JPH08129960A - 多空胴クライストロン - Google Patents
多空胴クライストロンInfo
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- JPH08129960A JPH08129960A JP6266879A JP26687994A JPH08129960A JP H08129960 A JPH08129960 A JP H08129960A JP 6266879 A JP6266879 A JP 6266879A JP 26687994 A JP26687994 A JP 26687994A JP H08129960 A JPH08129960 A JP H08129960A
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- Japan
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- resonance
- frequency
- tuning element
- resonant
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/16—Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
- H01J23/18—Resonators
- H01J23/20—Cavity resonators; Adjustment or tuning thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2225/00—Transit-time tubes, e.g. Klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J2225/02—Tubes 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
- H01J2225/10—Klystrons, i.e. tubes having two or more resonators, without reflection of the electron stream, and in which the stream is modulated mainly by velocity in the zone of the input resonator
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 使用周波数範囲が広く、高い周波数の多空胴
クライストロンを実現すること。 【構成】 第１の共振空胴および第２の共振空胴を備え
た多空胴クライストロンにおいて、第２の共振空胴のＴ
ＥＭモードおよびＴＥ１１モードの共振周波数のうちの
少なくともひとつの共振周波数が第１の共振空胴の動作
周波数より低い周波数であり、かつ、他のＴＥＭモード
およびＴＥ１１モードの共振周波数が第１の共振周波数
の動作周波数から外れている。
クライストロンを実現すること。 【構成】 第１の共振空胴および第２の共振空胴を備え
た多空胴クライストロンにおいて、第２の共振空胴のＴ
ＥＭモードおよびＴＥ１１モードの共振周波数のうちの
少なくともひとつの共振周波数が第１の共振空胴の動作
周波数より低い周波数であり、かつ、他のＴＥＭモード
およびＴＥ１１モードの共振周波数が第１の共振周波数
の動作周波数から外れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多空胴クライストロン
の空胴の同調周波数可変機構に関する。
の空胴の同調周波数可変機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波通信の衛星通信用として電子
ビームを使用して、マイクロ波の増幅を行わせる代表的
なマイクロ波管として多空胴クライストロンがある。
ビームを使用して、マイクロ波の増幅を行わせる代表的
なマイクロ波管として多空胴クライストロンがある。
【０００３】多空胴クライストロンの他に、マイクロ波
を増幅させるマイクロ波管としては、進行波管がある。
多空胴クライストロンと進行波管とは、入力信号波と電
子ビームとを相互作用させる高周波回路部が異なる点に
ある。多空胴クライストロンは、電子ビームを通す複数
個の共振空胴がつなげられており、この共振空胴内に発
生した高周波電圧によって電子ビームが粗密になること
により、マイクロ波を増幅していく方法である。他方、
進行波管は、高周波的に入力と出力がつながっており、
この部分を通過する電子ビームと位相速度を合わせるこ
とにより、マイクロ波を増幅させる方法である。
を増幅させるマイクロ波管としては、進行波管がある。
多空胴クライストロンと進行波管とは、入力信号波と電
子ビームとを相互作用させる高周波回路部が異なる点に
ある。多空胴クライストロンは、電子ビームを通す複数
個の共振空胴がつなげられており、この共振空胴内に発
生した高周波電圧によって電子ビームが粗密になること
により、マイクロ波を増幅していく方法である。他方、
進行波管は、高周波的に入力と出力がつながっており、
この部分を通過する電子ビームと位相速度を合わせるこ
とにより、マイクロ波を増幅させる方法である。
【０００４】多空胴クライストロンは、進行波管に比べ
て、丈夫で動作が安定している特徴がある反面、共振空
胴によりマイクロ波を増幅することから、共振空胴の帯
域特性である狭帯域となる。このため、通常、多空胴ク
ライストロンは使用周波数範囲を確保するために共振周
波数を変更させるための同調素子を備えている。多空胴
クライストロンの構造を図５の断面図を用いて説明す
る。
て、丈夫で動作が安定している特徴がある反面、共振空
胴によりマイクロ波を増幅することから、共振空胴の帯
域特性である狭帯域となる。このため、通常、多空胴ク
ライストロンは使用周波数範囲を確保するために共振周
波数を変更させるための同調素子を備えている。多空胴
クライストロンの構造を図５の断面図を用いて説明す
る。
【０００５】図５に示すように、電子ビームを射出・形
成する電子銃５０８と、高周波電力を電子ビームと相互
作用させる高周波回路部５０９と、電子ビームを補足す
るコレクタ５１０と、電子ビームを集束させる集束装置
５１１とから構成されている。
成する電子銃５０８と、高周波電力を電子ビームと相互
作用させる高周波回路部５０９と、電子ビームを補足す
るコレクタ５１０と、電子ビームを集束させる集束装置
５１１とから構成されている。
【０００６】これらの構成部品のうち、高周波回路部５
０９は、数個の共振空胴とそれに付随して同数の共振空
胴のインダクタンス分を変化させて共振周波数を変化さ
せるための同調素子とこの同調素子４に接続・支持して
いる同調機構５１２とで構成されている。
０９は、数個の共振空胴とそれに付随して同数の共振空
胴のインダクタンス分を変化させて共振周波数を変化さ
せるための同調素子とこの同調素子４に接続・支持して
いる同調機構５１２とで構成されている。
【０００７】図６および図７のそれぞれは、実開平２−
１８２５４号公報および実開平１−１６５５５１号公報
に示される共振空胴の構成を示す図であり、各図とも
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。
１８２５４号公報および実開平１−１６５５５１号公報
に示される共振空胴の構成を示す図であり、各図とも
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。
【０００８】図６，図７において、６０２，７０２は空
胴外囲器、６０３，７０３はドリフト管、６０４，７０
４は同調素子、６０５，７０５は同調素子支持体、６０
６，７０６は連結棒、６０７，７０７はベローズであ
る。
胴外囲器、６０３，７０３はドリフト管、６０４，７０
４は同調素子、６０５，７０５は同調素子支持体、６０
６，７０６は連結棒、６０７，７０７はベローズであ
る。
【０００９】共振空胴６０１，７０１の動作周渡数は、
同調素子６０４，７０４がドリフト管６０３，７０３に
近づいてインダクタンス分が減少すると上がり、同調素
子６０４，７０４がドリフト管６０３，７０３から遠ざ
かると下がる。ところで、図．６および図７に示される
従来例では、主となる共振空胴６０１，７０１とは別
に、同調素子６０４，７０４を挟んで、同調素子支持体
６０５，７０５と連結棒６０６，７０６と連結棒連結棒
６０６，７０６を通すための穴の開けられたた壁面とで
別の共振空胴６０１’，７０１’が形成される構造とな
っていた。
同調素子６０４，７０４がドリフト管６０３，７０３に
近づいてインダクタンス分が減少すると上がり、同調素
子６０４，７０４がドリフト管６０３，７０３から遠ざ
かると下がる。ところで、図．６および図７に示される
従来例では、主となる共振空胴６０１，７０１とは別
に、同調素子６０４，７０４を挟んで、同調素子支持体
６０５，７０５と連結棒６０６，７０６と連結棒連結棒
６０６，７０６を通すための穴の開けられたた壁面とで
別の共振空胴６０１’，７０１’が形成される構造とな
っていた。
【００１０】以下に別の共振空胴６０１’の共振周波数
の求め方を図６を参照して説明する。
の求め方を図６を参照して説明する。
【００１１】同調素子６０４から連結棒６０６を通すた
めの穴が開けらている壁面までの長さをＬとする。
めの穴が開けらている壁面までの長さをＬとする。
【００１２】同調素子支持体６０５のドリフト管６０３
の軸方向の長さをＣとし、ドリフト管６０３の軸に垂直
な方向の長さをＤとし、同調素子支持体６０５の連結棒
６０６にそった方向の長さをＥとする。また、空胴外囲
器６０２の上下内壁面の長さをＡとし、左右内壁面の長
さをＢとする。そして、連結棒６０６の直径をＲとす
る。この時、ＴＥ１１モードの共振周波数は、次の通り
である。
の軸方向の長さをＣとし、ドリフト管６０３の軸に垂直
な方向の長さをＤとし、同調素子支持体６０５の連結棒
６０６にそった方向の長さをＥとする。また、空胴外囲
器６０２の上下内壁面の長さをＡとし、左右内壁面の長
さをＢとする。そして、連結棒６０６の直径をＲとす
る。この時、ＴＥ１１モードの共振周波数は、次の通り
である。
【００１３】ｆte11N＝Ｃ×｛〔１／λ2＋１／（２×Ｌ
／Ｎ）2〕｝1/2 なお、Ｃは光速、Ｎは自然数である。
／Ｎ）2〕｝1/2 なお、Ｃは光速、Ｎは自然数である。
【００１４】λは、 寸法Ｅが充分小さい場合は、λ≒Ａ＋Ｂ＋π×Ｒ／２ 寸法Ｅが充分大きい場合は、λ≒Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ となり、Ｅの寸法により、λの値はこの間で変わる。
【００１５】また、ＴＥＭモードの共振周波数は、次の
通りである。
通りである。
【００１６】 ｆtemN＝Ｃ×｛〔１／（２×Ｌ／Ｎ）2〕｝1/2 なお、Ｃは光速、Ｎは自然数である。
【００１７】ところで、寸法Ｌは、同調素子６０４を動
かすと変化するが、先に述べたように主の共振空胴６０
１の動作周波数は、同調素子６０４がドリフト管６０３
に近づいてインダクタンス分が減少すると上がり、同調
素子６０４がドリフト管６０３から遠ざかると下がる。
かすと変化するが、先に述べたように主の共振空胴６０
１の動作周波数は、同調素子６０４がドリフト管６０３
に近づいてインダクタンス分が減少すると上がり、同調
素子６０４がドリフト管６０３から遠ざかると下がる。
【００１８】これに対して、別の共振空胴６０１’の共
振周波数ｆtemNおよびｆte11Nは同調素子６０４がドリ
フト管６０３に近づくと周波数が下がり、遠ざかると上
がる特性を示す。
振周波数ｆtemNおよびｆte11Nは同調素子６０４がドリ
フト管６０３に近づくと周波数が下がり、遠ざかると上
がる特性を示す。
【００１９】図６および図７に示した実開平２−１８２
５４号公報および実開平１−１６５５５１号公報に記載
されたいずれのものでも、別の共振空胴６０１’，７０
１’のＴＥＭおよびＴＥ１１モードの全ての共振周波数
が、主の共振空胴６０１，７０１の共振周波数より高い
周波数側にずれるように寸法ＬおよびＥが短く形成され
ている。
５４号公報および実開平１−１６５５５１号公報に記載
されたいずれのものでも、別の共振空胴６０１’，７０
１’のＴＥＭおよびＴＥ１１モードの全ての共振周波数
が、主の共振空胴６０１，７０１の共振周波数より高い
周波数側にずれるように寸法ＬおよびＥが短く形成され
ている。
【００２０】図８は、図６および図７に示したような従
来例における主の共振空胴の周波数と別の共振空胴の共
振周波数の関係を示す図である。
来例における主の共振空胴の周波数と別の共振空胴の共
振周波数の関係を示す図である。
【００２１】図９は特開昭６２−２９５３３６号公報に
開示されるキャパシタンス分を変更する同調素子の構成
を示す図である。
開示されるキャパシタンス分を変更する同調素子の構成
を示す図である。
【００２２】図９中、９０２が空胴外囲器、９０３がド
リフト管、９０４が同調素子（容量板）、９０６が連結
棒、９０７がベローズである。この従来例では、ＴＥＭ
モードおよびＴＥ１１モードに対して、別の共振空胴
（この場合、ベローズ９０７と連結棒９０６により形成
される空間）の共振周波数を主の共振空胴の共振周波数
の３倍以上にすることが記載されている。
リフト管、９０４が同調素子（容量板）、９０６が連結
棒、９０７がベローズである。この従来例では、ＴＥＭ
モードおよびＴＥ１１モードに対して、別の共振空胴
（この場合、ベローズ９０７と連結棒９０６により形成
される空間）の共振周波数を主の共振空胴の共振周波数
の３倍以上にすることが記載されている。
【００２３】ここで、λは、λ≒π／２（Ｒ＋Ｐ）であ
り、寸法Ｌは、主の共振空胴の共振周波数の３倍波の１
／２波長より短く設定されている。
り、寸法Ｌは、主の共振空胴の共振周波数の３倍波の１
／２波長より短く設定されている。
【００２４】図１０に図９に示した従来例の主の共振空
胴の周波数と別の共振空胴の共振周波数の関係を示す。
胴の周波数と別の共振空胴の共振周波数の関係を示す。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】近年、多空胴クライス
トロンの動作周波数はその範囲が拡大され、また、高い
周波数へ移行されている。これに伴って、従来、リアク
タンス分を変更する同調素子を使用した多空胴クライス
トロンでは考慮されていなかった別の共振空胴の共振周
波数が、図１１に示すように、動作周波数範囲において
主の共振空胴の共振周波数と一致する可能性がでてき
た。
トロンの動作周波数はその範囲が拡大され、また、高い
周波数へ移行されている。これに伴って、従来、リアク
タンス分を変更する同調素子を使用した多空胴クライス
トロンでは考慮されていなかった別の共振空胴の共振周
波数が、図１１に示すように、動作周波数範囲において
主の共振空胴の共振周波数と一致する可能性がでてき
た。
【００２６】つまり、動作周波数範囲が拡大したため
に、図６に示される寸法Ｌを長くしなければいけなくな
ったり、高い周波数をめざすために、高い周波数の共振
空胴が必要になったが、共振空胴を小さくすることはで
きても、同調素子を支える連結棒や真空封止をするベロ
ーズをそのまま小さくすることが強度の問題からできな
いために、図６に示される各部の寸法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｒが大きくなってしまう。このため、別の共振空胴
の共振周波数が下がって、主の共振空胴の動作周波数と
一致する場合があり、空胴共振器としての電気的特性が
損われるという問題点があった。
に、図６に示される寸法Ｌを長くしなければいけなくな
ったり、高い周波数をめざすために、高い周波数の共振
空胴が必要になったが、共振空胴を小さくすることはで
きても、同調素子を支える連結棒や真空封止をするベロ
ーズをそのまま小さくすることが強度の問題からできな
いために、図６に示される各部の寸法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｒが大きくなってしまう。このため、別の共振空胴
の共振周波数が下がって、主の共振空胴の動作周波数と
一致する場合があり、空胴共振器としての電気的特性が
損われるという問題点があった。
【００２７】電気的特性が損なわれる問題点のおもなも
のとして、別の共振空胴への高周波電力の抜けが増加し
て、主の共振空胴の高周波電力の低下をもたらしたり、
別の共振空胴を介して、他の主の共振空胴とつながって
しまうという不具合があった。
のとして、別の共振空胴への高周波電力の抜けが増加し
て、主の共振空胴の高周波電力の低下をもたらしたり、
別の共振空胴を介して、他の主の共振空胴とつながって
しまうという不具合があった。
【００２８】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、使用周波数範
囲が広く、高い周波数の多空胴クライストロンを実現す
ることを目的とする。
る問題点に鑑みてなされたものであって、使用周波数範
囲が広く、高い周波数の多空胴クライストロンを実現す
ることを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】本発明の多空胴クライス
トロンは、空胴外囲器と、前記空胴外囲器内に設けられ
るインダクタンス分を変更するための同調素子と、前記
空胴外囲器に設けられるドリフト管と、前記同調素子を
支える同調素子支持体と、前記同調支持体に一端側が結
合され、他端側が前記同調素子を挟んで空胴外囲器のド
リフト管と相対する壁面に開けられた穴を通して非接触
で空胴外囲器外へ取り出された連結棒と、前記連結棒の
一部が空胴外囲器の外側でベローズとつなげられること
により、真空封止された同調素子と空胴外囲器とドリフ
ト管とで形成された第１の共振空胴による高周波回路を
備えた多空胴クライストロンにおいて、前記第１の共振
空胴とは別に同調素子と連結棒と連結棒を通すための穴
が開けられている壁面とで第２の共振空胴が形成され、
該第２の共振空胴のＴＥＭモードおよびＴＥ１１モード
の共振周波数のうちの少なくともひとつの共振周波数が
第１の共振空胴の動作周波数より低い周波数であり、か
つ、他のＴＥＭモードおよびＴＥ１１モードの共振周波
数が第１の共振周波数の動作周波数から外れていること
を特徴とする。
トロンは、空胴外囲器と、前記空胴外囲器内に設けられ
るインダクタンス分を変更するための同調素子と、前記
空胴外囲器に設けられるドリフト管と、前記同調素子を
支える同調素子支持体と、前記同調支持体に一端側が結
合され、他端側が前記同調素子を挟んで空胴外囲器のド
リフト管と相対する壁面に開けられた穴を通して非接触
で空胴外囲器外へ取り出された連結棒と、前記連結棒の
一部が空胴外囲器の外側でベローズとつなげられること
により、真空封止された同調素子と空胴外囲器とドリフ
ト管とで形成された第１の共振空胴による高周波回路を
備えた多空胴クライストロンにおいて、前記第１の共振
空胴とは別に同調素子と連結棒と連結棒を通すための穴
が開けられている壁面とで第２の共振空胴が形成され、
該第２の共振空胴のＴＥＭモードおよびＴＥ１１モード
の共振周波数のうちの少なくともひとつの共振周波数が
第１の共振空胴の動作周波数より低い周波数であり、か
つ、他のＴＥＭモードおよびＴＥ１１モードの共振周波
数が第１の共振周波数の動作周波数から外れていること
を特徴とする。
【００３０】この場合、上記の特徴を実現することが、
第２の共振空胴を形成する同調素子と連結棒を通すため
の穴が開けられている壁面の間の寸法Ｌを選択すること
によりにより行われてもよい。
第２の共振空胴を形成する同調素子と連結棒を通すため
の穴が開けられている壁面の間の寸法Ｌを選択すること
によりにより行われてもよい。
【００３１】また、同調素子支持体のドリフト管の軸方
向の長さをＣとし、同調素子支持体のドリフト管の軸に
垂直な方向の長さをＤとし、同調素子支持体の連結棒に
そった方向の長さをＥとしたときに、同調素子支持体の
寸法Ｃ，Ｄ，Ｅを選択することにより、上記の特徴を実
現するものとしてもよい。
向の長さをＣとし、同調素子支持体のドリフト管の軸に
垂直な方向の長さをＤとし、同調素子支持体の連結棒に
そった方向の長さをＥとしたときに、同調素子支持体の
寸法Ｃ，Ｄ，Ｅを選択することにより、上記の特徴を実
現するものとしてもよい。
【００３２】また、連結棒の直径Ｒを選択することによ
り、上記の特徴を実現してもよい。
り、上記の特徴を実現してもよい。
【００３３】さらに、空胴外囲器の上下内壁面の長さを
Ａとし、空胴外囲器の左右内壁面の長さをＢとしたとき
に、連結棒側の空胴外囲器の上下内壁面もしくは左右内
壁面の寸法Ａ，Ｂを選択することにより、上記の特徴を
実現するものとしてもよい。
Ａとし、空胴外囲器の左右内壁面の長さをＢとしたとき
に、連結棒側の空胴外囲器の上下内壁面もしくは左右内
壁面の寸法Ａ，Ｂを選択することにより、上記の特徴を
実現するものとしてもよい。
【００３４】
【作用】本発明は、別の共振空胴での共振モードに注目
して、本構造で発生するＴＥＭモードとＴＥ１１モード
の共振周波数が主の共振空胴の動作周波数と重ならない
ように別の共振空胴の各部寸法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｒ，Ｌを決めることにより上記問題点を解決した。
して、本構造で発生するＴＥＭモードとＴＥ１１モード
の共振周波数が主の共振空胴の動作周波数と重ならない
ように別の共振空胴の各部寸法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｒ，Ｌを決めることにより上記問題点を解決した。
【００３５】つまり、従来技術に示した計算式から、別
の共振空胴のＴＥＭモードの１次（Ｎが１の場合）が最
も低い周波数となるが、ＴＥＭモードは寸法Ｌのみに支
配されるため、主の共振空胴の動作周波数をｆmainとし
て寸法Ｌを、 ｆtem1（ＴＥＭモードの１次の場合）＝Ｃ×〔１／（２
×Ｌ）２〕1/2＜ｆmain ｆmain＜ｆtem2（ＴＥＭモードの２次の場合）＝Ｃ×
〔１／（Ｌ）２〕1/2＝ｆtem1×２1/2 なお、Ｃは光速。と決めて、かつ、ＴＥ１１モードの一
次（Ｎが１の場合）の周波数が、 ｆmain＞ｆte111＝Ｃ×〔（１／λ2＋１／（２×
Ｌ）2）〕1/2 もしくは、 ｆmain＜ｆte111＝Ｃ×〔（１／λ2＋１／（２×
Ｌ）2）〕1/2 λは、 寸法Ｅが充分小さい場合は、λ≒Ａ＋Ｂ＋π×Ｒ／２ 寸法Ｅが充分大きい場合は、λ≒Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ となり、Ｅの寸法により、λの値はこの間で変わる。
の共振空胴のＴＥＭモードの１次（Ｎが１の場合）が最
も低い周波数となるが、ＴＥＭモードは寸法Ｌのみに支
配されるため、主の共振空胴の動作周波数をｆmainとし
て寸法Ｌを、 ｆtem1（ＴＥＭモードの１次の場合）＝Ｃ×〔１／（２
×Ｌ）２〕1/2＜ｆmain ｆmain＜ｆtem2（ＴＥＭモードの２次の場合）＝Ｃ×
〔１／（Ｌ）２〕1/2＝ｆtem1×２1/2 なお、Ｃは光速。と決めて、かつ、ＴＥ１１モードの一
次（Ｎが１の場合）の周波数が、 ｆmain＞ｆte111＝Ｃ×〔（１／λ2＋１／（２×
Ｌ）2）〕1/2 もしくは、 ｆmain＜ｆte111＝Ｃ×〔（１／λ2＋１／（２×
Ｌ）2）〕1/2 λは、 寸法Ｅが充分小さい場合は、λ≒Ａ＋Ｂ＋π×Ｒ／２ 寸法Ｅが充分大きい場合は、λ≒Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ となり、Ｅの寸法により、λの値はこの間で変わる。
【００３６】Ｃは光速。
【００３７】となるように、寸法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｒを決める。
Ｒを決める。
【００３８】まとめると、別の共振空胴は次の関係にな
るように決められる。
るように決められる。
【００３９】ｆtemN＜ｆmain＜ｆtem（N+1）となるよう
に、寸法Ｌを決めた後、ｆtemNとｆtem（N+1）の間のＴ
Ｅ１１モードによる共振周波数が、ｆmain≠ｆte11モー
ドとなる関係に寸法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｒを決めるこ
とである。
に、寸法Ｌを決めた後、ｆtemNとｆtem（N+1）の間のＴ
Ｅ１１モードによる共振周波数が、ｆmain≠ｆte11モー
ドとなる関係に寸法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｒを決めるこ
とである。
【００４０】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００４１】実施例１ 図１は本発明の第１の実施例の構成を示す図であり、
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。
【００４２】図１中、１０２は空胴外囲器、１０３はド
リフト管、１０４は同調素子、１０５は同調素子支持
体、１０６は連結棒、１０７はベローズである。
リフト管、１０４は同調素子、１０５は同調素子支持
体、１０６は連結棒、１０７はベローズである。
【００４３】本実施例において、同調素子１０４から連
結棒１０６を通すための穴が開けらている壁面までの長
さＬは ｆtem1＝Ｃ×（２×Ｌ）２）1/2＜ｆmain＜ｆtem2＝Ｃ
×（１／（Ｌ）２）1/2＝ｆtem1×２1/2 の関係になるよう決められている。
結棒１０６を通すための穴が開けらている壁面までの長
さＬは ｆtem1＝Ｃ×（２×Ｌ）２）1/2＜ｆmain＜ｆtem2＝Ｃ
×（１／（Ｌ）２）1/2＝ｆtem1×２1/2 の関係になるよう決められている。
【００４４】また、空胴外囲器１０２の上下内壁面の長
さＡ、空胴外囲器１０２の左右内壁面の長さＢ、同調素
子支持体１０５のドリフト管１０３の軸方向の長さＣ、
ドリフト管１０３の軸に垂直な方向の長さＤ、同調素子
支持体１０５の連結棒１０６にそった方向の長さＥおよ
び連結棒１０６の直径Ｒについては、 ｆte111＞ｆmain となるように定める。本実施例においては、λが小さく
なるように各部の寸法を決める。
さＡ、空胴外囲器１０２の左右内壁面の長さＢ、同調素
子支持体１０５のドリフト管１０３の軸方向の長さＣ、
ドリフト管１０３の軸に垂直な方向の長さＤ、同調素子
支持体１０５の連結棒１０６にそった方向の長さＥおよ
び連結棒１０６の直径Ｒについては、 ｆte111＞ｆmain となるように定める。本実施例においては、λが小さく
なるように各部の寸法を決める。
【００４５】λは、 （１）寸法Ｅが充分小さな場合には、λ≒Ａ＋Ｂ＋π×
Ｒ／２ （２）寸法Ｅが充分大きな場合には、λ≒Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋
Ｄ となり、Ｅの寸法により、λの値はこの間で変化する。
Ｒ／２ （２）寸法Ｅが充分大きな場合には、λ≒Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋
Ｄ となり、Ｅの寸法により、λの値はこの間で変化する。
【００４６】モードがＴＥ１１１の場合には、寸法Ｌの
中心部分に電界が集中している。このため、この電界に
同調素子支持体１０５の連結棒１０６にそった方向の長
さＥが影響を与えない様に寸法Ｅの長さを寸法Ｌの１／
３以下とする。このような構成とすることにより、上記
の（１）式にλの値は近づき、連結棒１０６の直径Ｒを
できるだけ小さなものとすることができる。
中心部分に電界が集中している。このため、この電界に
同調素子支持体１０５の連結棒１０６にそった方向の長
さＥが影響を与えない様に寸法Ｅの長さを寸法Ｌの１／
３以下とする。このような構成とすることにより、上記
の（１）式にλの値は近づき、連結棒１０６の直径Ｒを
できるだけ小さなものとすることができる。
【００４７】なお、寸法Ａ，Ｂは同調素子１０４が入ら
なければならないので、主の共振空胴１０１の空胴外囲
器１０２の寸法より、若干小さい程度の寸法にしかなら
ない。
なければならないので、主の共振空胴１０１の空胴外囲
器１０２の寸法より、若干小さい程度の寸法にしかなら
ない。
【００４８】つまり、本実施例の場合には、寸法ＥとＬ
を先に決めて、連結棒１０６の直径Ｒによって、ｆte11
1＞ｆmainになるようにしている。
を先に決めて、連結棒１０６の直径Ｒによって、ｆte11
1＞ｆmainになるようにしている。
【００４９】ただし、寸法Ｒを余り細くすると、連結棒
１０６の強度の点で問題が生じるため、強度に問題が生
じない程度に選択される。
１０６の強度の点で問題が生じるため、強度に問題が生
じない程度に選択される。
【００５０】この様にして決定された本実施例の別の共
振空胴１０１’と主の共振空胴１０１の共振周波数の関
係を図３に示す。
振空胴１０１’と主の共振空胴１０１の共振周波数の関
係を図３に示す。
【００５１】実施例２ 次に、本発明の第２の実施例について説明する。
【００５２】図２は本発明の第２の実施例の構成を示す
図であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図であ
る。
図であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図であ
る。
【００５３】図２中、２０２は空胴外囲器、２０３はド
リフト管、２０４は同調素子、２０５は同調素子支持
体、２０６は連結棒、２０７はベローズである。
リフト管、２０４は同調素子、２０５は同調素子支持
体、２０６は連結棒、２０７はベローズである。
【００５４】本実施例において、同調素子１０４から連
結棒１０６を通すための穴が開けらている壁面までの長
さＬは ｆtem1＝Ｃ×（２×Ｌ）２）1/2＜ｆmain＜ｆtem2＝Ｃ
×（１／（Ｌ）２）1/2＝ｆtem1×２1/2 の関係になるよう決められている。
結棒１０６を通すための穴が開けらている壁面までの長
さＬは ｆtem1＝Ｃ×（２×Ｌ）２）1/2＜ｆmain＜ｆtem2＝Ｃ
×（１／（Ｌ）２）1/2＝ｆtem1×２1/2 の関係になるよう決められている。
【００５５】また、空胴外囲器２０２の上下内壁面の長
さＡ、空胴外囲器２０２の左右内壁面の長さＢ、同調素
子支持体２０５のドリフト管２０３の軸方向の長さＣ、
ドリフト管２０３の軸に垂直な方向の長さＤ、同調素子
支持体２０５の連結棒２０６にそった方向の長さＥおよ
び連結棒２０６の直径Ｒについては、 ｆte111＞ｆmain となるように定める。本実施例においては、λが大きく
なるように各部の寸法を決める。
さＡ、空胴外囲器２０２の左右内壁面の長さＢ、同調素
子支持体２０５のドリフト管２０３の軸方向の長さＣ、
ドリフト管２０３の軸に垂直な方向の長さＤ、同調素子
支持体２０５の連結棒２０６にそった方向の長さＥおよ
び連結棒２０６の直径Ｒについては、 ｆte111＞ｆmain となるように定める。本実施例においては、λが大きく
なるように各部の寸法を決める。
【００５６】λは、 （１）寸法Ｅが充分小さな場合には、λ≒Ａ＋Ｂ＋π×
Ｒ／２ （２）寸法Ｅが充分大きな場合には、λ≒Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋
Ｄ となり、Ｅの寸法により、λの値はこの間で変わる。
Ｒ／２ （２）寸法Ｅが充分大きな場合には、λ≒Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋
Ｄ となり、Ｅの寸法により、λの値はこの間で変わる。
【００５７】モードがＴＥ１１１の場合には、電界は寸
法Ｌの中心に集中している。このため、寸法Ｅを寸法Ｌ
の１／２以上とすれば、（２）項の式にλの値は近づ
き、寸法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを大きくすることができる。
法Ｌの中心に集中している。このため、寸法Ｅを寸法Ｌ
の１／２以上とすれば、（２）項の式にλの値は近づ
き、寸法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを大きくすることができる。
【００５８】ただし、寸法Ｃ，Ｄについては、主の共振
空胴２０１内に入らなければならないので、必然的に寸
法が決まってくる。つまり、本実施例の場合には、寸法
ＥとＬを先に決めて、寸法Ａ，Ｂを大きくして、λを大
きくし、ｆte111＞ｆmainの関係としている。
空胴２０１内に入らなければならないので、必然的に寸
法が決まってくる。つまり、本実施例の場合には、寸法
ＥとＬを先に決めて、寸法Ａ，Ｂを大きくして、λを大
きくし、ｆte111＞ｆmainの関係としている。
【００５９】この様にして決定した別の共振空胴２０
１’と主の共振空胴２０１の共振周波数の関係を図４に
示す。
１’と主の共振空胴２０１の共振周波数の関係を図４に
示す。
【００６０】なお、寸法Ｅが寸法Ｌの１／３以下でも、
寸法Ａ，Ｂを大きくすることにより、上記図４の関係に
なることは明らかである。
寸法Ａ，Ｂを大きくすることにより、上記図４の関係に
なることは明らかである。
【００６１】更に、実施例の形状のままで、寸法Ａのみ
大きくしても、図８の関係になることもあきらかであ
る。
大きくしても、図８の関係になることもあきらかであ
る。
【００６２】本実施例の方が、実施例１に比べて、寸法
上の制約が少ないため、設計しやすいという利点があ
る。
上の制約が少ないため、設計しやすいという利点があ
る。
【００６３】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるため、以下に記載するような効果を奏する。
いるため、以下に記載するような効果を奏する。
【００６４】以上説明したように、寸法Ｌ，Ａ，Ｂ，
Ｅ，Ｒを決めることにより、多空胴クライストロンの高
周波回路系を形成している第１の共振空胴（主の共振空
胴）の動作周波数と第２の共振空胴（別の共振空胴）の
共振周波数が使用周波数範囲内で一致しなくなり、主の
共振空胴の電気的特性を損なうことがなくなる。つま
り、別の共振空胴への高周波電力の抜けが増加して、主
の共振空胴の高周波電力の低下をもたらしたり、別の共
振空胴を介して、他の主の共振空胴とつながってしまう
という不具合がなくなり、使用周波数範囲が広く、高い
周波数の多空胴クライストロンを実現することができる
効果がある。
Ｅ，Ｒを決めることにより、多空胴クライストロンの高
周波回路系を形成している第１の共振空胴（主の共振空
胴）の動作周波数と第２の共振空胴（別の共振空胴）の
共振周波数が使用周波数範囲内で一致しなくなり、主の
共振空胴の電気的特性を損なうことがなくなる。つま
り、別の共振空胴への高周波電力の抜けが増加して、主
の共振空胴の高周波電力の低下をもたらしたり、別の共
振空胴を介して、他の主の共振空胴とつながってしまう
という不具合がなくなり、使用周波数範囲が広く、高い
周波数の多空胴クライストロンを実現することができる
効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図であり、
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例の構成を示す図であり、
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。
【図３】図１に示した第１の実施例における別の共振空
胴１０１’と主の共振空胴１０１の共振周波数の関係を
示す図である。
胴１０１’と主の共振空胴１０１の共振周波数の関係を
示す図である。
【図４】図２に示した第２の実施例における別の共振空
胴２０１’と主の共振空胴２０１の共振周波数の関係を
示す図である。
胴２０１’と主の共振空胴２０１の共振周波数の関係を
示す図である。
【図５】多空胴クライストロンの構造を示す断面図であ
る。
る。
【図６】共振空胴の従来例の構成を示す図である。
【図７】共振空胴の従来例の構成を示す図である。
【図８】図６および図７に示したような従来例における
主の共振空胴の周波数と別の共振空胴の共振周波数の関
係を示す図である。
主の共振空胴の周波数と別の共振空胴の共振周波数の関
係を示す図である。
【図９】共振空胴の従来例の構成を示す図である。
【図１０】図９に示した従来例の主の共振空胴の周波数
と別の共振空胴の共振周波数の関係を示す図である。
と別の共振空胴の共振周波数の関係を示す図である。
【図１１】従来のリアクタンス分を変化させることによ
り、共振周波数を変えることにより共振周波数を変化さ
せる空胴共振器の別の共振空胴の共振周波数と主の共振
空胴の共振周波数が動作周波数範囲で一致していること
を示す図である。
り、共振周波数を変えることにより共振周波数を変化さ
せる空胴共振器の別の共振空胴の共振周波数と主の共振
空胴の共振周波数が動作周波数範囲で一致していること
を示す図である。
１０１，２０１ 共振空胴（主の共振空胴） １０１’，２０１’ 共振空胴（別の共振空胴） １０２，２０２ 空胴外囲器 １０３，２０３ ドリフト管 １０４，２０４ 同調素子 １０５，２０５ 同調素子支持体 １０６，２０６ 連結棒 １０７，２０７ ベローズ
Claims (5)
- 【請求項１】 空胴外囲器と、 前記空胴外囲器内に設けられるインダクタンス分を変更
するための同調素子と、 前記空胴外囲器に設けられるドリフト管と、 前記同調素子を支える同調素子支持体と、 前記同調支持体に一端側が結合され、他端側が前記同調
素子を挟んで空胴外囲器のドリフト管と相対する壁面に
開けられた穴を通して非接触で空胴外囲器外へ取り出さ
れた連結棒と、 前記連結棒の一部が空胴外囲器の外側でベローズとつな
げられることにより、真空封止された同調素子と空胴外
囲器とドリフト管とで形成された第１の共振空胴による
高周波回路を備えた多空胴クライストロンにおいて、 前記第１の共振空胴とは別に同調素子と連結棒と連結棒
を通すための穴が開けられている壁面とで第２の共振空
胴が形成され、該第２の共振空胴のＴＥＭモードおよび
ＴＥ１１モードの共振周波数のうちの少なくともひとつ
の共振周波数が第１の共振空胴の動作周波数より低い周
波数であり、かつ、他のＴＥＭモードおよびＴＥ１１モ
ードの共振周波数が第１の共振周波数の動作周波数から
外れていることを特徴とする多空胴クライストロン。 - 【請求項２】 請求項１記載の多空胴クライストロンに
おいて、 第２の共振空胴を形成する同調素子と連結棒を通すため
の穴が開けられている壁面の間の寸法Ｌを選択すること
により、第２の共振空胴におけるＴＥＭモードおよびＴ
Ｅ１１モードの共振周波数の内少なくともひとつの共振
周波数が第１の共振空胴の動作周波数より低い周波数に
有り、かつ、他のＴＥＭモードおよびＴＥ１１モードの
共振周波数が第１の共振周波数の動作周波数から外れて
いることを特徴とする多空胴クライストロン。 - 【請求項３】 請求項１記載の多空胴クライストロンに
おいて、 同調素子支持体のドリフト管の軸方向の長さをＣとし、 同調素子支持体のドリフト管の軸に垂直な方向の長さを
Ｄとし、 同調素子支持体の連結棒にそった方向の長さをＥとした
ときに、 同調素子支持体の寸法Ｃ，Ｄ，Ｅを選択することによ
り、第２の共振空胴におけるＴＥＭモードおよびＴＥ１
１モードの共振周波数の内少なくともひとつの共振周波
数が第１の共振空胴の動作周波数より低い周波数に有
り、かつ、他のＴＥＭモードおよびＴＥ１１モードの共
振周波数が第１の共振周波数の動作周波数から外れてい
ることを特徴とする多空胴クライストロン。 - 【請求項４】 請求項１記載の多空胴クライストロンに
おいて、 連結棒の直径Ｒを選択することにより、第２の共振空胴
におけるＴＥＭモードおよびＴＥ１１モードの共振周波
数の内少なくともひとつの共振周波数が第１の共振空胴
の動作周波数より低い周波数に有り、かつ、他のＴＥＭ
モードおよびＴＥ１１モードの共振周波数が第１の共振
周波数の動作周波数から外れていることを特徴とする多
空胴クライストロン。 - 【請求項５】 請求項１記載の多空胴クライストロンに
おいて、 空胴外囲器の上下内壁面の長さをＡとし、 空胴外囲器の左右内壁面の長さをＢとしたときに、 連結棒側の空胴外囲器の上下内壁面もしくは左右内壁面
の寸法Ａ，Ｂを選択することにより、第２の共振空胴に
おけるＴＥＭモードおよびＴＥ１１モードの共振周波数
の内少なくともひとつの共振周波数が第１の共振空胴の
動作周波数より低い周波数に有り、かつ、他のＴＥＭモ
ードおよびＴＥ１１モードの共振周波数が第１の共振周
波数の動作周波数から外れていることを特徴とする多空
胴クライストロン。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6266879A JP2713185B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 多空胴クライストロン |
| US08/534,849 US5691602A (en) | 1994-10-31 | 1995-09-27 | Multiple cavity klystron |
| EP95116590A EP0709871B1 (en) | 1994-10-31 | 1995-10-20 | Multiplecavity klystron |
| DE69509189T DE69509189T2 (de) | 1994-10-31 | 1995-10-20 | Mehrkammer-Klystron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6266879A JP2713185B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 多空胴クライストロン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08129960A true JPH08129960A (ja) | 1996-05-21 |
| JP2713185B2 JP2713185B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=17436932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6266879A Expired - Lifetime JP2713185B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 多空胴クライストロン |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5691602A (ja) |
| EP (1) | EP0709871B1 (ja) |
| JP (1) | JP2713185B2 (ja) |
| DE (1) | DE69509189T2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2002950326A0 (en) * | 2002-07-24 | 2002-09-12 | J I Peston Pty Ltd | An electronic bait station |
| US8975816B2 (en) | 2009-05-05 | 2015-03-10 | Varian Medical Systems, Inc. | Multiple output cavities in sheet beam klystron |
| CN102969551A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-03-13 | 广东通宇通讯股份有限公司 | 抽头电耦合结构及其通信射频器件 |
| KR101920463B1 (ko) | 2016-07-14 | 2018-11-20 | 부산대학교 산학협력단 | 마이크로웨이브 공동공진기와 도파관 구조를 갖는 대면적 롤 필름 건조 장치 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3614518A (en) * | 1970-03-16 | 1971-10-19 | Varian Associates | Microwave tuner having sliding contactors |
| JPS54102943A (en) * | 1978-01-31 | 1979-08-13 | Nec Corp | Resonance frequency variable cavity resonator |
| JPS61185841A (ja) * | 1985-02-13 | 1986-08-19 | Nec Corp | 大電力クライストロン |
| JPS62295336A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-22 | Nec Corp | 大電力クライストロン |
| JPS6443546U (ja) * | 1987-09-10 | 1989-03-15 | ||
| JPH01165551U (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-20 | ||
| JPH0218254U (ja) * | 1988-07-19 | 1990-02-06 | ||
| JPH05266814A (ja) * | 1992-03-23 | 1993-10-15 | Nec Corp | 多空胴形クライストロン |
| JPH0612993A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-01-21 | Nec Corp | 多空胴形クライストロン |
| JPH0636692A (ja) * | 1992-07-17 | 1994-02-10 | Nec Corp | 多空胴形クライストロン |
-
1994
- 1994-10-31 JP JP6266879A patent/JP2713185B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-09-27 US US08/534,849 patent/US5691602A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-20 EP EP95116590A patent/EP0709871B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-20 DE DE69509189T patent/DE69509189T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5691602A (en) | 1997-11-25 |
| DE69509189D1 (de) | 1999-05-27 |
| EP0709871B1 (en) | 1999-04-21 |
| JP2713185B2 (ja) | 1998-02-16 |
| EP0709871A1 (en) | 1996-05-01 |
| DE69509189T2 (de) | 1999-11-18 |
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