JPH02155146A - Electron gun structure for microwave tube - Google Patents
Electron gun structure for microwave tubeInfo
- Publication number
- JPH02155146A JPH02155146A JP30699488A JP30699488A JPH02155146A JP H02155146 A JPH02155146 A JP H02155146A JP 30699488 A JP30699488 A JP 30699488A JP 30699488 A JP30699488 A JP 30699488A JP H02155146 A JPH02155146 A JP H02155146A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- cylinder
- diameter
- electron gun
- insulating cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明は、マイクロ波管の電子銃構体に係わり、とく
にカソード支持体およびそれをとりまく絶縁筒の構造の
改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an electron gun assembly for a microwave tube, and particularly to improvements in the structure of a cathode support and an insulating cylinder surrounding the cathode support.
例えば多空胴クライストロン、進行波管、ジャイロトロ
ン、その他電子ビームを概ね直進させてマイクロ波の発
振、あるいは増幅動作をさせるマイクロ波管は、電子ビ
ームを発生する電子銃構体を備えている。For example, a multi-cavity klystron, a traveling wave tube, a gyrotron, and other microwave tubes that cause an electron beam to travel generally in a straight line to oscillate or amplify microwaves are equipped with an electron gun structure that generates an electron beam.
3GHz帯のパルスクライストロンを例にとれば、その
マイクロ波出力は数MW乃至100MW程度であり、そ
の動作電圧はおよそ 100k Vから450kV程度
に達する。従来のその電子銃構体は、第3図に示すよう
な構成である。同図を参照してクライストロンの動作を
概説する。含浸形カソード11の凹球面からなる電子放
出面12から放出された電子ビームは、カソードおよび
ボディを兼ねるアノード電極13の間に印加された加速
電圧により加速され、ビーム下流に設けられているボデ
ィの人力空胴、中間空胴、出力空胴、それらを連結する
ドリフト管(いずれも図示せず)からなる高周波部を通
過し、その間で入力空胴から励振された高周波と相互作
用して増幅作用に寄与する。Taking a 3 GHz band pulse klystron as an example, its microwave output is about several MW to about 100 MW, and its operating voltage reaches about 100 kV to about 450 kV. The conventional electron gun assembly has a structure as shown in FIG. The operation of the klystron will be outlined with reference to the same figure. The electron beam emitted from the electron emitting surface 12, which is a concave spherical surface of the impregnated cathode 11, is accelerated by an accelerating voltage applied between the cathode and the anode electrode 13, which also serves as the body, and is accelerated by the body provided downstream of the beam. It passes through a high frequency section consisting of a human powered cavity, an intermediate cavity, an output cavity, and a drift tube connecting them (all not shown), and interacts with the high frequency excited from the input cavity between them to have an amplification effect. Contribute to
カソード11のまわりには、同電位のウェネルト電極1
4が近接して配置され、ともにカソード支持円筒15の
上部15aに固定され保持されている。カソード支持円
筒15は、一定直径のまま図示の下方に延長され、その
下部15bがステ部材の一部をなす厚肉金属リングから
なるカソード端子16にろう接により固定され自立させ
られている。カソードに埋設された加熱用ヒータは、棒
状ヒータ給電体17に接続されている。カソードおよび
ウェネルト電極をとりまいてアノード電極と同電位の円
筒状金属容器18が設けられ、その下端部に一定直径の
セラミックス製の絶縁円筒19が気密ろう接され、この
絶縁円筒の下端部がカソード端子16に同じく気密ろう
接されている。なお図中の符号20はコロナリングをあ
られしている。Around the cathode 11, there is a Wehnelt electrode 1 at the same potential.
4 are arranged close to each other, and both are fixed and held on the upper part 15a of the cathode support cylinder 15. The cathode support cylinder 15 extends downward in the drawing while maintaining a constant diameter, and its lower part 15b is fixed by brazing to a cathode terminal 16 made of a thick metal ring that forms a part of the stay member, making it independent. The heater embedded in the cathode is connected to a rod-shaped heater power supply body 17. A cylindrical metal container 18 having the same potential as the anode electrode is provided surrounding the cathode and Wehnelt electrode, and an insulating cylinder 19 made of ceramic having a constant diameter is hermetically soldered to the lower end of the container, and the lower end of this insulating cylinder is connected to the cathode. It is also hermetically soldered to the terminal 16. Note that the reference numeral 20 in the figure indicates a corona ring.
こうしてカソード支持円筒15と、絶縁円筒19とは、
同軸的に軸方向に延長され、絶縁円筒はカッドとアノー
ド電極との間を電気的に絶縁している。In this way, the cathode support cylinder 15 and the insulating cylinder 19 are
A coaxial, axially extending insulating cylinder provides electrical isolation between the quad and the anode electrode.
(発明が解決しようとする課題)
第3図に示したようなりライストロンの電子銃構体にお
いては、カソードとアノード電極とが二極管構造をなし
ているため、両者間に高い直流電圧を印加した場合、こ
の部分の電子ビームは空間電荷制限領域で動作し、電子
の走行時間によってはこの二極管の抵抗に負の成分が生
じることがよく知られている。なお、電子の走行時間は
カソードとアノードの印加電圧すなわち加速電圧に依存
し、二極管の抵抗成分とは両者間の電圧をビーム電流に
より両者間に誘起される誘導電流で微分した値である。(Problem to be Solved by the Invention) As shown in Figure 3, in the Lystron electron gun structure, the cathode and anode electrodes have a diode structure, so when a high DC voltage is applied between them, It is well known that the electron beam in this part operates in a space charge limited region, and that depending on the electron travel time, a negative component occurs in the resistance of this diode. Note that the transit time of electrons depends on the voltage applied to the cathode and anode, that is, the accelerating voltage, and the resistance component of the diode is the value obtained by differentiating the voltage between the two with the induced current induced between the two by the beam current.
このような負性抵抗により、この部分で発振現象が起り
、それが電子ビームを変調し、正規の高周波増幅作用に
悪影響を与え、タライストロンの動作を不安定にする不
都合がある。Due to such negative resistance, an oscillation phenomenon occurs in this portion, which modulates the electron beam, adversely affecting the normal high frequency amplification function, and making the operation of the talistron unstable.
この現象は二極管発振と称され、理論的には次のような
条件を満たす場合に起るものと考えられる。This phenomenon is called diode oscillation, and is theoretically thought to occur when the following conditions are met.
(1)カソードおよびアノード間の電子ビームに十分大
きい負性抵抗が発生すること。(1) A sufficiently large negative resistance is generated in the electron beam between the cathode and the anode.
(2)上記(1)の条件に合う共振周波数と高いQ値を
もつ共振回路を形成していること。(2) Forming a resonant circuit with a resonant frequency and a high Q value that meet the conditions in (1) above.
(3)共振回路と電子ビームとが高周波的に強く結合し
ていること。(3) The resonant circuit and the electron beam are strongly coupled in terms of high frequency.
従来からこの二極管発振を抑制する手段が講じられてき
た。すなわち、カソードとアノードとの間の電子ビーム
の走行時間を変えて前記条件の合致を回避することや、
共振周波数を低い方に変化させること等が行なわれてい
る。しかし、前者は電子銃のパービアンスが最適値から
はずれてしまいやすく、実施困難である。後者は耐電圧
特性を十分確保するうえでの制約となったりして、やは
り実施困難である。その他、共振回路部分のQ値を低減
するように、例えば電子銃構体の内部に高周波吸収体を
配置することも考えられるが、吸収体がガス放出源とな
ったり、耐電圧特性が十分得られないなどの傾向がある
。Conventionally, measures have been taken to suppress this diode oscillation. That is, changing the travel time of the electron beam between the cathode and the anode to avoid meeting the above conditions;
Efforts are being made to lower the resonance frequency. However, the former method is difficult to implement because the perveance of the electron gun tends to deviate from the optimum value. The latter is also difficult to implement because it poses constraints on ensuring sufficient voltage resistance characteristics. Another possibility is to place a high-frequency absorber inside the electron gun structure to reduce the Q value of the resonant circuit, but the absorber may become a gas emission source or the withstand voltage characteristics may not be sufficient. There is a tendency that there is no such thing.
この発明は、以上のような不都合を解消し、比較的簡単
な構成で二極管発振を抑制でき、且つ十分な耐電圧特性
を備えるマイクロ波管の電子銃構体を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electron gun assembly for a microwave tube that eliminates the above-mentioned disadvantages, can suppress diode oscillation with a relatively simple configuration, and has sufficient withstand voltage characteristics.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
この発明は、同軸的に互いに内、外面で向き合う一方の
カソード支持筒がその上部側に対して下部が滑らかな曲
線状またはテーパ状に径大となっており、他方の絶縁筒
がアノード電極に接合された上部に対してステム部に接
合された下部が滑らかなテーパ状または曲線状で径小に
構成されてなるマイクロ波管の電子銃構体である。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In the present invention, one of the cathode support cylinders coaxially faces each other on the inner and outer surfaces, and the lower part thereof has a diameter in a smooth curved or tapered shape with respect to the upper side. A microwave tube electron gun in which the other insulating cylinder has an upper part joined to the anode electrode, and a lower part joined to the stem part has a smooth tapered or curved shape and has a small diameter. It is a structure.
(作用)
この発明によれば、カソードおよび加速アノード、およ
びその付近の構造体が、高いQ値の共振回路を構成しに
<<、二極管発振現象が起らず、且つ耐電圧性能も十分
なマイクロ波管の電子銃構体が得られる。(Function) According to the present invention, the cathode, the accelerating anode, and the structure in the vicinity constitute a resonant circuit with a high Q value, so that the diode oscillation phenomenon does not occur and the withstand voltage performance is sufficient. A microwave tube electron gun structure is obtained.
(実施例) 以下図面を参照してその実施例を説明する。(Example) Examples thereof will be described below with reference to the drawings.
なお第3図と同一部分は同一符号であられす。The same parts as in Figure 3 are designated by the same symbols.
第1図に示すように、ステム部に固定されたカソード支
持円筒21の図示上端部21aに、電子放出用カソード
11およびウェネルト電極14が保持されている。カソ
ード加熱用のヒータは、その脚部22が内側の同軸円筒
状のヒータ給電体23の−」二鎖に、可撓性のリボン2
4を介して電気的に接続されている。ウェネルト電極I
4は略球面状の漏斗状部14aを有し、これを包囲する
金属容器25の内面25aは漏斗状部14aと略同心状
の曲面を有している。これによりこの部分の等電位線を
均等分布化している。As shown in FIG. 1, the electron-emitting cathode 11 and the Wehnelt electrode 14 are held at the illustrated upper end 21a of the cathode support cylinder 21 fixed to the stem portion. The heater for heating the cathode has legs 22 attached to two chains of a coaxial cylindrical heater power supply body 23 and a flexible ribbon 2.
They are electrically connected via 4. Wehnelt electrode I
4 has a substantially spherical funnel-shaped portion 14a, and an inner surface 25a of a metal container 25 surrounding the funnel-shaped portion 14a has a curved surface substantially concentric with the funnel-shaped portion 14a. This makes the equipotential lines in this part evenly distributed.
そこで、カソードllとアノード電極13との間の電気
的絶縁をはかるセラミックス製絶縁筒26は、図示のア
ノード側上部26aが径大となっており、カソード側下
部26bがテーパ状に径小となっていて、それぞれ封着
用薄肉金属リング27.28により真空気密にろう接さ
れている。この絶縁筒26の内側に同軸的に位置するカ
ソード支持筒21は、カソード側上端部21aに対して
、絶縁筒26の内側領域の途中から下端部21bが滑ら
かなテーパ状で径大に構成され、厚肉金属リングからな
るカソード端子16の外周縁近傍にねじ止めされ、固定
されている。これにより、カソード支持円筒21と絶縁
円筒26とは、互いに逆の直径寸法関係に構成されてい
る。カソード支持円筒のテーパ状部21eには、罐数個
の通気孔21dが形成され、それに対応して内側のヒー
タ給電筒23にも通気孔23aが形成され、金属υF気
管29への排気コンダクタンスを大きくしている。絶縁
円筒26の上部26aのろう接部を内外から挟持するよ
うに、金属容器25の下端コロナリング部25bおよび
外部のコロナリング30.31が設けられている。また
絶縁円筒の下部26bのろう接部の外側を包囲するよう
に、下部コロナリング32が取付けられている。Therefore, the ceramic insulating cylinder 26 for electrically insulating between the cathode 11 and the anode electrode 13 has a larger diameter at the anode side upper part 26a shown in the figure and a tapered smaller diameter at the cathode side lower part 26b. and are vacuum-tightly soldered to each other by thin-walled metal rings 27 and 28 for sealing. The cathode support cylinder 21 located coaxially inside the insulating cylinder 26 has a lower end 21b having a smooth taper shape and a larger diameter from the middle of the inner region of the insulating cylinder 26 with respect to the upper end 21a on the cathode side. , is screwed and fixed near the outer peripheral edge of the cathode terminal 16 made of a thick metal ring. As a result, the cathode support cylinder 21 and the insulating cylinder 26 are configured to have opposite diameter dimensions. Several ventilation holes 21d are formed in the tapered portion 21e of the cathode support cylinder, and correspondingly, ventilation holes 23a are formed in the inner heater power supply tube 23 to reduce the exhaust conductance to the metal υF trachea 29. It's getting bigger. A lower end corona ring portion 25b of the metal container 25 and an external corona ring 30.31 are provided so as to sandwich the soldered portion of the upper portion 26a of the insulating cylinder 26 from the inside and outside. Further, a lower corona ring 32 is attached so as to surround the outside of the soldered portion of the lower portion 26b of the insulating cylinder.
組立てにあたっては、ヒータを内蔵するカソード1■お
よびウェネルト電極14をカソード支持円筒21および
ヒータ給電体23とともに一体的に組立てた構造体と、
金属容器25および絶縁円筒26の組立構造体とを、両
者の中心軸および軸方向の高さを所定寸法に位置決めし
て、第1のへりアーク溶接部Blで真空気密に接続する
。そしてこれらをアノード電極13をqする構造体に第
2のへりアーク溶接部B2で気密接合し、その外周の外
側コロナリング30.31を嵌合する。こうして比較的
容易に組立てることができるようになっている。When assembling, a structure is assembled in which the cathode 1 with a built-in heater and the Wehnelt electrode 14 are integrally assembled together with the cathode support cylinder 21 and the heater power supply body 23;
The metal container 25 and the assembled structure of the insulating cylinder 26 are positioned with their central axis and axial height at predetermined dimensions, and are vacuum-tightly connected at the first edge arc weld Bl. Then, these are hermetically joined to the structure surrounding the anode electrode 13 at the second edge arc weld B2, and the outer corona rings 30, 31 on the outer periphery thereof are fitted. This makes it relatively easy to assemble.
このような構造の電子銃構体をもつパルスクライストロ
ンの電子銃構体について、電子計算機によるシミュレー
ションの結果、セラミックス絶縁筒付近の直流等電位線
が第2図に示すような結果が得られた。すなわち、カソ
ード支持円筒が下部で径大となり、絶縁筒が逆に下部で
径小となっているため、電気力線は非常にスムースに真
空領域から管外に出ている。これは、第3図に示した従
来構造における等電位線Eと比較すれば歴然としている
。従来構造では、とくに絶縁筒の下部においてほぼ等電
位となる範囲がむやみに大きく、この部分にエネルギー
が集中しやすいので共振回路となりやすい。それにより
不所望な二極前発振が生じやすいのである。それに対し
てこの発明のものは、絶縁筒の全領域に電位がより一層
均等に分布し、また等電位線が絶縁筒に直角に近く透過
しており、こうしてエネルギーが一部に集中せず、高い
Q値の共振回路が生じにくくなっている。As a result of an electronic computer simulation of the electron gun structure of a pulsed klystron having such a structure, the DC equipotential lines near the ceramic insulating tube were as shown in FIG. 2. That is, since the cathode supporting cylinder has a large diameter at the bottom and the insulating cylinder has a small diameter at the bottom, the lines of electric force very smoothly exit from the vacuum region to the outside of the tube. This is obvious when compared with the equipotential line E in the conventional structure shown in FIG. In the conventional structure, the range where the electric potential is approximately equal is unnecessarily large, especially in the lower part of the insulating cylinder, and energy tends to concentrate in this part, which tends to cause a resonant circuit. This tends to cause undesired pre-dipole oscillation. On the other hand, in the case of the present invention, the potential is distributed more evenly over the entire area of the insulating cylinder, and the equipotential lines pass through the insulating cylinder almost at right angles, so that the energy is not concentrated in one part. A resonant circuit with a high Q value is less likely to occur.
したがってこの発明によれば、電子銃構体内部での二極
前発振現象が起りに<<、且っカソードとアノードとの
間の耐電圧特性も従来構造よりすぐれており、信頼性の
高い動作が得られる。Therefore, according to the present invention, the pre-dipolar oscillation phenomenon occurs inside the electron gun assembly, and the withstand voltage characteristics between the cathode and the anode are also superior to the conventional structure, resulting in highly reliable operation. can get.
なお、上記実施例ではカソード支持筒、あるいは絶縁筒
が、それぞれ上部から下部にがけてテーパ状に直径が変
化させられているものであるが、それに限らず、滑らか
な曲線状に形成されていてもよく、若しくは互いにそれ
らの組合わせであってもよい。In the above embodiments, the diameter of the cathode support cylinder or the insulating cylinder is tapered from the top to the bottom, but the diameter is not limited to this, and it may be formed into a smooth curve. or a combination thereof.
[発明の効果]
以上述べたようにこの発明によれば、カソードおよびア
ノード、およびその付近の構造体が、高いQ値の共振回
路を構成しに<<、二極管発振現象が起らず、且つ耐電
圧性能も十分なマイクロ波管の電子銃構体が得られる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the cathode, the anode, and the structure in the vicinity constitute a resonant circuit with a high Q value, so that the diode oscillation phenomenon does not occur, and A microwave tube electron gun structure with sufficient voltage resistance can be obtained.
第1図はこの発明の実施例を示す要部縦断面図、第2図
はその等電位線を模式的に示す半断面図、第3図は従来
構造を示す要部縦断面図である。
II・・・カソード、13・・・アノード電極、21・
・・カソード支持筒、21c・・・支持筒のテーパ部、
2B・・・絶縁筒、2Ba・・・絶縁筒の上部、26b
・・・絶縁筒の下部。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a half sectional view schematically showing equipotential lines thereof, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a main part showing a conventional structure. II... Cathode, 13... Anode electrode, 21.
...Cathode support tube, 21c...Tapered part of support tube,
2B... Insulating tube, 2Ba... Upper part of insulating tube, 26b
...lower part of the insulation tube.
Claims (1)
持し下部においてステム部材に固定されたカソード支持
筒と、上記カソードのビーム下流に配置されビーム通過
孔を有するアノード電極と、上記カソード支持筒の外周
に離隔して同軸的に配置され一端上部が上記アノード電
極に接続され他端下部が上記ステム部材に接合された絶
縁筒とを備えるマイクロ波管の電子銃構体において、上
記カソード支持筒が、その上部側に対して下部が滑らか
なテーパ状または曲線状で径大となっており、 上記絶縁筒が、アノード電極に接合された上部に対して
ステム部に接合された下部が滑らかなテーパ状または曲
線状で径小に構成されてなることを特徴とするマイクロ
波管の電子銃構体。[Scope of Claims] An electron-emitting cathode, a cathode support cylinder whose upper part supports the cathode and whose lower part is fixed to a stem member, an anode electrode arranged downstream of the beam of the cathode and having a beam passage hole; An electron gun assembly for a microwave tube, comprising an insulating tube that is spaced apart and coaxially disposed on the outer periphery of the cathode support tube, has an upper end connected to the anode electrode, and a lower end of the other end joined to the stem member. The supporting cylinder has a lower part with a smooth taper or curved shape and a larger diameter than the upper part, and the insulating cylinder has an upper part joined to the anode electrode and a lower part joined to the stem part. An electron gun structure for a microwave tube characterized by having a smooth tapered or curved shape with a small diameter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30699488A JPH0793103B2 (en) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | Microwave tube electron gun assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30699488A JPH0793103B2 (en) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | Microwave tube electron gun assembly |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02155146A true JPH02155146A (en) | 1990-06-14 |
| JPH0793103B2 JPH0793103B2 (en) | 1995-10-09 |
Family
ID=17963739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30699488A Expired - Lifetime JPH0793103B2 (en) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | Microwave tube electron gun assembly |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793103B2 (en) |
-
1988
- 1988-12-06 JP JP30699488A patent/JPH0793103B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0793103B2 (en) | 1995-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5415130B2 (en) | Magnetron | |
| JPH02155146A (en) | Electron gun structure for microwave tube | |
| US4489254A (en) | Magnetron | |
| JP2582830Y2 (en) | Bottom shield fixing structure of magnetron cathode assembly | |
| JP2758286B2 (en) | Microwave tube electron gun assembly | |
| KR100244312B1 (en) | Magnetron | |
| KR200152142Y1 (en) | Magnetron vane | |
| KR100269482B1 (en) | magnetron | |
| KR100231037B1 (en) | Magnetron | |
| KR200146180Y1 (en) | Magnetron bipolar vane structure | |
| JPH0155745B2 (en) | ||
| JP2006093041A (en) | Microwave tube | |
| KR200152119Y1 (en) | Magnetron Strap Fastening Structure | |
| KR200152143Y1 (en) | Magnetron's Strap | |
| JPS6298537A (en) | Magnetron for microwave oven | |
| JPS6323868Y2 (en) | ||
| JPH0498732A (en) | Microwave tube device | |
| JP2902030B2 (en) | Electron gun assembly for hollow electron beam emission | |
| JPH0112773Y2 (en) | ||
| KR940002926Y1 (en) | Magnetron | |
| JP2868806B2 (en) | Magnetron for microwave oven | |
| JPH03165423A (en) | Hollow electron gun composition for electron beam emission | |
| JPH03116632A (en) | Electron gun of microwave tube | |
| JP2003068220A (en) | Magnetron | |
| JP2002124194A (en) | Electron gun for hollow electron beam emission |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081009 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081009 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091009 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091009 Year of fee payment: 14 |