JPH0228596Y2 - - Google Patents

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。

〔考案の技術的背景およびその問題点〕

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。

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。

〔考案の目的〕

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。

〔考案の概要〕

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。

〔考案の実施例〕

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔考案の効果〕

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 中空の電子ビームを射出する電子銃部と、この
   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。