JPS6326919Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は大電力クライストロン、特に大電力
クライストロンの空胴共振器に関するものであ
る。

大電力クライストロンは、電子ビームを形成す
る電子銃部と、高周波電力と電子ビームとの相互
作用を行なわせる高周波回路部と、電子ビームを
捕捉するコレクタ部と電子ビームを集束させる集
束装置とで構成されている。これらのうちで高周
波回路部は励振電力を導入する入力部と、電子ビ
ームに速度変調を生じさせ、かつ密度変調された
電子ビームから高周波電力を取り出す空胴共振器
と、電子ビームの速度変調を密度変調に変えるド
リフト領域を形成しているドリフト管部と、出力
電力を導出する出力部とで構成されている。

第１図に従来の大電力クライストロンの高周波
回路部を示す。第１図に於て、電子ビーム１は電
子銃部に印加された数kVないしは数十kVの電圧
で加速されており、第１のドリフト管２を通過し
第１の空胴共振器３に到達する。電子ビーム１は
入力部４より導入された励振電力と作用した後
に、ドリフト領域を形成している第２のドリフト
管５を通り、第２の空胴共振器６に到達する。第
２の空胴共振器６に到達した電子ビームは、この
空胴共振器と相互作用をした後に、第３のドリフ
ト管７を通過し、第３の空胴共振器８に到達す
る。電子ビームはこの第３の空胴共振器８に高周
波成分を与えた後に、第４のドリフト管９を通り
コレクタ領域に達する。電子ビームはこのコレク
タ部に捕捉され、持つている運動エネルギーを熱
エネルギーに変換する。又、第３の空胴共振器８
に与えられた高周波電力は出力部１０から取り出
される。

尚、各空胴共振器にはベローズ１１で気密に保
持され、共振周波数を可変する同調機構１２が設
けられている。

第２図は従来の大電力クライストロンの最も電
子銃側にある第１の空胴共振器を示す。第２図に
於て、電子ビーム１３はウエーネルト（図示して
いない）と陽極１４で形成される電界及び集束装
置による磁界により除々に集束されながら、第１
の空胴共振器１９に入る。ここで、第１のドリフ
ト管内の電子ビーム径１５が第２のドリフト管の
領域の電子ビーム径１６よりも大きい場合がしば
しばある。この場合には電子ビーム断面の周辺の
電子は第１のドリフト管に捕捉され易くなつてし
まい、安定したビーム透過率（コレクタ電流／
（ボデイ電流＋コレクタ電流））を得ることがむず
かしくなつていた。

一方、クライストロンの動作周波数が高くなる
と必然的に高周波回路部の寸法が小さくなり、空
胴共振器の一部を形成しているドリフト管の凸部
１７，１８の熱容量が小さくなる。高周波回路部
に捕捉される電子をコレクタに捕捉される電子の
１〜２％までに抑えて製作した大電力クライスト
ロンも、真空度の悪化、セラミツク等の絶縁耐圧
劣化等の理由で、電子銃部に印加された高電圧の
耐圧が保持できなくなり放電をおこすことがあ
り、その場合、多数の電子が高周波回路部に捕捉
される。この時電子ビームは第１の空胴の一部を
形成しているドリフト管１７に衝突する場合が多
く、ここで熱エネルギーに変換される。準ミリあ
るいはミリ波帯のクライストロンになると、前記
のようにこの部分の熱容量が小さい為にドリフト
管部が溶融してしまうことがある。この結果、ド
リフト管内に突起ができ、大部分の電子はこの突
起に捕捉されてしまい、コレクタ部に到達できな
くなつてしまう。更に著しい場合は空胴共振器の
一部を形成しているドリフト管の凸部１７又は１
８が溶けてしまい、空胴共振器の共振周波数を空
胴共振器に設けられた同調機構では所要の共振周
波数に同調出来ない程度まで大巾に変化させてし
まうこともあり、大電力クライストロンとしての
用をなさなくなつてしまうこともあつた。

本考案の目的は、上述の従来の欠点を除去した
大電力クライストロンの空胴共振器を提供するに
ある。

本考案の大電力クライストロンは、ドリフト管
と複数の空胴共振器と励振電力を導入する入力部
と出力電力を取り出す出力部とで形成される高周
波回路部の構造で、最も電子銃側にある空胴共振
器のドリフト管の内径を他のドリフト管内径の
1.1〜1.5倍にしている。

次に図面を用いてこの考案の一実施例を詳細に
説明する。第３図は本考案の実施例を示す大電力
クライストロンの最も電子銃側にある第１の空胴
共振器である。第３図に於てカソードから射出さ
れた電子ビームは徐々に集束されて第１のドリフ
ト管２３を通り第１の空胴共振器２０に入り、こ
こで励振電力と作用した後に第２のドリフト管２
１を通り第２の空胴共振器に到達する。ここで第
１のドリフト管２３と第２のドリフト管２１の一
部は、他の空胴共振器を形成するドリフト管の
1.1〜1.5倍の内径になつている。一方ドリフト管
の厚さ寸法22を従来と同じ寸法22にすれば、空胴
共振器の容量分が変化するので、共振周波数も変
化する。この為に空胴共振器の体積を調整して所
要の共振周波数を得ている。この構造によればカ
ソード近傍で電子ビームが除々に集束されている
第１のドリフト管部の領域で、電子がドリフト管
に捕捉されにくくなり、非常に安定したビーム透
過率（コレクタ電流／（コレクタ電流＋ボデイ電
流））を容易に得られるばかりでなく、ドリフト
管部の凸部の熱容量も容易に大きくすることが出
来るので、放電した時もドリフト管が溶融するこ
とも少なくなる。

以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば第１のドリフト管と第２のドリフト管の内径を
残りのドリフト管よりも大きくしてあるために、
安定したビーム透過率（コレクタ電流／（コレク
タ電流＋ボデイ電流））を容易に得ることができ、
かつドリフト管が溶融されることの少ない信頼性
の高い大電力クライストロンを得ることができ
る。

尚本考案の実施例ではドリフト管の厚さ寸法を
従来と同じにしているが、更に厚くすれば熱容量
が大きくなり本考案の効果が増加することはいう
までもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の大電力クライストロンの高周波
回路を示す断面図、第２図は従来の大電力クライ
ストロンの最も電子銃側にある第１の空胴共振器
を示す断面図、第３図は本考案の実施例を示す最
も電子銃側にある第１の空胴共振器の断面図であ
る。 ２，１７，２３……第１のドリフト管、５，１
８，２１……第２のドリフト管、３，２０……第
１の空胴共振器、７……第３のドリフト管、９…
…第４のドリフト管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ドリフト領域を形成するドリフト管と、前記ド
   リフト管の一部と、金属壁とで形成される複数個
   の空胴共振器とを有する大電力クライストロンに
   於て、最も電子銃側にある空胴共振器の前記ドリ
   フト管の内径を、他のドリフト管内径の1.1〜1.5
   倍にしたことを特徴とする大電力クライストロ
   ン。