JPS6310605Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電子ビーム管、特に電子ビームを集
束する手段として周期磁界装置を用いた周期磁界
集束形電子ビーム管の改良に係るものである。

第１図は従来行なわれている周期磁界装置を用
いた周期磁界集束形電子ビーム管の１例を示す一
部断面図で、電子ビーム管の真空容器は非磁性金
属管１とアルミナ、セラミツク等で作られる絶縁
体３とから形成されている。非磁性金属管１の中
心軸上には、例えばヘリツクス等の高周波回路４
が設けられ、外部には軸方向に磁化された複数個
の永久磁石５と磁極片２を同じ磁極が対向するよ
うに交互に組合された周期磁界装置が設けられて
いる。また絶縁体３の内部にはカソード６、ウエ
ネルト７、アノード８等により形成される電子銃
が設けられ、外部には電子銃への漏洩磁界をシー
ルドするための磁気シールド９が設けられてい
る。磁気シールドの材料には透磁率の大きい純鉄
等が用いられる。

今、カソード６より発射された電子ビーム１０
はウエネルト７により集束されアノード８により
加速された後、高周波回路４の中に入射される。
高周波回路４の中に入射された電子ビーム１０は
周期磁界装置により形成される周期磁界により電
子ビーム相互の反発力により発散が防止されほぼ
一定の径を保持しながら高周波回路４を通過す
る。そして、図示されていないコレクタに補集さ
れる。

すなわち周期磁界装置は磁界装置の中心軸上に
ほぼ正弦波状に周期的に変化する軸方向磁界がで
きて磁気レンズを等間隔においたと同様に作用し
集束レンズとして電子ビームの電子相互の反発に
よる発散を防止する。一般に進行波管等の電子ビ
ーム管では、高周波回路４の許容電力（高周波回
路電流×高周波回路電圧）はクレクタの許容電力
（コレクタ電流×コレクタ電圧）に比べてきわめ
て小さいので、ビーム透過率（電子銃から発射さ
れるビーム電流に対するコレクタ電流の占める比
率）を最も大きくするように周期磁界装置の中心
軸方向磁界の調整が必要である。

この様な周期磁界装置を用いた電子ビーム管に
おいては、電子ビーム１０の高周波回路４への入
射条件がその後の高周波回路内部のビーム透過率
に大きく影響する。特にパービアンスの高い電子
銃を用いた電子ビーム管、或はカソード電流密度
を低減する為に、カソード６の電子放射表面積が
ビーム断面の数十倍もある電子銃を用いた電子ビ
ーム管などの場合においては、電子ビーム１０の
高周波回路４への入射条件が最適でないと安定な
ビーム透過を得ることは不可能となる。特に前記
入射条件を最適にするには、電子銃側の永久磁石
５の中で第１磁石の中心磁界強度の調整が重要で
ある。このため、磁石の外径を変えたり、磁石の
強度を着磁機により調整したり、磁石の材質を変
えたりして磁界調整を行なつていた。確かにこれ
らの調整は管球に磁石及び磁極片を組入れる前に
は可能であるがビーム透過率を最適にするために
管球に組入れた後に磁界調整を行なう必要がある
場合はあらためて管球より磁石を取り外す必要が
生じ磁界調整のため製造段階において過大な調整
工数を要するという欠点があつた。一方周期磁界
装置を管球に組入れたままで磁界調整を行なう方
法として、第１磁石の外周面上の適宜な場所に磁
性体片（鉄片）を取付けていたが第一磁石の中心
磁界を減らす方向での調整は可能であるが高々数
％の磁界調整が限度であり第１磁石の中心磁界を
上昇させるという調整は全くできなかつた。

本考案の目的は、この様な従来型の周期磁界集
束型電子ビーム管の欠点を除去し、特にパービア
ンスの高い電子銃或は、高い集束比の電子銃を用
いた場合でも、電子ビームの高周波回路への最適
な入射条件を容易に得ることができ電子ビームの
透過を安定にすることが可能な電子ビーム管を提
供することにある。

本考案によれば、電子ビームを発射する電子銃
と、電子ビームを高周波と作用させる高周波回路
と、電子ビームを集束するための複数個の円筒状
永久磁石及び円筒状磁極片とを交互に組合わせた
周期磁界装置と、高周波回路を通過した電子ビー
ムを補集するためのコレクタとを具備する周期磁
界集束型電子ビーム管において、周期磁界装置の
電子銃側の円筒状永久磁石の外側に複数に分割さ
れた永久磁石を配置し、この分割磁石の位置、あ
るいは極性などを変化させて磁界強度、分布等を
調整し電子ビームの軌道を適切に修正するように
した電子ビーム管が得られる。この分割永久磁石
は全体として円筒状をしていることが好ましい
が、分割個数は特別制限なく実際的面から適当な
個数に選べばよい。

以下、第２図ａ及び第２図ｂに基づいて本考案
の一実施例を詳細に説明する。真空容器は非磁性
金属管１、絶縁体３で形成されており、非磁性金
属管１の内部には高周波回路４を設置し、外部に
設置された複数個の永久磁石５及び磁極片２によ
り生成される周期磁界でカソード６から発射され
た電子ビーム１０を集束することは従来型と同じ
である。永久磁石５は厚さ方向にあらかじめ磁化
（着磁）されており、従来型と同様に第２図ａに
示すように磁極（Ｎ極又はＳ極）が同極で相対向
するように配設される。永久磁石５と磁極片２に
よつて生成される中心軸上の軸方向磁界強度は第
３図に示すような周期磁界（曲線Ａ）となる。本
考案が従来型と異なる点は、周期磁界装置の永久
磁石５の中で電子銃側の第１円筒状永久磁石の外
側面で、且つカソード６への漏洩磁界をシールド
するための磁気シールド９の端面上に接着させて
複数個に分割した円筒状の永久磁石１１を保持せ
しめたことである。円筒状の永久磁石１１は永久
磁石５と同じく厚さ方向にあらかじめ着磁されて
いる。本実施例に於ては、周期磁界装置により電
子ビーム１０の透過調整を行ないながら第２図ｂ
に示す矢印方向に磁気シールド９の端面上の永久
磁石１１の径方向の位置をずらすことによつて、
或は磁気シールド９の端面上に保持する永久磁石
１１の個数を増減することによつて、また或は磁
気シールド９の端面上に保持する永久磁石１１の
磁界の極性を変えることによつて第１磁石の中心
磁界強度を調整し高周波回路４への電子ビーム１
０の最適な入射条件を迅速かつ容易に得ることが
できるという利点がある。さらに具体的に述べれ
ば、永久磁石５の第１磁石の極性と同一方向に、
即ちＮ極が磁気シールド９に接するように永久磁
石１１を配設すれば第１の磁石の中心軸上磁界は
第３図の曲線Ｂのように強くなり、第１磁石の極
性と逆方向に、即ちＳ極が磁気シールド９に接す
るように永久磁石１１を配設すれば第１磁石の中
心軸上磁界は第３図の曲線Ｃのように弱くなる。

実験結果によれば、円筒状永久磁石５の磁石材
質をサマリウムコバルト（エネルギー積16×10⁶
ガウス・エルテツド）、寸法を外径15mm、内径６
mm、厚さ3.5mmとし、磁極片２の寸法を外径8.5
mm、内径4.5mm、厚さ１mmとし、磁気シールド９
の寸法を外径33mmとした場合、第１磁石の中心磁
界は約2000ガウスとなるが、円筒状永久磁石を４
つに分割した磁石を永久磁石１１として磁気シー
ルド９の端面に配設すると中心磁界は1600〜2400
ガウスの範囲で調整が可能となり調整範囲が大幅
に改善された。

上記実施例では、永久磁石１１を４つに分割し
た場合について述べたが分割数は任意でよく、ま
た永久磁石１１と永久磁石５の材質をかえること
はもちろん可能である。

以上の説明から明らかなように本考案によれ
ば、磁気シールド端面上に永久磁石を設置するこ
とにより電子銃側の第１磁石の外径を等価的に変
更させたことになり第１磁石の中心磁界強度を高
範囲にわたり調整できるので、電子ビームの高周
波回路への最適な入射条件を容易に得ることがで
き、従来行なつていた磁石交換などが一切不要と
なり短時間に電子ビーム管の良好なビーム透過率
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の周期磁界集束型電子ビーム管の
一部断面図、第２図ａは本考案の一実施例の周期
磁界集束型電子ビーム管の一部断面図、第２図ｂ
は第２図ａのＡ−Ａ断面図、第３図は第２図ａの
中心軸上磁界強度の調整例を示す特性図である。 図において、１……非磁性金属管、２……磁極
片、３……絶縁体、４……高周波回路、５……永
久磁石、６……カソード、７……ウエネルト、８
……アノード、９……磁気シールド、１０……電
子ビーム、１１……複数個に分割された円筒状の
永久磁石である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電子ビームを発射する電子銃と、電子ビームを
   高周波と作用させる高周波回路と、電子ビームを
   集束するための複数個の円筒状永久磁石及び円筒
   状磁極片とを交互に組み合わせた周期磁界装置
   と、高周波回路内を通過した電子ビームを捕集す
   るためのコレクタと、前記電子銃を漏洩磁界から
   シールドする磁気シールドを具備する電子ビーム
   管において、前記電子銃より発射された電子ビー
   ムへの磁界強度を調整するため前記磁界装置の電
   子銃側の円筒状永久磁石の外側に複数個に分割し
   た永久磁石を前記磁気シールドに接して設けたこ
   とを特徴とする周期磁界集束型電子ビーム管。