JPS6313236A - ミリ波発生装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ジャイロトロン（ジャイロモノトロン）、
ジャイロタライストロン、ジャイロ進行波管、ジャイロ
後進波管、ベニオドロンなど電子サイクロトロンメーザ
作用を利用したミリ波発生装置の改良に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

中空状電子ビームと円筒状空洞からなる高周波共振回路
の固有モードの電子サイクロトロン共鳴相互作用を利用
した上述の大電力ミリ波発生装置は、例えば、特開昭６
０−７０６３７号公報に示されている如く、第１図に示
すように、電子ビームを取り出す電子銃部ｌ、電子ビー
ムを高周波共振回路３に導くビームトンネル部２．電子
ビームと高周波電磁界が相互作用を起こす高周波共振回
路３．電子ビームを回収するコレクタ電極部４．ミリ波
出力窓部７より構成され、真空排気構造１２を有し、超
高真空状態で動作する。なお、第１図における微小間隙
１０は後述する如く本発明による構造である。

次に動作について説明する。電子銃部１より引き出され
た中空状電子ビームは、ビームトンネル部２を通過し、
通常円筒状空洞からなる高周波共振回路３における固有
モードと、電子サイクロトロンメーザ作用により相互作
用し、その垂直速度成分の一部がミリ波に変換され、コ
レクタ電極部４に回収される。

ここで電子ビームは、高温に加熱されたカソード部５よ
り熱電子放出により引き出されるために、電子銃部ｌを
構成する金属材料、及び絶縁材料からのガス放出が問題
となる。高周波共振回路３には強度の高周波電磁界が存
在し、その壁面での損失による加熱のために不要ガスが
放出される。さらに、直接高速の電子ビームが衝突する
コレクタ電極部４からのガス放出が一番問題となる。

従来のミリ波発生装置は本来マイクロ波領域の発振装置
であり、このマイクロ波発振時にはその波長が長いため
に、コレクタ電極部４に十分大きな真空排気用の穴を設
けたり、電磁波の存在しないビームトンネル部２に、十
分大きな真空排気口を多数備えたりして上述のような問
題を回避することができた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるにこの従来装置をミリ波発振に通用した場合、発
生するミリ波の波長が短かくなってくると、ミリ波の真
空排気口からの洩れが多くなり、大電力発生時には無視
できないものとなる。また、その真空排気口の存在が、
発生するミリ波のモードを非常に容易に乱してしまい、
希望する発振モードの純度が低下してしまうという問題
があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、真空排気のための十分なコンダクタンスを得
ることができるとともに、高周波漏洩を防止でき、さら
にその存在による不要モードの発生を極力抑制できる真
空排気構造を備えたミリ波発生装置を得ることを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るミリ波発生装置は、真空排気を必要とす
る、高周波共振回路から出力窓に前ゝる高周波伝送回路
壁に、微小間隙を単数または複数個、管軸を横切る方向
に設けるとともに、その外周部を真空排気装置に連結さ
れたマニホールドによって気密封止したものである。

また微小間隙の外周空間に高周波吸収体を設けたもので
ある。

〔作用〕

本発明においては、微小間隙が管軸を横切る方向に設け
られているから、発生基本モードであるＴＥｏｎモード
（ｎは整数）の不要モードへの変換が抑えられ、またこ
の微小間隙が発生するミリ波の波長に応じて一箇所又は
複数箇所に設けられているから、真空排気のために十分
なコンダクタンスが得られ、さらに間隙寸法が微小であ
るから、外部への高周波の漏洩を防止することができる
。

また微小間隙の外周空間には高周波吸収体が設けられて
いるから、外部への高周波の漏洩、反射反射による伝播
モードの散乱がより一層抑えられる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例によるジャイロトロンを示す
概略図である。同図において、ｌは中空状電子ビームを
放出する電子銃部、２はビームトンネル部、３は高周波
共振回路、４はコレクタ電極部、６はカットオフ部、７
は誘電体出力窓、８は共鳴磁界を発生する主ソレノイド
、９は電子銃部ソレノイドであり、該両ソレノイド８．
９は電子銃部ｌからの射出電子に旋回運動を起こさせる
磁界発生装置の構成要素である。

また１０はコレクタ電橋４の出力窓７近傍に設けられた
微小間隙であり、これは高周波共振回路３と出力部７と
の間の高周波伝送回路壁が管軸Ｃを横切る方向に区切ら
れるように複数個設けられている。これらの微小間隙１
０は、気密結合されたマニホールド１１によって取囲ま
れ、真空排気管１２を介して超高真空排気用真空排気装
置に連結される。これによって微小間隙１０からの高周
波漏洩を極力抑制し、同時に発振の基本モードであるＴ
Ｅｏｎモードを乱すことなく、超高真空を得るために十
分な排気コンダクタンスを得ることができる。

第２図に示すように微小間隙１０は、同一内径を有する
金属円環１５を同軸状に特定の間隙をもって配列するこ
とにより得られる。間隙寸法αは、そこからの高周波漏
洩を最小に抑えるために、管内波長の数分の１以下に設
定されている。また金属円環１５の幅できまる間隙間隔
ｌは、波動の干渉作用を抑えるために、管内波長より大
きく設定する。金属円環１５は、その外周に数箇所接合
された円環押え１３によって一定の微小間隙寸法を保つ
と同時に、コレクタ電極部４、出力窓部７に固定される
。また、真空排気のためのコンダクタンスを大きくする
ために、金属円環１５の外周縁は、その角をおとす事に
よって金属円環１５の実効的な厚さを減少させてもよい
。

次に作用効果について説明する。コレクタを極部４の不
要残留ガスは、微小間隙１０を通り、マニホールド１１
．真空排気管１２を介して、超高真空排気装置によって
排気される。この微小間隙は第２図に示されるように複
数個設けられているので、不要残留ガスの排気を十分に
行うことができ、長時間安定な発振を得ることができる
。またこれらの微小間隙は管軸を横切る方向に設けられ
ているので上述のように発生基本モードであるＴシシ Ｅ″ＪＪ１ＪＪ１モードードに変化してしまうのを防止
でき、また間隙の寸法が微小であるために該間隙からの
高周波の漏れは最小に抑えられる。この微小間隙１０か
らの漏洩高周波は、マニホールド１１の内壁面に設置さ
れた高周波吸収体１４によって減衰される。この高周波
吸収体１４はマニホールド１１が高周波空洞として働く
ことを防ぐとともに、高周波の外部への漏洩を防止する
。

なお、上記実施例では、微小間隙１０は、金属円環１５
と円環押え１３とによって構成されていたが、これは第
３図に示す如く、十分なコンダクタンスが得られる場合
には、単純円環１５ａとしても良い、また、電子ビーム
の微小間隙１０からの逃げが重大となる場合には、第４
図に示す如く、微小間隙１０は管内壁から外周に向って
斜めに延びる形状としても良い、さらに、第５図のよう
に、真空排気のためのコンダクタンスを大きくするため
に、金属円環１５の外周縁の角を落とすようにしても良
い、また第６図に示した実施例は、微小間隙１０を、−
周にわたらない局所的な多数の間隙によって構成した例
である。

また上記実施例では微小間隙を複数箇所に設けたものを
示したが、発生するミリ波の波長が長い場合は一箇所に
設けるだけでよく、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係るミリ波発生装置によれば
、真空排気口を、管軸を横切る方向の微小間隙によって
構成したので、発生基本モードであるＴＥｏｎモードを
乱すことなく伝送でき、また十分な排気コンダクタンス
と最小の高周波漏洩が得られる効果がある。

また、間隙の外周空間に高周波吸収体を設けることによ
って、高周波の外部への漏洩２反射による伝搬モードの
散乱をさらに一層抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略縦断面図、第２
図はその要部拡大縦断面図、第３図ないし第６図は各々
本発明の他の実施例を示す要部概略縦断面図である。 １は電子銃部、３は高周波共振回路、４はコレクタ電極
部、７は出力窓、８．９は主ソレノイド。 電子銃部ソレノイド（磁界発生装置）、１０は微小間隙
、１１はマニホールド、１４は高周波吸収体である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子ビームを射出する電子銃部と、 上記射出電子に旋回運動を起こさせる磁界を発生する磁
   界発生装置と、 上記旋回電子と高周波電磁界とをして共鳴作用を起こさ
   せる高周波共振回路と、 該高周波共振回路内を通過した電子ビームを回収するコ
   レクタ電極部と、 上記共鳴作用により発生した高周波を外部に取り出すた
   めの出力窓とを備えたミリ波発生装置において、 上記高周波共振回路と上記出力部との間の高周波伝送回
   路壁を、管軸を横切る方向に一箇所または複数箇所切断
   、または穿孔して微小間隙が形成され、かつその外周部
   が真空排気装置に連結されたマニホールドによって気密
   封止されてなることを特徴とするミリ波発生装置。
2. （２）上記微小間隙の外周空間には高周波吸収体が設け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のミリ波発生装置。