JPS603838A - ジヤイロトロン用空胴共振器 - Google Patents
ジヤイロトロン用空胴共振器Info
- Publication number
- JPS603838A JPS603838A JP11201883A JP11201883A JPS603838A JP S603838 A JPS603838 A JP S603838A JP 11201883 A JP11201883 A JP 11201883A JP 11201883 A JP11201883 A JP 11201883A JP S603838 A JPS603838 A JP S603838A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric field
- electron beam
- cavity
- dielectric
- distribution
- 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.)
- Pending
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、効率の改善されたジャイロトロンの空胴共振
器の構造に関する。
器の構造に関する。
周知のごとく、ジャイロトロンの構造は、横方向速度成
分の大きなサイクロトロン運動を行う電子を生成射出す
る断熱的マグネトロン入射電子銃と電子ビームの軸方向
速度拡がりに対して多くの電子がサイクロトロン共鳴条
件を満たし、長時間にわたって電磁波と電子が相互作用
するためのオー７ン入伽１Ｓと尚同茂τクト行ｉ凹嗜Ｖ
（催９山夕／（りと相互作用を終了した電子を捕集する
ためのオーバサイズ導波管から構成される。また、この
他に、電子に所定のサイクロトロン運動を行わせるため
に大きな磁界を発生する超伝導磁石が用いられる。
分の大きなサイクロトロン運動を行う電子を生成射出す
る断熱的マグネトロン入射電子銃と電子ビームの軸方向
速度拡がりに対して多くの電子がサイクロトロン共鳴条
件を満たし、長時間にわたって電磁波と電子が相互作用
するためのオー７ン入伽１Ｓと尚同茂τクト行ｉ凹嗜Ｖ
（催９山夕／（りと相互作用を終了した電子を捕集する
ためのオーバサイズ導波管から構成される。また、この
他に、電子に所定のサイクロトロン運動を行わせるため
に大きな磁界を発生する超伝導磁石が用いられる。
この中で、オープン共振器は、サイクロトロン運動を行
う電子と円筒共振器の振動モードの内で比較的低次のＴ
Ｅモード（たとえば、ＴＫｏｔ＊またはＴＥｏ＊ｘモー
ド）の横方向電界成分とが有効に相互作用するように設
計することが要求される。
う電子と円筒共振器の振動モードの内で比較的低次のＴ
Ｅモード（たとえば、ＴＫｏｔ＊またはＴＥｏ＊ｘモー
ド）の横方向電界成分とが有効に相互作用するように設
計することが要求される。
特に、大電力のジャイロトロンの場合、高い出力レベル
で高い効率を得るためには、オーブン共振器における横
方向電界成分の電子ビーム位置での最適なＺ方向強度分
布を実現することが要求されるＯ 本発明の目的は、高い出力レベルで高い効率を得るため
に必要な横方向電界成分の最適なＺ方向強度分布を実現
するジャイロトロン用空胴共振器を提供することである
。第１図は、従来のジャイロトロン用空胴共振器の概略
図を示す。図において、１は相互作用空胴、２は電子ビ
ーム通過用開口、３は出力取り出し用開口、４はオーバ
サイズ導波管、５は電子ビームである。電子銃（図示せ
ず）から射出された電子ビーム５は、超伝導磁石等（図
示せず）で発生される２方向磁界のもとてサイクロトロ
ン運動全行いながら、電子ビーム通過用開口２全通して
相互作用空胴１に入シ、高周波電磁界と電子ビーム５は
相互作用を行い、電子ビーム５はエネルギーを失ないな
がら、出力数シ出し用開口５全通してオーバサイズ導波
管４にいたる◎このとき、相互作用空胴１において失わ
れた電子ビームのエネルギーは高周波電磁界に変換され
、オーバサイズ導波管４全通して外部に取シ出される◎ 以上説明したジャイロトロンの動作において相互作用空
胴１の高周波電磁界の振動モードは電子ビーム５と有効
に相互作用を行うために比較的低次のＴＥモード、たと
えばＴＥｏ■、ＴＥｏ＊を等が用いられる。この軸対称
共振器のＴＦＪＯ，□またはＴＥＯ！１ モードの電磁
界の性質からサイクロトロン運動を行う電子ビーム５と
相互作用ケ行う電界は角方向電界成分Ｅ、である。第１
図に示すような２方向に対して空胴径の変化のない相互
作用空胴１の場合、角方向電界成分Ｅ、の２方向に対す
る分布は、第１図の下部に示す様にほぼｓｉｎ （ｋ
ｚ）（ここで、ｋ＝π／ＬＬ：空胴の長さ）に従って変
化する。発明者の詳細な解析結果及びすでに報告されて
いる多くの解析結果によれば、高い出力レベルで高い効
率を得るための角方向電界成分Ｅ９゜のＺ方向に対する
分布は、第１図の下部に示すように、空胴の中央で電界
強度が最大となるような分布ではなく、出力取り出し用
開口３付近で電界強度が最大となる電界分布であること
がわかっている・従来、このような出力取り出し用開口
３付近で電界強度が最大となる電界分布を実現する相互
作用空胴１の構造として、電子ビーム通過用開口２側の
相互作用空胴１の外径を小さくする方法”１“６−“６
”“、 Ｋｒ＠１＝ｌｌ＊ｂｃｖ＊＊ 。
で高い効率を得るためには、オーブン共振器における横
方向電界成分の電子ビーム位置での最適なＺ方向強度分
布を実現することが要求されるＯ 本発明の目的は、高い出力レベルで高い効率を得るため
に必要な横方向電界成分の最適なＺ方向強度分布を実現
するジャイロトロン用空胴共振器を提供することである
。第１図は、従来のジャイロトロン用空胴共振器の概略
図を示す。図において、１は相互作用空胴、２は電子ビ
ーム通過用開口、３は出力取り出し用開口、４はオーバ
サイズ導波管、５は電子ビームである。電子銃（図示せ
ず）から射出された電子ビーム５は、超伝導磁石等（図
示せず）で発生される２方向磁界のもとてサイクロトロ
ン運動全行いながら、電子ビーム通過用開口２全通して
相互作用空胴１に入シ、高周波電磁界と電子ビーム５は
相互作用を行い、電子ビーム５はエネルギーを失ないな
がら、出力数シ出し用開口５全通してオーバサイズ導波
管４にいたる◎このとき、相互作用空胴１において失わ
れた電子ビームのエネルギーは高周波電磁界に変換され
、オーバサイズ導波管４全通して外部に取シ出される◎ 以上説明したジャイロトロンの動作において相互作用空
胴１の高周波電磁界の振動モードは電子ビーム５と有効
に相互作用を行うために比較的低次のＴＥモード、たと
えばＴＥｏ■、ＴＥｏ＊を等が用いられる。この軸対称
共振器のＴＦＪＯ，□またはＴＥＯ！１ モードの電磁
界の性質からサイクロトロン運動を行う電子ビーム５と
相互作用ケ行う電界は角方向電界成分Ｅ、である。第１
図に示すような２方向に対して空胴径の変化のない相互
作用空胴１の場合、角方向電界成分Ｅ、の２方向に対す
る分布は、第１図の下部に示す様にほぼｓｉｎ （ｋ
ｚ）（ここで、ｋ＝π／ＬＬ：空胴の長さ）に従って変
化する。発明者の詳細な解析結果及びすでに報告されて
いる多くの解析結果によれば、高い出力レベルで高い効
率を得るための角方向電界成分Ｅ９゜のＺ方向に対する
分布は、第１図の下部に示すように、空胴の中央で電界
強度が最大となるような分布ではなく、出力取り出し用
開口３付近で電界強度が最大となる電界分布であること
がわかっている・従来、このような出力取り出し用開口
３付近で電界強度が最大となる電界分布を実現する相互
作用空胴１の構造として、電子ビーム通過用開口２側の
相互作用空胴１の外径を小さくする方法”１“６−“６
”“、 Ｋｒ＠１＝ｌｌ＊ｂｃｖ＊＊ 。
な電界分布を得るには限界があった・第２図は、本発明
によるジャイロトロン用空胴共振器を示す０図において
、６は誘電体である。良く知られているように誘電体は
電界を集中させる性質を持っており、図に示すように、
比誘電率の高い誘電体、たとえばベリリアまたはアルミ
ナを電子ビーム通過用開口２の側の相互作用空胴１の空
胴壁に接して配置することにより、この附近の電界は誘
電体６に集中し、電子ビーム５の通過する電界は低下す
る。その結果として、角方向電界成分Ｅ９．の２方向に
対する分布は出力取り出し用開口３附近で電界強度が最
大となる第２図の下部に示すような分布になる。また、
誘電体６の形状を変えることにより、任意のＺ方向に対
する分布を得ることが可能である。以上のごとく、本発
明は、電子ビーム５と高周波電磁界が相互作用する相互
作用空胴の電子ビーム通過用開口２の側の空胴壁に接し
て誘電体を配置することにより、高い出力レベルで高い
効率を得ることができるジャイロトロン用空胴共振器を
提供するものである。さらに、本発明による空胴共振器
は不用共振モードでの発振の抑制にも効果が期待できる
。
によるジャイロトロン用空胴共振器を示す０図において
、６は誘電体である。良く知られているように誘電体は
電界を集中させる性質を持っており、図に示すように、
比誘電率の高い誘電体、たとえばベリリアまたはアルミ
ナを電子ビーム通過用開口２の側の相互作用空胴１の空
胴壁に接して配置することにより、この附近の電界は誘
電体６に集中し、電子ビーム５の通過する電界は低下す
る。その結果として、角方向電界成分Ｅ９．の２方向に
対する分布は出力取り出し用開口３附近で電界強度が最
大となる第２図の下部に示すような分布になる。また、
誘電体６の形状を変えることにより、任意のＺ方向に対
する分布を得ることが可能である。以上のごとく、本発
明は、電子ビーム５と高周波電磁界が相互作用する相互
作用空胴の電子ビーム通過用開口２の側の空胴壁に接し
て誘電体を配置することにより、高い出力レベルで高い
効率を得ることができるジャイロトロン用空胴共振器を
提供するものである。さらに、本発明による空胴共振器
は不用共振モードでの発振の抑制にも効果が期待できる
。
第１図は従来のジャイロトロン用空胴共振器の断面図と
、そのＴＥモードの角方向電成分Ｅ９．の絶対値２方向
に対する分布である。第２図は本発明によるジャイロト
ロン用空胴共振器の断面図とそのＴＥモードの角方向電
界成分Ｅ９．の絶対値の２方向に対する分布である。 ｌ・・・・・・相互作用空胴、２・・・・・・電子ビー
ム通過用開口、３・・・・・・出力数カ出し用開口、４
・・川・オーバサイズ導波管、５・・団・電子ビーム、
６・・・・・・誘電体。 ｆ ３ 箭１０ 笛２＠
、そのＴＥモードの角方向電成分Ｅ９．の絶対値２方向
に対する分布である。第２図は本発明によるジャイロト
ロン用空胴共振器の断面図とそのＴＥモードの角方向電
界成分Ｅ９．の絶対値の２方向に対する分布である。 ｌ・・・・・・相互作用空胴、２・・・・・・電子ビー
ム通過用開口、３・・・・・・出力数カ出し用開口、４
・・川・オーバサイズ導波管、５・・団・電子ビーム、
６・・・・・・誘電体。 ｆ ３ 箭１０ 笛２＠
Claims (1)
- 電磁波と電子ビームが相互作用する相互作用空胴におい
て、前記電子ビームが入射する側の前記相互作用空胴の
空胴壁に接して誘電体を配置したことを特徴とするジャ
イロトロン用空胴共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11201883A JPS603838A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | ジヤイロトロン用空胴共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11201883A JPS603838A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | ジヤイロトロン用空胴共振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603838A true JPS603838A (ja) | 1985-01-10 |
Family
ID=14575915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11201883A Pending JPS603838A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | ジヤイロトロン用空胴共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603838A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62244397A (ja) * | 1986-04-15 | 1987-10-24 | Nitto Boseki Co Ltd | コリンエステラ−ゼ活性の新規測定方法 |
| US4926094A (en) * | 1987-03-03 | 1990-05-15 | Centre for Recherches En Physique Des Plasmas | High-performance gyrotron for production of electromagnetic millimeter or submillimeter waves |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP11201883A patent/JPS603838A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62244397A (ja) * | 1986-04-15 | 1987-10-24 | Nitto Boseki Co Ltd | コリンエステラ−ゼ活性の新規測定方法 |
| US4926094A (en) * | 1987-03-03 | 1990-05-15 | Centre for Recherches En Physique Des Plasmas | High-performance gyrotron for production of electromagnetic millimeter or submillimeter waves |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1178710A (en) | Mode suppression means for gyrotron cavities | |
| Nelson | RF and microwave energy for potential agricultural applications | |
| US4494040A (en) | Radio frequency quadrupole resonator for linear accelerator | |
| Dammertz et al. | 140-GHz gyrotron with multimegawatt output power | |
| US4393332A (en) | Gyrotron transverse energy equalizer | |
| CN110970279B (zh) | 永磁封装径向强流电子束高功率微波振荡器 | |
| JPS603838A (ja) | ジヤイロトロン用空胴共振器 | |
| CN108807112B (zh) | 一种同轴双电介质叉指排列高功率微波器件 | |
| CN106783476A (zh) | 一种双频径向连续波太赫兹斜注管 | |
| US4554484A (en) | Complex cavity gyrotron | |
| CN113838727A (zh) | 一种基于单脊CeSRR单元的小型化大功率速调管 | |
| Tallerico et al. | The gyrocon: A high-efficiency, high-power microwave amplifier | |
| US4531103A (en) | Multidiameter cavity for reduced mode competition in gyrotron oscillator | |
| US4988956A (en) | Auto-resonant peniotron having amplifying waveguide section | |
| Dohler et al. | Peniotron amplifier results | |
| Granatstein et al. | Feasibility Of 30 GHz Gyroklystron Amplifiers For Driving Linear Supercolliders | |
| Hayashi et al. | Analysis of mode competition including mismatch effect of window | |
| Shimawaki et al. | 2nd cyclotron harmonic peniotron experiments | |
| SU1709428A1 (ru) | Магникон | |
| JPS5878351A (ja) | サイクロトロン共振によるマイクロ波電子管 | |
| JPS59228342A (ja) | 多空胴クライストロン | |
| Maurya et al. | Performance improvement study of a relativistic magnetron using MAGIC-3D | |
| Begum et al. | Large signal simulation and design of a 95 GHz harmonic gyroklystron amplifier | |
| Ishihara et al. | Experiments of 10th cyclotron harmonic peniotron oscillator | |
| JPH03179699A (ja) | 外部共振回路 |