JPH0767054B2 - 電界放射トライオードを具備したマイクロ波集積分布増幅器 - Google Patents

電界放射トライオードを具備したマイクロ波集積分布増幅器

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JPH0767054B2
JPH0767054B2 JP63507799A JP50779988A JPH0767054B2 JP H0767054 B2 JPH0767054 B2 JP H0767054B2 JP 63507799 A JP63507799 A JP 63507799A JP 50779988 A JP50779988 A JP 50779988A JP H0767054 B2 JPH0767054 B2 JP H0767054B2
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コスマール，ヘンリイ・ジー
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ヒユーズ・エアクラフト・カンパニー
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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Description

【発明の詳細な説明】 1.技術分野 本発明は一般にマイクロ波増幅器、特に電界放射トライ
オードにより構成された集積分布増幅器に関する。
2.発明の背景 非常に広い帯域の増幅を行うために、直列の熱電子管の
グリッドおよび陽極回路において進行波概念を使用する
分布増幅器が開発された。入力信号は、シャント素子と
しての管のグリッド・陽極キャパシタンスおよび直列素
子としての管グリッドの間のインダクタンスから成る適
切に終端されたグリッド伝送ラインに供給される。出力
信号は、シャント素子としての陽極・陰極キャパシタン
スおよび直列素子としての管の陽極の間のインダクタン
スから成る適切に終端された陽極伝送ラインから得られ
る。入力信号は、電子管の各グリッドに到達したときに
管の陽極回路において電流を生じるグリッド伝送ライン
に沿って波を進行させ、結果的に陽極伝送ラインの両方
向に進行する波を生じる。出力から最も離れた陽極端部
における完全な終端に関して、位相がずれているこのよ
うな伝送の方向に進行する波は完全に吸収され、出力信
号に影響しない。他方、陽極ラインの出力端部の方向に
進行する波は同位相で加算され、管の個数に比例した出
力信号を生成する。分布増幅器の初期の形態に関する詳
細は、E.L.Ginzton他による文献（“Distributioned Am
plification",Proceedings of the I.R.E.,1948年８月,
956乃至969頁）に記載されている。
近年、分布増幅器は入力および出力ラインとしてヒ化ガ
リウム電界効果トランジスタのようなアクチブ素子およ
びマイクロストリップ伝送ラインを使用してマイクロ波
周波数で実現されている。このタイプのマイクロ波増幅
器は、Y.Ayasli他による文献（“Ａ Monolithic GaAs1
−13−GHz Traveling−Wave Amplifier",IEEE Trans
actions on Microwave Theory and Techniques,Vol.
MTT−30,No.7,1982年７月,976乃至981頁）およびY.Ayas
li他による雑誌（“An Overview of Monolithic GaAs
MEFET Traveling−Wave Amplifier",International
Journal of Electronics,1985年,Vol.58,No.4,531乃
至541頁）に詳細に記載されている。
電界効果トランジスタで構成される分布増幅器は熱電子
管により構成される分布増幅器よりもその寸法が小さ
く、消費電力が少なく、機械的故障は少ないが、それで
も、上記に論じられた両タイプの分布増幅器は大き過ぎ
る電極キャパシタンスおよび長過ぎる電荷キャリア伝送
時間のためにそれらの動作周波数が制限される。さら
に、電界効果トランジスタ分布増幅器の比較的低い効率
のために熱除去問題が生じる。
さらに本発明に関連した装置は薄膜電界放射カソードで
ある。この装置は、上部金属および絶縁層を通る孔のセ
ル状アレイを有する金属／絶縁／金属フィルムサンドイ
ッチを含み、上部金属層のエッジ（加速電極として機能
する）を下部金属層（放射電極として機能する）の上面
に効果的に露出させる。多数の円錐形の電子放射素子が
下部金属層に取付けられ、それらの各チップが上部金属
層における各孔中に位置されるように、そこから上方に
延在している。放射電極、加速電極および加速電極の上
方に位置された陽極間に適切な電圧が供給されたとき、
電子が各円錐チップから陽極に流される。薄膜電界放射
カソードに関しては、C.A.Spindtによる雑誌（“Ａ Th
in−Film Field−Emission−Cathode",Journal of Appl
ied Physics,Vol.39,No.7,1968年６月,3504乃至3505
頁）、C.A.Spindt他による雑誌（“Physical Propertie
s of Thin−Film Field Emission Cathodes with Mo
lybdenum Cones",Journal of Applied Physics,Vol.4
7,No.12,1976年12月,5248乃至5263頁）、およびC.A.Spi
ndt他による雑誌（“Recent Progress in Low−Voltag
e Field−Emission Cathode Development",Journal d
e Physique,Vol.45,No.C−9,1984年12月,269乃至278
頁）、およびC.A.Spindt他に対する米国特許第3,665,24
1号明細書および第3,755,704号明細書にさらに詳細に記
載されている。
発明の要約 本発明の目的は、過去に達成されたものよりも高い周波
数で動作することができるマイクロ波分布増幅器を提供
することである。
さらに本発明の目的は、電界効果トランジスタにより構
成された分布増幅器よりも２乃至３桁大きい利得帯域幅
の積を有する電界放射トライオードを使用する高利得で
広帯域のマイクロ波分布増幅器を提供することである。
本発明の別の目的は、100GHz以上の高い周波数での大き
い利得と共に大きい帯域幅を有するマイクロ波分布増幅
器を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、ミクロン程度のディメンシ
ョンを有する集積回路として構成されることができる高
利得で広帯域のマイクロ波分布増幅器を提供することで
ある。
本発明の別の目的は、比較的低い電圧で動作することが
できるマイクロ波分布増幅器を提供することである。
さらに本発明の別の目的は、より優れた熱処理能力を有
する高利得で広帯域のマイクロ波集積分布増幅器を提供
することである。
本発明によるマイクロ波分布増幅器は、それぞれが電子
を放射する電界放射素子、電子用の流路に沿って電界放
射素子の下流に配置されたグリッドおよび電子流路に沿
ってその下流に配置された陽極を有する複数のカスケー
ド電界放射トライオードを含む。複数の第１の導電スト
リップは電界放射トライオードの各々の連続するグリッ
ドを相互接続し、グリッドと共に第１のマイクロ波伝送
ラインを形成する。複数の第２の導電ストリップは電界
放射トライオードの各々の連続する陽極を相互接続し、
陽極と共に第２のマイクロ波伝送ラインを形成する。入
力マイクロ波信号は第１の電界放射トライオードのグリ
ッドの近くの第１の伝送ラインに供給され、一方出力マ
イクロ波信号は最後の電界放射トライオードの陽極の近
くの第２の伝送ラインから得られる。適切な動作電位が
電界放射素子、グリッドおよび陽極に供給される。
本発明の付加的な目的、利点および特有の特性は、以下
の本発明の好ましい実施例および添付図面から容易に明
らかになるであろう。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明の１実施例によるマイクロ波集積分布
増幅器の縦断面図である。
第２図は第１図のライン２−２における水平断面図であ
る。
第３図は第１図のライン３−３における水平断面図であ
る。
第４図は第１図乃至第３図の分布増幅器に対する等価回
路図を示す。
第５図は、本発明の別の実施例によるマイクロ波集積分
布増幅器を示す縦断面図である。
第６図は第５図のライン６−６における水平断面図であ
る。
第７図は本発明のさらに別の実施例によるマイクロ波集
積分布増幅器を示す縦断面図である。
第８図は第７図のライン８−８における水平断面図であ
る。
第９図は第７図のライン９−９における水平断面図であ
る。
発明の詳細な説明 第１図乃至３図を特に参照すると、複数のカスケード薄
膜電界放射トライオード11,12および13を含むマイクロ
波集積分布増幅器10が示されている。図示のために３個
のトライオードだけが示されているが、実際には本発明
による分布増幅器は10乃至20個またはそれ以上の非常に
多数のトライオードを含むことが理解されるべきであ
る。
分布増幅器10はモリブデン、銅または金等の導電材料の
基体14上に構成される。絶縁間隔層15は基体14上に形成
され、層15の縦に沿って間隔を付けられた複数の（トラ
イオードの数に等しい）孔16を設けられている。絶縁層
15は二酸化シリコンであり、約1.5ミクロンの厚さを有
してもよい。
複数の電界放射素子18が基体14上の各孔16の中央の位置
に取付けられている。電界放射素子18はモリブテンのよ
うな金属から成り、実質的にそれらの各ベースは基体14
に接触し、鋭角的に湾曲した端部領域20が絶縁層15の上
部より僅かに上に延在している半回転楕円体に成形され
ることができる。説明のために特定の例として、端部領
域20は約200Åから約400Åまでの範囲の曲率の半径を有
してもよい。素子18からの電子放射領域として働く端部
領域20は、素子18の仕事関数を減少し、それによって１
素子に対する放射を増加するためにハフニウムカーバイ
ドまたはイットリウムカーバイドまたはニオビウムカー
バイドのようなその他の低い仕事関数のカーバイドの薄
い被覆（例えば50Å乃至100Åの厚さ）を設けられても
よい。これは、分布増幅器10が高い放射電流および低い
制御電圧により動作することを可能にする。
以下においてさらに詳細に述べられるようなマイクロ波
伝送ラインを形成するために、交互のリングおよびスト
リップの配列においてパターン化された第１の導電フィ
ルム22は、例えば真空付着および選択的エッチングによ
って絶縁層15の上部表面に形成される。フィルム22はモ
リブデンのような金属から形成されてもよく、例えば約
0.4ミクロンの厚さを有していてもよい。第２図に示さ
れるように、フィルム22は各電界放射素子18の周囲に同
軸的に配置された近接リング24とそれらを相互接続する
細長い誘導性ストリップ26の交互のパターンで配列され
る。リング24はトライオード11,12および13用の各グリ
ッドとして機能し、一方リング24およびストリップ26の
配列はグリッド伝送ラインを形成する。説明のために特
定の例を示すと、リング24は約１ミクロンの内径を、ま
たストリップ26は約15ミクロンの長さ（すなわち、隣接
するリング24の間の距離）を有してもよく、リング24と
ストリップ26の幅は共に約0.5ミクロンである。
入力ストリップ26′は増幅器10の入力端部に最も近いリ
ング24から他のリング24と反対の方向に延在し、絶縁層
15の端部を越えて突出するパッド28において終端する。
パッド28は、増幅器10に入力マイクロ波信号を供給する
導波管（図示されていない）の中に位置されてもよい。
端部ストリップ26″は、増幅器10の対向する端部に最も
近いリング24から他のリング24と反対方向に延在する。
入力ストリップ26′および端部ストリップ26″の長さ
は、グリッド伝送ラインが典型的に約200乃至300オーム
である望ましい特性インピーダンスで終端されるように
選択されるべきである。
適切な制御電圧がグリッドフィルム22に供給されること
を可能にするために、ストリップ26の一方から電力供給
端子34へ接続されているパッド32へ横別の方向ストリッ
プ30が延在してもよい。横方向ストリップ30はdc短絡回
路を提供し、増幅されるマイクロ波信号の1/4波長に等
しい長さを有してもよい。キャパシタ38はrf短絡回路を
提供し、それによって電力供給源がrf伝送ラインミスマ
ッチを導くことを防止するように電力供給端子34とアー
スとの間において接続されてもよい。
グリッド伝送ラインフィルム22および絶縁層15の上に、
第２の絶縁間隔層38が設けられる。絶縁層38は二酸化シ
リコンから形成されてもよく、例えば約５ミクロンから
約20ミクロンの範囲の厚さを有してもよい。絶縁間隔層
38は、絶縁層15における各孔16と整列された複数の円筒
状の孔39を具備している。
モリブデン等の金属から構成されてもよい第２の導電フ
ィルム40は絶縁層38上に形成される。第３図に示される
ように、フィルム40はリング42および隣接するリング42
を相互接続する細長い誘導ストリップ44の交互のパター
ンで配列される。リング42およびストリップ44はそれぞ
れグリッドフィルム22におけるリング24およびストリッ
プに類似した大きさにされ、整列されてもよい。リング
42はトライオード11,12および13の各陽極として機能
し、一方リング42およびストリップ44の配列は陽極伝送
ラインを形成する。
陽極フィルム40はまた増幅器10の出力端部に最も近いリ
ング42から他のリング42と反対方向に延在し、絶縁層38
のエッジを越えて突出するパッド46において終端する出
力ストリップ44′を含む。パッド46は増幅器10からの出
力マイクロ波信号が供給される出力導波管（図示されて
いない）中に位置されてもよい。端部ストリップ44″は
増幅器10の入力端部に最も近いリング42から他のリング
42と反対方向に延在する。ストリップ26″および44″の
長さは、陽極伝送ラインが所望の特性インピーダンス、
好ましくはグリッド伝送ラインと同一の特性インピーダ
ンスで終端されるように選択される。陽極フィルム40に
適切な電圧を供給するために、1/4波長ストリップ48が
ストリップ44の１つから電力供給端子52へ接続されるパ
ッド50に横方向に延在してもよく、rf短絡キャパシタ54
は端子52とアースとの間に接続される。
陽極伝送ラインフィルム40上に、第３の絶縁間隔層56が
設けられる。層56は二酸化シリコンから成り、例えば約
５ミクロンから約10ミクロンの範囲の厚さを有してもよ
い。絶縁層56は、絶縁層38および15のそれぞれにおける
各孔39および16並びに各陽極リング42の内部周辺および
グリッドリング24と整列された複数の円筒状の孔58を具
備している。
比較的厚い導電プレート60は電界放射素子18から放出さ
れ、一連の整列された孔16,39および58によってそれぞ
れ限定された通路62,64および66を通って進行する電子
のための共通コレクタとして機能するように絶縁層56上
に設けられている。プレート60は、増幅器10からの熱除
去を促進するように銅のような良好な導熱性を有する材
料から構成されるべきである。コレクタプレート60は、
適切なコレクタ電圧を供給する電力供給端子68に接続さ
れている。説明のための特定の例としては、接地状態
（０ボルト）における基体14を考えると、グリッド電力
供給端子34に供給された電圧はほぼ100ボルト程度、陽
極電力供給端子52に供給された電圧はほぼ200ボルト程
度、コレクタ電力供給端子68に供給された電圧はほぼ21
0ボルト程度であってよい。コレクタプレート60はrf信
号に対しては接地電位であり、陽極伝送ライン用の接地
帰路として機能する。基体14、絶縁間隔層15、38および
56、グリッド伝送ラインフィルム22、陽極伝送ラインフ
ィルム40およびコレクタプレート60は密封装置を形成
し、電子通路62,64および66は10-9トル以下のような予
め定められた真空圧力になるまで排気される。
第１図乃至第３図の分布増幅器の電気特性を表している
等価回路が第４図に示されている。回路は複数の直列の
インダクタンスLgおよびシャントキャパシタンスCgを有
するグリッド伝送ライン70、および複数の直列のインダ
クタンスLaおよびシャントキャパシタンスCaを有する陽
極伝送ライン72を含んでいる。どの集積回路にもあるよ
うに、いくつかの誘導性および容量性補償が別の回路素
子によって与えられるが、インダクタンス値は主として
ストリップ26,26′26″,44,44′および44″によって決
定され、キャパシタンス値は主としてリング24および42
によって決定される。
各トライオード11,12および13において、電子流は電界
放射素子18からグリッドリング24および陽極リング42を
通して流される。陽極リング42とグリッドリング24との
間の電圧は、陽極リング42内の中央領域に電子を収集す
る集束レンズを形成する。電子が陽極リング42を通って
進行するとき、短い走行時間の間は実質的に電子流に等
しい電流がリング42に誘導される。したがって、第４図
において各トライオード11,12および13は、グリッド伝
送ライン70と陽極伝送ライン72との間に電流Ｉを供給す
る電源を有するものとして表される。
入力マイクロ波信号rfinはグリッド伝送ライン70の入力
端部に供給され、一方グリッド伝送ライン70の反対端部
は で与えられる特性インピーダンスZgで終端されている。
同様に、増幅された出力マイクロ波信号rfoutは陽極伝
送ライン72の出力端部から得られ、一方陽極伝送ライン
72の反対端部は で与えられる特性インピーダンスZaで終端されている。
分布増幅器10を構成する際に、伝送ライン70および72
は、好ましくはZg＝Zaであるように構成されるべきであ
る。これは、電子走行時間の考察に基づいて最初にグリ
ッド伝送ラインフィルム22と陽極伝送ラインフィルム40
間の適切な間隔を選択し、その後陽極伝送ライン特性イ
ンピーダンスZaがグリッド伝送ライン特性インピーダン
スZgに等しいように陽極伝送ライン40とコレクタプレー
ト60との間の適切な間隔を選択することによって達成さ
れることができる。
電界放射素子18から各陽極リング42の領域へ進行する電
子の走行時間は非常に短いから、このマイクロ波分布増
幅器10は前に達成されたものよりも高い周波数で動作す
ることができる。さらに、グリッドリング24とアースと
の間の合計キャパシタンスは約10-16ファラッドの小さ
さでよく、電界効果トランジスタで構成される分布増幅
器に対するものよりも2,3桁大きいトランスコンダクタ
ンス／キャパシタンス比gm/Cが得られ、それによって比
較可能に大きい利得帯域幅積を達成する。
第５図および第６図において、本発明の別の実施例によ
るマイクロ波集積分布増幅器が示されている。第１図乃
至第３図の実施例の各素子と同一または等価である第５
図および第６図の実施例の素子は、接頭数字“1"を付け
られて第１図乃至第３図のそれらの対応する素子と同一
の第２および第３の参照番号で示されている。
第５図および第６図の増幅器110において、陽極伝送ラ
イン140は各グリッドリング124から下流に同軸的に整列
されて取付けられた導電性の円筒状の背板143および隣
接する背板143と相互接続する細長い導電ストリップ144
の一連の交互の配置を含む。背板143は完全に各電子通
路139を横切って延在し、各トライオード111,112および
113に対して陽極として機能するだけでなく、通路139に
沿って進行する電子のコレクタとしても機能する。背板
143の厚さ、すなわち軸方向の長さは実質的にストリッ
プ144の厚さよりも大きく、例えば100ミクロン以上であ
ってもよい。
背板143からの熱除去を促進するために、ダイアモンド2
Aまたはベリリアのような高導熱性の材料の絶縁ロッド1
45が電子通路139と反対側の背板143の各端面と接触して
設けられてもよく、背板143から比較的厚いハウジング
上部プレート147まで同軸方向に延在する。銅のような
良好な導熱材料から構成されるべきであるプレート147
は接地電位に維持される。増幅器110用のハウジング
は、絶縁層138からプレート147まで延在する絶縁側壁部
材149によって完成される。陽極背板143とアースとの間
のキャパシタンスCaを最小にするために、背板143と接
地されたプレート147とは、例えば約1000乃至2000ミク
ロンの範囲に広く離される。背板143および相互接続ス
トリップ144は、陽極伝送ライン140に対する所望の特性
インピーダンスZaを達成するためのインダクタンス／キ
ャパシタンス比La/Caをもたらすような大きさにされ
る。
トライオード111,112および113のさらに高い電流処理能
力に関して、第５図および第６図の増幅器は、第１図乃
至第３図の増幅器10よりも高いトランスコンダクタンス
gmおよび大きい増幅を行うことができる。さらに広い陽
極−アース間隔により非常に小さい陽極キャパシタンス
Caを得ることができ、それによってさらに大きい利得帯
域幅積を達成することができる。
陽極およびグリッドキャパシタンスCaおよびCgはそれぞ
れ伝送ライン40および22（140および122）の誘電体負荷
を減少することによってさらに減少されてもよい。第７
図乃至第９図には、これが達成される本発明のさらに別
の実施例が示されている。第１図乃至第３図または第５
図乃至第６図の実施例の各素子と同一または等価である
第７図乃至第９図の実施例の素子は、接頭数字“2"を付
けられて第１図乃至第３図または第５図乃至第６図のそ
れらの対応する素子と同一の第２および第３の参照番号
で示されている。
第７図乃至第９図のマイクロ波増幅器210において、各
絶縁間隔層（第１図乃至第３図および第５図乃至第６図
の各実施例の15および38または115および138）は複数の
絶縁ポストによって置換される。特に、一連の第１の絶
縁ポスト217は基体214と各グリッド伝送ラインストリッ
プ226の間に設けられ、一方一連の第２の絶縁ポスト219
は各グリッド伝送ラインストリップ226と陽極伝送ライ
ンストリップ244との間に設けられている。第１のポス
ト217のそれぞれは隣接するトライオード211と212また
は212と213との間のほぼ中央において第２のポスト219
のそれぞれと整列されることが好ましい。ポスト217お
よび219は二酸化シリコンのような絶縁材料から構成さ
れてもよく、115および138のような層の付加的な選択エ
ッチングによって形成されてもよい。説明のために特定
の例を示すと、ポスト217および219は約1/4ミクロンの
直径を有してもよい。
ポスト217および219はグリッド伝送ライン222および陽
極伝送ライン240の両方に対して所望のインダクタンス
／キャパシタンス比を維持するために周辺空間よりも大
きい誘電定数を示すので、ポスト217および219に隣接す
る誘導ストリップ226および244の各部分226aおよび244a
は残りのストリップ226および244よりも小さい幅を有
し、それによってポスト217および219に隣接する領域に
おけるストリップのインダクタンスを増加するべきであ
る。ハウジング上部プレート247から基体214まで延在す
る絶縁側壁部材246と共同して、ポスト217および219は
グリッドおよび陽極伝送ライン222および240のそれぞれ
に対する支持部を提供する。
第７図乃至第９図の実施例において、伝送ライン付近の
絶縁材料の量は最小にされるので、非常に小さい陽極お
よびグリッドキャパシタンスCaおよびCgがそれぞれ実現
されることができ、それによって予想外に大きい利得帯
域幅積を得る。事実、本発明による分布増幅器は数百CH
zの高いマイクロ波周波数で大きい利得を有する少なく
ともオクターブ帯域幅を得ることができる。さらに、本
発明による増幅器はミクロン程度のディメンションによ
る集積回路として構成されることができ、比較的低い電
圧で動作することができ、すぐれた熱処理能力を有す
る。
本発明は特定の実施例を参照して説明されているが、当
業者は種々の変化および修正が可能なことを理解するで
あろう。例えば、基体14,114および214および伝送ライ
ン22,40,122,140,222および240は超導電材料で形成さ
れ、基体14,114および214および伝送ライン22,40,122,1
40,222および240を超導電状態に維持することができる
液体窒素のような適切な冷却剤に浸漬された増幅器10,1
10,および210から構成されてもよい。当業者に明らかな
修正は本発明の技術的範囲に含まれる。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】それぞれが電子を放射するための電解放射
    素子と、前記電界放射素子からの電子の流路に沿ってそ
    の下流に配置されたグリッドと、および前記流路に沿っ
    て前記グリッドの下流に配置された陽極とを有する複数
    のカスケード接続された電界放射トライオードと、 前記電界放射トライオードの各々の連続するグリッドを
    相互接続し、前記グリッドと共同して第１のマイクロ波
    伝送ラインを形成する複数の第１の導電ストリップと、 前記電界放射トライオードの各々の連続する陽極を相互
    接続し、前記陽極と共同して第２のマイクロ波伝送ライ
    ンを形成する複数の第２の導電ストリップと、 前記カスケード接続された電界放射トライオードの最初
    のもののグリッドに近い前記第１の伝送ラインに入力マ
    イクロ波信号を供給する手段と、 前記カスケード接続された電界放射トライオードの最後
    のものの陽極に近い前記第２の伝送ラインから出力マイ
    クロ波信号を得る手段と、 前記電界放射素子、前記グリッドおよび前記陽極に動作
    電位を与える手段とを含むマイクロ波分布増幅器。
  2. 【請求項２】前記入力マイクロ波信号は前記第１の伝送
    ラインの一方の端部に供給され、前記第１の伝送ライン
    の他方の端部はその特性インピーダンスで終端され、 前記出力マイクロ波信号は前記第１の伝送ラインの前記
    一方の端部と反対側の前記第２の伝送ラインの端部から
    得られ、前記第２の伝送ラインの他方の端部はその特性
    インピーダンスで終端されている請求項１記載のマイク
    ロ波分布増幅器。
  3. 【請求項３】前記第１および第２の伝送ラインはそれぞ
    れ実質的に同一の特性インピーダンスを有する請求項１
    乃至２のいずれか１項記載のマイクロ波分布増幅器。
  4. 【請求項４】前記第１の伝送ラインはカスケード接続さ
    れた電界放射トライオードのグリッドから第２のカスケ
    ード接続された電界放射トライオードのグリッドの反対
    方向に延在する入力ストリップを含み、前記入力マイク
    ロ波信号は前記入力ストリップに供給され、第１の端部
    ストリップは最後のカスケード接続された電界放射トラ
    イオードのグリッドから最後から２番目のカスケード接
    続された電界放射トライオードのグリッドと反対方向に
    延在し、前記第１の端部ストリップはその特性インピー
    ダンスで前記第１の伝送ラインを終端する長さを有し、 前記第２の伝送ラインは最後のカスケード接続された電
    界放射トライオードの陽極から最後から２番目のカスケ
    ード接続された電界放射トライオードの陽極と反対方向
    に延在する出力ストリップを含み、前記出力マイクロ波
    信号は前記出力ストリップから得られ、第２の端部スト
    リップは第１のカスケード接続された電界トライオード
    の陽極から第２のカスケード接続された電界放射トライ
    オードの陽極と反対方向に延在し、前記第２の端部スト
    リップはその特性インピーダンスで前記第２の伝送ライ
    ンを終端する長さを有する請求項１乃至３のいずれか１
    項記載のマイクロ波分布増幅器。
  5. 【請求項５】前記電界放射トライオードのそれぞれの電
    界放射素子は実質的に電子放射領域を提供するように鋭
    角的に湾曲された端部領域を有する半回転楕円体形状に
    成形され、前記グリッドのそれぞれに隣接して位置され
    ている請求項１乃至４のいずれか１項記載のマイクロ波
    分布増幅器。
  6. 【請求項６】前記電界放射素子はそれぞれ前記電子放射
    領域上に低仕事関数のカーバイドの被覆を含む請求項５
    記載のマイクロ波分布増幅器。
  7. 【請求項７】前記グリッドはそれぞれ各前記電界放射ト
    ライオード中の電子流路を中心として配置された導電リ
    ングであり、前記陽極はそれぞれ実質的に前記電子流路
    に沿って各前記グリッドと同軸方向に整列されてその下
    流に配置された導電リングである請求項１乃至６のいず
    れか１項記載のマイクロ波分布増幅器。
  8. 【請求項８】前記流路に沿って進行する電子を収集する
    ために前記電界放射トライオードの各流路に沿って前記
    陽極の下流に配置された導電手段と、前記導電手段に動
    作電位を供給する手段とを含む請求項７記載のマイクロ
    波分布増幅器。
  9. 【請求項９】前記グリッドはそれぞれ各前記電界放射ト
    ライオード中の電子流路を中心として配置された導電リ
    ングであり、前記陽極はそれぞれ前記電子流路の端部に
    おいて前記グリッドの各々の下流に配置された導電性の
    背板である請求項１記載のマイクロ波分布増幅器。
  10. 【請求項１０】前記背板の各々に接触し、それから前記
    電子流路の各々の反対方向に延在する高導熱性の複数の
    誘電体ロッドを含み、複数の絶縁ポストが前記第１およ
    び第２の導電ストリップの各々の間に配置されている請
    求項９記載のマイクロ波分布増幅器。
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