JPS59119649A - 電子ビ−ムジヤイロ装置 - Google Patents
電子ビ−ムジヤイロ装置Info
- Publication number
- JPS59119649A JPS59119649A JP23157782A JP23157782A JPS59119649A JP S59119649 A JPS59119649 A JP S59119649A JP 23157782 A JP23157782 A JP 23157782A JP 23157782 A JP23157782 A JP 23157782A JP S59119649 A JPS59119649 A JP S59119649A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron
- electron beam
- collector electrode
- output window
- tube axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- 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
- H01J25/025—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 with an electron stream following a helical path
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はジャイロトロン、ジャイロクライストロン及び
ジャイロ進行波管などのような電子サイクロトロンメー
ザの原理に基づく大電力マイクロ波電子管に関する。
ジャイロ進行波管などのような電子サイクロトロンメー
ザの原理に基づく大電力マイクロ波電子管に関する。
ジャイロトロン、ジャイロクライストロン及びジャイロ
進行波管などの所謂電子ビームジャイロ装置は、高周波
回路のＴＥモードと電子ビームのサイクロトロンモード
結合を利用し、大電力の電磁波を発生させるものである
。高周波回路１）ＴＥモードが励起される円形導波管ま
た汀円筒空胴であシ、電子銃は横方向ビームエネルギー
が管軸方向ビームエネルギーに比べて十分に太きく、シ
かも横方向ビームエネルギーのばらつきが少ない中空ビ
ームを形成射出するマグネトロン型のものが用いられる
。高周波回路のＴＥモードの周波数Ｗと電子ビームのサ
イクロトロン周波数ｗ０とがｎを整数として、Ｗさｎｗ
ゎなる同期条件を満足するとき、強い相互作用が生じ、
高周波回路内に大電力電磁波が発生する。このような電
子ビームのサイクロトロン運動を利用し次相互作用は、
ＩＩＩ子ビーム及び高周波回路の寸法が波長に比較して
大きくなることを可能にし、従来のミＩＪ波帯における
進行波管やクライストロンが白面する電力密度の問題を
回避することが出来る。
進行波管などの所謂電子ビームジャイロ装置は、高周波
回路のＴＥモードと電子ビームのサイクロトロンモード
結合を利用し、大電力の電磁波を発生させるものである
。高周波回路１）ＴＥモードが励起される円形導波管ま
た汀円筒空胴であシ、電子銃は横方向ビームエネルギー
が管軸方向ビームエネルギーに比べて十分に太きく、シ
かも横方向ビームエネルギーのばらつきが少ない中空ビ
ームを形成射出するマグネトロン型のものが用いられる
。高周波回路のＴＥモードの周波数Ｗと電子ビームのサ
イクロトロン周波数ｗ０とがｎを整数として、Ｗさｎｗ
ゎなる同期条件を満足するとき、強い相互作用が生じ、
高周波回路内に大電力電磁波が発生する。このような電
子ビームのサイクロトロン運動を利用し次相互作用は、
ＩＩＩ子ビーム及び高周波回路の寸法が波長に比較して
大きくなることを可能にし、従来のミＩＪ波帯における
進行波管やクライストロンが白面する電力密度の問題を
回避することが出来る。
電子ビームジャモロ装置ｌｊミリ波からサブミリ波帯に
おける大電力源として各方面から期待を集めている。＊
に、ｌ波帯において高効率で大電力が発生できることは
、核融合炉のプラズマ追加熱の手段として魅力的である
。しかしながら、プラズマ追加熱用としては、パルス巾
が０．１〜１０秒程度のロングパルス動作もしくは連続
波動作が必要とされており、このような電子ビームジャ
モロ装置ｆ英現するためにに、解決しなければならない
技術的問題が数多くあり、各方面で活発な研究がなされ
ている。
おける大電力源として各方面から期待を集めている。＊
に、ｌ波帯において高効率で大電力が発生できることは
、核融合炉のプラズマ追加熱の手段として魅力的である
。しかしながら、プラズマ追加熱用としては、パルス巾
が０．１〜１０秒程度のロングパルス動作もしくは連続
波動作が必要とされており、このような電子ビームジャ
モロ装置ｆ英現するためにに、解決しなければならない
技術的問題が数多くあり、各方面で活発な研究がなされ
ている。
技術的問題の重要なものの１つに出力窓の電子衝撃から
の保護ということがある。電子ビームジャイロ装置では
円形のコレクタ電極が出力導波管を兼ねており、コレク
タ電極の先端に出力窓が付いた構造になっている。大電
力の電子ビームジャイロ装置の動作条件は、ビーム電圧
が８０ｋｖ前後。
の保護ということがある。電子ビームジャイロ装置では
円形のコレクタ電極が出力導波管を兼ねており、コレク
タ電極の先端に出力窓が付いた構造になっている。大電
力の電子ビームジャイロ装置の動作条件は、ビーム電圧
が８０ｋｖ前後。
ビーム電流がＩＯＡ前後に選ばれている。このため高速
、高密度の電子ビームによって出力窓が衝撃を受けるの
で、ロングパルスあるいは連続波動作時には、出力窓が
破壊されるという重大な問題があった。
、高密度の電子ビームによって出力窓が衝撃を受けるの
で、ロングパルスあるいは連続波動作時には、出力窓が
破壊されるという重大な問題があった。
１９７８年に米国で発行された研究報告書ＩＴ）ｅｖｅ
ｌｏｐｍｅｖｔ Ｐｒｏｇｒａｍ ｆｏｒ ａ ２００
ｋｗ、 ｃｗ、 ２８−ＧＨｚＧｙｒｏｋｌｙｓｔｒｏ
ｎＪ Ｑｕａｒｔｅｒｌｙ Ｒｅｐｏｒｔ Ａ １０
（報告書番号０ＲＮＬ／５ｕｂ−０１６１７／１０ ）
には、コレクタ電極を長大化すると同時に、電子ビーム
を発散させるコレクタコイルを用い、さらに出力窓の直
前Ｋｆｌ電子ビームを偏向させるための横磁界を入れた
構成が開示されている。しかし、この従来技術では、コ
レクタ電極が長大化するだけでなく。
ｌｏｐｍｅｖｔ Ｐｒｏｇｒａｍ ｆｏｒ ａ ２００
ｋｗ、 ｃｗ、 ２８−ＧＨｚＧｙｒｏｋｌｙｓｔｒｏ
ｎＪ Ｑｕａｒｔｅｒｌｙ Ｒｅｐｏｒｔ Ａ １０
（報告書番号０ＲＮＬ／５ｕｂ−０１６１７／１０ ）
には、コレクタ電極を長大化すると同時に、電子ビーム
を発散させるコレクタコイルを用い、さらに出力窓の直
前Ｋｆｌ電子ビームを偏向させるための横磁界を入れた
構成が開示されている。しかし、この従来技術では、コ
レクタ電極が長大化するだけでなく。
磁界の構成が複雑になるという欠点があり九。
本発明の目的は、コレクタ電極を長大化することなく、
１次磁界の構成を複雑化することなく。
１次磁界の構成を複雑化することなく。
出力窓の電子衝撃を防止し、電子ビームジャイロ装置の
ロングパルス化あるいは連続波動作を実現することであ
る。
ロングパルス化あるいは連続波動作を実現することであ
る。
第１図は本発明゛ヲ実施したジャイロトロン１の全体図
であシ、同図１ｃＨ，中空電子ビーム３を形成射出する
電子銃組立体２と、高周波回路４と。
であシ、同図１ｃＨ，中空電子ビーム３を形成射出する
電子銃組立体２と、高周波回路４と。
コレクタ電極６と、出力窓７及び出力導波管８が管軸１
１上に配列された構造が示されている。
１上に配列された構造が示されている。
主ソレノイド９は高周波回路４に沿った部分に高強度直
流磁界を発生する。その磁界強度は中空電子ビームが管
１の動作周波数のミリ波に近い相対論的電子サイクロ）
ｏン周波数で螺旋運動をするに充分大きいものである。
流磁界を発生する。その磁界強度は中空電子ビームが管
１の動作周波数のミリ波に近い相対論的電子サイクロ）
ｏン周波数で螺旋運動をするに充分大きいものである。
高周波回路４にその中心部に管１の動作周波数において
Ｔ Ｅｏ ２ ｔモードで共振する円筒空胴５を含み、
その電子銃側ｉ’ｒＥｏｔモードがカットオフになるよ
うな径の小さい部分があＬ コレクタ側はＴＥｏｎモー
ドが伝搬できるよう径を大きくしている。
Ｔ Ｅｏ ２ ｔモードで共振する円筒空胴５を含み、
その電子銃側ｉ’ｒＥｏｔモードがカットオフになるよ
うな径の小さい部分があＬ コレクタ側はＴＥｏｎモー
ドが伝搬できるよう径を大きくしている。
円筒空胴５内のＴＥＯ２１モードに対し中空電子ビーム
３のサイクロトロンモードの角周波数が同期するように
、主ソレノイド９を調整することによって、電子ビーム
３と円筒空胴５内の電磁波の間に強い相互作用が生じ、
電子ビームの運動エネルギーが変換されて大電力の電磁
波が発生する。円筒空胴５の内部で発生した大電力の電
磁波はコレク５− タロ、出力窓７を通じて出力導波管８から外部の負荷へ
導びかれる。
３のサイクロトロンモードの角周波数が同期するように
、主ソレノイド９を調整することによって、電子ビーム
３と円筒空胴５内の電磁波の間に強い相互作用が生じ、
電子ビームの運動エネルギーが変換されて大電力の電磁
波が発生する。円筒空胴５の内部で発生した大電力の電
磁波はコレク５− タロ、出力窓７を通じて出力導波管８から外部の負荷へ
導びかれる。
一方、中空電子ビーム３は、主ソレノイド９による磁界
か弱くなるコレクタ電極６の領域において電子自身の空
間電荷力により発散しコレクタ電極６に捕捉される。こ
のとき、コレクタ電極６が十分に長くない場合にげ電子
ビーム３０１部が出力窓７を衝撃することがある。本発
明のジャイロトロン１でに、コレクタ電極６の側壁に鉄
のような磁性金属板１０を沿わせることによって、主ソ
レノイド９からコレクタ領域への漏洩磁界の軸対称性を
乱すことができ、磁束の方向は磁性金属板１０の方へ向
うようになる。この結果、電子ビーム３は管軸１１に対
してゆるやかに偏向されるので、コレクタ電極６の広い
範囲で電子ビーム３を捕捉できると同時に、出力窓７へ
の電子衝撃をも効果的に防止できる０
か弱くなるコレクタ電極６の領域において電子自身の空
間電荷力により発散しコレクタ電極６に捕捉される。こ
のとき、コレクタ電極６が十分に長くない場合にげ電子
ビーム３０１部が出力窓７を衝撃することがある。本発
明のジャイロトロン１でに、コレクタ電極６の側壁に鉄
のような磁性金属板１０を沿わせることによって、主ソ
レノイド９からコレクタ領域への漏洩磁界の軸対称性を
乱すことができ、磁束の方向は磁性金属板１０の方へ向
うようになる。この結果、電子ビーム３は管軸１１に対
してゆるやかに偏向されるので、コレクタ電極６の広い
範囲で電子ビーム３を捕捉できると同時に、出力窓７へ
の電子衝撃をも効果的に防止できる０
第１図は不発明を実施するジャイロトロンの−６一
冥施例の全体図である。
１・・・ジャイロトロン、２・・・電子銃組立体、３・
・・中空電子ビーム、４・・・高周波回路、５・・・円
筒空胴。 ６・・・コレクタ電極、７・・・出力窓、８・・・出力
導波管、９・・・主ソレノイド、１ｏ・・・磁性金属板
、１１・・・管軸。 一７〒 ２５５−
・・中空電子ビーム、４・・・高周波回路、５・・・円
筒空胴。 ６・・・コレクタ電極、７・・・出力窓、８・・・出力
導波管、９・・・主ソレノイド、１ｏ・・・磁性金属板
、１１・・・管軸。 一７〒 ２５５−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 中空の螺旋運動を行なう電子ビームを形成射出する電子
銃組立体と、該中空電子ビームに沿って円形導波管もし
くは円筒空胴を含む高周波回路と。 前記電子ビームを捕捉するコレクタ電極が管軸上に配列
され、該コレクタ電極の先には出力窓と出力導波管が取
付けられた電子ビームジャイロ装置において、前記のコ
レクタ電極に沿って、管軸に非対称に磁性金属を配置し
たことを特徴とする電子ビームジャイロ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23157782A JPS59119649A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 電子ビ−ムジヤイロ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23157782A JPS59119649A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 電子ビ−ムジヤイロ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59119649A true JPS59119649A (ja) | 1984-07-10 |
| JPH0345858B2 JPH0345858B2 (ja) | 1991-07-12 |
Family
ID=16925695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23157782A Granted JPS59119649A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 電子ビ−ムジヤイロ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59119649A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02148551U (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | ||
| WO2023090365A1 (ja) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 | 大型電子管、磁性体、及び、大型電子管の使用方法 |
-
1982
- 1982-12-24 JP JP23157782A patent/JPS59119649A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02148551U (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | ||
| WO2023090365A1 (ja) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 | 大型電子管、磁性体、及び、大型電子管の使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0345858B2 (ja) | 1991-07-12 |
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