JPS5842578B2 - Takuudougata Klystron - Google Patents

Takuudougata Klystron

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Publication number
JPS5842578B2
JPS5842578B2 JP13601475A JP13601475A JPS5842578B2 JP S5842578 B2 JPS5842578 B2 JP S5842578B2 JP 13601475 A JP13601475 A JP 13601475A JP 13601475 A JP13601475 A JP 13601475A JP S5842578 B2 JPS5842578 B2 JP S5842578B2
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JP
Japan
Prior art keywords
cavity
dielectric
klystron
tuning
resonant frequency
Prior art date
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Expired
Application number
JP13601475A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5259562A (en
Inventor
俊文 井手
保則 会沢
明 高橋
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP13601475A priority Critical patent/JPS5842578B2/en
Publication of JPS5259562A publication Critical patent/JPS5259562A/en
Publication of JPS5842578B2 publication Critical patent/JPS5842578B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】 マイクロ波電子管の一種である大電力クライストロンは
、高利得、高効率、取扱い容易等、種々な特徴を有して
いる為、見通し外通信、衛星通信UHF−TV放送等の
分野に釦ける送信機の最終段増幅器として広く用いられ
ている。
[Detailed Description of the Invention] A high-power klystron, which is a type of microwave electron tube, has various features such as high gain, high efficiency, and easy handling, so it is useful for non-line-of-sight communications, satellite communications, UHF-TV broadcasting, etc. It is widely used as the final stage amplifier of transmitters in the field of

一般に大電力クライストロンは、複数個の空胴共振器(
以下空胴と云う)を有しているが、大電力クライストロ
ンを上記の様な分野で動作させるには、空胴の共振周波
数を何らかの方法で変化させて、使用周波数又はその近
くの周波数に合わせる必要がある。
Generally, high-power klystrons consist of multiple cavity resonators (
In order to operate a high-power klystron in the fields mentioned above, the resonant frequency of the cavity must be changed in some way to match the operating frequency or a frequency close to it. There is a need.

空胴の共振周波数を変化させる方法は従来技術に於いて
もいろいろな方法が考えられ且つ、実際に採用されてい
る。
Various methods for changing the resonant frequency of the cavity have been considered and actually employed in the prior art.

その−例を第1図〜第3図に示すが、以下従来技術につ
いて図の上で説明する。
Examples thereof are shown in FIGS. 1 to 3, and the prior art will be explained below with reference to the figures.

第1図は一般にC同調方式と云われるものである。FIG. 1 shows what is generally called the C tuning method.

すなわち、空胴は空胴外壁1、ドリフト2、容量板3、
ベローズ4、同調ナツト5、同調ねじ6、支持体7等で
構成されている。
That is, the cavity has a cavity outer wall 1, a drift 2, a capacitive plate 3,
It is composed of a bellows 4, a tuning nut 5, a tuning screw 6, a support 7, etc.

同調ねじ6を時計方向又は反時計方向に廻せば、空量板
3はドリフト管2に近ずいたり又離れたりすることにな
る。
By turning the tuning screw 6 clockwise or counterclockwise, the air volume plate 3 approaches or moves away from the drift tube 2.

即ち、ドリフト管2と容量板30間の電気的容量が変化
することになりその結果空胴の共振周波数が変化する。
That is, the electrical capacitance between the drift tube 2 and the capacitive plate 30 changes, and as a result, the resonant frequency of the cavity changes.

第2図は一般にL同調方式と云われるものである。FIG. 2 shows what is generally called the L tuning method.

すなわち、空胴は空胴外壁1、ドリフト管2、同調ナツ
ト5、同調ねじ6、支持体7、ダイアフラム8等で構成
されている。
That is, the cavity is composed of a cavity outer wall 1, a drift tube 2, a tuning nut 5, a tuning screw 6, a support 7, a diaphragm 8, and the like.

同調ねじ6を時計方向又は反時計方向に廻せば、ダイア
フラム8は空胴内部又は外部の方向へ動くことになる。
By turning the tuning screw 6 clockwise or counterclockwise, the diaphragm 8 will move in or out of the cavity.

即ち、空胴内容積が変化するので、その結果空胴の共振
周波数が変化する。
That is, since the internal cavity volume changes, the resonant frequency of the cavity changes as a result.

第3図は誘電体同調方式と云われているもので、反射形
クライストロン等小電力のマイクロ波電子管に使用され
た実例がある。
The method shown in FIG. 3 is called a dielectric tuning method, and there are examples of it being used in low-power microwave electron tubes such as reflective klystrons.

空胴は、空胴外壁1、ドリフト2、ベローズ4、同調ナ
ツト5、同調ねじ6、支持体7、誘電体9等で構成され
ている。
The cavity is composed of a cavity outer wall 1, a drift 2, a bellows 4, a tuning nut 5, a tuning screw 6, a support 7, a dielectric 9, and the like.

同調ねじ6を時計方向又は反時計方向に廻せば誘電体9
はドリフト管2に近すいたり離れたりすることになる。
By turning the tuning screw 6 clockwise or counterclockwise, the dielectric 9
will move closer to or away from the drift tube 2.

即ち空胴内部の電界強度は、ドリフト管2の部分が一番
強く、その為誘電体90分極作用で空胴内部の電気的容
量が変化し、その結果空胴の共振周波数が変化すること
になる。
In other words, the electric field strength inside the cavity is strongest at the drift tube 2, so the electric capacitance inside the cavity changes due to the polarization effect of the dielectric 90, and as a result, the resonant frequency of the cavity changes. Become.

以上の様な方法の他に第1図と第2図の併用方式等いろ
いろな方法があるが、従来技術の方法に釦いてはいずれ
も欠点がある。
In addition to the methods described above, there are various other methods such as the combined method of FIG. 1 and FIG. 2, but all of the conventional methods have drawbacks.

すなわち、第1図の方法では、空胴内壁面を流れる高周
波電流の一部が真空容量の一部であるべローズ4の表面
を流れるのでこの場合ベローズが焼損することがある。
That is, in the method shown in FIG. 1, a part of the high frequency current flowing through the inner wall surface of the cavity flows through the surface of the bellows 4, which is a part of the vacuum capacity, and in this case, the bellows may be burnt out.

この現象は、大電力である程、又周波数が高い程、表皮
効果の為この傾向が著るしい。
This phenomenon becomes more pronounced as the power increases and the frequency increases due to the skin effect.

この防止策として、図示してないがベローズ4を空胴内
部でなく空胴外部に設け、かつ同調ナツト5と、空胴外
壁10間に高周波電流を通過させる為のスプリングを設
けた構造のものがある。
As a measure to prevent this, although not shown, a structure is provided in which the bellows 4 is provided outside the cavity instead of inside the cavity, and a spring is provided between the tuning nut 5 and the outer wall 10 of the cavity to allow the high frequency current to pass through. There is.

しかし、この構造はスプリング部の電気的接触不良の点
で大電力クライストロンの動作が不安定になり易い。
However, with this structure, the operation of the high-power klystron tends to become unstable due to poor electrical contact in the spring portion.

第2図の方法に於ける欠点はダイアフラム8が一般に薄
い金属で作られているので、機械的に弱くその為、ダイ
アフラム8の可動距離が制限されることになる。
A disadvantage of the method of FIG. 2 is that the diaphragm 8 is generally made of thin metal and is therefore mechanically weak, thereby limiting the distance that the diaphragm 8 can move.

即ち空胴の共振周波数の変化出来る範囲が制限される。That is, the range in which the resonant frequency of the cavity can be changed is limited.

又この方式の他の1つの欠点は、同調ねじ6の回転数に
対して空胴の共振周波数はいつも一定な値になるとは限
らない。
Another drawback of this method is that the resonant frequency of the cavity does not always have a constant value with respect to the number of rotations of the tuning screw 6.

即ち、ダイアフラム8の変形の仕方が常に一定にならな
いのでこの結果空胴内容積も変化し、共振周波数がずれ
ることになる。
That is, since the way the diaphragm 8 deforms is not always constant, the internal volume of the cavity also changes and the resonance frequency shifts.

第3図の方法に於ける欠点は、誘電体91が空胴内部の
電界強度が比較的強い部分に位置しかつ、この近くで移
動する構造である。
A disadvantage of the method shown in FIG. 3 is that the dielectric 91 is located in a portion of the cavity where the electric field strength is relatively strong and moves near this portion.

従って、誘電体9の誘電体損が無視出来なくなるどころ
か、この損失が非常に大きくなり、一般に大電力を扱う
大電力クライストロンの空胴共振器には不適当である。
Therefore, the dielectric loss of the dielectric 9 becomes not negligible, but becomes extremely large, making it unsuitable for the cavity resonator of a high-power klystron that generally handles high power.

又、誘電体9がドリフト電極の相当近い部分に位置して
いるので、ドリフト管2から金属その他の物質が誘電体
9ヘスパンタし、この為空胴内部の電気的容量の変化が
起ったり時には、スパークさえ発生することがある。
In addition, since the dielectric 9 is located quite close to the drift electrode, metals and other substances from the drift tube 2 are transferred to the dielectric 9, which may cause changes in the electrical capacitance inside the cavity. , even a spark may occur.

本発明の目的は、従来技術に於ける上述の欠点を完全に
解消した多空胴形タライストロンを提供することにある
The object of the present invention is to provide a multi-cavity talistron which completely eliminates the above-mentioned drawbacks of the prior art.

以下添付図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第4図は本発明を使用した多空胴形クライストロンの空
胴の断面図を示す。
FIG. 4 shows a cross-sectional view of the cavity of a multi-cavity klystron using the present invention.

第4図に於いて、空胴外囲器1とドリフト管2によって
形成された共振空胴の内壁面に沿って横断面形状が半円
状の細長い溝10を設け、この溝10の中に誘電物体9
が挿入され、誘電物体9の一端部は、真空容器としての
ベローズ4と誘電物体9を支える為の同調ナツト5に接
続されている。
In FIG. 4, an elongated groove 10 having a semicircular cross-sectional shape is provided along the inner wall surface of the resonant cavity formed by the cavity envelope 1 and the drift tube 2. dielectric object 9
is inserted, and one end of the dielectric object 9 is connected to a bellows 4 as a vacuum container and a tuning nut 5 for supporting the dielectric object 9.

又同調ナツト5の一端部は同調ねじ6、支持体7等に接
続されている。
Further, one end of the tuning nut 5 is connected to a tuning screw 6, a support 7, etc.

この様な空胴に訃いて、同調ねじ6を時計方向又は反時
計方向に廻せばそれに伴なって誘電物体9が溝10の中
を摺動することになり、これによって空胴内部のキャパ
シタンス成分が変化することになる。
In such a cavity, if the tuning screw 6 is turned clockwise or counterclockwise, the dielectric object 9 will slide in the groove 10, thereby reducing the capacitance component inside the cavity. will change.

即ち空胴の共振周波数が変化することになる。That is, the resonant frequency of the cavity changes.

今、誘電物体9を溝10に押・し込む程、空胴の共振周
波数は下がることになる。
Now, the more the dielectric object 9 is pushed into the groove 10, the lower the resonant frequency of the cavity will be.

同情10の断面形状は任意の形状でよい。The cross-sectional shape of the symmetry 10 may be any shape.

第5図は本発明を採用した多空胴形クライストロンの空
胴に於いて得られた4、4φのセラミックの丸棒からな
る誘電物体9の溝10に対する挿入長さlと空胴の共振
周波数の関係を示し、曲線は誘電物体9の誘電率εrを
パラメーターとし、挿入長さが長くなると共振周波数が
低下することを示している。
FIG. 5 shows the insertion length l of the dielectric object 9 made of a ceramic round bar of 4.4φ into the groove 10 obtained in the cavity of a multi-cavity klystron employing the present invention, and the resonance frequency of the cavity. The curve shows the relationship that the dielectric constant εr of the dielectric body 9 is used as a parameter, and that as the insertion length becomes longer, the resonant frequency decreases.

以上の如く、この発明によれば誘電物体9が出入する溝
は、空胴内部に発生する電界が非常に弱い場所に設けら
れているので、ドリフト管2から金属その他の物質がス
パッタすること力;ない。
As described above, according to the present invention, the groove through which the dielectric object 9 enters and exits is provided in a place where the electric field generated inside the cavity is extremely weak, so that metals and other substances are prevented from sputtering from the drift tube 2. ;do not have.

又、電気的接触不良もなく、空胴の共振周波数を変化さ
せることが可能である。
Furthermore, it is possible to change the resonant frequency of the cavity without electrical contact failure.

その上、誘電率εrを適当に選ぶことにより共振周波数
の変化出来る範囲が自由に変えられるので多空胴形クラ
イストロンの設計が容易になる。
Furthermore, by appropriately selecting the dielectric constant εr, the range in which the resonance frequency can be changed can be freely changed, thereby facilitating the design of the multi-cavity klystron.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図、第3図は従来の多空胴形クライストロ
ンの空胴の断面図を、第4図は本発明を採用した空胴の
断面図を示す。 第5図は本発明を採用した空胴にかいて、実験的に得ら
れた共振周波数の変化を示す図である。 図にふ・いて、1・・・空胴外囲器、2・・・ドリフト
管、3・・・容量板、4・・・ベローズ、5・・・同調
ナツト、6・・・同調ねじ、7・・・支持体、8・・・
ダイアフラム、9・・・誘電物体、10・・・溝を示す
1, 2, and 3 are cross-sectional views of a cavity of a conventional multi-cavity klystron, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a cavity employing the present invention. FIG. 5 is a diagram showing changes in resonance frequency experimentally obtained in a cavity employing the present invention. Referring to the figure, 1... Cavity envelope, 2... Drift tube, 3... Capacity plate, 4... Bellows, 5... Tuning nut, 6... Tuning screw, 7...Support, 8...
Diaphragm, 9... dielectric object, 10... groove.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 空胴外囲器の内壁面に沿って細長い溝を設け、この
溝の中に誘電物体を挿入しかつ、との誘電物体を溝に沿
って出し入れ可能とした空胴共振器を具備せることを特
徴とする多空胴形タライストロン0
1. Equipped with a cavity resonator in which an elongated groove is provided along the inner wall surface of the cavity envelope, a dielectric object is inserted into this groove, and the dielectric object can be taken in and out along the groove. Multi-cavity Talistron 0 featuring
JP13601475A 1975-11-11 1975-11-11 Takuudougata Klystron Expired JPS5842578B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13601475A JPS5842578B2 (en) 1975-11-11 1975-11-11 Takuudougata Klystron

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JP13601475A JPS5842578B2 (en) 1975-11-11 1975-11-11 Takuudougata Klystron

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5259562A JPS5259562A (en) 1977-05-17
JPS5842578B2 true JPS5842578B2 (en) 1983-09-20

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ID=15165155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13601475A Expired JPS5842578B2 (en) 1975-11-11 1975-11-11 Takuudougata Klystron

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JP (1) JPS5842578B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62126251A (en) * 1985-11-25 1987-06-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Stirling engine
JPS635148A (en) * 1986-06-26 1988-01-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Stirling engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62126251A (en) * 1985-11-25 1987-06-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Stirling engine
JPS635148A (en) * 1986-06-26 1988-01-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Stirling engine

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JPS5259562A (en) 1977-05-17

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