JPH08264127A - マルチビームクライストロン - Google Patents
マルチビームクライストロンInfo
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- JPH08264127A JPH08264127A JP8013179A JP1317996A JPH08264127A JP H08264127 A JPH08264127 A JP H08264127A JP 8013179 A JP8013179 A JP 8013179A JP 1317996 A JP1317996 A JP 1317996A JP H08264127 A JPH08264127 A JP H08264127A
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- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/02—Electrodes; Magnetic control means; Screens
- H01J23/08—Focusing arrangements, e.g. for concentrating stream of electrons, for preventing spreading of stream
- H01J23/087—Magnetic focusing arrangements
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- H01J25/02—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
- H01J25/10—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)
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子ビームのドリフト通路の磁束密度を一様
ならしめることによって、製品の出力を安定せしめ、か
つ高めうるし、製品の出力エネルギー対入力エネルギー
の比率なる効率を高めうるマルチビームクライストロン
を提供することにある。 【解決手段】 多数の電子ビームを放出するカソード
と、該カソードから放出された電子ビームの密度を変調
させる密度変調手段と、前記カソードから放出された電
子ビームの拡散を防止するよう磁力を発生する磁力発生
手段と、前記密度変調手段により密度変調された電子ビ
ームのエネルギーをカップリングして高周波を発生させ
る高周波発生手段と、前記密度変調手段を通過し、マイ
クロ波を出力した電子ビームを収集するコレクタとから
なることを特徴とする。
ならしめることによって、製品の出力を安定せしめ、か
つ高めうるし、製品の出力エネルギー対入力エネルギー
の比率なる効率を高めうるマルチビームクライストロン
を提供することにある。 【解決手段】 多数の電子ビームを放出するカソード
と、該カソードから放出された電子ビームの密度を変調
させる密度変調手段と、前記カソードから放出された電
子ビームの拡散を防止するよう磁力を発生する磁力発生
手段と、前記密度変調手段により密度変調された電子ビ
ームのエネルギーをカップリングして高周波を発生させ
る高周波発生手段と、前記密度変調手段を通過し、マイ
クロ波を出力した電子ビームを収集するコレクタとから
なることを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルチビームクラ
イストロンに関し、とくに、カソードとコレクタの周囲
に第1の永久磁石グループと第2の永久磁石グループを
配列したマルチビームクライストロンに関するものであ
る。
イストロンに関し、とくに、カソードとコレクタの周囲
に第1の永久磁石グループと第2の永久磁石グループを
配列したマルチビームクライストロンに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、マイクロ波を利用する通信、電磁
波加熱、乾燥分野で高周波発振管として使われる従来の
クライストロンとしては、例えば、日特開平2−165
33号がある。同公報に開示されたクライストロンは、
図9に示すごとく、電子ビームを発生する電子銃202
と、電子ビームを密度変調させる高周波回路部204
と、電子ビームを捕捉し、該電子ビームを熱エネルギー
に変換するコレクタ部206とからなる。
波加熱、乾燥分野で高周波発振管として使われる従来の
クライストロンとしては、例えば、日特開平2−165
33号がある。同公報に開示されたクライストロンは、
図9に示すごとく、電子ビームを発生する電子銃202
と、電子ビームを密度変調させる高周波回路部204
と、電子ビームを捕捉し、該電子ビームを熱エネルギー
に変換するコレクタ部206とからなる。
【0003】図9において、208は入力回路であり、
210は入力部磁極片、212は環形状の永久磁石、2
14はヨーク、216は電子ビーム通路のドリフト管、
218は出力回路、220は出力部磁極片である。
210は入力部磁極片、212は環形状の永久磁石、2
14はヨーク、216は電子ビーム通路のドリフト管、
218は出力回路、220は出力部磁極片である。
【0004】上記のように構成されたクライストロンで
は、前記電子銃部202から電子ビームが発生すると、
前記高周波回路部204で前記電子ビームを密度変調さ
せた後、前記出力回路218では前記高周波回路部20
4から出力される電子ビームを密度変調させ、その後、
前記出力回路218では前記高周波回路部204から出
力される電子ビームを、例えば、電子レンジの調理室に
出力するとともに、前記コレクタ部206では前記高周
波回路部204から出力された残りの電子ビームを捕捉
して前記電子ビームのエネルギーを熱エネルギーに変換
することによって、前記電子ビームを消滅させた。
は、前記電子銃部202から電子ビームが発生すると、
前記高周波回路部204で前記電子ビームを密度変調さ
せた後、前記出力回路218では前記高周波回路部20
4から出力される電子ビームを密度変調させ、その後、
前記出力回路218では前記高周波回路部204から出
力される電子ビームを、例えば、電子レンジの調理室に
出力するとともに、前記コレクタ部206では前記高周
波回路部204から出力された残りの電子ビームを捕捉
して前記電子ビームのエネルギーを熱エネルギーに変換
することによって、前記電子ビームを消滅させた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来のクライストロンは、高出力を得るために高駆
動電圧と多くのキャビティを使用しなければならず、製
品の大きさが大型化してしまうという問題があった。さ
らに、製品の大きさに伴い、大きな永久磁石や、電磁石
が必要となることによって、電子ビームの存在する空間
内に一様な磁束密度を保持しにくく、エネルギーの出力
対エネルギーの入力の比率である効率が低いという問題
があった。さらに、上記のごとく大きな永久磁石211
や電磁石が必要となることにより、製品の原価が高くな
ってしまうという問題があった。
うな従来のクライストロンは、高出力を得るために高駆
動電圧と多くのキャビティを使用しなければならず、製
品の大きさが大型化してしまうという問題があった。さ
らに、製品の大きさに伴い、大きな永久磁石や、電磁石
が必要となることによって、電子ビームの存在する空間
内に一様な磁束密度を保持しにくく、エネルギーの出力
対エネルギーの入力の比率である効率が低いという問題
があった。さらに、上記のごとく大きな永久磁石211
や電磁石が必要となることにより、製品の原価が高くな
ってしまうという問題があった。
【0006】したがって、本発明は、上記種々の問題点
を解決するためになされたものであって、本発明の目的
は、電子ビームのドリフト通路の磁束密度を一様ならし
めることによって、製品の出力を安定化させると同時に
出力を高めることができ、製品の出力エネルギー対入力
エネルギーの比率である効率を高めうるマルチビームク
ライストロンを提供することにある。
を解決するためになされたものであって、本発明の目的
は、電子ビームのドリフト通路の磁束密度を一様ならし
めることによって、製品の出力を安定化させると同時に
出力を高めることができ、製品の出力エネルギー対入力
エネルギーの比率である効率を高めうるマルチビームク
ライストロンを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるマルチビームクライストロンは、多数
の電子ビームを放出するカソードと、前記カソードから
放出された電子ビームの密度を変調させる密度変調手段
と、前記カソードから放出された電子ビームの拡散を防
止するよう磁力を発生する磁力発生手段と、前記密度変
調手段により密度変調された電子ビームのエネルギーを
カップリングして高周波を発生させる高周波発生手段
と、前記密度変調手段を通過し、マイクロ波を出力した
電子ビームを収集するコレクタとを具備することを特徴
とする
に、本発明によるマルチビームクライストロンは、多数
の電子ビームを放出するカソードと、前記カソードから
放出された電子ビームの密度を変調させる密度変調手段
と、前記カソードから放出された電子ビームの拡散を防
止するよう磁力を発生する磁力発生手段と、前記密度変
調手段により密度変調された電子ビームのエネルギーを
カップリングして高周波を発生させる高周波発生手段
と、前記密度変調手段を通過し、マイクロ波を出力した
電子ビームを収集するコレクタとを具備することを特徴
とする
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て添付図面に沿って詳述する。図1および図2に示すよ
うに、多数の電子ビームを放出するカソード2はヒータ
ーロード4と、エミッターロード6と、前記ヒーターロ
ード4およびエミッタロード6を通して交流120
[V]或いは交流240[V]の電圧をうけて発熱する
ヒーター8と、該ヒーター8から放出される熱により励
起されて電子を放出するエミッター10とからなる。
て添付図面に沿って詳述する。図1および図2に示すよ
うに、多数の電子ビームを放出するカソード2はヒータ
ーロード4と、エミッターロード6と、前記ヒーターロ
ード4およびエミッタロード6を通して交流120
[V]或いは交流240[V]の電圧をうけて発熱する
ヒーター8と、該ヒーター8から放出される熱により励
起されて電子を放出するエミッター10とからなる。
【0009】前記エミッター10の表面は、図3に示す
ように、多数の電子ビーム18を放出するよう多数の放
出部10aが形成されており、前記エミッター10の表
面中前記放出部10a以外の所では電子ビームの放出を
抑えるために薄いモリブデン板10bが付着されてい
る。前記放出部10aは、1列以上の環形状で複数個が
形成されており、本実施形態では図7に示すように、3
列の環状で25個が形成されている。
ように、多数の電子ビーム18を放出するよう多数の放
出部10aが形成されており、前記エミッター10の表
面中前記放出部10a以外の所では電子ビームの放出を
抑えるために薄いモリブデン板10bが付着されてい
る。前記放出部10aは、1列以上の環形状で複数個が
形成されており、本実施形態では図7に示すように、3
列の環状で25個が形成されている。
【0010】前記放出部10aはまた、図3に示すよう
に、前記放出部10aから放出された電子を一所に集束
するよう前記エミッター10の内側に凹むように形成さ
れている。前記ヒーター8と前記エミッター10は、前
記ヒーターロード4と前記エミッターロード6を介して
交流120[V]、または220[V]を出力する図示
のない電源手段に相互に直列接続されている。前記ヒー
ターロード4とエミッターロード6は、ハウジング13
により支持されている。
に、前記放出部10aから放出された電子を一所に集束
するよう前記エミッター10の内側に凹むように形成さ
れている。前記ヒーター8と前記エミッター10は、前
記ヒーターロード4と前記エミッターロード6を介して
交流120[V]、または220[V]を出力する図示
のない電源手段に相互に直列接続されている。前記ヒー
ターロード4とエミッターロード6は、ハウジング13
により支持されている。
【0011】前記カソード2から放出された多数の電子
ビーム18の拡散を防止するよう磁力を発生する磁力発
生手段12は、前記カソード2の周囲に環形状に配列さ
れた第1の永久磁石グループ14と、後述するコレクタ
の周囲に環形状に配列された第2の永久磁石グループ1
6と、電子ビームの移動するドリフト通路に磁束を一様
な密度に分布させるよう前記第1の永久磁石グループ1
4から出た磁束を第2の永久磁石グループ16へ案内す
る第1のポルピース20、および第2のポルピース22
と、前記第2の永久磁石グループ16から出た磁束を第
1の永久磁石グループ14へ案内するヨーク24、2
6、28、30、32、34とからなる。
ビーム18の拡散を防止するよう磁力を発生する磁力発
生手段12は、前記カソード2の周囲に環形状に配列さ
れた第1の永久磁石グループ14と、後述するコレクタ
の周囲に環形状に配列された第2の永久磁石グループ1
6と、電子ビームの移動するドリフト通路に磁束を一様
な密度に分布させるよう前記第1の永久磁石グループ1
4から出た磁束を第2の永久磁石グループ16へ案内す
る第1のポルピース20、および第2のポルピース22
と、前記第2の永久磁石グループ16から出た磁束を第
1の永久磁石グループ14へ案内するヨーク24、2
6、28、30、32、34とからなる。
【0012】後述するドリフト通路に磁束を一様に印加
するよう前記第1の永久磁石グループ14と前記第2の
永久磁石グループ16は、ドリフト通路の両端にそれぞ
れ設けられている。前記第1の永久磁石グループ14
は、図4に示すように、所定間隔で環形状に配列された
6個の永久磁石36、38、40、42、44、46と
からなる。前記永久磁石36、38、40、42、4
4、46は1列に配列されている。
するよう前記第1の永久磁石グループ14と前記第2の
永久磁石グループ16は、ドリフト通路の両端にそれぞ
れ設けられている。前記第1の永久磁石グループ14
は、図4に示すように、所定間隔で環形状に配列された
6個の永久磁石36、38、40、42、44、46と
からなる。前記永久磁石36、38、40、42、4
4、46は1列に配列されている。
【0013】第2の永久磁石グループ16も図5に示す
ように、所定間隔で環形状に配列された6個の永久磁石
48、50、52、54、56、58とからなる。前記
永久磁石48、50、52、54、56、58は1列に
配列されている。前記第1の永久磁石グループ14の永
久磁石36、38、40、42、44、46は中心軸が
N極を帯び、外側がS極を帯びる。これに反し、前記第
2の永久磁石グループ16の永久磁石48、50、5
2、54、56、58は中心軸がS極を帯び、外側がN
極を帯びる。
ように、所定間隔で環形状に配列された6個の永久磁石
48、50、52、54、56、58とからなる。前記
永久磁石48、50、52、54、56、58は1列に
配列されている。前記第1の永久磁石グループ14の永
久磁石36、38、40、42、44、46は中心軸が
N極を帯び、外側がS極を帯びる。これに反し、前記第
2の永久磁石グループ16の永久磁石48、50、5
2、54、56、58は中心軸がS極を帯び、外側がN
極を帯びる。
【0014】また、電子ビームの存在する所の磁束密度
が一様になるように前記第1の永久磁石グループ14と
前記第2の永久磁石グループ16に内接する円の半径は
後述するドリフト通路の外径より大に設計されている。
前記第1の永久磁石グループ14と第2の永久磁石グル
ープ16の12個の永久磁石の全質量Mは下記式1、2
により決定される。
が一様になるように前記第1の永久磁石グループ14と
前記第2の永久磁石グループ16に内接する円の半径は
後述するドリフト通路の外径より大に設計されている。
前記第1の永久磁石グループ14と第2の永久磁石グル
ープ16の12個の永久磁石の全質量Mは下記式1、2
により決定される。
【0015】
【数1】
【0016】ここで、rbは電子ビーム18の半径、Pt
は全電子ビーム18のパービアンス、Vはエミッター1
0と、後述するコレクタプレータ間に形成された電位
差、Bは前記ドリフト通路で必要な磁束密度、Lは電子
ビームの存在する放出部10aから第2のポルピース2
2までの距離である。前記第1の永久磁石グループ14
と第2の永久磁石グループ16、および前記ヨーク2
4、26、28、30、32、34は、ホルダー23に
固定されている。電子ビームが後述する第4のキャビテ
ィを通過して最後まで所定の半径を保持するよう前記第
2のポルピース22は後述するドリフトチューブに接続
されている。
は全電子ビーム18のパービアンス、Vはエミッター1
0と、後述するコレクタプレータ間に形成された電位
差、Bは前記ドリフト通路で必要な磁束密度、Lは電子
ビームの存在する放出部10aから第2のポルピース2
2までの距離である。前記第1の永久磁石グループ14
と第2の永久磁石グループ16、および前記ヨーク2
4、26、28、30、32、34は、ホルダー23に
固定されている。電子ビームが後述する第4のキャビテ
ィを通過して最後まで所定の半径を保持するよう前記第
2のポルピース22は後述するドリフトチューブに接続
されている。
【0017】一方で、前記ヨーク24、26、28、3
0、32、34は、図6に示すように、長いファンネル
形状に形成されている。前記ヨーク24、26、28、
30、32、34の断面は長方形である。磁束が完全な
閉回路をなしながら有効に分布されるよう前記ヨーク2
4、26、28、30、32、34は、前記永久磁石3
6、38、40、42、44、46、48、50、5
2、54、56、58のごとく環形状に配列されてい
る。
0、32、34は、図6に示すように、長いファンネル
形状に形成されている。前記ヨーク24、26、28、
30、32、34の断面は長方形である。磁束が完全な
閉回路をなしながら有効に分布されるよう前記ヨーク2
4、26、28、30、32、34は、前記永久磁石3
6、38、40、42、44、46、48、50、5
2、54、56、58のごとく環形状に配列されてい
る。
【0018】前記カソード2から放出部された電子ビー
ムの密度変調をさせる密度変調手段60は、前記カソー
ド2から放出された電子ビームを1次密度変調して高周
波電力を増幅する第1のキャビティ62と、前記カソー
ド2から放出された電子ビームを2次密度変調して高周
波電力を増幅する第2のキャビティ64と、前記カソー
ド2から放出された電子ビームを3次密度変調して高周
波電力を増幅する第3のキャビティ66および前記カソ
ード2から放出された電子ビームを4次密度変調して高
周波電力を増幅する第4のキャビティ68とからなる。
ムの密度変調をさせる密度変調手段60は、前記カソー
ド2から放出された電子ビームを1次密度変調して高周
波電力を増幅する第1のキャビティ62と、前記カソー
ド2から放出された電子ビームを2次密度変調して高周
波電力を増幅する第2のキャビティ64と、前記カソー
ド2から放出された電子ビームを3次密度変調して高周
波電力を増幅する第3のキャビティ66および前記カソ
ード2から放出された電子ビームを4次密度変調して高
周波電力を増幅する第4のキャビティ68とからなる。
【0019】前記第2のキャビティ64と第3のキャビ
ティ66の共振周波数は、電子ビーム18の密度変調を
有効に高めるために、前記第1のキャビティ62と第4
のキャビティ68の共振周波数よりやや大に設定されて
いる。前記第1のキャビティ62ないし第4のキャビテ
ィ68には、前記エミッター10から放出された電子ビ
ーム18を後述するコレクタ方向へ移動させる複数個の
ドリフト通路70が形成されており、前記ドリフト通路
70は前記第1のキャビティ62ないし第4のキャビテ
ィ68の中心軸と平行になるよう銅で作られたチューブ
72により1列以上の管形状に形成されている。
ティ66の共振周波数は、電子ビーム18の密度変調を
有効に高めるために、前記第1のキャビティ62と第4
のキャビティ68の共振周波数よりやや大に設定されて
いる。前記第1のキャビティ62ないし第4のキャビテ
ィ68には、前記エミッター10から放出された電子ビ
ーム18を後述するコレクタ方向へ移動させる複数個の
ドリフト通路70が形成されており、前記ドリフト通路
70は前記第1のキャビティ62ないし第4のキャビテ
ィ68の中心軸と平行になるよう銅で作られたチューブ
72により1列以上の管形状に形成されている。
【0020】本実施形態では、図7に示すように、3列
の管形状で25個のドリフト通路70が形成されてい
る。高周波電力のエネルギーの一部が前記第2のキャビ
ティ64ないし第4のキャビティ68から前記第1のキ
ャビティ62に戻るように前記第3キャビティ66と前
記第1のキャビティ62間にはフィードバックチャンネ
ル74が形成されている。前記第4のキャビティ68
は、出力効率を高めるために第1のキャビティ62ない
し第3のキャビティ66に比して小に形成されている。
の管形状で25個のドリフト通路70が形成されてい
る。高周波電力のエネルギーの一部が前記第2のキャビ
ティ64ないし第4のキャビティ68から前記第1のキ
ャビティ62に戻るように前記第3キャビティ66と前
記第1のキャビティ62間にはフィードバックチャンネ
ル74が形成されている。前記第4のキャビティ68
は、出力効率を高めるために第1のキャビティ62ない
し第3のキャビティ66に比して小に形成されている。
【0021】図3に示すように、前記第1のキャビティ
62ないし第4のキャビティ68のギャップ76,7
8,80,82の間隔D1,D2,D3は、前記第1の
キャビティ62ないし第4のキャビティ68間の相互に
作用する程度を増大させるために、段階的に異なるよう
設定されており、本実施形態では前記第1のキャビティ
62ないし第4のキャビティ68のギャップ76,7
8,80,82間の間隔D1,D2,D3が下記式3,
4,5で示すように段階的に減少されるよう設定されて
いる。
62ないし第4のキャビティ68のギャップ76,7
8,80,82の間隔D1,D2,D3は、前記第1の
キャビティ62ないし第4のキャビティ68間の相互に
作用する程度を増大させるために、段階的に異なるよう
設定されており、本実施形態では前記第1のキャビティ
62ないし第4のキャビティ68のギャップ76,7
8,80,82間の間隔D1,D2,D3が下記式3,
4,5で示すように段階的に減少されるよう設定されて
いる。
【0022】
【数2】
【0023】ここで、λPは電子ビームの理論式により
決定される電子ビーム18内のプラズマ周波数である。
とりわけ、前記第3のキャビティ66と第4のキャビテ
ィ68のギャップ80,82の間隔D3は前記密度変調
手段60の特性を高めるために、第1のキャビティ62
ないし第3のキャビティ66のギャップ66の間隔D
1,D2より小に形成されている。また、前記密度変調
手段60の特性を高めるために、前記第4のキャビティ
68のギャップ82の大きさは他のギャップ76,7
8,80の大きさより小に形成されている。
決定される電子ビーム18内のプラズマ周波数である。
とりわけ、前記第3のキャビティ66と第4のキャビテ
ィ68のギャップ80,82の間隔D3は前記密度変調
手段60の特性を高めるために、第1のキャビティ62
ないし第3のキャビティ66のギャップ66の間隔D
1,D2より小に形成されている。また、前記密度変調
手段60の特性を高めるために、前記第4のキャビティ
68のギャップ82の大きさは他のギャップ76,7
8,80の大きさより小に形成されている。
【0024】前記密度変調手段60により密度変調され
た電子ビームのエネルギーをカップリングして高周波を
発生させる高周波発生手段84は、前記第4のキャビテ
ィ68と磁気カップリングされて前記第4のキャビティ
68を通過する電子ビームのエネルギーを吸収するカッ
プリングリング86と、該カップリングリング86の吸
収したエネルギーを高周波で出力するアンテナ88とか
らなる。
た電子ビームのエネルギーをカップリングして高周波を
発生させる高周波発生手段84は、前記第4のキャビテ
ィ68と磁気カップリングされて前記第4のキャビティ
68を通過する電子ビームのエネルギーを吸収するカッ
プリングリング86と、該カップリングリング86の吸
収したエネルギーを高周波で出力するアンテナ88とか
らなる。
【0025】前記密度変調手段60を通して高周波を出
力した電子ビームを収集するコレクタ90は、前記第2
のポルピース22から電子を収集するコレクタプレート
92と、該コレクタプレート92に収集された電子の有
していたエネルギーを熱として外部へ放出する放熱杆9
4、および放熱プレート96とからなる。前記第2のポ
ルピース22から発生した熱が外部へ伝達されるよう前
記コレクタプレート92は前記第2のポルピース22に
接続されている。
力した電子ビームを収集するコレクタ90は、前記第2
のポルピース22から電子を収集するコレクタプレート
92と、該コレクタプレート92に収集された電子の有
していたエネルギーを熱として外部へ放出する放熱杆9
4、および放熱プレート96とからなる。前記第2のポ
ルピース22から発生した熱が外部へ伝達されるよう前
記コレクタプレート92は前記第2のポルピース22に
接続されている。
【0026】前記放熱プレート96は、前記放熱杆94
に強嵌されており、前記放熱杆94は前記コレクタプレ
ート92にブレージング接合されている。前記コレクタ
プレート92は、前記エミッター10と前記コレクタプ
レート92間に電子ビーム加速のための電位差が形成さ
れるよう直流600[V]の電圧を出力する図示のない
第2の電源手段の出力端子に接続されている。
に強嵌されており、前記放熱杆94は前記コレクタプレ
ート92にブレージング接合されている。前記コレクタ
プレート92は、前記エミッター10と前記コレクタプ
レート92間に電子ビーム加速のための電位差が形成さ
れるよう直流600[V]の電圧を出力する図示のない
第2の電源手段の出力端子に接続されている。
【0027】次に、本発明の一実施形態によるマルチビ
ームクライストロンの構造に対する理論的原理について
述べる。前記エミッター10とコレクタプレート92間
に形成された電位差をV、個別電子ビーム18のパービ
アンスをPe、全電子ビーム18のパービアンスをPt、
全電子ビーム18により表わされる電流値をI、出力を
P、電子ビーム18の数をnとすれば、前記電流値Iと
前記電位差Vの間には2極管の一般的な原理により下記
の関係式6,7,8,9,10,11,12が成り立
つ。
ームクライストロンの構造に対する理論的原理について
述べる。前記エミッター10とコレクタプレート92間
に形成された電位差をV、個別電子ビーム18のパービ
アンスをPe、全電子ビーム18のパービアンスをPt、
全電子ビーム18により表わされる電流値をI、出力を
P、電子ビーム18の数をnとすれば、前記電流値Iと
前記電位差Vの間には2極管の一般的な原理により下記
の関係式6,7,8,9,10,11,12が成り立
つ。
【0028】
【数3】
【0029】前記式9から電位差Vは、
【0030】
【数4】
【0031】上記式12から電子ビーム18の数nを大
きくすることによって、前記電位差Vが低下でき、さら
に式11から電子ビーム18の数nを大きくすることに
よって、出力Pを高めうることが分かる。つぎに、上記
のように構成された本発明の一実施形態によるマルチビ
ームクライストロンの作用および効果について述べる。
まず、前記ヒーターロード4と前記エミッターロード6
間に220[V]の交流電圧が印可され、前記コレクタ
プレート92に600[V]の直流電流が印加される
と、前記ヒーター8と前記エミッター10に交流220
[V]の電圧が印可され、前記ヒーター8が発熱する。
きくすることによって、前記電位差Vが低下でき、さら
に式11から電子ビーム18の数nを大きくすることに
よって、出力Pを高めうることが分かる。つぎに、上記
のように構成された本発明の一実施形態によるマルチビ
ームクライストロンの作用および効果について述べる。
まず、前記ヒーターロード4と前記エミッターロード6
間に220[V]の交流電圧が印可され、前記コレクタ
プレート92に600[V]の直流電流が印加される
と、前記ヒーター8と前記エミッター10に交流220
[V]の電圧が印可され、前記ヒーター8が発熱する。
【0032】前記ヒーター8が発熱すると、前記エミッ
ター10が1000°C以上に加熱されて前記エミッタ
ー10の放出部10aから多数の電子が連続して放出さ
れて電子ビーム18を形成する。前記エミッター10の
放出部10aから前記コレクタプレート92の方向へ放
出された電子ビーム18は、前記エミッター10と前記
コレクタプレート92間に形成された600[V]の電
位差により前記コレクタプレート92の方向へ加速され
る。
ター10が1000°C以上に加熱されて前記エミッタ
ー10の放出部10aから多数の電子が連続して放出さ
れて電子ビーム18を形成する。前記エミッター10の
放出部10aから前記コレクタプレート92の方向へ放
出された電子ビーム18は、前記エミッター10と前記
コレクタプレート92間に形成された600[V]の電
位差により前記コレクタプレート92の方向へ加速され
る。
【0033】前記コレクタプレート92の方向へ加速さ
れた電子ビーム18は、前記第1のキャビティ62のギ
ャップ76に到達する。前記第1のキャビティ62のギ
ャップ76には、外部の図示のない小信号高周波手段か
ら前記第1のキャビティ62の空洞62aに入射された
小信号高周波により電界が形成されているが、該電界か
ら電子ビーム18内の電子等が力を受けて速度変調が生
じる。
れた電子ビーム18は、前記第1のキャビティ62のギ
ャップ76に到達する。前記第1のキャビティ62のギ
ャップ76には、外部の図示のない小信号高周波手段か
ら前記第1のキャビティ62の空洞62aに入射された
小信号高周波により電界が形成されているが、該電界か
ら電子ビーム18内の電子等が力を受けて速度変調が生
じる。
【0034】電子ビーム18内の電子等が速度変調を受
けると、電子ビーム18の密度は前記ドリフト通路70
内での位置により変調される。電子ビーム18が継続し
て進行し、第2のキャビティ64のギャップ78に至る
と、第2のキャビティ64と電子ビーム18との相互作
用によって電子の速度変調が再び発生し、これにより電
子ビーム18内で密度の高かった部分の電子密度はさら
に高くなる。
けると、電子ビーム18の密度は前記ドリフト通路70
内での位置により変調される。電子ビーム18が継続し
て進行し、第2のキャビティ64のギャップ78に至る
と、第2のキャビティ64と電子ビーム18との相互作
用によって電子の速度変調が再び発生し、これにより電
子ビーム18内で密度の高かった部分の電子密度はさら
に高くなる。
【0035】電子ビームが継続して進行し前記第3のキ
ャビティ66のギャップ80に至った時も、第2のキャ
ビティ64のギャップ78で作用していたのと同様にな
り、電子密度の高かった部分がもう一度一段と高密度に
高まれる。したがって、高エネルギーのマイクロ波を発
生させるのに十分なるよう高密度の電子ビームが形成さ
れる。十分な電子密度を有する電子ビームが出力キャビ
ティの第4のキャビティ68のギャップ82に至ると、
前記第4のキャビティ68に誘導電流が起り、これによ
り電界と磁界が第4のキャビティ68内に誘起される
が、このうち電界は主に第4のキャビティ68のギャッ
プ82に存在し、磁界は第4のキャビティ68の空洞6
8a内に存在する。
ャビティ66のギャップ80に至った時も、第2のキャ
ビティ64のギャップ78で作用していたのと同様にな
り、電子密度の高かった部分がもう一度一段と高密度に
高まれる。したがって、高エネルギーのマイクロ波を発
生させるのに十分なるよう高密度の電子ビームが形成さ
れる。十分な電子密度を有する電子ビームが出力キャビ
ティの第4のキャビティ68のギャップ82に至ると、
前記第4のキャビティ68に誘導電流が起り、これによ
り電界と磁界が第4のキャビティ68内に誘起される
が、このうち電界は主に第4のキャビティ68のギャッ
プ82に存在し、磁界は第4のキャビティ68の空洞6
8a内に存在する。
【0036】このように、電子ビーム18は、前記第4
のキャビティ68のギャップ82を通過しつつ前記第4
のキャビティ68の空洞68a内に電子エネルギーを誘
導させた後、一部の運動エネルギーを有して継続進行し
て第2のポルピース22の表面につきあたって吸収され
る。前記第2のポルピース22に吸収された電子は、コ
レクタプレート92に移動してコレクタプレート92に
連結された図示のない電源線に流れる。
のキャビティ68のギャップ82を通過しつつ前記第4
のキャビティ68の空洞68a内に電子エネルギーを誘
導させた後、一部の運動エネルギーを有して継続進行し
て第2のポルピース22の表面につきあたって吸収され
る。前記第2のポルピース22に吸収された電子は、コ
レクタプレート92に移動してコレクタプレート92に
連結された図示のない電源線に流れる。
【0037】この場合、前記第2のポルピース22に吸
収された電子の有していた残りの運動エネルギーは前記
第2のポルピース22から熱を発生し、前記第2のポル
ピース22から生じた熱は、前記コレクタプレート92
を通して放熱杆94、および放熱プレート96に熱伝導
されて外部へ放出される。
収された電子の有していた残りの運動エネルギーは前記
第2のポルピース22から熱を発生し、前記第2のポル
ピース22から生じた熱は、前記コレクタプレート92
を通して放熱杆94、および放熱プレート96に熱伝導
されて外部へ放出される。
【0038】次に、前記カップリングリング86は、前
記第4のカソード68の空洞68a内の磁界エネルギー
をカップリングすることによって、高周波エネルギーを
外部へ引出すようになり、外部へ出た高周波はアンテナ
88から必要な空間へ、たとえば、電子レンジの調理室
へ放射される。
記第4のカソード68の空洞68a内の磁界エネルギー
をカップリングすることによって、高周波エネルギーを
外部へ引出すようになり、外部へ出た高周波はアンテナ
88から必要な空間へ、たとえば、電子レンジの調理室
へ放射される。
【0039】一方、前記第1の永久磁石グループ14の
永久磁石36,38,40,42,44,46のN極か
ら出た磁束は第1のポルピース20を通してドリフト通
路70とチューブ72の左方までガイドされ、ここから
前記ドリフト通路70とチューブ72に向けて磁束が放
射される。前記第1のポルピース20から放射された磁
束は電子ビーム18と平行を保持しながら、前記ドリフ
ト通路70とチューブ72を通してすべてが前記第2の
ポルピース22に入射される。
永久磁石36,38,40,42,44,46のN極か
ら出た磁束は第1のポルピース20を通してドリフト通
路70とチューブ72の左方までガイドされ、ここから
前記ドリフト通路70とチューブ72に向けて磁束が放
射される。前記第1のポルピース20から放射された磁
束は電子ビーム18と平行を保持しながら、前記ドリフ
ト通路70とチューブ72を通してすべてが前記第2の
ポルピース22に入射される。
【0040】以降、磁束は前記第2のポルピース22か
ら前記第2の永久磁石グループ16の永久磁石48,5
0,52,54,56,58のS極に入射される。次
に、前記永久磁石48,50,52,54,56,58
のN極から前記6個のヨーク24,26,28,30,
32,34を通して前記第1の永久磁石グループ14の
永久磁石36,38,40,42,44,46のS極に
入射される。
ら前記第2の永久磁石グループ16の永久磁石48,5
0,52,54,56,58のS極に入射される。次
に、前記永久磁石48,50,52,54,56,58
のN極から前記6個のヨーク24,26,28,30,
32,34を通して前記第1の永久磁石グループ14の
永久磁石36,38,40,42,44,46のS極に
入射される。
【0041】このように、前記第1の永久磁石グループ
14の永久磁石36,38,40,42,44,46、
第1のポルピース20、ドリフト通路70、第2のポル
ピース22、第2の永久磁石グループ16の永久磁石4
8,50,52,54,56,58、およびヨーク2
6,28,30,32,34を通して完全閉回路が形成
され、電子ビーム18の存在するドリフト通路70に必
要な磁束密度が供給される。
14の永久磁石36,38,40,42,44,46、
第1のポルピース20、ドリフト通路70、第2のポル
ピース22、第2の永久磁石グループ16の永久磁石4
8,50,52,54,56,58、およびヨーク2
6,28,30,32,34を通して完全閉回路が形成
され、電子ビーム18の存在するドリフト通路70に必
要な磁束密度が供給される。
【0042】この場合、図8に示すように、本発明の一
実施形態により所定間隔をおいて環形状に永久磁石を設
けた場合の磁束の密度分布Sが従来の環状で永久磁石を
設置した場合の磁束密度分布Tより一様性があるので、
改善されたことが分かる。図8において、X軸は図1に
示すマルチビームクライストロンの左側から右側へのド
リフト通路70上での位置を示し、Y軸は前記図1に示
すマルチビームクライストロンのドリフト通路70内で
の磁束密度を示す。図8に示すごとく、前記ドリフト通
路70内に一様な密度で磁束が分布されることによっ
て、電子ビーム18の拡散が防止されるとともに、前記
電子ビーム18が前記放出部10aから前記第2のポル
ピース22まで所定大の半径を保持する。
実施形態により所定間隔をおいて環形状に永久磁石を設
けた場合の磁束の密度分布Sが従来の環状で永久磁石を
設置した場合の磁束密度分布Tより一様性があるので、
改善されたことが分かる。図8において、X軸は図1に
示すマルチビームクライストロンの左側から右側へのド
リフト通路70上での位置を示し、Y軸は前記図1に示
すマルチビームクライストロンのドリフト通路70内で
の磁束密度を示す。図8に示すごとく、前記ドリフト通
路70内に一様な密度で磁束が分布されることによっ
て、電子ビーム18の拡散が防止されるとともに、前記
電子ビーム18が前記放出部10aから前記第2のポル
ピース22まで所定大の半径を保持する。
【0043】
【発明の効果】上述したように、本発明によるマルチビ
ームクライストロンによれば、カソードとコレクタの周
囲に第1の永久磁石グループと第2の永久磁石グループ
を配列することによって、電子ビームのドリフト通路の
磁束密度を一様ならしめて製品の出力を安定させると同
時に、製品の出力を高めることができ、製品の出力エネ
ルギー対入力エネルギーの比率である効率を高めうる極
めて優れる効果を有する。また、製品の出力が高められ
ることによって、製品の小型化が可能であり、高出力を
得るための付加的な部品が不必要となるため、製品の原
価をダウンせしめうる極めて優れる効果を有する。
ームクライストロンによれば、カソードとコレクタの周
囲に第1の永久磁石グループと第2の永久磁石グループ
を配列することによって、電子ビームのドリフト通路の
磁束密度を一様ならしめて製品の出力を安定させると同
時に、製品の出力を高めることができ、製品の出力エネ
ルギー対入力エネルギーの比率である効率を高めうる極
めて優れる効果を有する。また、製品の出力が高められ
ることによって、製品の小型化が可能であり、高出力を
得るための付加的な部品が不必要となるため、製品の原
価をダウンせしめうる極めて優れる効果を有する。
【図1】本発明の一実施形態によるマルチビームクライ
ストロンの断面図である。
ストロンの断面図である。
【図2】本発明の一実施形態によるマルチビームクライ
ストロンの正面図である。
ストロンの正面図である。
【図3】図1における要部拡大図である。
【図4】図1におけるC−C線断面図である。
【図5】図1におけるB−B線断面図である。
【図6】図1におけるヨークの外観斜視図である。
【図7】図1におけるA−A線断面図である。
【図8】図1におけるドリフト通路の磁束密度の分布図
である。
である。
【図9】従来のクライストロンの断面図である。
2 カソード 12 磁力発生手段 18 電子ビーム 20 第1のポルピース 22 第2のポルピース 24 ヨーク 60 密度変調手段 62 第1のキャビティ 64 第2のキャビティ 66 第3のキャビティ 68 第4のキャビティ 70 ドリフト通路 72 チューブ 84 高周波発生手段 90 コレクタ
Claims (3)
- 【請求項1】 マルチビームクライストロンにおいて、 多数の電子ビームを放出するカソードと、 前記カソードから放出された電子ビームの密度を変調さ
せる密度変調手段と、 前記カソードから放出された電子ビームの拡散を防止す
るよう磁力を発生する磁力発生手段と、 前記密度変調手段により密度変調された電子ビームのエ
ネルギーをカップリングして高周波を発生させる高周波
発生手段と、 前記密度変調手段を通過し、マイクロ波を出力した電子
ビームを収集するコレクタとを具備することを特徴とす
るマルチビームクライストロン。 - 【請求項2】 前記密度変調手段は、前記カソードから
放出された電子ビームを1次密度変調して高周波電力を
増幅する第1のキャビティと、 前記カソードから放出された電子ビームを2次密度変調
して高周波電力を増幅する第2のキャビティと、 前記カソードから放出された電子ビームを3次密度変調
して高周波電力を増幅する第3のキャビティと、 前記カソードから放出された電子ビームを4次密度変調
して高周波電力を増幅する第4のキャビティとを具備す
ることを特徴とする請求項1記載のマルチビームクライ
ストロン。 - 【請求項3】 前記磁力発生手段は、前記カソードの周
囲に環形状に配列された第1の永久磁石グループと、 前記コレクタの周囲に環形状に配列された第2の永久磁
石グループと、 電子ビームの移動するドリフト通路に磁束を一様な密度
に分布させるよう前記第1の永久磁石グループから出た
磁束を第2の永久磁石グループへ案内する第1 のポルピースおよび第2のポルピースと、前記第2の永
久磁石グループから出た磁束を前記第1の永久磁石グル
ープへ案内するヨークとを具備することを特徴とする請
求項1記載のマルチビームクライストロン。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR19951735 | 1995-01-28 | ||
KR1019950001735A KR100197677B1 (ko) | 1995-01-28 | 1995-01-28 | 멀티빔 클라이스트론 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08264127A true JPH08264127A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=19407531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8013179A Pending JPH08264127A (ja) | 1995-01-28 | 1996-01-29 | マルチビームクライストロン |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0724281A3 (ja) |
JP (1) | JPH08264127A (ja) |
KR (1) | KR100197677B1 (ja) |
CN (1) | CN1135650A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5932972A (en) * | 1997-02-24 | 1999-08-03 | Litton Systems, Inc. | Electron gun for a multiple beam klystron |
CN105261541A (zh) * | 2015-11-10 | 2016-01-20 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 高功率径向线相对论速调管放大器 |
RU2822444C1 (ru) * | 2023-12-29 | 2024-07-05 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А. И. Шокина" | Многолучевая лампа бегущей волны миллиметрового диапазона длин волн |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2764730B1 (fr) * | 1997-06-13 | 1999-09-17 | Thomson Tubes Electroniques | Canon electronique pour tube electronique multifaisceau et tube electronique multifaisceau equipe de ce canon |
US6856081B2 (en) | 2002-07-09 | 2005-02-15 | Communications & Power Industries, Inc. | Method and apparatus for magnetic focusing of off-axis electron beam |
CN100565766C (zh) * | 2006-04-20 | 2009-12-02 | 中国科学院电子学研究所 | 空间电荷波波长压缩升频为高频率电磁波源的方法及装置 |
CN101604608B (zh) * | 2008-06-11 | 2011-10-05 | 中国科学院电子学研究所 | 一种毫米波回旋速调管放大器的谐振腔结构 |
CN103346056B (zh) * | 2013-06-24 | 2015-11-04 | 合肥工业大学 | 两级串联的太赫兹慢波结构 |
CN106486329B (zh) * | 2015-08-25 | 2018-07-10 | 清华大学 | 太赫兹反射速调管及微米太赫兹反射速调管阵列 |
RU2637929C1 (ru) * | 2016-07-08 | 2017-12-08 | Акционерное общество "Плутон" | Магнетрон с плавной перестройкой магнитного поля |
CN112578426B (zh) * | 2020-11-26 | 2022-09-20 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种可调节型阵列式法拉第筒 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1098625B (de) * | 1953-11-13 | 1961-02-02 | Siemens Ag | Magnetisches Buendelungssystem zur gebuendelten Fuehrung einer (mehrerer) Elektronenstroemung (en) mittels eines homogenen Magnetfeldes laengs einer groesseren Wegstrecke, insbesondere fuer Wanderfeldroehren |
NL111910C (ja) * | 1954-09-21 | |||
DE1491452B2 (de) * | 1965-03-24 | 1971-04-29 | Permanentmagnetsystem zur erzeugung eines im wesentlichen homogenen magnetfeldes fuer die gewoehnliche fuehrung des elektronenstrahls einer wanderfeldroehre | |
US4387323A (en) * | 1980-12-15 | 1983-06-07 | Varian Associates, Inc. | Permanent magnet structure for linear-beam electron tubes |
JPS5868846A (ja) * | 1981-10-07 | 1983-04-23 | バリアン・アソシエイツ・インコ−ポレイテツド | 永久磁石で集束される線形ビ−ムマイクロ波管 |
JPS59228342A (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-21 | Nec Corp | 多空胴クライストロン |
US4862128A (en) * | 1989-04-27 | 1989-08-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Field adjustable transverse flux sources |
-
1995
- 1995-01-28 KR KR1019950001735A patent/KR100197677B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-01-26 EP EP96300549A patent/EP0724281A3/en not_active Withdrawn
- 1996-01-28 CN CN96101219A patent/CN1135650A/zh active Pending
- 1996-01-29 JP JP8013179A patent/JPH08264127A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5932972A (en) * | 1997-02-24 | 1999-08-03 | Litton Systems, Inc. | Electron gun for a multiple beam klystron |
CN105261541A (zh) * | 2015-11-10 | 2016-01-20 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 高功率径向线相对论速调管放大器 |
RU2822444C1 (ru) * | 2023-12-29 | 2024-07-05 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А. И. Шокина" | Многолучевая лампа бегущей волны миллиметрового диапазона длин волн |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1135650A (zh) | 1996-11-13 |
KR960030299A (ko) | 1996-08-17 |
KR100197677B1 (ko) | 1999-06-15 |
EP0724281A2 (en) | 1996-07-31 |
EP0724281A3 (en) | 1998-09-02 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990330 |