(57)【要約】【課題】電子銃自体の構造でガンオシレーションの発生を低減できるマイクロ波管の電子銃を提供する。【解決手段】マイクロ波管の電子銃12は、カソード23、アノード26、ウェネルト電極25、およびハウジング27を備える。カソード23は、電子ビームを放出する。アノード26は、カソード23に対向する。ウェネルト電極25は、カソード23の周囲に配設されるとともに、アノード26に対して反対の背面側にアノード26から離れる方向に向かって縮径する傾斜面34が設けられ、カソード23から放出される電子ビームを集束する。ハウジング27は、カソード23およびウェネルト電極25を内包する壁部36を有し、壁部36にウェネルト電極25の傾斜面34と同じ方向に傾斜する傾斜内壁面37が設けられている。【選択図】図１
2017004778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを放出するカソードと、
前記カソードに対向するアノードと、
前記カソードの周囲に配設されるとともに、前記アノードに対して反対の背面側に前記アノードから離れる方向に向かって縮径する傾斜面が設けられ、前記カソードから放出される前記電子ビームを集束するウェネルト電極と、
前記カソードおよび前記ウェネルト電極を内包する壁部を有し、前記壁部に前記ウェネルト電極の前記傾斜面と同じ方向に傾斜する傾斜内壁面が設けられているハウジングと
を具備することを特徴とするマイクロ波管の電子銃。
【請求項２】
前記ウェネルト電極の前記傾斜面と前記ハウジングの前記傾斜内壁面との間の間隔は一定である
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロ波管の電子銃。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マイクロ波管の電子銃に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波管としてクライストロンがある。このクライストロンにおいては、電子銃から引き出された電子ビームを、アノードを通過して空胴部内に導入した後、コレクタに捕獲する。電子銃に近い入力空胴から入力された高周波入力信号は、電子ビームによって増幅されて高い高周波出力となり、出力空胴に接続された出力窓から出力される。
【０００３】
高周波出力は入力信号波形に相当するパルス波形となることが必要であるが、採用した電子銃の構造によっては「ガンオシレーション」と呼ばれる現象により特定の周波数での発振が生じることにより、エネルギーの一部が消費されて出力波形の一部に欠けが現れる。この場合、クライストロンにおけるエネルギー効率の低下、ビーム変調による増幅の不調、および管球構造体に局所的な負荷が加わるなどの不具合が生じる。
【０００４】
そのため、クライストロンの効率と安定動作を維持するためには、目的以外の周波数の発振を抑制する必要がある。
【０００５】
電子銃のハウジング内に電波吸収体を配置し、ガンオシレーションの発生を抑制する提案がある。
【０００６】
しかしながら、電子銃のハウジング内に別部品である電波吸収体を配置しなければならないので、電子銃自体の構造でガンオシレーションの発生を低減できることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９-１６１６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、電子銃自体の構造でガンオシレーションの発生を低減できるマイクロ波管の電子銃を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態のマイクロ波管の電子銃は、カソード、アノード、ウェネルト電極、およびハウジングを備える。カソードは、電子ビームを放出する。アノードは、カソードに対向する。ウェネルト電極は、カソードの周囲に配設されるとともに、アノードに対して反対の背面側にアノードから離れる方向に向かって縮径する傾斜面が設けられ、カソードから放出される電子ビームを集束する。ハウジングは、カソードおよびウェネルト電極を内包する壁部を有し、壁部にウェネルト電極の傾斜面と同じ方向に傾斜する傾斜内壁面が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態を示すマイクロ波管の電子銃の断面図である。
【図２】同上マイクロ波管の断面図である。
【図３】同上マイクロ波管の入力パルス波形の波形図である。
【図４】同上マイクロ波管のガンオシレーションの影響を受けた出力パルス波形の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、一実施形態を、図１ないし図４を参照して説明する。
【００１２】
図２に、マイクロ波管としてのクライストロン10の断面図を示す。
【００１３】
クライストロン10は、電子ビーム11の起点となる電子銃12、この電子銃12で発生する電子ビーム11のエネルギーで高周波を増幅する空胴部13、この空胴部13を通過する電子ビーム11を捕獲して冷却するコレクタ14、空胴部13に高周波を入力する高周波入力口15、および空胴部13で増幅された高周波を取り出す高周波出力窓16を備えている。
【００１４】
クライストロン10は、クライストロン10の内部を排気しながらベーキング処理するための排気管17、および、クライストロン10を動作させる際に管球内の放出ガスを排出するための真空ポンプ18を備える。排気管17は、ベーキングの終了後に封じ切られる。真空ポンプ18は、イオンポンプやゲッタ型ポンプのような密閉型のものが用いられる。
【００１５】
電子銃12および空胴部13の周囲には、空胴部13の内壁に電子ビーム11が入射して損失しないように、クライストロン10の軸方向に平行な磁場を形成するカウンターコイル19および集束コイル20がそれぞれ配設されている。さらに、空胴部13の入口付近は、空胴部13の内壁に電子ビーム11が入射して損失しないように、電子銃12側に向けて拡開するテーパー形状に形成されている。
【００１６】
図１に、クライストロン10の電子銃12の断面図を示す。
【００１７】
電子銃12は、電子ビーム11を放出するカソード23、このカソード23を加熱して熱電子を放出させるヒータ24、カソード23から放出される電子ビーム11を集束、整形するためのウェネルト電極25、カソード23から電子を引き出すアノード26、およびこれらを収容するハウジング27を備えている。
【００１８】
カソード23は、カソード支持フランジ28によって支持されている。
【００１９】
ヒータ24は、給電のための一対のヒータ端子29a，29bを備えている。一方のヒータ端子29aがカソード支持フランジ28に接続され、他方のヒータ端子29bがウェネルト支持筒30および電子銃支持フランジ31に接続されている。カソード支持フランジ28とウェネルト支持筒30とは絶縁筒32を介して連結されている。
【００２０】
ウェネルト電極25は、カソード23の周囲に、ウェネルト支持筒30によって配設されている。ウェネルト支持筒30は電子銃支持フランジ31に支持されている。ウェネルト電極25のアノード26に対向する先端には径方向に曲面状となる先端部33が設けられている。ウェネルト電極25の外面でかつアノード26に対して反対の背面側には、アノード26から離れる方向に向かって先端部33から縮径する傾斜面34が設けられている。この傾斜面34は、平面でよいし、曲面でもよい。
【００２１】
アノード26は、空胴部13の入口に設けられ、カソード23に対向されている。
【００２２】
ハウジング27は、アノード26を支持するフランジである支持部35、カソード23およびウェネルト電極25などを内包する筒状の壁部36を備えている。壁部36の内周面には、ウェネルト電極25の傾斜面34と同じ方向に傾斜する傾斜内壁面37が設けられている。すなわち、傾斜内壁面37は、アノード26から離れる方向に向かって支持部35から縮径されている。なお、ウェネルト電極25の傾斜面34とハウジング27の傾斜内壁面37との間の間隔は一定であることが好ましい。
【００２３】
ハウジング27の壁部36と電子銃支持フランジ31との間には、ハウジング27を介したアノード26と電子銃支持フランジ31を介したカソード23およびウェネルト電極25との間に印加される高電圧に対して絶縁を維持する絶縁筒38が設けられている。
【００２４】
そして、図２に示すクライストロン10において、電子銃12から引き出された電子ビーム11を、アノード26を通過して空胴部13内に導入した後、コレクタ14に捕獲する。高周波入力口15から空胴部13の電子銃12に近い入力空胴に入力された高周波入力信号は、電子ビーム11によって増幅されて高い高周波出力となり、空胴部13の出力空胴に接続された高周波出力窓16から出力される。
【００２５】
図３に示すように、高周波入力口15からはフラットトップのパルス波形の高周波入力信号が入力されるが、「ガンオシレーション」と呼ばれる現象により電子銃12で特定の周波数での発振が生じた場合には、図４に示すように、入力波形のエネルギーの一部が消費されて出力波形の一部に欠けが現れる。この場合、クライストロン10におけるエネルギー効率の低下、ビーム変調による増幅の不調、および管球構造体に局所的な負荷が加わるなどの不具合が生じる。
【００２６】
ガンオシレーションは、図１に示すように、ハウジング27の壁部36の内側の領域40で、不要な周波数の高周波が滞留することによって生じるとされている。そのため、ガンオシレーションを抑制するためには、この領域40にある内部構造物の形状を高周波が滞留しにくい構造とすることが効果的である。
【００２７】
そこで、ウェネルト電極25の外面でかつアノード26に対して反対の背面側に、アノード26から離れる方向に向かって先端部33から縮径する傾斜面34が設けるとともに、ハウジング27の壁部36の内周面に、ウェネルト電極25の傾斜面34と同じ方向に傾斜する傾斜内壁面37が設ける。
【００２８】
この構成により、ウェネルト電極25の傾斜面34とハウジング27の傾斜内壁面37との間の間隔が拡大するのを少なくし、高周波伝送インピーダンスの不連続部分を低減することができ、領域40内の高周波が流れやすく、領域40内で高周波が滞留するのを抑制できる。
【００２９】
さらに、ウェネルト電極25の傾斜面34とハウジング27の傾斜内壁面37との間の間隔を一定とすることにより、領域40内で高周波が滞留するのをより抑制できる。
【００３０】
このように、クライストロン10におけるガンオシレーションが発生する領域40での不要な周波数の高周波の滞留を抑制でき、これにより出力波形の乱れを抑制し、入力波形に相当する波形を維持した出力できるクライストロン10の電子銃12を提供することができる。
【００３１】
なお、マイクロ波管としてクライストロンを示したが、進行波管やジャイロトロンなどの他のマイクロ波管にも適用できる。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３３】
10    マイクロ波管としてのクライストロン
11    電子ビーム
12    電子銃
23    カソード
25    ウェネルト電極
26    アノード
27    ハウジング
34    傾斜面
36    壁部
37    傾斜内壁面
【図１】
2017004778.tif 000003
【図２】
2017004778.tif 000004
【図３】
2017004778.tif 000005
【図４】
2017004778.tif 000006