空管の初期の組み立ての間
に、管５６と６０との間の中心線を横切るコンデンサプ
レート４０を移動させることで行われる。
【００２８】図３に図示されているように、円錐台カッ
プ７２を介して組立体１６の弧状のグリッド７０に接続
される。グリッド７０にほぼ平行に配置された組立体１
６の弧状のカソード７４が金属製スリーブ７６により管
６４に接続される。そのスリーブは真空管の内側のため
の真空シールの一部を形成する誘電性プレート７８に対
して境を接し、連結した内部壁を有する。金属製管７６
の外側壁の一部が誘電性ワッシャ８０の一端に対して境
を接する。そのワッシャ８０は真空管の真空シールの補
助的部分を形成する。ワッシャ８０はカップ７２の内側
壁に接着した外側端を有する。プレート７８の内側壁は
金属製カップ８２の壁に接着され、そのカップはヒータ
ーワイヤ８４の一端に接続された底面を有し、そのワイ
ヤは金属製管７６の内側壁に接続した他端を有する。真
空管の真空シールはまた、誘電性の円錐台をしたセラミ
ック製シェル８６を含み、そのシェルは金属製フランジ
８８（順に金属製管５６の底部分に連結している）の間
に伸長する。シェル８６の他端はアノード１８に接着さ
れる。ヒーターワイヤ８４はカソード７４の近傍でコイ
ル状に巻かれた部分を含み、ヒーターワイヤからの放射
熱により電子がカソードから放出される。
【００２９】組立体１６のための高ＤＣ（たとえば、−
８５ｋＶ）電圧ソースが、コネクタ３６および電気的に
絶縁したリード線９０を介して、ケーブル９２のグリッ
ド−カソード組立体１６から４分の１波長の離れたとこ
ろで金属製管５６に適用される。この点でのリード線９
０と管５６との接続は、コネクタ３６に接続されたＤＣ
ソースからグリッド７０のところのｒｆ電圧を実質的に
切り離す。リード線９０のＤＣ電圧は、壁３２および管
５６およびカソード７２を介してグリッド７０に結合し
たＤＣから切り離される。
【００３０】ヒーターワイヤ８４に対する電流およびカ
ソード７４に対するバイアス電圧（グリッド７０の電圧
よりも高い約２７５ボルトＤＣ）が、ケーブル９８の電
気的に絶縁されたリード線９４および９６を介してぞれ
ぞれ印加される。ケーブル９８は、リード線が壁からＤ
Ｃ切り離しがなされるように壁５６に取り付けられたコ
ネクタ３８およびコネクタ１００との間に伸長する。絶
縁されたリード線は管５６の外部にそってフランジ８８
へと、故に管５６の底の近傍の開口を通過し、半径方向
で中心線２８に向かって伸長する。リード線９４および
９６は、キャップ８２および管７６にそれぞれ接続さ
れ、リード線９４は真空チューブの外側から開口を通過
し、真空管の外側の管の外へ伸長する。
【００３１】グリッド−カソード組立体１６に隣接した
真空エンベロープの一部を冷却するために、空気が穴３
０を介してハウジング３２（四角の断面をもつ）に排気
さる。空気は開口１０１（図３）を通って組立体に近接
した管５６に流れ、ゆえに管６０および６４、ならびに
スリーブ６６の整合した開口１０３を通って、そしてカ
ップラ１４の内部そして導管３４に流れる。
【００３２】図１−３に図示される真空管は、粒子加速
器にパワーを加えるときに称賛すべき結果を与える。真
空管は、粒子加速器への応用のために適切な狭い帯域
（たとえば、２６７ｍＨｚを中心として２ｍＨｚ）を越
えた周波数に対して容易に調整される。真空管は高電圧
ＤＣ破壊の問題はなく、十分なパワー利得をもち、グリ
ッド−カソード組立体１６とアノード１８との間の相互
作用領域でのｒｆ輻射を最小にするために、グリッドと
カソードとの間で分路に接続されるバイパスコンき結果
を与える。真空管は、粒子加速器への応用のために適切
な狭い帯域（たとえば、２６７ｍＨｚを中心として２ｍ
Ｈｚ）を越えた周波数に対して容易に調整される。真空
管は高電圧ＤＣ破壊の問題はなく、十分なパワー利得を
もち、グリッド−カソード組立体１６とアノード１８と
の間の相互作用領域でのｒｆ輻射を最小にするために、
グリッドとカソードとの間で分路に接続されるバイパス
コンデンサまたは他の回路素子を必要としない。
【００３３】本発明の他の実施例に従い、図１−３に図
示された装置は、ＵＨＦテレビジョン放送スペルトルを
越えたＵＨＦテレビジョン送信器のパワー出力管として
使用できるように修正される。このような装置は現場で
容易に調節できるという利点があり、ＵＨＦ放送社にと
って受け入れることのできるものである。典型的に、Ｕ
ＨＦ送信器はアノードおよびグリッド−カソード組立体
の間に３２ｋＶの電位を有し、各真空管は約６０ｋＷの
ｒｆ出力パワーを与える。これらの特徴は他の実施例の
真空管により提供される。
【００３４】他の実施例のよる、とくにＵＨＦテレビジ
ョン送信器に適応する電子管の入力部分の基本的な形状
が図４に示されている。ＵＨＦスペルトルを越えて同調
される、図４に示された基本的構造物の特定の構造物が
図５−７に示されている。図を簡略するために、図４−
７に図示の構造物は出力空洞やコレクタ、すなわちアノ
ードの下方にある回路を省略している。図４−７に図示
の構造物は、図１−３に図示の装置より非常に広範囲な
周波数範囲にわたって同調可能であり、図１−３の真空
（電子）管の利点を与える。
【００３５】図４の真空電子管において、ｒｆ信号、た
とえばテレビジョン信号が、電子管の中心線、すなわち
軸線１１６と同軸となる内側および外側の金属製導体１
１２および１１４を含む同軸ライン１１０に結合する。
内側導体１１２は誘電性スペーサ絶縁体１１８により適
所に維持され、金属製プランジャ１２０の一端に電気的
に接続されている。プランジャ１２０は、適当な駆動機
構（図示せず）により、矢印１２２で示さたように軸線
１１６にそって前後に移動可能である。金属製カップ１
２４によりにより囲まれたプランジャ１２０に中心は誘
電性ワッシャ１２６により軸線１１６上にあり、そのワ
ッシャが、プランジャ１２０の外壁およびカップ１２４
の内壁にそれぞれ接する内径および外径を有する。カッ
プ１２４は、金属製容器１３０の側壁１３１から離され
た外周囲をもつ半径方向に伸長した金属製フランジ１２
８を含む。プランジャ１２０は中心線１１６から直角に
伸長した平坦面１２５および半径方向に伸長したフラン
ジ１２３を含む。平坦面１２５および対応するが向かい
側の金属プレート１３４は同軸ライン１１０に結合した
ｒｆ信号に対してカソード１３６に容量性結合を行う。
カソード１３６はカソード７４およびグリッド７０に対
して、上述したように、グリッド１３８に近接するが離
されている。
【００３６】平坦面１２５およびプレート１３４は誘電
性の、好適にはＴＥＦＬＯＮ製のプレート１４０により
互いに分離されている。プレート１４０は典型的に３０
から６０ｍｍの厚さ、および周囲がフランジ１２６の周
囲を実質的に越えて伸長するような直径をもつ。誘電性
プレート１４０は、金属製管１４４の端部から半径方向
に伸長するフランジ１２８と１４２の向かい合った面の
間に挟まれている。プレート１４０は、フランジ１２６
がゼロのＤＣであり、フランジ１４２が−３２ｋＶのよ
うな高電位であっても破壊が生じない形状、および構成
となっている。管１４４は平坦面１２５とグリッド１３
８の間で同軸の半波長カップラ１４３の外面を形成す
る。半波長カップラが図４に実施例において使用され、
平坦面１２５からプレート１３４への容量性結合のグリ
ッドカソードｒｆ電圧を最大化する。図１−３のカップ
ラは、ループ１２から管５６および６０への磁気結合の
グリッドカソードｒｆ電圧を最大化するために、３λ／
４または４分の１波長の奇数倍の長さをもつ。
【００３７】管１４４を含むカソード１４３は管組立体
１４８から成り、その組立体は端部プレート１３４と一
体化し、誘電性の、好適にはＫＡＰＴＯＮ製のスリーブ
１５４により内側の金属製管１５２から分離された金属
製管１５０から成る。管１４４、１５０、１５２および
スリーブ１５４はすべて軸線１１６と同軸である。スリ
ーブ１５４は管１５０と１５２との間にＤＣ絶縁をもた
らす一方で、これら管の整合した部分を実質的に同じｒ
ｆ電位にすることができる。フランジ１４２から離れた
管１４４の端部は円錐台カップ１５８によりグリッド１
３８にＤＣ接続される。ｒｆ結合は、カップ１２４の
壁、フランジ１２８、誘電性プレート１４０により形成
されたフランジ１２８と１４２との間の間隙を通して、
そして管１４４およびカップ１５８の長さにそって外側
導体１１４からグリッド１３８に与えられる。ｒｆ結合
はプランジャ１２０およびフランジ１２３を介して内側
導体１１２からカソード１３６へ、誘電性プレート１４
０を介してプレート１３４に、そして管１５０に、スリ
ーブ１５４を横切って管１５２に与えられる。管１５０
を越えて伸長する管１５２の端部は、半径方向にバイア
スされた金属製リーフスプリング組立体１５６により、
金属製管１６０に連結され、そしてカソード１３６に連
結される。
【００３８】グリッド１３８を通過する線形電子ビーム
となった電子束は、図１に関連して説明されているよう
に接地されたアノード１６２により加速され、アノード
の開口１６４を通過して出力空洞に、そしてコレクタに
至る。接地されたアノード１６２は金属製側壁１３１の
片方の縁に接続され、その反対の縁が容器１３０の金属
製蓋１３３に連結される。ビームを形成するために、カ
ソード１３６はヒーター１６６により加熱される。その
ヒーターはそれぞれがワイヤ１６８および１６９により
金属製カップ１７０および金属製管１６０に接続される
両端をもつ。
【００３９】カソード１３６、グリッド３８、ヒーター
１６６およびこれら素子かアノード１６２の内面までの
空間は、誘電性ワッシャ１７２および金属製の放射状リ
ーフスプリグ１７４による、金属製管１６０およびカッ
プ１７０の間のシールにより形成される真空下におかれ
る。真空シールはまた金属製リング１７６および１７８
により形成される。リングの間で誘電性ワッシャ１８０
がくさびで留められる。リング１７６および１７８は管
１６０およびシェル１５８の外側および内側周囲に対す
る内側端および外側端ベアリングを有する。真空シール
は縦方向に伸長した誘電性管１７９により完了する。そ
の管１７９は金属製管１８１および１８２に連結され、
そしてグリッド１３８から離れたシェル１５８の端部に
ある金属製フランジ１８４およびアノード１６２に連結
された両端を有する。
【００４０】グリッド１３８およびアノード１６２を分
路する回路素子の必要性を無くし、効率を改良するため
に、容器１３０の側壁１３１はｒｆ吸収フェライトタイ
ル１８８で裏打ちされる。このタイルは図１の実施例の
フェライトタイルと同じ機能を達成するものでる。
【００４１】グリッド１３８は、ケーブル１９２の電気
的に絶縁されたリード線１９０の一端を管１４４の外側
壁に、ライン１１０に結合されるｒｆ信号の波長の約４
分の１だけグリッド１３８から離れた位置で接続するこ
とにより、接地されたアノード１６２に対し、−３２ｋ
Ｖに維持される。ケーブル１９２はまた、互いに絶縁さ
れたリード線１９４および１９６、並びにリード線１９
０を含む。リード線１９４および１９６は、バイアス電
圧をアノード１３６に、そして付勢電流をヒーター１６
６にそれぞれ供給する。リード線１９４および１９６の
端部は管１５２およびカップ１７０にそれぞれ接続され
る。リード線１７４は管１５２に接続され、リード線１
９６は管１５２の穴を通り、ライン１１８に結合したｒ
ｆ信号の波長の約４分の１のだけカソード１３６から離
れた位置に伸長する。リード線１９４のバイアス電圧
は、管１５２により、金属製スプリングフィンガー１５
６および管１６０を経由してカソード１３６に供給され
る。リード線１９６に流れる電流は、カップ１７０およ
びリード線１６８を介してヒーター１６６に結合され、
ヒーター１６６からリード線１６９を介して管１６０に
結合される。ケーブル１９２およびその中のリード線は
側壁１３１の開口を通過して、ハウジング壁の外面に取
り付けられたターミナルブロック２００へと伸長してい
る。
【００４２】リード線１９０および１９４上のｒｆ電圧
は、これらリード線が管１４４および１５０に、グリッ
ド−カソード組立体から４分の１波長のところにでそれ
ぞれ接続されているので最小化される。リード線１９６
上のｒｆ電圧は、このリード線がグリッド組立体から４
分の１波長のところにある管１５２の穴を通過し、管１
５２内ではｒｆシールドされるので最小化される。
【００４３】図４に図示の真空管のグリッド−カソード
領域は図１に図示のものと同様に冷却される。この目的
のために、導管（図示せず）が管１４４および１５２の
適当な、整合した開口を通過し、管１５２の内部に至
り、開講が管１５２のスプリング１５６および１７４の
近傍に設けられる。プレート１３４の近傍で、管１４４
および１５２を通過する導管はハウジング１３０の開口
を通過し、ハウジングの外側のポンプへと伸長する。ス
プリング１５６および１７４の近傍の管１５２の開口か
らの空気流管１４４の開口およびハウジング１３０を通
って大気に漏洩する。
【００４４】図４に図示の構造物は図１−３に図示の構
造物を越えた利点をもつ。図１−３に図示のカップラが
４部の３波長の伝送線であるが、図４のカップラが基本
的に半波長の伝送線であるから図４の構造物はより小さ
い。さらに、図１−３の比較的高価で、取り扱いにくい
ループカップラは誘電性のＴＥＦＬＯＮプレート１４０
を介したより小さくて、より安価な容量性結合で置き換
えられる。
【００４５】図４に一般的に図示の構造物は、特にテレ
ビジョン放送の目的のために、ＵＨＦテレビジョン帯域
のどの周波数にも適用してセットできる。図５−７に略
示の構造物は、ライン１１０とカソード１３６およびグ
リッド１３８の間の共鳴カップラの動作周波数をセット
するために使用することができる。図５−７の実施例の
それぞれにおいて、プランジャおよびその平坦面１２５
は当業者にとって知られたタイプの適当な手段により軸
線１１６にそって金属製プレート１３４に対して移動可
能である。プレート１３４に対する平坦面１２５の移動
は、適切なインピーダンス整合を行うために、管１５
０、１５２および１４４を含む半波長カップラとライン
１１０との間のインピーダンスを調節する。図５−７に
図示の真空管のグリッドーカソード組立体およびヒータ
ーに対するＤＣ付勢電圧は図４に図示の構造物により達
成でき、これにより内側伝導体は内部および外側管１５
０および１５２または誘電性スリーブ１５４を有さない
ものとしてこれら図面に図示されている。
【００４６】図５の略示の構造物において、平坦面１２
５とカソード１３６およびグリッド１３８との間の半波
長カップラの共鳴周波数は、誘電性プレート１４０とグ
リッドおよびカソードとの間の金属製管の有効長を変え
ることにより変化させられる。この目的のために、図４
の固定した長さの管１４４および１５２は嵌め込みにし
た金属製管２０２および２０４にそれぞれ置き換えられ
る。管２０４は軸線１１６の方向に互いに相対滑動可能
な入れ子式の嵌め込み部分（図示せず）を有するが、嵌
め込になった管２０２および２０４は適当な機構手段
（図示せず）により互いに連結し、そのため、一つの管
の長さを変化させたとき、他の管の長さも従って変化す
る。管２０２および２０４の有効長の調整により、プレ
ート１４０とカソード１３６およびグリッド１３８との
間のカップラの共鳴周波数が、管により取り扱われる信
号の大まかな共鳴周波数にセットされる。より正確に行
う微調整は、金属製管２０２と２０４との間の中心ライ
ン１１６を横切るように金属製プレート２０６を移動す
ることにより行われる。
【００４７】図５の構造物は従来技術の再生式カップラ
よりも極めて容易に調整できる。しかし、嵌め込み式の
構造やそれらを移動させる機構を設けることはコストを
高くする。
【００４８】図５に図示の装置に伴う問題を解決するた
めに、図６の構造物が開発された。図６においてプレー
ト１２３およびプレート１４０より下の他の要素は二次
的なもので、図４の４分の１波長共鳴カップラ２０７な
らびに固定長で、固定したところに位置する管１４４、
１５０および１５２を半波長の主共鳴カップラを形成す
るために発展させた。図６の真空（電子）管において、
カップラ２０７はプランジャ１２０の同軸で円筒状の金
属製壁および外側の金属製管２１０を含む。金属製の短
絡ディスク２０８が金属製プランジャ１２０と金属製管
２１０との間に伸長する。適用されるｒｆ信号は、プラ
ンジャ１２０の円筒に接続くされた中心伝導体２１２お
よび管２１０の壁に接続された外側伝導体２１３を有す
る同軸ケーブルにより二次空洞に結合される。短絡ディ
スク２０８は二次カップラ２０７の共鳴周波数を制御す
るために、適当な手段（図示せず）により管２１０およ
びプランジャ１２０の円筒の長さにそって種々の位置に
セットされる。
【００４９】短絡ディスク２０８の位置はＵＨＦデレビ
ジョン送信器の可能な駆動周波数の各々に対して予め定
められる。ディスク２０８が所定の位置にセットされた
後に、平坦面１２５を誘電性プレート１４０に関して移
動させる。次に、金属製プレート２０６の位置が調整さ
れる。所望の動作パラメータが得られるまで、平坦面１
２５、プレート２０６および、ときには短絡プレートの
位置について反復がなささる。図６の構造物が図５に嵌
め込み式管構造物よりも機械的に単純で、適切な動作特
性を達成するための管の調整が図５の構造物よりも多少
単純である一方で、図６の構造物は、カップラ２０７を
含むため図５のものよりもかなり大きい。
【００５０】図５および図６の構造物よりも機械的に単
純で、半波長の共鳴周波数調整が容易で、かつ図５とほ
ぼ同じ大きさの構造物が図７に図示される。図７におい
て、二次の共鳴カップラ２０７は使用されていないが、
代わって図４に図示の、平坦面１２５とプレート１３４
の間の領域に信号を結合するための、同じ半波長の共鳴
構造物が図７において使用される。さらに、微調整は図
５および図６に関連して説明したとき同じように金属製
プレート２０６によりなされる。ＵＨＦテレビジョンチ
ャネルの各々の搬送波に対する半波長入力共鳴カップラ
のだいたいの調整は、一つまたはそれ以上の金属製（好
適には、真鍮）同調ブラグ、すなわちプレート２１４お
よび２１６を固定し取り付けた内側および外側管１４
４、１５０および１５２と固定長のものとの間の、分離
した位置に選択的に挿入することにより得られる。この
目的のために、管１４４、１５２および１５４は、誘電
性の金属製プラグが選択的に挿入される整合した開口
（破線２１８により示された位置にある）を含む。プラ
グは管１４４、１５０および１５２の壁に対して、かつ
それから外側管１４４と内側管１５０または１５２の一
つの間で誘電性の分路を形成するような大きさとなった
従前の構造物（図示せず）によりスプリングバイアスさ
れる。典型的に、プラグは０.０９０″（０．２２９ｃ
ｍ）のような直径をもつ円筒のように形状付けられる。
【００５１】各ＵＨＦテレビジョン放送の搬送波に対す
る種々の搬送波周波数が中心ライン１１６にそった開口
の位置の組み合わせに関連する。特定の真空管を特定の
ＵＨＦテレビジョン送信器に利用される前に、一つまた
はそれ以上のプラグが適切な開口内に適切に挿入され、
取り付けられる。真空管に負荷を与えるとき、送信器の
負荷へのインピーダンス整合を行うため、かつ微調整の
ためにプレート２０６の位置を調節するために、誘電性
プレート１４０に対して平坦面１２５の位置を調節する
ことが単に必要となるだけである。
【００５２】本発明の特定の実施例を図示し、説明した
が特許請求の範囲において画成される発明の真の思想お
よび範囲を逸脱することなく図示し、説明してきた実施
例を変形し得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を組み込んだ真空管の一実施例の断面図
である。
【図２】図１に図示する真空管のループカップラを含む
部分断面図である。
【図３】図１に図示する真空管のグリッド−カソードを
含む部分断面図である。
【図４】本発明を組み入れた真空管の第２の実施例の部
分断面図である。
【図５】半波長入力カップラの共鳴周波数がカップラの
長さを有効に変化させることにより変えられる図４に図
示するタイプの構造物の略示図である。
【図６】入力カップラの共鳴周波数が４分の１波長の第
２カップラの長さを変化させることにより有効に変えら
れる図４に図示するタイプの構造物の略示図である。
【図７】入力カップラの共鳴周波数が半波長のカップラ
を誘導的にロードすることにより変えられる図４に図示
するタイプの構造物の略示図である。
【符号の説明】 １０ コネクタ １２ ループ １４ カップラ １６ グリッド−カソード １８ アノード １９ 開口 ２０ 出力共鳴空洞 ２２ コレクタ ２４ ループ ２６ プレート ２８ 中心線 ３０ 穴 ３１ 外壁 ３２ ハウジング ３４ プレート ３６ ターミナル ３８ コネクタ ４０ 金属製プレート ４２ フェライトタイル ５６ 外側導体 ５８ 管組立体 ６０ 管 ６２ エンドキャップ ６４ キャップ ６６ スリーブ ６８ グリッド−カソードコネクタ組立体 ８８ フランジ ９０ リード線 ９４ リード線 ９６ リード線 ９８ ケーブル １００ コネクタ １０１ 開口

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の周波数範囲を有するｒｆ信号を扱
    う真空管であって、電子ビームを放出するためのカソー
    ドと、 カソードからの放出電子がｒｆ信号の４分の１のサイク
    ルで進む距離以上にカソードから離れない位置にある、
    電子ビームを電流調節するための非電子放出性グリッド
    と、 ビームを加速するためのアノードと、 ビームのためのコレクタ電極と、 グリッドとコレクタとの間に位置する、信号の周波数に
    共鳴する出力空洞と、グリッドを通過し、アノードへと
    加速されるカソードからの電子がアノードとグリッドの
    間の相互作用領域で束となり、相互作用領域でｒｆ場が
    導出されるように、グリッドおよびカソードに接続され
    る信号のカップラと、 信号を相互作用領域に非再生的に結合するようにｒｆ場
    を吸収するための、相互作用領域に連結したｒｆ吸収材
    と、から成る真空管。
  2. 【請求項２】 カップラが信号の周波数に共鳴する入力
    空洞を含む、請求項１に記載の真空管。
  3. 【請求項３】 吸収材が相互作用領域を囲むフェライト
    タイルを含む、請求項１に記載の真空管。
  4. 【請求項４】 カップラが、共鳴ラインを形成する内側
    および外側の、同軸の金属製管を含み、 外側および内側管がグリッドおよびカソードに電気的に
    それぞれ接続し、 グリッドおよび外側の同軸管がカソードおよび内側の同
    軸管からＤＣ絶縁され、種々のＤＣ電圧をグリッドおよ
    びカソードに印加できる、請求項１に記載の真空管。
  5. 【請求項５】 外側管上で、グリッドからｎ1λ／４の
    位置にグリッドのためのＤＣバイアス接続をさらに含
    む、請求項４に記載の真空管。
  6. 【請求項６】 冷却流体を内側管の内部に供給するため
    の供給手段をさらに含む、請求項４に記載の真空管。
  7. 【請求項７】 カップラがグリッドおよびカソードから
    離れた金属製管の両端の間の空間にループを含み、 共鳴ラインがグリッドとカップラとの間で約ｎλ／４の
    長さをもち、ここでλは帯域内の周波数の波長で、ｎは
    奇数の整数である、請求項４に記載の空間管。
  8. 【請求項８】 カップラがソースの周波数に共鳴し、さ
    らにカップラの共鳴周波数を変化させる変化手段を含
    む、請求項１に記載の真空管。
  9. 【請求項９】 カップラがＤＣに対して相互に電気的に
    絶縁された一対の同軸の、金属製管を含み、変化手段が
    金属製管の間で横方向に移動可能な金属製プレートを含
    む、請求項８に記載の真空管。
  10. 【請求項１０】 カップラが一対の同軸の金属製管を含
    み、変化手段が金属製管の長さを変化させる、請求項８
    に記載の真空管。
  11. 【請求項１１】 変化手段が金属製管の間で横方向に移
    動可能な金属製プレートをさらに含む、請求項１０に記
    載の真空管。
  12. 【請求項１２】 ＤＣに対して互いに電気的に絶縁され
    た、一対の固定長をもち、固定して配置された同軸の金
    属製管を含み、 変化手段が金属製管の間に伸長し、金属製管の長さにそ
    って種々の位置にある金属製の誘電性構造物を含む、請
    求項８に記載の真空管。
  13. 【請求項１３】 変化手段が金属製管の間で横方向に移
    動可能な金属製プレートを含む、請求項１２に記載の真
    空管
  14. 【請求項１４】 カップラに電気的に結合した二次の空
    洞を含み、 変化手段が二次の空洞の電気的な長さを有効に変化させ
    るための、二次の空洞内に移動可能な短絡プランジャを
    含む、請求項８に記載の真空管。
  15. 【請求項１５】 カップラが、ＤＣに対して互いに電気
    的に絶縁された一対の固定長をもち、固定して配置され
    た同軸の金属製管を含む、請求項１４に記載の真空管。
  16. 【請求項１６】 カップラが信号ソースに接続された内
    側および外側伝導体を有する低電圧の同軸ケーブルを含
    み、 内側伝導体が第１の金属面に接続され、その第１の面は
    固定の誘電体により対向する第２の金属面から離され、 外側伝導体が第３の金属面に接続され、その第３の面は
    固定誘電体により対向する第４の金属面から離され、 第３および第４の金属面がそれぞれ、第１および第２の
    金属面を囲み、 実質的なＤＣ接地電圧が金属面の間に達成されるよう
    に、誘電体が金属面の周囲を越えて伸長し第１および第
    ３の金属面がＤＣ接地電圧となるが、第２および第４の
    金属面が高い負のＤＣ電圧となり、 第２および第４の金属面がそれぞれ同軸の半波長カップ
    ラを形成する内側および外側の同軸の金属製管の共通端
    部にあり、 内側および外側管の他端部がそれぞれカソードよびグリ
    ッドに接続される、請求項１に記載の真空管。
  17. 【請求項１７】 所定の周波数範囲を有するｒｆ信号を
    扱う真空管であって、 電子ビームを放出するためのカソードと、 カソードからの放出電子がｒｆ信号の４分の１のサイク
    ルで進む距離以上にカソードから離れない位置にある、
    電子ビームを電流調節するための非電子放出性グリッド
    と、 ビームを加速するためのアノードと、 ビームのためのコレクタ電極と、 グリッドとコレクタとの間に位置する、信号の周波数に
    共鳴する出力空洞と、グリッドを通過し、アノードへと
    加速されるカソードからの電子がアノードと近接したグ
    リッドおよびカソードとの間の相互作用領域で束となる
    ように、グリッドおよびカソードに接続される信号の非
    再生共鳴カップラと、から成り、 カップラが、共鳴ラインを形成する、グリッドおよびカ
    ソードに電気的にそれぞれ接続される内側および外側の
    同軸の金属製管、および金属製管の、グリッドおよびカ
    ソードから離れた端の間の空間にあるループを含み、 グリッドおよび外側の同軸管がカソードおよび内側の同
    軸管からＤＣ絶縁されて、種々のＤＣ電圧をグリッドお
    よびカソードに適用でき、 共鳴カップラがグリッドとカップラとの間に約ｎλ／４
    の長さを有し、ここでλは帯域内の周波数の波長で、ｎ
    が奇数の整数である、ところの真空管。
  18. 【請求項１８】 所定の周波数範囲を有するｒｆ信号を
    扱う真空管であって、 電子ビームを放出するためのカ
    ソードと、 カソードからの放出電子がｒｆ信号の４分の１のサイク
    ルで進む距離以上にカソードから離れない位置にある、
    電子ビームを電流調節するための非電子放出性グリッド
    と、 ビームを加速するためのアノードと、 ビームのためのコレクタ電極と、 グリッドとコレクタとの間に位置する、信号の周波数に
    共鳴する出力空洞と、グリッドを通過し、アノードへと
    加速されるカソードからの電子がアノードと近接したグ
    リッドおよびカソードとの間の相互作用領域で束となる
    ように、グリッドおよびカソードに連結される信号の非
    再生共鳴カップラと、から成り、 カップラが信号ソースに接続された内側および外側伝導
    体を有する低電圧の同軸ケーブルを含み、 内側伝導体が第１の金属面に接続され、その第１の金属
    面は固定の誘電体により、対向する第２の金属面から離
    され、 外側伝導体が第３の金属面に接続され、その第３の金属
    面は固定誘電体により、対向する第４の金属面から離さ
    れ、 第３および第４の金属面がそれぞれ第１および第２の金
    属面を囲む構造物上にあり、 誘電体が実質的なＤＣ電圧が金属面の間に達成されるよ
    うに、金属面の周囲を越えて伸長し第１および第３の金
    属面がＤＣ接地電圧となるが、第２および第４の金属面
    が高い負のＤＣ電圧となり、 第２および第４の金属面がそれぞれ同軸の半波長カップ
    ラを形成する内側および外側の同軸の金属製管の共通端
    部にあり、 内側および外側管の他端部がそれぞれカソードおよびグ
    リッドに接続される、ところの真空管。
  19. 【請求項１９】 所定の周波数範囲を有するｒｆ信号を
    扱う真空管であって、 電子ビームを放出するためのカ
    ソードと、 カソードの近傍に配置されるカソードのためのヒーター
    と、 カソードからの放出電子がｒｆ信号の４分の１のサイク
    ルで進む距離以上にカソードから離れない位置にある、
    電子ビームを電流調節するための非電子放出性グリッド
    と、 ビームを加速するためのアノードと、 ビームのためのコレクタ電極と、 グリッドとコレクタとの間に位置する、信号の周波数に
    共鳴する出力空洞と、グリッドを通過し、アノードへと
    加速されるカソードからの電子がアノードと近接したグ
    リッドおよびカソードとの間の相互作用領域で束となる
    ように、グリッドおよびカソードに連結される信号の非
    再生共鳴カップラと、から成り、 カップラが、少なくともλ／２の長さをもつ共鳴ライン
    を形成する内側および外側の同軸の金属製管と、グリッ
    ドおよびカソードをそれぞれバイアスし、ヒーターに電
    流を供給する第１、第２および第３のリード線から成
    り、 外側および外側の同軸管がそれぞれ、グリッドおよびカ
    ソードに電気的に接続され、 グリッドおよび外側の同軸管がカソードおよび内側の同
    軸管からＤＣ絶縁されて、種々のＤＣ電圧がグリッドお
    よびカソードに適用でき、 第１および第２のリード線がそれぞれ、グリッドおよび
    カソードから約ｎ1λ／４の位置にある外側および内側
    の金属製管に接続され、 第３のリード線がグリッドおよびカソードから約ｎ1λ
    ／４の位置の内側の管を通過し、 ここで、λはｒｆ信号の波長であり、ｎ1は奇数の整数
    である、ところの真空管。
  20. 【請求項２０】 カップラが金属製管の間の空間で、グ
    リッドおよびカソードから離れた金属製管の一端のとこ
    ろにループを含み、共鳴ラインがグリッドとカップラと
    の間で約ｎλ／４の長さを有し、 ここで、λは帯域内の周波数であり、ｎが奇数の整数で
    ある、請求項１９に記載の真空管。
  21. 【請求項２１】 カップラが信号ソースに接続された内
    側および外側伝導体を有する低電圧の同軸ケーブルを含
    み、 内側伝導体が第１の金属面に接続され、その第１の金属
    面は固定の誘電体により、対向する第２の金属面から離
    され、 外側伝導体が第３の金属面に接続され、その第３の金属
    面は固定誘電体により、対向する第４の金属面から離さ
    れ、 第３および第４の金属面がそれぞれ第１および第２の金
    属面を囲み、 誘電体が、実質的なＤＣ電圧が金属面の間に達成される
    ように、金属面の周囲を越えて伸長し、 第１および第３の金属面がＤＣ接地電圧となるが、第２
    および第４の金属面が高い負のＤＣ電圧となり、 第２および第４の金属面がそれぞれ同軸の半波長カップ
    ラを形成する内側および外側の同軸の金属製管の共通端
    部にあり、 内側および外側管の他端部がそれぞれカソードおよびグ
    リッドに接続される、請求項１９に記載の真空管。
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