JPS59205133A - 超高周波用無線電波発生装置 - Google Patents

超高周波用無線電波発生装置

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JPS59205133A
JPS59205133A JP59068336A JP6833684A JPS59205133A JP S59205133 A JPS59205133 A JP S59205133A JP 59068336 A JP59068336 A JP 59068336A JP 6833684 A JP6833684 A JP 6833684A JP S59205133 A JPS59205133 A JP S59205133A
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JP
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high frequency
radio wave
wave generator
ultra
resonant structure
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JP59068336A
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ジヨルジユ・ムリエ
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Thales SA
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Thomson CSF SA
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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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J25/00Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J25/34Travelling-wave tubes; Tubes in which a travelling wave is simulated at spaced gaps
    • H01J25/42Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and with a magnet system producing an H-field crossing the E-field
    • H01J25/44Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and with a magnet system producing an H-field crossing the E-field the forward travelling wave being utilised
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/80Material per se process of making same
    • Y10S505/801Composition
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    • Y10S505/825Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/869Power supply, regulation, or energy storage system

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  • Microwave Tubes (AREA)
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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】 本発明は超高周波用無線電波発生装置に関し、特にサイ
クロトロン共鳴メーザ形ミリ波及びサブミリ波発生装置
に関する。
この種の発生装置としては、:)ヤイロトロンと呼ばれ
る発生装置が特に公知である。これらの発生装置におい
ては、電子銃から飛来する電子ビームは、らせん状経路
に泪って伝搬し、一方らせん軸に沿う方向の一様な磁場
により導かれる。次に、’IR子ビームはサイクロトロ
ン周波数の倍周波に近い周波数で共振する電磁空胴を通
過し、該空胴内では、電子の横方向速度成分は゛屯磁波
の横方向1狂場成分と相互作用し、これにより前記の速
度成分のエネルギーが前記の電場成分に付与される。前
記相互作用は電子の横方向速度成分v1−との間に行わ
れるので、このとき平行速度成分V11は相互作用に用
いられないエネルギーに対応する。従って、一般にはこ
の平行速度成分の値を制限する努力がなされて来た。し
かしながら、上記形式の発生装置においては% Vll
が小さいと不安定なij:子ビームが生ずるため、その
条件の下に装置を創作させることは出来ない。従って、
■L/V// の値は V上 0、5 < −< 2 ■// を満足するように選択されなければならない。
かくして、本発明は、電子の平行速度成分がゼ凸、又は
ほぼゼロに等しいサイクロトロン共[+R,メーザ形の
新しい発生装置を与えることにより上記の欠点を改良ず
ろことを目的とする。
本発明に従って、電子銃と集電極との間を伝搬するdt
電子ビーム共振構造内部の高周波電磁場との間のサイク
ロトロン形相互作用に基づく超高周波用無線電波発生装
置を与え、ここに、電子ビームは連続電場により生成さ
れるドリフト速度の作用下に1J′4方向磁場内のサイ
クロイド状経路に治って運動するものである。
本発明は、又、この種の発生装置に用いられる新しい共
伽構造及び新しい集電極に関する。
従って、好ましい実施例によって、共鳴構造は互いに対
向する2つの電極によって形成され、該電極の間を電子
ビームが横方向に通過し、且っこし笠の2電襖は、異な
る直流ポテンシャルの作用下に置かれ、又少なくとも該
ポテンシャルの中央部分で、nを整故、λを共振周波数
に対応する波λ 長として、nHよりわずかに大きな距離Hだけ隔置され
る。
同様に、集電極が、共振構造の上部電極のポテンシャル
の作用下に置かれ、下部電極の砥長部内に位置づけられ
た曲面反射器によって形成される。
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照してなさ
れる異なる実施例の説明から明らかにされる。
第1図に示した超高周波用無線電波着生装置Fliの実
施例は、連続静電場百。の作用下で、X方向に沿う一定
磁場百に垂直にサイクロイド状経路に沿って運動する電
子ビームを与える電子銃1と、サイクロトロン周波数の
倍周波数に等しい周波数f。
で共振する構造2と、及び共振構造の出力部において電
子を受け、排除する集電極アセンブリ3とにより形成さ
れる。
電子銃1は、本出願と同日に提出された本出願人名の特
許出願「超高周波無線電波用徂子欽、」に記載された形
の電子銃であ・る。該電子銃11互いに対向する2つの
電極からなり、その1つ、すなわち陽、極10は正のポ
テンシャルの作用下に置かれ、一方、他の電極、すなわ
ちソール11は負、又はゼロポテンシャルの下に配置さ
れ、又陰極12はソールの71?テンシヤルの作用下で
その面内に配置される。陽極10及びソール11は第1
図の左から右に4に在する曲面輪郭を有し、従って2つ
の電4Q10.11の間に生成された連続電場E はこ
の方向に減少する。アセンブリが図の面に垂直な方向の
一宇磁場B内に配t、イされると、陰極からの電子はサ
イクロイド状経路に沿う2つの電極10゜11間の連続
′トE場に起因し、又連続電場ECが減少したために生
じるドリフト速度の減少に起因するドリフト速度の作用
下に磁場に垂直なX方向に運動する。
X方向のサイクロイド状運動を行なう電子ビーム13は
次に共振構造2に導かれる。この構造2は* 41’j
極間に連続m場ECを与える異なる直流ポテンシャルの
作用下に置かれた互いに対向する前記の電極20.21
により形成される。この共振構造はサイクロトロン周波
数fcの倍周波数に近い周波数f、の振動に対応する高
周波’tEi、liaエネルギーを有する。従って、周
波数f、の′…、磁波か共振構造内で振動し、又、2つ
の”d<極20.211f#1の距離Hは、少なくとも
電極板の中央位置において、半波長の整数倍よりわずか
に大きくなるように選択される。更に、電極の長さLは
2〜3波長に等しくなるように選択され、磁場君に清う
その大きさは他の寸法に比べて大きい対応144の大き
さに依存する。
更に、電子ビームの共振構造2への注入及びそれからの
除去は、望ましくない共振を除くように、を満足する高
さhを有すみすべり管形474成9素22゜23により
与えられる。
かくして、電子ビームは共振構造から管23を通し集I
X′c極部分3に向けて排除される。この集電極部分3
は曲面反射素子30からなり、該反射素子は共振構造の
上部電極21を延長するものであり、又、前記構造の上
部電極20のポテンシャルの作用下に配置される。この
反射素子30は電磁エネルギーを収集し、又、該エネル
ギーを第1図のほぼ垂直方向に図示してない気密形透明
窓っまり透過窓に向けて放射する。
この形の発生装置の作動に関する限り、′電子の挙動は
ジャイロトロンで観測されるものとほぼ同等である。鳴
実、イfW向速度で運動する基準系では、連続′d工場
は連続磁場によって抑制され、又、高周波′1■シ場は
、それが変位速度に対して縦方向であるため変調されな
い。従って、ローレンツ変換を用い、又基準座標系で測
定した大きさにダッシュっまりアポストロフィを付して
、vX−vD、および′−も〒1712石丁  として
、 E′8 − Ex (高周波場) E′−γCE、 −CxB 2]  (舶f備)が得ら
れる。
更に、磁場に対して が与えられる。
次にこの変換は最適相互作用に必要な磁場のl+Tを補
正する。但し、この補正値は小さい値である。
更に、第2図に示すように Ha 1zA Bはへルム
ホルツ則に従って配置された2つの超伏4コイルB1及
びB2により与えられ、液体ヘリウムを光てんした2つ
のドラムの内側に配清式れる。この2つのドラムT1及
びT2は中空9& C1により互いに接続でれ、該中空
管は又2つのコイルを電気的に結合する。アセンブリに
は’tf C2を通して液体ヘリウム及び電流が供給さ
れる。
第1図を参照するとわかるように、以上記載の電子’j
ij−共11R,+74造−集電極アセンブリは金属密
封容器Eに含まれる。この密封容器は、図示実施例にお
いては、4つの絶縁出力E1  + E2  + ”’
3  +E4からなり、該出力(1それぞれ陰極と、そ
の加熱要素と、内懐と、又恐らくはソーノベ又は共振構
造の負の部分に接続される。密封容器の上部部分には、
電磁波を出力するための好ましくは円形の)ツタ明悉F
が設けられる。
i!iJ ij己、′督4づ谷?14Eは2つのドラム
T1及びT2の間に配置′I1.I°さオL1 これに
より電子ビームはドラムに平行に、すなわちX方向に伝
搬される。
上記の実施fijを」胃幅器として使用するためになさ
れるべき改良を第3図及び第4図を参照してここに説明
する。・NJ 3図は、共振構造2の中央部分のzOY
面に平行な断面を概略的に・λj示したもので、処理さ
れるべき信号に対する入出力回路の特定の実施例を示す
ものである。l>’x 1 ]yJの寿l、R4,’ 
j<−1jにおけるように、′6子ビームは、1.(、
磁エネルギーを有する2つの電極20,211団で軌道
Z輔を有し、偏向速度VDでX方向に仏殿する。
第3図に示した実施例においては、+:i :u+< 
21はλ 移動可能であり、λ−c/fo として H≧nHを満
足する発振周波数fOに依存して高さHが調節され得る
ものである。
しかしながら、第3図に示した実施例においては、電磁
エネルギーは外部高周波源により所侑のモードで励起さ
れた進行波の形で2方向に輸送される。この電磁波は入
力窓26を通過し、次に、ホーン24によって2つの電
磁20.21により形成された共振空胴のインピーダン
スに整合される。次に増幅された電磁波は、図示はして
いないが、導波管に導かれ、ホー′ン25及び窓27を
7Fl’iして、例えはアンテナに導かれる。この場合
、集電極3は共振構造の上部部分で閉じられる反射装置
により形成される。
上記JW幅器は、入出力に関して相反的である欠点、す
なわら、前記増幅器は伝搬方向に関して対称的であり、
又、出力導波部においては整合が常に不完全なため′U
の入力に向けて反射された信号を増幅するという欠点を
有する。
第4図はこの欠点を克服する実施例を示したものである
この実施例においては、電極20及び21はX方向に対
して角度αだけオフセットされ、従ってX′力方向電子
銃により加速された電子は、又、Vo Sinαに等し
いZ方向の偏向成分を有する。
I+1眉1°Q 、17.jはX方向には一様であるが
、その位相はcos (wt−kz+ψ)の式に従って
変化するため、共振条件は一荷早 f、χ1 fc によっては与えられず、 によって与えられる(1は相互作用する→ノーイクロト
ロン周波数の高力波周波数程度の大きさであも)後者の
式かられかるように、共振はkの符号にすなわち、伝搬
方向に依存し、又、増幅を得るために満足されるべきで
ある前記式は伝へ9シ方向の1つに対して成立する。
以上の実施例において、電極は銅製か好ましく、又窓は
誘電体材料からなることが好ましい。
本発明による超高周波用無線電波発生装置トイはジャイ
ロトロンのように動作し、又、ミリ波に用いられる先行
技術の発生装置と同じ用途を有する。
これ等の発生装置はプラズマ設備、レータ伝杓、電気通
信などに特に適するものである。1ンlにおいては、同
一の要素は同一の参照番号を有するか、簡単のために寸
法並びに比率は顧慮されてない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による超高周波用無線電波発生装置の′
電子銃−共振空胴−集電極アセンブリの概略1祈面図で
あり、 第2図は第1図の発生装置のアセンブリの透視図であり
、 第3図は第1図の発生装置を増幅器として使用した時に
増幅されるべきである電磁波の入出力装置の断面概略図
であり、 ・′g4図は増幅器の他の実施例の概略上面図である。 】・・・・・・箱、子銃、  2・・・・・・共振構造
、  3・・・・・・集電極アセンブリ、  10・・
・・・・陽極、  11・・・・・・ソール、  12
・・・・・・陰<a、  13・・・・・・コイル、2
0・・・・・・上部型、極、  21・・・・・・下部
電極、22.23・・・・・・すべり骨形構成要素、 
 24゜25・・・・・・ホーン、   26.27・
・・・・・窓、30・・・・・・曲面反射素子、  T
I、T2・・・・・・ドラム、B1 、B2・・・・・
・超伝導コイル、  C1、C2・・・・・・管、  
E・・・・・・金属製密封容器、  F・・・・・・透
過窓、El 、B2 、B3 、B4・・・・・・出力
、  Eo・・・・・・連続静電場、  B ・・・・
・・定磁場。 代理人弁理士今  村   元

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)′祇子銃と集電極との間を伝搬する電子ビームと
    共振構造内の高周波電磁場との間のサイクロトロン形相
    互作用に基づいて動作し、前記電子ビームは、連続電場
    により生成されるドリフト凍度の作用の下で横方向磁場
    内のサイクロイド状経路上を運動する、超高周波用無線
    電波発生装置。 t21  nil記の共振構造は互いに対向する2つの
    電極により形成され、「L子ビームが前記′に極の間を
    横方向に通過し、前記の2つの電極は異なる直流、I¥
    テンソヤルの作用下に置かれ、肚つnを箪、改、λを共
    振周波数に対応する波長とした’Jt4合少なくとも互
    の中央部がn−よりわずかに大きな距mA Hだけ隔置
    されてなる、特許請求の範囲第1項に記載の超高周波用
    無線電波発生装置。 (3)共振構造内の電子ビーム用人・出力装置は前記電
    極の両側に続く電極により形成され、且つ、 を満足する高さだけ隔置されてなる、特許請求の範囲第
    2項に記載の超高周波用無線電波発生装置。 (4)前記集電極は前記共振構造の上部*極のポテンシ
    ャルの作用下に置かれ、且つ前記共振構造の下部電極の
    延長部分内に位1ぺづけられた曲面反射器により形成さ
    れてなる、特許請求の範囲第1項に記載のJ召高周波用
    無線面波発生装置。 (5)超高周波用無線電波発生装置を閏幅器として用い
    た時、高周波電磁波が前記横方向aiに平行に注入され
    てなる、特許請求の範囲第1項に記載の前記超高周波用
    無線電波発生装置。 (G)  JI’JH構造の電極に平行な面内にある電
    子ビームの伝搬方向は前記横方向磁場に垂直な方向に対
    して角度αだけオフセットされてなる、特許請求の範囲
    第5項に記載の超高周波用無線′電波発生装置。
JP59068336A 1983-04-06 1984-04-05 超高周波用無線電波発生装置 Pending JPS59205133A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8305602 1983-04-06
FR8305602A FR2544129B1 (fr) 1983-04-06 1983-04-06 Generateur d'ondes radioelectriques pour hyperfrequences

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JPS59205133A true JPS59205133A (ja) 1984-11-20

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ID=9287565

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US (1) US4585965A (ja)
EP (1) EP0122186B1 (ja)
JP (1) JPS59205133A (ja)
DE (1) DE3463986D1 (ja)
FR (1) FR2544129B1 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
EP0122186A1 (fr) 1984-10-17
DE3463986D1 (en) 1987-07-02
EP0122186B1 (fr) 1987-05-27
FR2544129B1 (fr) 1986-01-17
FR2544129A1 (fr) 1984-10-12
US4585965A (en) 1986-04-29

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