JPH07320649A - 電子銃構造 - Google Patents

電子銃構造

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JPH07320649A
JPH07320649A JP7055599A JP5559995A JPH07320649A JP H07320649 A JPH07320649 A JP H07320649A JP 7055599 A JP7055599 A JP 7055599A JP 5559995 A JP5559995 A JP 5559995A JP H07320649 A JPH07320649 A JP H07320649A
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electron gun
gun structure
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grid
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JP7055599A
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Richard J Dobbs
ジョン ドッブズ リチャード
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Teledyne UK Ltd
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EEV Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/02Electrodes; Magnetic control means; Screens
    • H01J23/06Electron or ion guns
    • H01J23/065Electron or ion guns producing a solid cylindrical beam
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2225/00Transit-time tubes, e.g. Klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J2225/02Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
    • H01J2225/04Tubes having one or more resonators, without reflection of the electron stream, and in which the modulation produced in the modulator zone is mainly density modulation, e.g. Heaff tube

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  • Microwave Tubes (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用中比較的広範囲の温度が経験され、正確
な電極間隙が要求される応用に適する電子銃構造を提供
することにある。 【構成】 速度変調管やIOTsのような高性能用途に
特に適した電子銃構造において、グリッド支持部材(1
1)と陰極支持部材(17)が、円周に等間隔に分配さ
れた複数の円筒形セラミックポスト(16)を用いて、
既知の距離だけ間隔を隔てられる。セラミックポスト
(16)は、支持部材のスロット内に置かれ、且つ電子
銃組立体の温度、それ故にその寸法が変化するとき、距
離dが実質的に一定のままであるように構成されてい
る。それ故に、グリッド(6)と陰極(3)との間の間
隙は実質的に所定の要求値に維持される。ポスト(1
6)により又、横方向の整列を維持させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子銃構造に関し、特
に、限るわけではないが、高周波増幅管に用いられる電
子銃構造に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、誘導出力管(IOTs)及び速
度変調管(クライストロン)に用いられる電子銃組立体
では、最適な性能にとっては、部品電極が互いに正確に
置かれ、装置の作動全体にわたって整列状態に維持され
ることが必要である。電極は、長手方向軸線の方向、即
ち電子ビーム進路の方向に、かつ又横方向に整列されな
ければならない。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】装置が作動されたと
き装置の温度が変化するので、装置の寸法形状は、これ
を構成する材料の熱膨張係数により変わる。異なる材料
は大変異なる熱膨張を有する。電子銃では、このこと
は、特に部品が脆弱であり、かつ又大変高い公差に正確
に位置決めされなければならない場合に、歪みや構造の
永久的な損傷をもたらすことがある。この問題は、グリ
ッドと陰極との間の間隙が重要であるグリッド付電子銃
を必要とする速度変調管やIOTsのような高性能管で
は特に深刻である。本発明は、使用中比較的広範囲の温
度が経験され、正確な電極間隙が要求される応用に適す
る電子銃構造を提供する。
【0004】
【問題点を解決するための手段】本発明によれば、長手
方向軸線に沿って電子ビームを発生させ、電子ビーム進
路の方向に長手方向軸線に沿って間隔を保ち、第1支持
手段、第2支持手段によってそれぞれ支持された第1電
極、第2電極と、非電導性材料の複数のスペーサ部材と
を有する電子銃を備え、各スペーサ部材は、前記部品間
の軸線方向間隙が使用中実質的に一定に維持され、且つ
熱膨張差による半径方向の前記部品間の相対的な移動を
許すように、前記第1支持手段の一部及び第2支持手段
の一部に設けられたスロット手段内に置かれている、電
子銃構造を提供する。本発明によるスペーサ手段を使用
することによって、第1支持手段と第2支持手段との間
の、それ故に第1電極と第2電極との間の距離は固定さ
れ、従って、電極の軸線方向間隙が作動中一定な値に維
持され、半径方向の整列が保持される。本発明は、第1
電極がグリッド、特に熱分解グラファイトのグリッドで
あり、第2電極が陰極である場合に特に有用である。し
かしながら、本発明は、例えば、2つのグリッド間の、
電子銃構造の他の電極と関連して用いられてもよい。好
ましくは、スペーサ部材はセラミック材料のものであ
る。本発明の1つの有利な実施例では、スペーサ部材は
長手方向軸線の周りに、典型的には、等間隔を保って同
軸に配列される。
【0005】1つの好ましい実施例では、スペーサ部材
は円筒形の細長いポストからなる。これらのポストは任
意の横断面形状のものでよく、普通は、円形横断面を有
し、そして半径方向に拡大した端を有する。有利な構造
では、スペーサ部材の各々は実質的にI形横断面を有す
る。しかしながら、スペーサ部材は、例えば、端アーム
が第1及び第2支持手段のスロット内に置かれ、中間部
分が端アーム間に延びているようなU形又はC形部材で
あってもよい。第1及び第2支持手段の一部のスロット
手段は各一部に設けられた単一のスロットでもよいし、
或いは、一方の一部又は両方の一部が複数のスロットを
備えてもよい。すると、1つのスロットはスペーサ分材
の1つを収容する。第1電極がグリッドである場合に
は、第1支持手段はグリッドを前記手段に押しつけるよ
うに構成された複数のフィンガーを有する。これによ
り、グリッドを第1支持手段と滑り係合状態に保持さ
せ、長手方向軸線に対して横方向に膨張差を可能にす
る。変形例として、フィンガーの代わりに、長手方向軸
線と同軸に配列された単一の連続円形フィンガーを用い
てもよい。本発明は、速度変調管やIOTsのような高
周波増幅管、特に高いパワーレベルで作動するように要
求され、著しい加熱作用が起こる物に用いられる電子銃
構造に特に適用できる。
【0006】
【実施例】今、本発明を実施する幾つかの方法を添付図
面を参照して例示として説明する。図1を参照すると、
速度変調管(クライストロン)は、真空エンベロープ2
内に収容された全体的に1で指示した電子銃を有する。
電子銃は凹形前放出面4を有する熱電子陰極3と、陰極
3の後ろで陰極に隣接して置かれたヒータエレメント5
とを備える。熱分解グラファイトのメッシュグリッド6
が陰極の放出面4の前に置かれ、そしてメッシュグリッ
ドと陰極3の放出面4との間の空隙が向かい面にわたっ
て実質的に一様であるように放出面4と同様な輪郭を有
している。円筒形集束電極7がグリッド6の前に置か
れ、且つグリッドと電気接触している。コレクター(図
示せず)が管の遠方端に置かれ、陽極電位に維持されて
いる。作動中、電子ビームが管の長手方向軸線XーXに
沿って作られ、電子銃構造に含まれる種々の電極に加え
られる電位によって制御される。ステンレス鋼のもので
ある集束電極7は銅の環状支持体8に固定され、この支
持体はセラミックのエンベロープ2の外径よりも大きい
外径を有し、エンベロープの壁を貫通して外部電気接続
をこの環状支持体にすることができる。グリッド6は、
図2に示すように、円周に等間隔に複数の孔10を有す
る外側環状リング9を備える。グリッド6は、モリブデ
ンである環状のグリッド支持部材11によって支持さ
れ、グリッド支持部材11の円周には、数及び位置がグ
リッド6の周囲9の孔10に相当する複数の直立ピン1
2が設けられている。グリッド6とグリッド支持部材1
1との間にはカーボンワッシャ13が置かれている。グ
リッド6はその外面が、集束電極7の内周から延びるフ
ィンガー14と接触し、フィンガー14はグリッド6に
対して位置決めされてグリッド6を横方向に滑り係合状
態に保持する。周囲9の孔10及びワッシャ13の対応
する孔は半径方向にピン12の直径よりも大きく、部品
間に相対的な半径方向の移動を可能にする。
【0007】グリッド支持部材11は長方形の長手方向
断面を有し、且つ軸線と実質的に垂直に配列された2つ
の面15A、15Bとこれらの面を繋ぎ、軸線と実質的
に平行である短い内壁15Cとを有する12個のスロッ
ト15を備える。スロット15は共通平面に配列され、
グリッド支持部材11の内側で閉じられ、グリッド支持
部材の外面で開放している。スロット15内には12個
のセラミック円筒形ポスト16が置かれ、各スロットは
1つのポストを収容する。ボスト16はグリッド支持部
材11の円周に等間隔に分配されている。各ポストはT
形横断面を有し、且つ端に拡大部分16A、16Bを有
している。各ポスト16の上端16Aは図示したよう
に、グリッド支持部材11のスロット15内に置かれ
る。各ポストはスロット15の半径方向内境界部15C
及びグリッド6の周囲9から最も遠い横面15Bに当接
し、ポスト16と周囲9に最も近い横面15Aとの間に
隙間が存在する。これは、明瞭にする目的で図1にスケ
ール通り示されていないことを気付くべきである。各ポ
スト16のシャフトはグリッド支持部材11の孔内に置
かれ、そして陰極放出面4から遠ざかる方向に後方に延
びる。
【0008】モリブデンの環状リング支持部材17は陰
極3を支持し、そして後方に延びる管18を有し、該管
真空エンベロープの延長である銅の環状プレート19に
電気接続され、電気接続を陰極3にさせる。陰極支持部
材17は陰極3の回りに延びる内側遮蔽部分を有し、陰
極3の前で、この遮蔽部分はグリッド支持部材11の内
リムと陰極3との間に介在される。陰極支持部材17
は、半径方向に延び、その円周に分配されたスロット2
0を有する。各スロット20は3つの面を有し、そのう
ちの2つ20A、20Bは軸線と垂直であり、繋ぎ壁2
0Cは軸線と平行であり、スロットは支持部材17の外
面で開放している。セラミックポスト16の端16Bは
はスロット20内に置かれる。各ポスト16の拡大端1
6Bはグリッド支持部材11に最も近い横面20Aに当
接し、グリッド支持部材11から最も遠いスロットの横
面20Bとポストの端との間に隙間がある。セラミック
ポスト16の内縁はスロットの半径方向内面20Cに当
接する。セラミックポスト16はその端16Bが半径方
向外向き方向に自由に移動するが、他の端16Aはグリ
ッド支持部材11に対して固定される。
【0009】セラミックエンベロープ2は、金属被覆さ
れ、エンベロープ2の外側で金属環状フランジ21、2
2、23にろう付けされた2つの比較的長い管状部分2
A、2Bを有する。セラミックバランスリング24、2
5、26が金属フランジ21、22、23と銅の環状プ
レート8、9との間に介在されている。スロット15、
20内には、グリッド支持部材11と陰極支持部材17
との間にばねワッシャ27、28が置かれてポスト16
を横面15B、20Aに押しつける。図示したように、
管は非作動状態にある。作動中、温度が増し、従って、
電子銃の部品の長さが変化する。フランジ14により、
グリッド支持部材11を中央に保ちながら、グリッド6
をグリッド支持部材11に対して移動させる。セラミッ
クポスト16は、グリッド支持部材11と陰極支持部材
17との間の横方向整列を確実に保持する。又、セラミ
ックポスト16の端16A、16Bが、スロット15、
20の横面15B、20Aに当接するように構成されて
いるので、dとして示す、グリッド支持部材11と陰極
支持部材17との間の間隙は同じ距離に維持され、それ
故に、グリッド6と陰極3との間の間隙も、最適な性能
を達成する所定値に維持される。
【0010】図1に示す構成では、ポストの16Aはグ
リッド支持部材11に対して固定される。しかしなが
ら、図3に示す他の実施例では、16Aは拘束されず、
陰極支持部材17のスロット内に置かれた端16Bはス
トップ29によって半径方向に拘束されている。又、こ
の構成では、ばねワッシャの代わりにねじ30乃至33
が用いられてポスト16及び支持部材11、17の合わ
せ面を互いに保持する。もう1つの構成(図示せず)で
は、ポスト16の両端が半径方向外向き方向に自由に移
動する。図示した実施例は陰極支持部材及び陽極支持部
材の両方に複数のスロットを採用し、各ポストの部分が
支持部材の各々のスロット内に置かれる。変形実施例で
は、2つ又はそれ以上のポストが各スロット内に置かれ
るようにスロットを構成してもよい。スペーサ部材の置
かれる支持部材の一方又は両方に単一の連続スロットが
あってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電子銃構造を含む速度変調管の一
部の概略縦断面図である。
【図2】II−II線における図1の電子銃構造の一部の平
面図である。
【図3】同じ部品には同じ参照番号を用いた、本発明の
他の実施例を概略的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
3 陰極 6 グリッド 11 グリッド支持部材 15 スロット 16 ポスト 17 陰極支持部材 20 スロット

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子ビーム進路の方向に長手方向軸線に
    沿って間隔を保ち、第1支持手段、第2支持手段によっ
    てそれぞれ支持された第1電極、第2電極と、非電導性
    材料の複数のスペーサ部材とを有する電子銃を備え、各
    スペーサ部材は、前記部品間の軸線方向間隙が使用中実
    質的に一定に維持され、且つ熱膨張差による半径方向の
    前記部品間の相対的な移動を許すように、前記第1支持
    手段の一部及び第2支持手段の一部に設けられたスロッ
    ト手段内に置かれている、電子銃構造。
  2. 【請求項2】 第1電極が熱分解グラファイトのグリッ
    ドである、請求項1に記載の電子銃構造。
  3. 【請求項3】 スペーサ部材の少なくとも1つがセラミ
    ック材料のものである、請求項1又は2に記載の電子銃
    構造。
  4. 【請求項4】 スペーサ部材は第1支持手段及び第2支
    持手段のスロットの面と係合するように構成された横方
    向に延びた部分を有する、請求項1乃至3のいずれか1
    項に記載の電子銃構造。
  5. 【請求項5】 スペーサ部材は、それらの移動が支持手
    段の1つにおいて半径方向に拘束されるようにスロット
    手段内に置かれる、請求項1乃至4のいずれか1項に記
    載の電子銃構造。
  6. 【請求項6】 スペーサ部材をスロットのもう1つの面
    に押しつけるために弾性的に変形可能な手段がスペーサ
    部材の面とスロットの面との間で且つスロット内に置か
    れている、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電子
    銃構造。
  7. 【請求項7】 第1電極が第1支持手段と滑り係合状態
    に保持され、これによって第1電極と第1支持手段との
    間の半径方向の相対的な移動が許される、請求項1乃至
    6のいずれか1項に記載の電子銃構造。
  8. 【請求項8】 第1支持手段及び第2支持手段のうちの
    少なくとも一方に設けられたスロット手段が複数のスロ
    ットからなり、各スペーサ部材がそれぞれのスロット内
    に置かれている、請求項1乃至7のいずれか1項に記載
    の電子銃構造。
  9. 【請求項9】 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の
    電子銃構造を含む高周波増幅管。
JP7055599A 1994-03-16 1995-03-15 電子銃構造 Withdrawn JPH07320649A (ja)

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GB9405139:8 1994-03-16
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JPH07320649A true JPH07320649A (ja) 1995-12-08

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ID=10751958

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US (1) US5629582A (ja)
EP (1) EP0673052A3 (ja)
JP (1) JPH07320649A (ja)
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