JPS6014458B2 - 直進形クライストロン - Google Patents
直進形クライストロンInfo
- Publication number
- JPS6014458B2 JPS6014458B2 JP21100281A JP21100281A JPS6014458B2 JP S6014458 B2 JPS6014458 B2 JP S6014458B2 JP 21100281 A JP21100281 A JP 21100281A JP 21100281 A JP21100281 A JP 21100281A JP S6014458 B2 JPS6014458 B2 JP S6014458B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cavity
- collector
- output
- gap
- retrograde
- 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.)
- Expired
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
- H01J25/10—Klystrons, 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
- H01J25/12—Klystrons, 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 with pencil-like electron stream in the axis of the resonators
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は直進ビームマイクロ波管、特に直進形クラィ
ストロンに関する。
ストロンに関する。
直進ビームマイクロ波管はカソードから放出された電子
がカソードと共に電子銃を形成するアノード電圧が加速
されコレクタに向う直進電子ビームと、電子銃とコレク
タの間に位置する高周波回路とを結合させて高周波信号
を増幅するもので、直進形クラィストロンにおいては、
電子ビームの通るドリフト管に沿って複数個の空胴共振
器を直列に配置して高周波回路とし、各空駒内のドリフ
ト管間隙において電子ビームと空腕とを結合させている
。
がカソードと共に電子銃を形成するアノード電圧が加速
されコレクタに向う直進電子ビームと、電子銃とコレク
タの間に位置する高周波回路とを結合させて高周波信号
を増幅するもので、直進形クラィストロンにおいては、
電子ビームの通るドリフト管に沿って複数個の空胴共振
器を直列に配置して高周波回路とし、各空駒内のドリフ
ト管間隙において電子ビームと空腕とを結合させている
。
一般に、直進形クラィストロンは、電子銃に近い側の空
腕を入力空胸として高周波信号を入れ、コレク外こ近い
側の空胴を出力空８同として増幅された高周波信号を取
り出すものであるが、管内には出力ギャップ付近及びコ
レクタ領域から電子銃万向に向う電子銃、いわゆる逆行
電子流が多分に存在し、これが入力空胴に高周波信号を
帰還し、出力変動や発振等種々の不安定現象の原因とな
ることはよく知られている。
腕を入力空胸として高周波信号を入れ、コレク外こ近い
側の空胴を出力空８同として増幅された高周波信号を取
り出すものであるが、管内には出力ギャップ付近及びコ
レクタ領域から電子銃万向に向う電子銃、いわゆる逆行
電子流が多分に存在し、これが入力空胴に高周波信号を
帰還し、出力変動や発振等種々の不安定現象の原因とな
ることはよく知られている。
これを一般に逆結合或いは逆結合帰還と呼んでいる。こ
の逆結合帰還なるものは一般的に、逆行電子銃を減少さ
せるか、或いは入力空胴から出力空胴への順方向利得を
小さくすることにより小さくできるものとして、従来、
大きなコレクタを用いたり、コレクタ部にビームと直角
の方向に働らく磁界（一般に横磁界と呼ぶ）を与えたり
して逆行電子流を減少させること、または各空胴のＱを
低下して８頃方向利得を下げる等の対策がとられていた
。しかしながら、コレクタを大きくすることは管球の形
状、重量、製作費用等実用上不利な点があり、また機磁
界も、磁界を与えるコイル、電源等設備上の問題や、コ
レクタの片焼け等の問題がある上、これだけでは必ずし
も逆行電子流を充分減少させるだけの効果が認められな
いことがあった。
の逆結合帰還なるものは一般的に、逆行電子銃を減少さ
せるか、或いは入力空胴から出力空胴への順方向利得を
小さくすることにより小さくできるものとして、従来、
大きなコレクタを用いたり、コレクタ部にビームと直角
の方向に働らく磁界（一般に横磁界と呼ぶ）を与えたり
して逆行電子流を減少させること、または各空胴のＱを
低下して８頃方向利得を下げる等の対策がとられていた
。しかしながら、コレクタを大きくすることは管球の形
状、重量、製作費用等実用上不利な点があり、また機磁
界も、磁界を与えるコイル、電源等設備上の問題や、コ
レクタの片焼け等の問題がある上、これだけでは必ずし
も逆行電子流を充分減少させるだけの効果が認められな
いことがあった。
一方、各空腕のＱを低下して順方向利得を下げると、ク
ラィスト。ンの利点である高利得性が失われ、入力励振
器に高出力のものを必要とする等のクラィストロン本来
の特長が全く活用されないという結果を引起す。本発明
の目的はクラィストロン本来の特性を損わず、かつ逆行
電子のみに有効に作用し逆結合帰還防止のできる結合回
路を備えた直進形クラィストロンを提供するにある。
ラィスト。ンの利点である高利得性が失われ、入力励振
器に高出力のものを必要とする等のクラィストロン本来
の特長が全く活用されないという結果を引起す。本発明
の目的はクラィストロン本来の特性を損わず、かつ逆行
電子のみに有効に作用し逆結合帰還防止のできる結合回
路を備えた直進形クラィストロンを提供するにある。
この発明によれば、クラィストロンの出力空胴とコレク
タの間に電子ビームと結合する付加空耳同を設け、さら
にこの付加空胴に電子ビームとの結合を調整する負荷を
設けることにより、逆結合信号の吸収や相殺を行なって
逆結合帰還を減少せしめた直進形クラィストロンが得ら
れる。
タの間に電子ビームと結合する付加空耳同を設け、さら
にこの付加空胴に電子ビームとの結合を調整する負荷を
設けることにより、逆結合信号の吸収や相殺を行なって
逆結合帰還を減少せしめた直進形クラィストロンが得ら
れる。
本発明においては、高周波信号の増幅というクラィスト
ロンの本来の働らきを行なう以外の場で逆行電子障害対
策を行なうので、高周波信号増幅に係わるクラィストロ
ンの特性を全く損わず逆結合帰還を有効適切に阻止する
という利点を有する。
ロンの本来の働らきを行なう以外の場で逆行電子障害対
策を行なうので、高周波信号増幅に係わるクラィストロ
ンの特性を全く損わず逆結合帰還を有効適切に阻止する
という利点を有する。
本発明の特長と利点は図面を参照した以下の説明により
更に明確になるであろう。
更に明確になるであろう。
第１図Ａは従来のクラィストロンの１例で、１０はカソ
ードーから放出され、このカソードと共に電子銃を形成
するアノード２の加速電圧によって加速されコレクタ９
に向って進行する電子ビームであり、入力空胴１１に励
振電力Ｐｄを供給すると、ドリフト管４を通り中間空胴
１２を経由する際に増幅作用を受け、出力空胴１３から
出力Ｐｏが取り出される。
ードーから放出され、このカソードと共に電子銃を形成
するアノード２の加速電圧によって加速されコレクタ９
に向って進行する電子ビームであり、入力空胴１１に励
振電力Ｐｄを供給すると、ドリフト管４を通り中間空胴
１２を経由する際に増幅作用を受け、出力空胴１３から
出力Ｐｏが取り出される。
このとき、出力ギャップ８からコレクタ９に向かうビー
ム１０は平均エネルギーとしてＰｏ分だけ減少している
。第１図Ｂ，Ｃ，Ｄは逆行電子が発生する様子を示す図
である。
ム１０は平均エネルギーとしてＰｏ分だけ減少している
。第１図Ｂ，Ｃ，Ｄは逆行電子が発生する様子を示す図
である。
Ｂは、出力ギャップ８における高周波電圧がビーム電圧
と同程度の場合、或いはビーム中の速度分散が非常に大
きい場合で、電子ビーム１０の一部が出力ギャップ８の
途中で反転しカソードーの方に向う逆行電子１７となる
。Ｃでは電子ビーム１０が出力ギャップ８とコレクタ９
の間にある出力ドリフト管５に当って多数の二次電子を
発生し、その一部がカソード１の方に向う逆行電子１７
となる。更にＤでは、出力ギャップ８で余りエネルギー
を失なわなかつた電子ビーム１０がコレクタ９に達し、
そこで二次電子を発生し、その一部がカソード１の方に
向う逆行電子１７となる。一口に逆行電子とは言うもの
の、その内容は上記のように大別された３種の合成され
たもので、それぞれの速度や位相がまちまちであるため
、合成された逆行電子流は非常に複雑な高周波成分を持
つ。
と同程度の場合、或いはビーム中の速度分散が非常に大
きい場合で、電子ビーム１０の一部が出力ギャップ８の
途中で反転しカソードーの方に向う逆行電子１７となる
。Ｃでは電子ビーム１０が出力ギャップ８とコレクタ９
の間にある出力ドリフト管５に当って多数の二次電子を
発生し、その一部がカソード１の方に向う逆行電子１７
となる。更にＤでは、出力ギャップ８で余りエネルギー
を失なわなかつた電子ビーム１０がコレクタ９に達し、
そこで二次電子を発生し、その一部がカソード１の方に
向う逆行電子１７となる。一口に逆行電子とは言うもの
の、その内容は上記のように大別された３種の合成され
たもので、それぞれの速度や位相がまちまちであるため
、合成された逆行電子流は非常に複雑な高周波成分を持
つ。
その上、出力ギャップ８や中間空胴１２のギャップ７を
経由するに従って変調されるので、入力ギャップ６に達
するときの入力信号に対する位相は全くばらばらである
。更に逆行電子は入力ギャップ６に自分のもつ高周波成
分電圧を誘起せしめ、その後高周波成分を残したままカ
ソート１に向うが、アノード２に印加されたビーム電圧
により減速、反転し、再びコレクタ９の方に向う。そし
て再び入力ギャップ６に高周波電圧を誘起するのである
。以上のように管内には、入力ギャップ６から入った高
周波信号を増幅して出力ギャップ８からエネルギーを取
り出す正規ループの他に、出力ギャップ８から入力ギャ
ップ６に結合する大変複雑な高周波帰還ループが逆行電
子により形成され、管状の動作を不安定にするのである
。この逆行電子流は量的に順方向ビ町ムに比べて非常に
少ないものであるが、出力ギャップにおける電圧が非常
に高く、又順方向の利得が高い場合、入力ギャップにお
ける微少電圧が出力に大きく影響するので、少量の逆行
電子たりとも管球特性に与える影響は大きい。しかし、
実用的クラィストロンにおいては、コレク夕から逆行す
る電子が一番多く、他の出力ギャップ及び出力ドリフト
管からの逆行電子は比較的少ない。従ってコレク夕から
の逆行電子による影響は除けば、実質的にほぼ安定にす
ることができる。第２図はこの発明の１実施例で、第１
図に示された従釆のクラィストロンの出力空胴１３とコ
レクタ９の間に１つの付加空胴１８をつけ加えたもので
、その側壁からループ１９で負荷２０を結合している。
経由するに従って変調されるので、入力ギャップ６に達
するときの入力信号に対する位相は全くばらばらである
。更に逆行電子は入力ギャップ６に自分のもつ高周波成
分電圧を誘起せしめ、その後高周波成分を残したままカ
ソート１に向うが、アノード２に印加されたビーム電圧
により減速、反転し、再びコレクタ９の方に向う。そし
て再び入力ギャップ６に高周波電圧を誘起するのである
。以上のように管内には、入力ギャップ６から入った高
周波信号を増幅して出力ギャップ８からエネルギーを取
り出す正規ループの他に、出力ギャップ８から入力ギャ
ップ６に結合する大変複雑な高周波帰還ループが逆行電
子により形成され、管状の動作を不安定にするのである
。この逆行電子流は量的に順方向ビ町ムに比べて非常に
少ないものであるが、出力ギャップにおける電圧が非常
に高く、又順方向の利得が高い場合、入力ギャップにお
ける微少電圧が出力に大きく影響するので、少量の逆行
電子たりとも管球特性に与える影響は大きい。しかし、
実用的クラィストロンにおいては、コレク夕から逆行す
る電子が一番多く、他の出力ギャップ及び出力ドリフト
管からの逆行電子は比較的少ない。従ってコレク夕から
の逆行電子による影響は除けば、実質的にほぼ安定にす
ることができる。第２図はこの発明の１実施例で、第１
図に示された従釆のクラィストロンの出力空胴１３とコ
レクタ９の間に１つの付加空胴１８をつけ加えたもので
、その側壁からループ１９で負荷２０を結合している。
前述の如く、入力ギャップ６には入力信号Ｐｄによる電
圧の他、逆行電子１７がコレクタ側から誘起する高周波
電圧と、逆行電子１７が入力ギャップ６を通過した後電
子銃部に至り、電子銃部の逆電界により減速、反転し更
に加速されて再び入力ギャップ６に達し、そこでもう一
度誘起する高周波電圧とが発生している。負荷２０のイ
ンピーダンスを変化させると付加空耳同１８のギャップ
２１から入力ギャップ６に至る間の、電子銃で反転した
コレクタからの逆行電子による高周波成分の振幅と位相
が変化する。この振幅と位相がコレクタ側から直接入力
ギャップ６に発生する高周波成分の振幅と位相を最小に
するよう負荷２０を調整すれば、逆結合帰還による高周
波成分をほぼ相殺でき、事実上逆結合帰還による不安定
動作をなくすことができる。上の例では付加空胴は１つ
だけであるが、複数個付加することもできる。
圧の他、逆行電子１７がコレクタ側から誘起する高周波
電圧と、逆行電子１７が入力ギャップ６を通過した後電
子銃部に至り、電子銃部の逆電界により減速、反転し更
に加速されて再び入力ギャップ６に達し、そこでもう一
度誘起する高周波電圧とが発生している。負荷２０のイ
ンピーダンスを変化させると付加空耳同１８のギャップ
２１から入力ギャップ６に至る間の、電子銃で反転した
コレクタからの逆行電子による高周波成分の振幅と位相
が変化する。この振幅と位相がコレクタ側から直接入力
ギャップ６に発生する高周波成分の振幅と位相を最小に
するよう負荷２０を調整すれば、逆結合帰還による高周
波成分をほぼ相殺でき、事実上逆結合帰還による不安定
動作をなくすことができる。上の例では付加空胴は１つ
だけであるが、複数個付加することもできる。
以上のように本発明は、クラィストロン本来の高周波増
幅動作に関する入出力間の高周波回路部以外のところで
高周波素子を用いるので、高周波増幅特性に何等悪影響
を及ぼすことなく逆行電子の悪影響を除き、特性の安定
化を得ることができるという勝れた効果が得られる。
幅動作に関する入出力間の高周波回路部以外のところで
高周波素子を用いるので、高周波増幅特性に何等悪影響
を及ぼすことなく逆行電子の悪影響を除き、特性の安定
化を得ることができるという勝れた効果が得られる。
付加空胴１８は、入力空胸１１，１３、中間空耳同１２
等と同じ大きさの空亘同でもよいが、形がそれより小さ
い空腕でも効果がある。
等と同じ大きさの空亘同でもよいが、形がそれより小さ
い空腕でも効果がある。
更に付加空胴１８につながる負荷２０としては付加空胴
１８と同機の空胴共振器でもよいし、スタブチューナー
やスラグチューナー、ストリップライン等でもよいから
形状、構造は小さくてすむ。従って、本発明を実施する
に当っては不便さや実用上の困難さは小さくてすむ。尚
、上の説明では、付加する高周波回路として負荷２０を
結合した空旦同‘８を用いたが導波管または同軸線路な
どを介してビームと結合させた高周波回絡送子でもよく
、また基本波の高周波回路のみならず高周波の回路を用
いることもできる。
１８と同機の空胴共振器でもよいし、スタブチューナー
やスラグチューナー、ストリップライン等でもよいから
形状、構造は小さくてすむ。従って、本発明を実施する
に当っては不便さや実用上の困難さは小さくてすむ。尚
、上の説明では、付加する高周波回路として負荷２０を
結合した空旦同‘８を用いたが導波管または同軸線路な
どを介してビームと結合させた高周波回絡送子でもよく
、また基本波の高周波回路のみならず高周波の回路を用
いることもできる。
第１図Ａは従釆の直進形クラィストロン構成略図、第１
図Ｂ乃至Ｄは逆行電子発生の機構を説明するための出力
間隙付近の電子ビームの径路を示す図、第２図は本発明
の１実施例を示す図である。 図において、１はカソード、２はカソード１と共に電子
銃を形成するアノード、６は入力ギャップ、８は出力ギ
ャップ、９はコレクタ、１０‘ま電子ビーム、１８は出
力ギャップとコレクタとの間に設けた電子ビームと結合
する付加空胴、２０は負荷を示す。 多’図 茅ぞ函
図Ｂ乃至Ｄは逆行電子発生の機構を説明するための出力
間隙付近の電子ビームの径路を示す図、第２図は本発明
の１実施例を示す図である。 図において、１はカソード、２はカソード１と共に電子
銃を形成するアノード、６は入力ギャップ、８は出力ギ
ャップ、９はコレクタ、１０‘ま電子ビーム、１８は出
力ギャップとコレクタとの間に設けた電子ビームと結合
する付加空胴、２０は負荷を示す。 多’図 茅ぞ函
Claims (1)
- １ 電子ビームを射出形成する電子銃と、高周波信号を
入射し電子ビームと相互作用する入力空胴と、高周波信
号を取出し、電子ビームと相互作用する出力空胴と、電
子ビームを捕集するコレクタとを有する直進形クライス
トロンにおいて、前記出力空胴とコレクタとの間に電子
ビームを結合する付加空胴を設け、かつ該付加空胴に電
子ビームとの結合を調整する負荷を設けたことを特徴と
する直進形クライストロン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21100281A JPS6014458B2 (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 直進形クライストロン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21100281A JPS6014458B2 (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 直進形クライストロン |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7112973A Division JPS5733659B2 (ja) | 1973-06-22 | 1973-06-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57141844A JPS57141844A (en) | 1982-09-02 |
| JPS6014458B2 true JPS6014458B2 (ja) | 1985-04-13 |
Family
ID=16598692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21100281A Expired JPS6014458B2 (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 直進形クライストロン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6014458B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4121035C2 (de) * | 1991-06-26 | 2000-09-21 | Thomson Tubes Electroniques Gm | Hochfrequenzröhre |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP21100281A patent/JPS6014458B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57141844A (en) | 1982-09-02 |
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