(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードに同軸状に取囲まれたカソードと、前記アノードに接続された出力結合部材を有する軸方向出力部と、前記カソードの端部と前記出力結合部材の間に設置されている分断プレートとを含んでおり、前記プレートは面的な大きさを持ち、その等価回路の共振周波数がマグネトロンの実質的な動作周波数となるように設置されていることを特徴とするマグネトロン。
請求項１に記載のマグネトロン。
【請求項２】
前記分断プレートが平面的なディスクである請求項１に記載のマグネトロン。
【請求項３】
前記分断プレートは支柱によって支持されている請求項１または２に記載のマグネトロン。
【請求項４】
前記出力結合部材が前記部材上に取付けられている請求項３に記載のマグネトロン。
【請求項５】
前記支柱が前記カソード上に取付けられている請求項３に記載のマグネトロン。
【請求項６】
前記プレートが銅である請求項１乃至５のいずれか１の請求項に記載のマグネトロン。
【請求項７】
Ｘ帯域において動作する請求項１乃至６のいずれか１の請求項に記載のマグネトロン。
【請求項８】
アノードが複数のアノード羽根を含み、前記出力結合部材はディスクと、交互のアノード羽根を前記ディスクに接続するための電気的接続とを含む請求項１乃至７のいずれか１の請求項に記載のマグネトロン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマグネトロンに関するものであり、より詳細には出力エネルギーがデバイスから軸方向に結合されるマグネトロンに関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
出力エネルギーがデバイスの長さ方向の軸に沿って結合されるマグネトロンが図１に概略的に示されている。カソード１は長さ方向の軸Ｘ-Ｘ上に配置され、アノード構造２によって取囲まれている。アノードは円筒状のアノードシェル３を含み、ここでは４と５の２つが示されているが、複数のアノード羽根がそれらの間に共振空洞を形成するように内部から突出している。同軸構造の端部にある磁極片６と７は、カソード１とアノード２の間の領域に軸方向磁界を発生するように配置されている。
【０００３】
このマグネトロンにおいて、エネルギーは外部導体９と内部導体１０を有する同軸出力線８を経由してマグネトロンから取出される。内部導体１０は金属製出力結合部材１１に結合され、金属製出力結合部材１１はディスク部分１２とその周辺あたりにある複数の導電性フィンガー１３，１４を含み、導電性フィンガーは交互のアノード羽根に接続されている。マグネトロンが動作している間、エネルギーは出力結合部材１１を経由して出力線８に結合される。
【０００４】
本発明者は、図１に示されるタイプのマグネトロン、特に高出力エネルギーを与えるために動作するマグネトロンに問題が発生することに気付いた。出力結合部材１１とそれに面しているカソード１の端部１５との間に静電容量結合が存在し、カソードのこの部分はしばしば“トップハット”の用語で呼ばれている。静電容量結合は図１においてＣ0として示されている。多くのアノード空洞が、例えば、Ｘ帯域で動作するマグネトロンに含まれるという問題は特に深刻である。静電容量結合の存在は出力エネルギーの損失を導く。
【０００５】
【発明の開示】
この発明によれば、マグネトロンはアノードに同軸状に取囲まれたカソードと、アノードに接続された出力結合部材を有する軸方向出力部と、カソードの端部と前記部材の間に設置されている分断プレートを備えたマグネトロンを提供する。
【０００６】
この発明を使用することにより、静電容量結合により生じる電力損失を減少又は抑制することができる。分断プレートは高インピーダンスの構成部品であり、この発明の一つの好ましい実施例では、支柱上に取付けられたディスクを有し、その支柱は出力結合部材上に取付けられている。ディスクは出力結合部材の表面に面して溝を形成し、既存の静電容量Ｃ0と直列に高インピーダンスを提供する。有利なことに、分断プレートの等価回路がインダクタンスと静電容量が並列で、マグネトロンの動作周波数において共振する共振回路を与えるように分断プレートの大きさは選択される。その時、これは静電容量結合により生じる電力損失を減少又は抑制する。分断プレートの等価回路がマグネトロンの動作周波数において共振する共振回路として動作することが好ましいが、共振周波数が動作周波数と異なる場合であっても利点があることが判明することもある。
【０００７】
本発明を利用する他の利点は、カソードの端部ハット形状をまだ保持し、従って、マグネトロンのアノード/カソード領域からの迷電子から周りにある金属表面を保護している間、静電容量結合固有の効果を打消すことができることである。
【０００８】
分断プレートはカソードの端部ハット及び出力結合部材の面する表面に平行な大きな表面積を提供するディスクが好ましい。しかしながら、他のプレート形状も利用することができる。分断プレートは、例えば銅のような、適当な金属であってもよい。
【０００９】
上述したように、好ましい実施例においては分断プレートは出力結合部材上に取付けられる支柱によって支持される。他の構成では、支柱はカソードによって支持される。さらに、この構成はマグネトロンの出力部に存在する固有静電容量と直列に高インピーダンスの構成部品を提供するが、それは実施するにはあまり適切ではない。
【００１０】
【本発明の好適な実施の形態】
発明を実施するいくつかの方法が添付図に関連づけられた例示の方法によって今説明される。
【００１１】
図２を参照すると、マグネトロンは図１に関して説明されたものと類似しており、便宜的に同じ参照数字が同じ部品に対し用いられる。カソード１はアノード２によって取囲まれており、同軸出力線９はマグネトロンの内部からエネルギーを取出すために出力結合部材１１を経由して接続されている。
【００１２】
このマグネトロンにおいて、銅製分断プレート１６はカソードの端部ハット１５と出力結合部材１１の一部分を形成しているディスク１２との間に配置されている。プレート１６は円形平面部材であり、ディスク１２の中央に取付けられている支柱１７によってその中央で支持される。トップハット１５の端部に面する分断プレート１６の面１８の間に静電容量が存在し、この静電容量Ｃ0は図１の構成において存在するものである。更に、出力結合部材１２に面する分断プレート１６の他の面１９の間に静電容量が存在する。
【００１３】
分断プレート１６は出力結合部材１２を有する溝を形成し、それは図２に寸法ａとして示されている４分の１波長である。分断プレート１６の導入は、並列の実効インダクタンスと静電容量を与え、マグネトロンの動作周波数で共振するように配置された共振回路を提供する。等価回路が図３に示されており、Ｌ1及びＣ1は分断プレート１６によるインダクタンス及び静電容量であり、静電容量Ｃ0は前に存在していた静電容量である。静電容量結合は、マグネトロンの動作周波数であるｆがｆ＝1/（2π√（Ｌ1Ｃ1））であるのように分断プレート１６の寸法と位置が選択される時、ゼロになる。
【００１４】
図４は発明による他の実施例を示している。マグネトロンは図２に示されているものに類似しているが、この場合、分断プレート２０はカソード１の端部ハット１５上に取付けられている支柱２１によって支持されている。この構成の等価回路は図３に示されているものと同じである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来例を示す概略図である。
【図２】  本発明によるマグネトロンの長さ方向の概略図である。
【図３】  図２のマグネトロンに関する説明図である。
【図４】  本発明による他のマグネトロンの長さ方向の断面図を概略的に示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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