KR200267715Y1 - Extreme high prequency oscillation apparatus - Google Patents

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김덕중
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Abstract

본 고안은 전장 방출 효과에 의해 전자를 방출시키는 FEA 캐소드를 사용함으로써 히터로 캐소드를 가열시키지 않아도 전자를 효과적으로 방출시킬 수 있고 구조를 단순화시킬 수 있도록 한 초고주파 발생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-high frequency generating device which can effectively emit electrons and simplify the structure without heating the cathode by the heater by using the FEA cathode which emits electrons by the field emission effect.

본 고안의 초고주파 발생 장치는 전계 에미터 배열로 형성되어 전장 방출 효과에 의해 진공 중에 전자를 방출시키는 원통형 캐소드와; 상기 원통형 캐소드 내측에 설치되어 상기 원통형 캐소드로부터 방출된 전자를 전자빔으로 변환시키기 위한 복수개의 슬롯을 구비한 게이트와; 상기 게이트 내측에 상기 게이트와 다소 어긋나게 설치되어 상기 게이트의 슬롯을 통과한 전자빔을 다시 통과시키는 복수개의 슬롯을 구비한 그리드와; 상기 그리드의 슬롯을 통과한 전자빔을 수신하는 원통형 애노드와; 상기 그리드와 상기 원통형 애노드에 의해 둘러싸여 이루어지며 상기 원통형 캐소드 및 게이트와 절연되어 있는 초고주파 에너지를 발생시키는 진공의 원통형 출력 공동; 및 상기 원통형 출력 공동에서 발생된 초고주파 에너지를 출력시키는 출력 포트를 구비하여 이루어진다.The ultra-high frequency generating device of the present invention comprises: a cylindrical cathode formed in an array of field emitters to emit electrons in a vacuum by a field emission effect; A gate provided inside the cylindrical cathode and having a plurality of slots for converting electrons emitted from the cylindrical cathode into an electron beam; A grid having a plurality of slots inside the gate, the plurality of slots being slightly offset from the gate and allowing the electron beam to pass through the slots of the gate again; A cylindrical anode for receiving the electron beam passing through the slot of the grid; A cylindrical cylindrical output cavity surrounded by the grid and the cylindrical anode and generating ultrahigh frequency energy insulated from the cylindrical cathode and gate; And an output port for outputting ultra-high frequency energy generated in the cylindrical output cavity.

Description

초고주파 발생 장치{EXTREME HIGH PREQUENCY OSCILLATION APPARATUS}Microwave Generator {EXTREME HIGH PREQUENCY OSCILLATION APPARATUS}

본 고안은 초고주파 발생 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전장 방출 효과에 의해 전자를 방출시키는 FEA 캐소드를 사용함으로써 히터로 캐소드를 가열시키지 않아도 전자를 효과적으로 방출시킬 수 있고 구조를 단순화시킬 수 있도록 한 초고주파 발생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-high frequency generating device, and more particularly, by using an FEA cathode that emits electrons by the electric field emission effect, it is possible to effectively emit electrons without heating the cathode with the heater and to simplify the structure. It relates to a generating device.

도 1은 종래의 초고주파 발생 장치를 나타내는 등가 회로도로 평단면도를 기준으로 본 것이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 종래의 초고주파 발생 장치 인벌스드 마그네트론(Inversed Magnetron)은 전자를 방출시키는 원통형 캐소드(5)와, 필라멘트로 형성되어 원통형 캐소드(5)를 가열시키는 히터를 포함하는 원통형의 가열 부재(10)와, 가열 부재(10)에 전원을 공급하는 전력 공급 장치(15)와, 원통형 캐소드(5)로부터 방출된 전자빔을 집속시키기 위한 자기장을 발생시키는 자석(미도시)과, 전자빔을 수신하는 원통형 애노드(20)와, 원통형 캐소드(5)와 원통형 애노드(20)에 전압을 인가하는 전력 공급 장치(25)와, 출력부의 공진회로 역할을 함과 동시에 상호 작용 공간으로 초고주파 에너지를 발생시키는 출력 공동(空洞;Cavity)(30)과, 출력 공동(30) 내에 설치되어 출력 공동(30)에서 발생되어진 초고주파 에너지를 외부로 출력시키는 출력 포트(미도시)를 구비하여 이루어진다.1 is an equivalent circuit diagram showing a conventional ultra-high frequency generating device based on a plan sectional view. As shown in this figure, the conventional ultra-high frequency generating apparatus Inversed Magnetron (cylindrical) including a cylindrical cathode (5) for emitting electrons, and a heater formed of filaments to heat the cylindrical cathode (5) A heating member 10, a power supply device 15 for supplying power to the heating member 10, a magnet (not shown) for generating a magnetic field for focusing the electron beam emitted from the cylindrical cathode 5, Cylindrical anode 20 for receiving the electron beam, power supply device 25 for applying voltage to the cylindrical cathode 5 and the cylindrical anode 20, and acts as a resonant circuit of the output unit, while at the same time interacting with ultra-high frequency energy And an output port (not shown) installed in the output cavity 30 to output ultra-high frequency energy generated by the output cavity 30 to the outside. Is done.

전술한 바와 같은 구성의 종래의 초고주파 발생 장치는 가열 부재(5)의 히터가 전력 공급 장치(15)로부터 전력을 인가받아 예를 들어, 600℃ 내지 1200℃의 온도로 가열되어 원통형 캐소드(5)를 가열시키면 원통형 캐소드(5)는 전자를 방출하게 된다. 이렇게 원통형 캐소드(5)로부터 방출된 전자는 자석(미도시)과 같은 임의의 수단에 의해 발생되는 자기장에 의해 제어되면서 집속되어 나선형 운동궤적을 형성하는 전자빔으로 변조된다. 이와 같이, 자기장에 의해 변조된 전자빔은 원통형 애노드(20)에 도달하고 출력부의 상호 작용 공간인 출력 공동(30)에 의해 π-mode로 형성되는 공진 회로에 해당하는 공진 주파수로 초고주파를 발생시킨다. 출력 공동(30)에서 발생된 초고주파는 출력 포트(미도시)를 통하여 외부로 방출된다.In the conventional ultra-high frequency generating device having the above-described configuration, the heater of the heating member 5 receives electric power from the power supply device 15 and is heated to a temperature of, for example, 600 ° C to 1200 ° C so that the cylindrical cathode 5 When heated, the cylindrical cathode 5 emits electrons. The electrons emitted from the cylindrical cathode 5 are modulated into an electron beam focused and controlled by a magnetic field generated by any means such as a magnet (not shown) to form a spiral motion trajectory. As such, the electron beam modulated by the magnetic field reaches the cylindrical anode 20 and generates ultra-high frequency at a resonant frequency corresponding to the resonant circuit formed in the? -Mode by the output cavity 30 which is the interaction space of the output. Ultra-high frequency generated in the output cavity 30 is emitted to the outside through the output port (not shown).

그러나 전술한 구조를 가지는 종래의 초고주파 발생 장치는 원통형 캐소드가 열전자를 방출시키도록 히터를 포함하는 가열 부재를 항상 600℃ 내지 1200℃의 온도 범위로 가열하여야 하고 원통형 캐소드를 가열시키는 히터로 인해 초고주파 발생 장치의 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.However, in the conventional ultra-high frequency generating device having the above-described structure, the heating member including the heater should always be heated to a temperature range of 600 ° C to 1200 ° C so that the cylindrical cathode emits hot electrons, and the ultra-high frequency generation is caused by the heater that heats the cylindrical cathode. There is a problem that the structure of the device is complicated.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 히터로 캐소드를 가열시키지 않아도 전자를 효과적으로 방출시키고 구조를 단순화시킬 수 있도록 한 초고주파 발생 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an ultra-high frequency generating device capable of effectively emitting electrons and simplifying a structure without heating a cathode with a heater.

도 1은 종래의 초고주파 발생 장치를 나타내는 등가 회로도,1 is an equivalent circuit diagram showing a conventional ultra-high frequency generating device;

도 2는 본 고안의 초고주파 발생 장치를 나타내는 정단면도,2 is a front sectional view showing an ultra-high frequency generating device of the present invention,

도 3은 정단면도를 기준으로 한 본 고안의 초고주파 발생 장치의 등가회로도,3 is an equivalent circuit diagram of the ultra-high frequency generating device of the present invention based on the forward sectional view,

도 4는 평단면도를 기준으로 한 본 고안의 원통형 초고주파 발생 장치의 등가 회로도이다.Figure 4 is an equivalent circuit diagram of a cylindrical ultra-high frequency generator of the present invention based on a plan cross-sectional view.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

110. 원통형 FEA 캐소드, 120. 게이트,110. Cylindrical FEA cathode, 120. Gate,

125, 145. 슬롯, 130. 자석,125, 145.slot, 130.magnet,

140. 그리드, 150. 원통형 애노드,140. grid, 150. cylindrical anode,

160. 냉각관, 170. 출력 공동,160. cooling tube, 170. discharge cavity,

180. 출력 포트, 190. 전력 공급 장치180. Output port, 190. Power supply

전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 초고주파 발생 장치는 전장 방출 효과에 의해 전자를 방출시키는 FEA(Field Emitter Array) 캐소드를 이용하여 히터의 가열 없이도 전자를 효과적으로 방출시키고 히터를 없애므로써 구조를 단순화시킬 수 있도록 한 것으로, 전계 에미터 배열로 형성되어 전장 방출 효과에 의해 진공 중에 전자를 방출시키는 원통형 캐소드와; 상기 원통형 캐소드 내측에 설치되어 상기 원통형 캐소드로부터 방출된 전자를 전자빔으로 변환시키기 위한 복수개의 슬롯을 구비한 게이트와; 상기 게이트 내측에 상기 게이트와 다소 어긋나게 설치되어 상기 게이트의 슬롯을 통과한 전자빔을 다시 통과시키는 복수개의 슬롯을 구비한 그리드와; 상기 그리드의 슬롯을 통과한 전자빔을 수신하는 원통형 애노드와; 상기 그리드와 상기 원통형 애노드에 의해 둘러싸여 이루어지며 상기 원통형 캐소드 및 게이트와 절연되어 있는 초고주파 에너지를 발생시키는 진공의 원통형 출력 공동; 및 상기 원통형 출력 공동에서 발생된 초고주파 에너지를 출력시키는 출력 포트를 구비하여 이루어진다. 나아가, 상기 원통형 애노드 내부로 관통하는 한편, 그 내부로 냉각수 또는 냉각기체를 유동시켜 상기 전자빔이 상기 원통형 애노드에 부딪힐 때 발생되는 열을 식히는 냉각관을 구비하며, 상기 냉각 수단의 내부에는 냉각수를 포함하는 냉각 유체나 공기를 포함하는 냉각 기체가 흐르도록 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 전자빔을 집속시키기 위한 자기장을 발생시키는 자석을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 한편, 상기 출력 포트를 루프형 결합기나 막대형 결합기로 구성하는 것을 특징으로 한다.The ultra-high frequency generating device of the present invention for achieving the above object uses a field emitter array (FEA) cathode which emits electrons by the electric field emission effect, thereby simplifying the structure by effectively emitting electrons without heating the heater and eliminating the heater. A cylindrical cathode formed in an array of field emitters to emit electrons in a vacuum by a field emission effect; A gate provided inside the cylindrical cathode and having a plurality of slots for converting electrons emitted from the cylindrical cathode into an electron beam; A grid having a plurality of slots inside the gate, the plurality of slots being slightly offset from the gate and allowing the electron beam to pass through the slots of the gate again; A cylindrical anode for receiving the electron beam passing through the slot of the grid; A cylindrical cylindrical output cavity surrounded by the grid and the cylindrical anode and generating ultrahigh frequency energy insulated from the cylindrical cathode and gate; And an output port for outputting ultra-high frequency energy generated in the cylindrical output cavity. Furthermore, a cooling tube penetrates into the cylindrical anode and cools or cools the gas to cool the heat generated when the electron beam strikes the cylindrical anode. Cooling water is provided inside the cooling means. It is characterized by allowing a cooling fluid containing or a cooling gas containing air to flow. In addition, it characterized in that it further comprises a magnet for generating a magnetic field for focusing the electron beam. On the other hand, the output port is characterized in that it comprises a loop coupler or a rod coupler.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 양호한 실시예에 따른 초고주파 발생 장치에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the ultra-high frequency generating device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 고안의 초고주파 발생 장치를 나타내는 정단면도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 본 고안의 초고주파 발생 장치는 FEA(Field emitter array)로형성되어 전장 방출 효과(field emission effect)에 의해 전자를 방출하는 원통형 FEA 캐소드(110)와, 원통형 FEA 캐소드(110) 내측에 설치되어 원통형 FEA 캐소드(110)로부터 방출된 전자를 전자빔으로 변환시키기 위한 복수개의 슬롯(125)을 가지며, 원통형 FEA 캐소드(110)로부터 방출된 전자의 흐름을 제어하고 집속하기 위한 게이트(120)와, 원통형 FEA 캐소드(110)로부터 방출된 전자빔을 집속시키기 위한 자기장을 발생시키는 자석(130)과, 게이트(120)의 내측에 설치되어 게이트(120)의 슬롯(125)을 통과한 전자들을 또 다시 통과시키는 복수개의 슬롯(145)을 가지는 그리드(140)와, 그리드(140) 내측에 설치되어 그리드(140)의 슬롯(145)을 통과한 전자빔을 수신하는 원통형 애노드(150)와, 원통형 애노드(150) 내부에 형성되어 전자빔들이 초고주파 에너지를 전환시킨 뒤 원통형 애노드(150)에 부딪힐 때 발생되는 열을 식히기 위한 냉각관(160)과, 그리드(140)와 원통형 애노드(150)에 의해 둘러싸여 초고주파 에너지를 발생시키는 진공의 원통형 출력 공동(170)과, 원통형 애노드(150)에 설치되어 원통형 출력 공동(170)에서 발생된 초고주파 에너지를 출력시키는 출력 포트(180) 및 원통형 FEA 캐소드(110)와 원통형 애노드(150)에 전압을 인가하는 전력 공급 장치(190)를 구비하여 이루어진다.2 is a front sectional view showing an ultra-high frequency generating device of the present invention. As shown in this figure, the ultra-high frequency generating device of the present invention is formed of a field emitter array (FEA) and emits electrons by a field emission effect (field emission effect), a cylindrical FEA cathode 110, and a cylindrical FEA cathode ( 110 is installed inside and has a plurality of slots 125 for converting electrons emitted from the cylindrical FEA cathode 110 into an electron beam, a gate for controlling and focusing the flow of electrons emitted from the cylindrical FEA cathode 110 A magnet 130 for generating a magnetic field for focusing the electron beam emitted from the cylindrical FEA cathode 110, and a slot 125 of the gate 120 that is provided inside the gate 120. A grid 140 having a plurality of slots 145 for passing electrons again, a cylindrical anode 150 installed inside the grid 140 and receiving an electron beam passing through the slots 145 of the grid 140; , Cylindrical It is formed inside the anode 150 by the cooling tube 160 to cool the heat generated when the electron beams are converted to the ultra-high frequency energy and hit the cylindrical anode 150, by the grid 140 and the cylindrical anode 150 The cylindrical cylindrical output cavity 170 of the vacuum to generate the ultra-high frequency energy, the output port 180 and the cylindrical FEA cathode 110 installed in the cylindrical anode 150 to output the ultra-high frequency energy generated in the cylindrical output cavity 170 And a power supply device 190 for applying a voltage to the cylindrical anode 150.

전술한 구성에 있어서, 원통형 FEA 캐소드(110)는 FEA로 형성되어 있으며 게이트(120)에 적절한 전압을 인가하여 FEA 캐소드(110) 표면에 강전계를 가했을 때 전자가 방출하게 된다.In the above-described configuration, the cylindrical FEA cathode 110 is formed of FEA and electrons are emitted when a strong electric field is applied to the surface of the FEA cathode 110 by applying an appropriate voltage to the gate 120.

그리드(140)는 게이트(120)에 의해 집속된 전자빔이 확산되기 전에 원통형 출력 공동(170)으로 전달시켜 효과적으로 원통형 출력 공동(170)에서 초고주파를발생시킬 수 있도록 게이트(120)와 다소 어긋나도록 설치되어 있다. 이와 같이, 게이트(120)와 그리드(140)가 다소 어긋나도록 설치함으로써 원통형 애노드(150)로부터 방출되어지는 이온의 역폭격(back bombardment) 현상을 방지할 수 있다. 이를 좀더 상세히 설명하면, 원통형 FEA 캐소드(110)에서 방출된 전자는 원통형 애노드(150)에 도달하여 원통형 애노드(150)에 부딪히게 되는 바, 이때 전자가 갖는 운동에너지로 인하여 원통형 애노드(150)와 부딪히면서 전자 및 이온(ion)이 방출된다. 이렇게 원통형 애노드(150)에서 방출된 전자 및 이온 중에서 전자에 비해 그 질량이 훨씬 무거운 이온은 원통형 FEA 캐소드(110)쪽으로 역으로 진행하게 되는데, 이러한 이온이 원통형 FEA 캐소드(110)와 충돌하게 되면 원통형 FEA 캐소드(110)의 뾰족한 산이 파괴되어 더 이상 원통형 FEA 캐소드(110)가 제기능을 발휘하지 못하게 되는 문제점이 발생하는 바, 게이트(120)와 그리드(140)를 다소 어긋나게 설치함으로써 역으로 진행하는 이온이 게이트(120)에 의해 원통형 FEA 캐소드(110)에 도달하는 것을 방지하여 초고주파 발생 장치를 구조적으로 안정시킬 수 있는 이점이 있다.The grid 140 is installed so as to deviate slightly from the gate 120 so that the electron beam focused by the gate 120 is transmitted to the cylindrical output cavity 170 before being diffused so as to effectively generate ultra-high frequency in the cylindrical output cavity 170. It is. As such, the gate 120 and the grid 140 may be disposed to be slightly displaced to prevent the back bombardment of ions emitted from the cylindrical anode 150. In more detail, the electrons emitted from the cylindrical FEA cathode 110 reach the cylindrical anode 150 to impinge on the cylindrical anode 150, and at this time, due to the kinetic energy of the electrons, As they collide, electrons and ions are released. The electrons and ions that are heavier in mass than the electrons emitted from the cylindrical anode 150 proceed backward toward the cylindrical FEA cathode 110. When such ions collide with the cylindrical FEA cathode 110, the cylindrical There is a problem that the pointed acid of the FEA cathode 110 is destroyed and the cylindrical FEA cathode 110 no longer functions properly, and thus, the gate 120 and the grid 140 are slightly displaced to reverse the process. By preventing the ions from reaching the cylindrical FEA cathode 110 by the gate 120, there is an advantage that can structurally stabilize the ultra-high frequency generating device.

또한, 게이트(120)와 그리드(140)를 다소 어긋나게 설치함으로써 전자빔 집속을 위한 자석(130)이 전자빔의 궤적을 나선형으로 만들기 전에 원통형 FEA 캐소드(110)로부터 방출되어지면서 나선궤도를 그리게 되므로 전자빔이 효율적으로 원통중앙으로 집속되고 원통형 출력 공동(170)에서 효과적으로 전자빔의 에너지를 초고주파로 전환시킨다.In addition, the gate 120 and the grid 140 are somewhat displaced so that the magnet 130 for the electron beam focusing is emitted from the cylindrical FEA cathode 110 before the spiral of the electron beam is spiraled, thereby drawing a spiral orbit. It is efficiently focused to the center of the cylinder and effectively converts the energy of the electron beam into ultra-high frequency in the cylindrical output cavity 170.

한편, 냉각관(160)에는 원통형 애노드 내부로 관통하는 한편, 그 내부로 냉각수 또는 냉각기체를 유동시켜 전자빔이 원통형 애노드에 부딪힐 때 발생되는 열을 식힌다.On the other hand, the cooling tube 160 penetrates into the cylindrical anode, while cooling water or cooling gas flows therein to cool the heat generated when the electron beam strikes the cylindrical anode.

출력 포트(180)로는 루프형 결합기와 막대형 결합기가 사용될 수 있으며 이하, 본 고안의 실시예에서는 루프형 결합기를 사용하여 설명을 진행한다.As the output port 180, a loop coupler and a rod coupler may be used. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using a loop coupler.

도 3 및 도 4는 본 고안의 초고주파 발생 장치의 등가 회로도로써, 도 3은 정단면도를 기준으로 한 본 고안의 초고주파 발생 장치의 등가회로도이고, 도 4는 평단면도를 기준으로 한 본 고안의 원통형 초고주파 발생 장치의 등가 회로도이다. 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 본 고안의 초고주파 발생 장치에서 원통형 FEA 캐소드(110)와 원통형 애노드(150)는 각각 전력 공급 장치(190)의 -단자 및 +단자에 접속되어 있고, 게이트(120)와 그리드(140)에는 원통형 FEA 캐소드(110)가 전장 방출 효과에 의해 전자를 방출시킬 수 있도록 적절한 전압이 접속되어 있다.3 and 4 is an equivalent circuit diagram of the ultra-high frequency generating device of the present invention, Figure 3 is an equivalent circuit diagram of the ultra-high frequency generating device of the present invention on the basis of a constant cross-sectional view, Figure 4 is a cylindrical section of the present invention on the basis of a plan Equivalent circuit diagram of an ultra-high frequency generator. 3 and 4, in the ultra-high frequency generator of the present invention, the cylindrical FEA cathode 110 and the cylindrical anode 150 are connected to the negative terminal and the positive terminal of the power supply device 190, respectively. An appropriate voltage is connected to the 120 and the grid 140 so that the cylindrical FEA cathode 110 can emit electrons by the electric field emission effect.

한편, 그리드(140)와 원통형 애노드(150)는 동일체로 그리드(140)와 원통형 애노드(150)는 동일한 전위를 갖는다. 반면에 게이트(120)는 원통형 FEA 캐소드(110)와 동일체이면서 원통형 출력 공동(170)과는 서로 다른 전위를 갖는다.Meanwhile, the grid 140 and the cylindrical anode 150 are the same, and the grid 140 and the cylindrical anode 150 have the same potential. On the other hand, gate 120 is the same as cylindrical FEA cathode 110 and has a different potential from cylindrical output cavity 170.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 고안의 초고주파 발생 장치의 동작 과정에 대해서 설명한다.Hereinafter, an operation process of the ultra-high frequency generating device of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4.

게이트(120)에 적절한 전압이 인가되어 원통형 FEA 캐소드(110)에 강전계가 가해지면, 원통형 FEA 캐소드(110)는 전장 방출 효과에 의해 전자를 방출하게 된다.When an appropriate voltage is applied to the gate 120 to apply a strong electric field to the cylindrical FEA cathode 110, the cylindrical FEA cathode 110 emits electrons by the electric field emission effect.

전술한 바와 같이, 원통형 FEA 캐소드(110)로부터 방출된 전자는 게이트(120)의 슬롯(125) 및 그리드(140)의 슬롯(145)을 거쳐 원통형 애노드(150)에 도착하게 되는 데, 여기서, 원통형 FEA 캐소드(110) 및 게이트(120)와 원통형 출력 공동(170) 사이에 형성된 전계에 의해 원통형 FEA 캐소드(110)에서 방출된 전자 그룹이 게이트(120)의 슬롯(125)을 통과할 때 전자빔으로 변환된다. 이렇게 변환된 전자빔은 게이트(120)와 다소 어긋나게 설치되어 있는 그리드(140) 사이에서 가속되며, 이 가속된 전자빔은 초기부터 나선형의 궤적을 그리며 그리드(140)의 슬롯(145)을 통과하여 원통형 애노드(150)를 향해 운동한다. 이렇게 원통형 애노드(150)를 향해 운동해온 전자빔의 나선 운동 에너지는 원통형 출력 공동(170) 내에서 초고주파 에너지로 전환되면서 초고주파를 발생시킨다. 이렇게 발생된 초고주파는 출력 포트(180)에 의해 출력되어진다.As described above, electrons emitted from the cylindrical FEA cathode 110 arrive at the cylindrical anode 150 via the slot 125 of the gate 120 and the slot 145 of the grid 140, where Electron beam when electron groups emitted from the cylindrical FEA cathode 110 pass through the slot 125 of the gate 120 by the cylindrical FEA cathode 110 and the electric field formed between the gate 120 and the cylindrical output cavity 170. Is converted to. The converted electron beam is accelerated between the grid 140 and the gate 140, which is slightly offset from the gate 120, and the accelerated electron beam passes through the slot 145 of the grid 140 and forms a spiral trajectory from the beginning. Work towards 150. The spiral kinetic energy of the electron beam that has moved toward the cylindrical anode 150 is converted into ultra high frequency energy in the cylindrical output cavity 170 to generate ultra high frequency. The ultra-high frequency generated in this way is output by the output port 180.

본 고안의 초고주파 발생 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 고안의 기술사상이 허용할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.The ultra-high frequency generating device of the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be variously modified and implemented within the range that can be permitted by the technical idea of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안의 초고주파 발생 장치에 따르면, 전장 방출 효과에 의해 전자를 방출시키는 FEA 캐소드를 이용하여 히터의 가열 없이도 전자를 효과적으로 방출시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, FEA 캐소드를 사용함으로써 히터를 설치할 필요가 없어 구조를 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.According to the ultra-high frequency generating device of the present invention as described above, by using the FEA cathode that emits electrons by the electric field emission effect has an effect that can effectively emit electrons without heating the heater. In addition, there is no need to install a heater by using the FEA cathode, there is an effect that can simplify the structure.

한편, 게이트와 그리드를 다소 어긋나게 설치함으로써 전자빔을 효과적으로 집속하고 제어할 수 있는 효과가 있다. 또한, 자석으로 전자빔의 궤적을 나선형으로 형성시킴과 동시에 게이트와 그리드를 다소 어긋나게 설치하여 전자빔이 원통형 FEA 캐소드로부터 방출되어지면서 나선운동을 하게 함으로서 원통형 출력 공동 내에서 상호 작용을 보다 강하게 일으켜 초고주파 발생 장치의 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.On the other hand, by providing the gate and the grid slightly offset, there is an effect that can effectively focus and control the electron beam. In addition, by forming the path of the electron beam in a spiral shape with a magnet, the gate and the grid are installed a little differently, and the electron beam is released from the cylindrical FEA cathode, causing the spiral motion to cause the interaction within the cylindrical output cavity to generate stronger interaction. There is an effect that can increase the efficiency of.

Claims (7)

전계 에미터 배열로 형성되어 전장 방출 효과에 의해 진공 중에 전자를 방출시키는 원통형 캐소드와;A cylindrical cathode formed in a field emitter array to emit electrons in a vacuum by a field emission effect; 상기 원통형 캐소드 내측에 설치되어 상기 원통형 캐소드로부터 방출된 전자를 전자빔으로 변환시키기 위한 복수개의 슬롯을 구비한 게이트와;A gate provided inside the cylindrical cathode and having a plurality of slots for converting electrons emitted from the cylindrical cathode into an electron beam; 상기 게이트 내측에 상기 게이트와 다소 어긋나게 설치되어 상기 게이트의 슬롯을 통과한 전자빔을 다시 통과시키는 복수개의 슬롯을 구비한 그리드와;A grid having a plurality of slots inside the gate, the plurality of slots being slightly offset from the gate and allowing the electron beam to pass through the slots of the gate again; 상기 그리드의 슬롯을 통과한 전자빔을 수신하는 원통형 애노드와;A cylindrical anode for receiving the electron beam passing through the slot of the grid; 상기 그리드와 상기 원통형 애노드에 의해 둘러싸여 이루어지며 상기 원통형 캐소드 및 게이트와 절연되어 있는 초고주파 에너지를 발생시키는 진공의 원통형 출력 공동; 및A cylindrical cylindrical output cavity surrounded by the grid and the cylindrical anode and generating ultrahigh frequency energy insulated from the cylindrical cathode and gate; And 상기 원통형 출력 공동에서 발생된 초고주파 에너지를 출력시키는 출력 포트를 구비하여 이루어지는 초고주파 발생 장치.And an output port for outputting ultra-high frequency energy generated in the cylindrical output cavity. 제 1항에 있어서, 상기 원통형 애노드 내부로 관통하는 한편, 그 내부로 냉각수 또는 냉각기체를 유동시켜 상기 전자빔이 상기 원통형 애노드에 부딪힐 때 발생되는 열을 식히는 냉각관을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초고주파 발생 장치.The method of claim 1, further comprising a cooling tube that penetrates into the cylindrical anode and cools or cools the gas to cool the heat generated when the electron beam strikes the cylindrical anode. Ultra high frequency generator. (삭 제)(delete) (삭 제)(delete) 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 전자빔을 집속시키기 위한 자기장을 발생시키는 자석을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초고주파 발생 장치.The ultra-high frequency generating device according to claim 1 or 2, further comprising a magnet for generating a magnetic field for focusing the electron beam. (삭 제)(delete) (삭 제)(delete)
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