JPH0228596Y2 - - Google Patents
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- JPH0228596Y2 JPH0228596Y2 JP1983149374U JP14937483U JPH0228596Y2 JP H0228596 Y2 JPH0228596 Y2 JP H0228596Y2 JP 1983149374 U JP1983149374 U JP 1983149374U JP 14937483 U JP14937483 U JP 14937483U JP H0228596 Y2 JPH0228596 Y2 JP H0228596Y2
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- electron beam
- electron
- high frequency
- passage wall
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Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の技術分野〕
この考案は、ジヤイロトロン(ジヤイロモノト
ロン)、ジヤイロクライストロン、ジヤイロ進行
波管、ペニオトロン、ジヤイロペニオトロンとし
て知られるような電子サイクロトロンメーザ形の
マイクロ波管装置の改良に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of the invention] This invention is based on an electron cyclotron maser-type microelectronic cyclotron (gyromonotron), gyroklystron, gyroscope traveling wave tube, peniotron, and gyropeniotron. Concerning improvements to wave tube devices.
上述の如き中空電子ビームのサイクロトロンモ
ードと円筒状共振空胴からなる共振回路の所定モ
ードとの結合を利用し大電力のマイクロ波を発生
するマイクロ波管装置においては、電子銃部の下
流に電子ビーム路に沿つて円筒状のビーム導入
部、径小のカツトオフ部、共振空胴部、コレクタ
部および高周波出力部が配置されてなる。この装
置の動作に際しては特に電子ビームを捕捉するコ
レクタ電極などからガス放出があり、それによる
イオンが電子銃部に逆行して不要モードの発生や
動作不安定現象を生じたりする不都合がある。一
方、この種の装置では電子ビームエネルギーのば
らつきを少なくするためカソードを温度制限領域
で動作させビーム電流をカソード温度で制御する
のが一般的である。ところで、共振空胴からなる
高周波相互作用部で発生された高周波電力の一
部、あるいは不所望なモードで発生する高周波電
力がカソード側へ進行しカソードを加熱する場合
がある。主として基本波モード(TEon モー
ド、nは整数)の高周波電力のカソード側への伝
送を阻止する目的で、回路壁を径小にしたカツト
オフ部を設けることはよく知られているが、しか
しこのカツトオフ部だけで他のモードの高周波成
分を含めて完全に阻止することは困難であり、し
ばしばカソード温度の不安定による動作不安定現
象やランナウエイ現象が起ることが考えられる。
In the microwave tube device described above, which generates high-power microwaves by utilizing the coupling between the cyclotron mode of a hollow electron beam and a predetermined mode of a resonant circuit consisting of a cylindrical resonant cavity, electrons are placed downstream of the electron gun. A cylindrical beam introduction section, a small diameter cutoff section, a resonant cavity section, a collector section, and a high frequency output section are arranged along the beam path. During the operation of this device, gas is emitted from the collector electrode that captures the electron beam, and the resulting ions travel back toward the electron gun, causing unnecessary modes and unstable operation. On the other hand, in this type of device, in order to reduce variations in electron beam energy, the cathode is generally operated in a temperature limited region and the beam current is controlled by the cathode temperature. By the way, a part of the high frequency power generated in the high frequency interaction section consisting of a resonant cavity or high frequency power generated in an undesired mode may proceed to the cathode side and heat the cathode. It is well known that a cut-off section with a reduced diameter is provided in the circuit wall mainly for the purpose of blocking the transmission of high-frequency power in the fundamental wave mode (TEon mode, where n is an integer) to the cathode side. It is difficult to completely block the high-frequency components of other modes by using only one mode, and it is thought that unstable operation or runaway phenomena may often occur due to instability of the cathode temperature.
そこで、共振空胴部あるいはこれから電子銃側
の電子ビーム導入部にリング状の高周波吸収体お
よび導電体リングを交互に配列して不要モードの
発生、伝搬を抑制する発明が既に特開昭55−
113240号公報に開示されている。この技術は基本
的な考え方において有効であるが、さらに改良の
余地がある。それはとくに回路壁の内面に凹凸が
存在すると電子ビームと高周波電磁界との相互作
用効率および不要モードの電磁波の吸収能率があ
る程度以上高めることができない点にあり、実用
上さらに改善を要する。 Therefore, an invention has already been proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 1983-1972 in which ring-shaped high-frequency absorbers and conductor rings are alternately arranged in the resonant cavity or in the electron beam introduction part on the electron gun side to suppress the generation and propagation of unnecessary modes.
It is disclosed in Publication No. 113240. Although this technique is effective in its basic concept, there is room for further improvement. In particular, if there are irregularities on the inner surface of the circuit wall, the efficiency of the interaction between the electron beam and the high-frequency electromagnetic field and the absorption efficiency of electromagnetic waves in unwanted modes cannot be increased beyond a certain level, and further improvements are needed in practical terms.
この考案は、共振空胴部側から電子銃部に向つ
て進行しようとする高周波電流、あるいは途中の
回路中で発生する不要モードの高周波を確実に吸
収減衰し、カソード温度の不安定化を抑制するこ
とができる電子サイクロトロンメーザを原理とす
るマイクロ波管装置を提供するものである。
This idea reliably absorbs and attenuates high-frequency currents that attempt to proceed from the resonant cavity toward the electron gun, or high-frequency waves of unnecessary modes that occur in the circuit along the way, thereby suppressing the instability of the cathode temperature. The present invention provides a microwave tube device based on the principle of an electron cyclotron maser that can perform the following steps.
この考案は、電子銃部の下流に配置された電子
ビーム導入部およびカツトオフ部を構成する管壁
内面のほゞ全体に、高周波電流を吸収する抵抗層
を設けるとともに、この抵抗層の内面を平坦な連
続面としたものである。そしてこの抵抗層は常温
での直流抵抗が10Ω/cm乃至1KΩ/cmの範囲内の
表面抵抗層をもつように形成され、これによつて
高周波電流の吸収作用と所定のビーム付勢電界を
安定に形成することができる。こうしてカソード
の不所望な高周波による不安定加熱現象を確実に
抑止することができる。
This idea provides a resistive layer that absorbs high-frequency current on almost the entire inner surface of the tube wall constituting the electron beam introduction section and cutoff section located downstream of the electron gun section, and also flattens the inner surface of this resistive layer. It is a continuous surface. This resistance layer is formed to have a surface resistance layer with a direct current resistance in the range of 10Ω/cm to 1KΩ/cm at room temperature, thereby stabilizing the absorption effect of high frequency current and the predetermined beam energizing electric field. can be formed into In this way, unstable heating of the cathode due to undesired high frequency waves can be reliably suppressed.
以下この考案の実施例を図面を参照して説明す
る。なお同一部分は同一符号であらわす。
Examples of this invention will be described below with reference to the drawings. Note that the same parts are represented by the same symbols.
第1図は本考案をジヤイロトロンに実施した例
の概略図である。同図において符号11は中空電
子ビームを射出する電子銃部、12は縮小テーパ
状の電子ビーム導入部、13は内径の最も径小な
カツトオフ部、14は第1の拡大テーパ部、15
は共振空胴部、16は第2の拡大テーパ部、17
は電子ビームを捕捉するとともに高周波電力を伝
送する回路をなすコレクタ電極部、18は出力
部、19は誘電体出力窓、20は磁界装置の電子
銃部ソレノイド、21は主ソレノイドをあらわし
ている。そこで、カトオフ部13の内面およびテ
ーパ状の電子ビーム導入部12の内壁面に後述す
る高周波電流を吸収する抵抗層22が形成され、
それらの面は連続的な平坦面をなしている。 FIG. 1 is a schematic diagram of an example in which the present invention is implemented in a gyroscope. In the same figure, reference numeral 11 denotes an electron gun part that emits a hollow electron beam, 12 a reduction tapered electron beam introducing part, 13 a cut-off part with the smallest inner diameter, 14 a first enlarged taper part, and 15
16 is a resonant cavity portion, 16 is a second enlarged taper portion, and 17 is a resonant cavity portion.
18 is an output section, 19 is a dielectric output window, 20 is an electron gun solenoid of the magnetic field device, and 21 is a main solenoid. Therefore, a resistance layer 22 that absorbs high frequency current, which will be described later, is formed on the inner surface of the cut-off section 13 and the inner wall surface of the tapered electron beam introducing section 12.
These surfaces form a continuous flat surface.
第2図および第3図によりその具体的構造を説
明する。電子銃部11は、カソード23、加速陽
極24がセラミツク絶縁筒25,26により絶縁
されて管軸Cのまわりに同軸的に支持されてい
る。電子ビーム導入部12から共振空胴部15に
わたつて長手方向に分割された管壁31,32,
33が順次嵌合接続部34,34…で気密接合さ
れ、その外側に冷却水路35を形成するように冷
却カバー36が設けられている。第2の拡大テー
パ部16は一対の接続用フランジ37により嵌合
接続され、ヘリアーク溶接部38で縦例に接続さ
れている。 The specific structure will be explained with reference to FIGS. 2 and 3. In the electron gun section 11, a cathode 23 and an accelerating anode 24 are insulated by ceramic insulating cylinders 25 and 26 and coaxially supported around a tube axis C. Tube walls 31, 32 divided in the longitudinal direction from the electron beam introduction section 12 to the resonance cavity section 15,
33 are hermetically sealed in sequence at fitting connection portions 34, 34, . The second enlarged taper portion 16 is fitted and connected by a pair of connecting flanges 37, and vertically connected by a heliar arc weld portion 38.
さてカツトオフ部13は、複数の高周波吸収性
セラミツクリング41,41…と導電体リング4
2,42…とが交互配列されてなる。セラミツク
リング41は炭化シリコン(SiC)のセラミツク
からなり、その面抵抗が10Ω/cm乃至1KΩ/cmを
有し、導電体リング42は銅のリングからなり、
軸方向の厚さ(t)は基本モードの管内波長
(λg)の約1/2の寸法になつている。これら各リ
ングは管壁32および33に伝熱的及び電気的に
密接して配置され、且つその内面が平坦な連続面
をなしている。 Now, the cut-off part 13 consists of a plurality of high frequency absorbing ceramic rings 41, 41... and a conductor ring 4.
2, 42, etc. are arranged alternately. The ceramic ring 41 is made of silicon carbide (SiC) ceramic and has a sheet resistance of 10Ω/cm to 1KΩ/cm, and the conductive ring 42 is made of a copper ring.
The thickness (t) in the axial direction is approximately 1/2 of the tube wavelength (λg) of the fundamental mode. Each of these rings is disposed in thermally and electrically close contact with the tube walls 32 and 33, and has a flat continuous inner surface.
なお、この吸収性セラミツクリングと導電体リ
ングとの交互層からなるカツトオフ部に、各管壁
32,33の接続部34を位置させており、これ
によつて接続部に不連続面や間隙が生じても電子
ビームの旋回運動を乱したり不要モードの高周波
が発生することもなく好適である。 Note that the connecting portion 34 of each tube wall 32, 33 is located at the cut-off portion consisting of alternating layers of absorbent ceramic rings and conductor rings, thereby preventing discontinuous surfaces or gaps in the connecting portion. Even if this occurs, it is preferable because it does not disturb the rotational movement of the electron beam or generate unnecessary high-frequency waves.
縮小テーパ状の電子ビーム導入部12のうち、
カツトオフ部13に隣接する部分には内面が導入
部のテーパ角に一致するテーパ面をもつ円筒状の
SiCセラミツク円筒43が管壁内に挿入配置され
ている。このセラミツク円筒もまた面抵抗が
10Ω/cm乃至1KΩ/cmの値を有し、管壁32に伝
熱的に接している。ビーム導入部の残りの内面に
は、高周波損失性被膜44が被着されている。こ
の被膜44の面抵抗は同じく10Ω/cm乃至1KΩ/
cmの抵抗値を有するように形成されている。この
被膜としては例えばステンレスメタリコンからな
る被膜やあるいはアルミナ(Al2O3)粉末と炭素
又は他の金属粉末との混合物を溶射より100μm
以上、好ましくは200μm乃至500μmの厚さに被
着した膜が適当であるが、材料はとくにこれらに
限らず非磁性体であればよい。これら吸収性セラ
ミツク41、セラミツク円筒43、被膜44の連
続層からなる抵抗層22は、上述の如く内面の常
温直流抵抗が10Ω/cm乃至1KΩ/cm、とくに好ま
しくは20Ω/cm乃至200Ω/cmの間の値が適当で
あることがわかつた。 Of the electron beam introducing section 12 having a reduced tapered shape,
The part adjacent to the cut-off part 13 has a cylindrical shape whose inner surface has a tapered surface that matches the taper angle of the introduction part.
A SiC ceramic cylinder 43 is inserted into the tube wall. This ceramic cylinder also has a sheet resistance.
It has a value of 10Ω/cm to 1KΩ/cm and is in thermally conductive contact with the tube wall 32. A high frequency lossy coating 44 is applied to the remaining inner surface of the beam introduction section. The sheet resistance of this coating 44 is also 10Ω/cm to 1KΩ/
It is formed to have a resistance value of cm. This coating may be, for example, a coating made of stainless metallicon, or a mixture of alumina (Al 2 O 3 ) powder and carbon or other metal powder, sprayed to a thickness of 100 μm.
As mentioned above, a film deposited to a thickness of preferably 200 μm to 500 μm is suitable, but the material is not limited to these and any non-magnetic material may be used. As mentioned above, the resistance layer 22 consisting of a continuous layer of the absorbent ceramic 41, the ceramic cylinder 43, and the coating 44 has an internal DC resistance of 10Ω/cm to 1KΩ/cm, particularly preferably 20Ω/cm to 200Ω/cm. It was found that a value in between was appropriate.
この考案によれば、以上の構成を有することに
よつて、電子銃部の方へ進行しようとする高周波
電流は、抵抗層22にほゞ完全に吸収され、その
熱が管壁を介して外部に放散される。とくに電子
銃部と共振空胴部との間の電子ビーム通路壁の内
側に複数の高周波吸収体リングおよび複数の導電
体リングが平坦な連続内面となるように交互に密
接配列されてなるとともに、高周波吸収体リング
の内周面抵抗が10Ω/cm乃至1KΩ/cmの範囲の値
を有してなるので、高周波吸収体リングの内面へ
の帯電がなく電子ビームに対する加速電界が確実
に与えられる。しかも導電体リングと吸収体リン
グとが交互に密接しているので吸収体リングに発
生する熱が、導電体リングを介して電子ビーム通
路壁に速かに伝導して放散される、したがつて高
周波吸収容量を大きくでき、電子銃部方向への高
周波の伝播を効果的に抑制である。また両リング
を交互に積層する構成であるため、組立が容易と
なる。
According to this invention, by having the above structure, the high frequency current that attempts to proceed toward the electron gun section is almost completely absorbed by the resistance layer 22, and the heat is transferred to the outside through the tube wall. is dissipated into. In particular, a plurality of high-frequency absorber rings and a plurality of conductor rings are alternately and closely arranged on the inside of the electron beam passage wall between the electron gun section and the resonant cavity section so as to form a flat continuous inner surface, and Since the internal surface resistance of the high-frequency absorber ring has a value in the range of 10Ω/cm to 1KΩ/cm, the inner surface of the high-frequency absorber ring is not charged, and an accelerating electric field for the electron beam can be reliably applied. Moreover, since the conductor ring and the absorber ring are alternately in close contact with each other, the heat generated in the absorber ring is quickly conducted to the electron beam passage wall via the conductor ring and dissipated. The high-frequency absorption capacity can be increased, and the propagation of high-frequency waves toward the electron gun section can be effectively suppressed. Furthermore, since both rings are alternately stacked, assembly is easy.
なお、吸収性セラミツクリング41、あるいは
セラミツク円筒43の材料は、SiCセラミツクに
限らず、高周波電流を吸収する物質を含み、比較
的ガス放出の少ない非磁性材質であればよい。 The material of the absorbent ceramic ring 41 or the ceramic cylinder 43 is not limited to SiC ceramic, but may be any non-magnetic material that contains a substance that absorbs high frequency current and releases relatively little gas.
第1図は本考案の実施例を示す概略縦断面図、
第2図はその要部拡大断面図、第3図は同じくそ
の要部拡大断面図である。
11……電子銃部、12……電子ビーム導入
部、13……カツトオフ部、15……共振空胴
部、22……抵抗層、31,32,33……管
壁、41……吸収性セラミツクリング、42……
導電体リング、43……セラミツク円筒、44…
…抵抗塗布被膜。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the main part, and FIG. 3 is an enlarged sectional view of the main part. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11...Electron gun part, 12...Electron beam introducing part, 13...Cut-off part, 15...Resonance cavity part, 22...Resistance layer, 31, 32, 33...Tube wall, 41...Absorptive property Ceramic ring, 42...
Conductor ring, 43...Ceramic cylinder, 44...
...Resistance coating.
Claims (1)
電子銃部のビーム下流に配置された筒状の電子ビ
ーム通路壁と、この電子ビーム通路壁下流に設け
られ電子ビームと相互作用する筒状共振空胴部
と、前記電子ビームに旋回運動エネルギーを与え
るように設けられた磁界装置と、前記共振空胴部
の下流に設けられたコレクタ電極および高周波出
力部とを具備する電子サイクロトロンメーザ形マ
イクロ波管装置において、 上記筒状電子ビーム通路壁の内周に、複数の高
周波吸収体リングおよび複数の導電体リングが平
坦な連続内面となるように交互に密接配列されて
なるとともに、前記高周波吸収体リングの内周面
抵抗が10Ω/cm乃至1KΩ/cmの範囲の値を有して
なることを特徴とする上記マイクロ波管装置。[Claims for Utility Model Registration] An electron gun section that emits a hollow electron beam, a cylindrical electron beam passage wall disposed downstream of the beam of the electron gun section, and an electron beam passage wall disposed downstream of the electron beam passage wall. A cylindrical resonant cavity that interacts with the beam, a magnetic field device provided to impart swirling kinetic energy to the electron beam, and a collector electrode and a high frequency output section provided downstream of the resonant cavity. In the electron cyclotron maser type microwave tube device, a plurality of high frequency absorber rings and a plurality of conductor rings are alternately and closely arranged on the inner periphery of the cylindrical electron beam passage wall so as to form a flat continuous inner surface. The above microwave tube device is characterized in that the high frequency absorber ring has an inner circumferential surface resistance ranging from 10Ω/cm to 1KΩ/cm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14937483U JPS6057044U (en) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | microwave tube device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14937483U JPS6057044U (en) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | microwave tube device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6057044U JPS6057044U (en) | 1985-04-20 |
| JPH0228596Y2 true JPH0228596Y2 (en) | 1990-07-31 |
Family
ID=30331604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14937483U Granted JPS6057044U (en) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | microwave tube device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057044U (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56102045A (en) * | 1980-01-21 | 1981-08-15 | Nec Corp | Microwave electronic tube employing cyclotron resonance |
-
1983
- 1983-09-27 JP JP14937483U patent/JPS6057044U/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6057044U (en) | 1985-04-20 |
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