JPH11135028A - ジャイロトロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は、簡単で且つ安全，的確に不要電磁波を除去
し、安定にして高効率動作を確保したジャイロトロンを
提供することを目的とする。 【解決手段】この発明のジャイロトロンは、中空電子ビ
ームを発生する電子銃部１と、この電子銃部の下流に配
置された内壁が次第に径小となるテーパ状ビームトンネ
ル部１４と、このビームトンネル部の下流に設けられた
共振空胴部３と、この共振空胴部の下流に配置されたコ
レクタ部１０とを備えてなり、更に、ビームトンネル部
の導体壁にこのビームトンネル部の不要電磁波を通す少
なくとも１個の開口１５が形成されてなることにより、
上記の目的を達成することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はジャイロトロンに
係わり、特にそのビームトンネル部の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ジャイロトロン装置は、周知のようにサ
イクロトロンメーザ作用を動作原理とする電子管で、ミ
リ波からサブミリ波帯における高周波大電力源として利
用されている。

【０００３】図３に現在主流になりつつあるモード変換
器内蔵型ジャイロトロンの概略構造を示すが、中空電子
ビームを発生する電子銃部１と、この電子銃部１の下流
に配置されて内壁が次第に径小となるテーパ状ビームト
ンネル部２と、このビームトンネル部２の下流に設けら
れ螺旋運動をする電子ビ−ムと相互作用を行なう共振空
胴部３と、この共振空胴部３の下流に設けられたモード
変換器４および反射鏡５，６，７と、この反射鏡５，
６，７の下流に配置され相互作用を行なった後の電子ビ
ームを捕捉する円筒状のコレクタ部１０と、電磁波を外
部に取出すと共に管内の真空を維持するように気密封止
された誘電体出力窓８を有する出力部９と、中空電子ビ
ームに螺旋運動を与える外部磁石１１，１２により構成
されている。

【０００４】動作時には、電子銃部１より射出された中
空電子ビームは外部磁石１１，１２の形成する磁場に沿
って、ビームトンネル部２を通って共振空胴部３に入射
される。共振空胴部３では電子ビームのエネルギーが、
電磁波のエネルギーに変換されることにより大電力電磁
波を発振する。発振した電磁波は、反射鏡５，６，７に
より伝送され出力部９より外部へ出力される。図中の符
号１３が出力電磁波ビームである。

【０００５】ところで、ビームトンネル部２の内面は、
電子ビームの電位を固定するために電子ビーム軌道に沿
った金属の導体壁で構成されている。従来のジャイロト
ロンでは、共振空胴部３からの漏れ電磁波やビームトン
ネル部２で発振する電磁波により、共振空胴部３に入射
前の電子ビームや電子銃部１のカソードに悪影響を与え
ることを抑制するため、ビームトンネル部２の一部に不
要電磁波を吸収するための炭化珪素等の吸収体を挿入し
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来技術
によると、次のような不都合がある。不要電磁波を吸収
するための炭化珪素吸収体は、電磁波の吸収による加熱
で温度が上がり、ガスを放出する可能性がある。又、こ
れはビームトンネル部２の導体壁である銅，ステンレス
等の金属に比べて熱膨脹率が２〜３桁小さく、メタライ
ズ技術も確立されていないため、除熱・冷却を行なうた
めの構造が複雑になるうえ、製造が困難である。更に、
冷却効率も十分ではなく、特に連続動作の大電力ジャイ
ロトロンでは使用に問題がある。

【０００７】この発明は、以上のような不都合を解決す
るものであり、簡単で且つ安全，的確に不要電磁波を除
去し、安定にして高効率動作を確保したジャイロトロン
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、中空電子ビ
ームを発生する電子銃部と、この電子銃部の下流に配置
された導体壁が次第に径小となるテーパ状ビームトンネ
ル部と、このビームトンネル部の下流に設けられた共振
空胴部と、この共振空胴部の下流に配置されたコレクタ
部とを備えてなり、更に、ビームトンネル部の導体壁に
このビームトンネル部の不要電磁波を通す少なくとも１
個の開口が形成されてなるジャイロトロンである。

【０００９】又、ビームトンネル部の開口の外側に真空
を維持すると共に不要電磁波を吸収又は透過するセラミ
ックス部材が配設されている。又、セラミックス部材の
外側に不要電磁波の吸収体が設けられている。又、セラ
ミックス部材の外側にこのセラミックス部材を冷却する
と共に不要電磁波を吸収する液体が導入されている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の一実施の形態を詳細に説明する。この発明はビームト
ンネル部を改良したもので、ビームトンネル部について
のみ説明する。即ち、この発明によるジャイロトロンの
ビームトンネル部付近は図１および図２に示すように構
成され、図２は図１のＡ−Ａ′線に沿って切断し矢印方
向に見た横断面図である。図３と同一部分は同一符号で
表わす。

【００１１】この発明のビームトンネル部１４の導体壁
１４ａは、金属円筒からなり、内壁が次第に径小となる
テーパ状に形成されている。更に、このテーパ状導体壁
には少なくとも１個、この実施の形態では複数の不要電
磁波を通すスリット状開口１５が形成されている。この
スリット状開口１５はビ−ム通過方向に細長く、径方向
に複数形成されたものがビ−ム通過方向に３組形成され
ている。尚、開口形状は、スリットの形状だけでなく円
形など電子ビ−ムの安定な通過を妨げることなく、電磁
波を有効に外側に逃がせる形状であれば良い。又、ビー
ムトンネル部１４は電子銃部１と共振空胴部３の相対位
置が正確に維持出来るに十分な強度を有する。

【００１２】このようなビームトンネル部１４の外側に
は、ジャイロトロンの真空を維持すると共に不要電磁波
を吸収又は透過するための円筒状セラミックス部材１６
が配設されて、真空容器の一部を構成しいる。更に、こ
のセラミックス部材１６の外側には、不要電磁波の吸収
体が設けられている。この不要電磁波の吸収体として
は、例えばテフロンなど電磁波を透過する材料で形成さ
れた冷却水パイプ１７がセラミックス部材１６の外側に
巻かれ、冷却水パイプ１７の中に冷却水を流している。
図中の符号１８は固定スタットである。

【００１３】さて、動作時には、共振空胴部３からの漏
れ電磁波、ビームトンネル部１４で発振した電磁波等の
不要電磁波は、ビームトンネル部１４に設けた開口１５
から外側に出る。ビームトンネル部１４の内側を通過す
る電子ビームの電位は、ビームトンネル部１４の開口１
５の開いていない金属部分で固定される。ビームトンネ
ル部１４より漏れ出した不要電磁波は、セラミックス部
材１６であるものは吸収され、あるものは透過する。セ
ラミックス部材１６の電磁波吸収による温度上昇は、冷
却水パイプ１７による冷却で抑えられる。そして、セラ
ミックス部材１５を透過した電磁波は、冷却水パイプ１
７を流れる冷却水により完全吸収される。尚、この発明
のジャイロトロンは、上記のビームトンネル部以外は従
来例（図３）と同一構成ゆえ、詳細な説明を省略する。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ビームトンネル部の内壁にビームトンネル部の不要電磁
波を通す少なくとも１個の開口が形成されているので、
共振空胴部からの漏れ電磁波やビームトンネル部で発振
する電磁波等の不要電磁波を確実にジャイロトロン管内
から除去して安定な動作を維持させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係るジャイロトロン
のビームトンネル部付近を示す縦断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ′線に沿って切断し矢印方向に見
た横断面図。

【図３】一般的なジャイロトロン全体の概略構成を示す
縦断面図。

【符号の説明】

１…電子銃部、２…ビームトンネル部、３…共振空胴
部、１０…コレクタ部、１４…ビームトンネル部、１５
…開口。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空電子ビームを発生する電子銃部と、
   この電子銃部の下流に配置された内壁が次第に径小とな
   るテーパ状ビームトンネル部と、このビームトンネル部
   の下流に設けられた共振空胴部と、この共振空胴部の下
   流に配置されたコレクタ部とを備えてなるジャイロトロ
   ンにおいて、 上記ビームトンネル部の導体壁に該ビームトンネル部の
   不要電磁波を通す少なくとも１個の開口が形成されてな
   ることを特徴とするジャイロトロン。
2. 【請求項２】 上記ビームトンネル部の上記開口の外側
   に真空を維持すると共に不要電磁波を吸収又は透過する
   セラミックス部材が配設されてなる請求項１記載のジャ
   イロトロン。
3. 【請求項３】 上記セラミックス部材の外側に不要電磁
   波の吸収体が設けられてなる請求項２記載のジャイロト
   ロン。
4. 【請求項４】 上記セラミックス部材の外側に該セラミ
   ックス部材を冷却すると共に不要電磁波を吸収する液体
   が導入されている請求項２記載のジャイロトロン。