JPS5818836A - 直進形クライストロン - Google Patents

直進形クライストロン

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JPS5818836A
JPS5818836A JP11607481A JP11607481A JPS5818836A JP S5818836 A JPS5818836 A JP S5818836A JP 11607481 A JP11607481 A JP 11607481A JP 11607481 A JP11607481 A JP 11607481A JP S5818836 A JPS5818836 A JP S5818836A
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JP
Japan
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cavity
frequency
center
electron beam
cavities
Prior art date
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JP11607481A
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English (en)
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JPH0126143B2 (ja
Inventor
Keiji Oya
大家 圭司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP11607481A priority Critical patent/JPS5818836A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J25/00Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J25/02Tubes 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
    • H01J25/10Klystrons, 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)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空胴の1つに高調波空胴を用いた高能率の直進
形クツイストロンに関するものでゎるO 従来から高能率の直進形り2イスト−ロンを得る丸めに
、いくりかの発明がなされている。例えば特開昭46−
5765号公報によれば、基本波空胴のみの構成で、最
終中間空胴の間隙中心とそのすぐ上流の中間空胴の間隙
中心間のドリフト長を低減プ2Jeマ波長(λf)の1
74倍以上、5712倍以下、理想的には173倍とし
、この長いドリフト管において、電子ビーム中に発生す
る空関電荷力を有効に利用して電子ビームをよシ強く集
群させて、高能率化を図るようにしたものがある。ここ
で低減グッズマ波長(λf)は2πV・/ωfで表わさ
れる。なお、  (W・)は′電子ビームの直流速蜜、
(ωf)は低減グツズ!角周波数である・小信号時にお
いて、速度変調を受けた電子ビームはドリフト長が1/
4J、の点で最大の書間変調を受け、それ以上ではビー
ム中の基本波を流成分は減少する・そして、信号が大き
くなれば、基本波電流成分の最大を生ずる点拡1/4λ
fよシかなシ小さくなる。そこで高能率化を図るためK
N  l、/3λf程蜜という異常に長いドリフト管を
1つ用いなければならない、従って、これは従来一般に
使用されて゛いるものに比較して、管球の全長が長くな
る。このことは、管の製造設備の大型化、取シ扱iの困
難さ、及び管も含めた装置全体の大型化を招き、高能率
化の利点よシも全体として見た場合には不都合なものと
なる。
また、特公昭47−32386号公報に記載されている
ように、基本波空胴の他に絽2高調波空胴を用いて、こ
れによって電子ビームを強く集群させて、高能率化を図
る提案もある番ところが、この構成によれば、同公報に
記載され九爽施例のような空胴配置の場合に、基本波空
胴4個、高調波空胴1個の合計5個の空胴を用い、しか
もご〈狭帯埴としているKも拘らず、利得が20 dB
以下で非常に低い・従って、この構成で高能率、高利得
を得るためには、実際には、更に上流に1〜2個の空胴
を設けなければならないものと考えられる。そうすると
、空胴数の増加に伴−製造、調整上著しく困難となり、
マ九、管の全長も前述の長いドリフト管を用いるものと
大差がなくなシ、同様の不都合が生ずる・ 本@明は、基本波空胴及び高調波空胴を適正に配置し、
その共振周波数を適正に選択することによp1管の全長
を従来のものに比べ非常に短くしうる高能率、高利得の
直進形り2イヌトロンを提供することを目的とするもの
である。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を評細に説明す
る0本発明の直進形タライストロンは、6.空胴直進形
クライストロンで、@11gK示すように構成され、電
子ビームを発生する電子銃齢11、電子ビームの直眞エ
ネルギーを高周波エネルギーに変換する相互作用部11
、及び用済後の電子ビームを捕集するコレクタ11から
なシ、更に電子ビーム14を集束する丸めに相互作用部
12を囲んで集束磁界発生装置(図−示せず)が設けら
れる・相互作用部12は、高周波電力が導入される入力
空胴21と、電子ビームの流れにおいてそれのすぐ下流
の前置中間空胴JJ#JJと、高周波電力が取シ出され
る出力空胴26と、それのすぐ上流の2個の終段中間空
胴J・4.J5とがドリフト管21〜38によ〕連結さ
れて成っている。2個の前置中間空胴のうち2Sは第2
高調波空胴で、本発明のクライストaンの中心動作周波
数/@に対応する@2高調波周波数付近に同調され、他
O空胴は中心動作周波数f・付近に同調されている・従
うて、これらを基本波?!胴と記すことにする・なお、
それぞれの空胴はその中にドリフト管間隙をもち、ki
vAでそれら間隙中心を37a−Jmiaで表わす。
さて、本発明では各空胴の同調周波数は次のように設定
する・入力空胴21の同調周波数f1、及び出力空胴1
6のそれf・は狭帯域増幅の場合は中心動作周波数f・
又はその付近、広帯域増幅の場合はf・かられずかに上
下にずらしてスタガ同調方式とする・帥置中関空胴のう
ち基本波空胴22の同調周波数/sはf・よシわずかに
高く設定する。また第2高調波空胴23の同調周波数f
$は第2高調周波数2foよシもわずかに低い周波数に
設定し、またそのすぐ下流の2個の基本波空胴24al
lを中心動作周波数f・よ〉もわずかに高い周波数に設
定する。
ζOような配置における電子ビームの様子を、軸2図に
よって説明する。#42図は、第1図に示し九直進形ク
ツイストロンをディスクモデルを用いて、大信号動作を
コンビ、−ターシュミレーシーンしたものである。すな
わち、これは電子の位相とげ一ム路に沿った帥記低減f
’)yeマ波長(λV)によって正規化された距離とを
グロ。
トしたもので、ア、fルrイトダイアダツムと同等のも
のである。この場合鉱、基本周波数の1周期にわたって
一徐に分布している24個の電子を追跡している。相互
作用部12の各空胴のドリフト管間隙中心の位置紘、横
軸に記載している。普ず入力空胴21に導入された高周
波電力に応じて空胴関ME高周波電界を生じ、この電界
に応じて電子V−五14は速度変調される。ドリフト管
中には高周波電界が存在しないため、電子は空胴と空胴
との閣の区間すなわちドリフト管中を走るうちに入力空
胴で与えられた速f肇調に応じて集群される。
その結果、集群された電子ビームが第2番目の空胴間H
j j a f通過する際、ことへ高周波電界を発生せ
しめ、更に変調を受は集群される。
この空胴j2は前述のように、管の動作周波数よυわず
かに高い周波数に同調されているので、動作周波数に同
調されている場合に比べ、より効率的に業解される。°
従って、第1図において、入力’4!11421、II
J1置中関空胴22、第2高調波空胴is、終段中間空
胴24の各ドリフト管間隙中心jl**21*、21m
+14m間の距離をそれぞれtlll  # tll 
 ’ t口とすれば、All  −Lms バ一般的K
tiO,15λ、auto館が用いられるが、これよシ
ずつと短くてすみ、0.1λ。
1%il:でも充分である。仁のように集群された電子
ビームが上流から第3番目の空胴すなわち第2高調波空
胴2Jに達すると、この空胴FilllJ述したように
管の動作周波数f・゛の2倍よりわずかに低い周波数に
同調されているとともに、その位置が前後の中関空胴関
の中間あるいは中間よpも下fItK配置されているの
で、電子ビームはそれまではある位相のところに集群す
るように運動してきたのが、この@2高調波空胴2Jの
間隙中心18&を通−する際十分大きな速1変調を受け
1通過後は21FFに分かれて各々が判別の位相に集群
するようKなる。これは全体として見ると、むしろ離解
されるような速度変調を受けることになるが、この給2
高調波空胴21は前後の空胴間の比較的下流に置かれて
いるので、この$2高調波空胴2Sに達する迄にかなシ
集群しており、それまでtcjL<集群している位相に
ある電子は少し離解し、集群していない位相にある電子
は集群される速度変調を受ける。こうして結果的に社、
すぐ下流の基本波空胴14に達する時に社、電子ビーム
轄非常に良く集群され、その速1も均一化する。この様
子は第2図において第4番目の空胴14のドリフト管間
隙中心241で1周期の約2.2倍の範囲に約83嘩の
電子がは埋一様に存在し、更にその速度がほぼ一橡であ
ることが、ダラフの傾斜がすべてはぼ軸に平行であると
いうことから明らかである。高能率を得るために社、出
力中Jlii121へ入る電子ビームは良く集群されて
いて、且つできるだけ一様な速度を持つことが必要であ
るが、本発明において第4番目及び第5番目0空胴すな
わち絽2高調波空胴23のすぐ下流の2個の空胴24.
111Jはり2イストロンの動作周波数f・よシ高い周
波数に同調されているので、電子ビームを更に強く集群
するように働く、このようにして出力空胴16のドリフ
ト管間隙中心3gaにおける能率係数FB−It/I@
は、亀3囚に示す通、91.7以上という高い値が達成
される。ここで!1は電子ビーム中の基本波電流成分、
!eは直流ビーム電流である・扼3図は本発明のもOO
蛯率係数をゾロvト1.たもので、出力空胴14の位置
で1.7となりていることがわかる。
ζこで前述の従来例(%公@ 47−32386)の実
施例と比べると、その優位性紘明白である。
すなわち、この従来例では第2高調波に同調した空胴を
より上流に設けており、その場合、前述したように第2
高調波空胴は、そこに達する迄に電子C−ムがかな9集
群されていないと、有効に作用しない、従うて、この高
調波空胴の上rIItK設ける基本波中間空胴が1個の
場合は、1個だけで電子ビームをかなシ集群させなけれ
ばならないため、高周波入力電力が多く必要となり、従
って管の利得が低くなる・実用的に充分高い利得を得る
ために杜、諏2高調波空胴2jの上流に2個以上の基本
波空胴が必要となるわけでおる。そして、単に基本波空
胴をつけ加え九のみでは、実用的に充分高い利得効率が
得られるわゆではなく、そのドリフト管間lIも前述の
ように0.15λ、Stと長い、しかし、本発明では第
2高調波空胴2Jのすぐ上流O基本波空胴の共振周波数
が中心動作周波数よシわずかに高いため、集群が効率的
に行なわれ、その結果、この空胴の前装のドリフト管関
隙中心間の距離L1曾  ・t■が各々0.1λf程変
と従来に0、1 + 0.1 比べ”3@” (”L)、16+0.15 )の長さで
40dB以上の高利得が達成できゐ。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る直進形クツイストロン
を示す概略構成図、嬉2図は本発明における電子の位相
と正規化された距離とをグロ、トシたもので、電子がビ
ーム路に沿って集群する様子を示した図、第3図は本発
明の能率係数f t −i s / I・と、正規化さ
れた距離とをプロットした特性図でおる・ 11・・・電子銃齢、12・・・相互作用部、IJ・・
・コレクタ、14・・・電子ビーム、11・・・入力空
胴。 22・・・前置中間空胴、23・・・第2高調波中関空
胴、34.26・・・基本波終段中間空胴、2 g −
0゜出力空胴、21〜3S・・・ドリフト管、21a〜
26瓢・・・各空胴のドリフト間隙中心。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 電子ビームを発生する電子銃部と、電子ビームの直流エ
    ネルギーを高周波エネルギーに変換する相互作用部と、
    用済後の電子ぜ一ムを傭集舜n するとからなる直進形り2イヌトロンにおいて。 前記相互作用部は、入力空胴、前置中間空胴、第2高調
    波空胴、第1終段中関空胴、$2終段中関空胴及び出力
    空胴をドリフト管で連結してな多、且つ各空胴の同調周
    波数をそれぞれfszf禦・・・f@とし、中心動作周
    波数をf・とすれば、 fI牛f6中f・ fa>f・ 7g>7e /s<2f* f曾 〉l・ に設定され、更に岐記紡置中関空胴のトリアド管間隙中
    心と前記第2高周波空胴のドリフト管間隙中心との距離
    ゛を2口とし、前記第2高調波空胴のドリフト管間師中
    心と前記第1終段中関空胴のドリフト管関隙中心との距
    離をts、とすれば、 L**>1口 に設定されていることを特徴とする直進形り2イヌトロ
    ン。
JP11607481A 1981-07-24 1981-07-24 直進形クライストロン Granted JPS5818836A (ja)

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JPS5818836A true JPS5818836A (ja) 1983-02-03
JPH0126143B2 JPH0126143B2 (ja) 1989-05-22

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ID=14678061

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JP11607481A Granted JPS5818836A (ja) 1981-07-24 1981-07-24 直進形クライストロン

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0785804A (ja) * 1993-09-17 1995-03-31 Nec Corp 多空胴クライストロン

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0785804A (ja) * 1993-09-17 1995-03-31 Nec Corp 多空胴クライストロン

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JPH0126143B2 (ja) 1989-05-22

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