JPH0412580B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はレーダ、線形加速器、マイクロ波加熱
装置等に必要な高電力のマイクロ波エネルギを発
生するのに適した同軸型マグネトロンに関し、特
に平均出力の大きい高能率な同軸型マグネトロン
に関する。

〔発明の背景〕

同軸型マグネトロンは通常のマグネトロンに比
し発振周波数の高安定度、長寿命、高能率の利点
があるため高性能のレーダ、線形加速器などに広
く利用されている。

一般に同軸型マグネトロンの陽極部は内部空胴
および外部空胴からなり、両空胴はそれら相互間
の隔壁となる筒状陽極体に開けられた複数個のス
ロツトにより結合されており、その発振周波数は
大勢において外部空胴の寸法によつて決定され
る。

同軸型マグネトロンは一般に外部空胴のTE₀₁₁
と呼ばれるモードで発振するが、陽極部にはその
外側に種々の高次モードが存在し、またスロツト
部自体やスロツト部と内部空胴との結合による所
謂スロツトモード等、多数の不要なモードが存在
する。これらの不要モードのうち、正規の発振を
妨げる主なものとして外部空胴のTE₁₂₁モードお
よび前記スロツトモードがあり、これら不要モー
ドの寄生発振を防止するために陽極部の一部に電
波吸収体を装荷する方法がとられている。電波吸
収体は正規発振モードへの影響の少ない場所を選
んで装荷されるが発振電力の一部はこれらの電波
吸収体に吸収され吸収体は発熱する。吸収体の温
度上昇はガス発生を招くので冷却が必要となる
が、後述するごとく一般に電波吸収体の冷却は材
質的、構造的な理由から効果的に行なうことが難
しく、特にスロツトモード抑制用の電波吸収体は
内部空胴端部の狭い部分に装荷されるためその冷
却が困難であり、この冷却上の難点が同軸型マグ
ネトロンの高出力化、特に高パルス率、連続波動
作等平均出力の大きい同軸型マグネトロンを設計
する上での最大の隘路となつていた。

第１図は従来の同軸型マグネトロンの概要を示
す要部縦断面図である。同図におて、１は陰極、
２は筒状陽極体、３は偶数個からなる陽極片で前
記筒状陽極体２の内面に前記陰極１の方向に向つ
て放射状に等間隔に配列、固着されている。４は
外部空胴で、５，６はその端板、７はその外軸で
あり、内軸となる前記筒状陽極体２とともに同軸
型共振空胴を形成している。８は前記筒状陽極体
２に管軸方向に沿つて開けられた細長いスロツト
で、隣り合う陽極片３に挾まれた小空胴の一つ置
きの小空胴と外部空胴４とを空間的に連結するよ
う複数個設けられており、内部空胴と外部空胴と
を高周波的に結合する役目を果している。９，１
０は一対の磁極片でこれを通じて外部磁石からの
磁界が陽極片３と陰極１との間隙に供給される。
１１は例えば炭化した多孔質アルミナ、フエライ
ト等の環状の電波吸収体であり、前記スロツト８
の端部８′を覆うように前記筒状陽極体２の内面
に沿つて配置され、この電波吸収体１１は筒状陽
極体２の内面または磁極片９に固着される。

このような構成において、電波吸収体１１はス
ロツトモードの磁気エネルギの要部を蓄えるスロ
ツト端部８′を覆つて設けられるのでスロツトモ
ードのＱを下げることができ、その発振を抑制す
る役目を果すが、同時に正規発振モードの発振電
流の一部はスロツト端部８′に流れるため、その
電流により発振電力の一部が電波吸収体１１に吸
収され電波吸収体１１は発熱する。発生した熱は
通常筒状陽極体２または磁極片９を通して伝導冷
却されるが、一般に電波吸収体１１はそれ自体の
熱伝導性が悪いうえに、ロウ付、溶接等による金
属への接着が難しく、機械的に固定される場合が
多いので熱接触抵抗が大きくなりある程度の温度
上昇は避けがたく、パルス率の小さい通常の同軸
型パルスマグネトロンにおいてさえ電波吸収体１
１の発熱に伴うガス放出を処理するために製造工
程で長時間を要することが珍しくない。

〔発明の目的〕 本発明の目的は、スロツトモード抑制用電波吸
収体の冷却が容易とすることにより、製造上の利
点ををもたらし、発振能率を改善するとともに平
均出力の大きな同軸型マグネトロンを提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

このような目的を達成するために、本発明は、
スロツトモード抑制用の電波吸収体が設けられて
いる筒状陽極体のスロツト端部またはその一部を
筒状陽極体の外側から小間隙を隔てて覆うように
導電性の筒状体を設けたものであり、これにより
スロツトモードの抑制効果を損うことなく正規発
振電力が電波吸収体へ吸収される量を減じること
が可能となるので冷却必要量が軽減され、平均出
力の大きい同軸型マグネトロンの設計を容易にす
ることができるものである。

〔発明の実施例〕

第２図は本発明による同軸型マグネトロンの一
実施例を示す要部縦断面図である。また、第３図
は第２図の一部拡大図である。第２図において第
１図と同符号のものは同一部分を示す。第１図と
異なる構成は導電性筒状体１２が設けられてお
り、この導電性筒状体１２は、例えば銅からな
り、電波吸収体１１の設けられている各スロツト
端部８′の外部空胴４側にこれら端部８′またはそ
の一部を小間隙を隔てて覆うように配置され、そ
の内径の小さくされた端部において筒状陽極体２
の外面端部に嵌合しロウ付等の方法で固着されて
いる。

このように導電性筒状体１２が設けられている
と、電波吸収体１１の置かれているスロツト端部
８′を流れようとする一部の発振電流は外部空胴
４内までの電気長が長くなること、および筒状陽
極体２との間隙を静電容量的にバイパスすること
になるために抑制され、その結果として電波吸収
体１１に吸収される正規発振電力の損失量を減ら
すことができる。また正規発振モードTE₀₁₁の外
部空胴４内における電流パターンは筒状陽極体２
の外面では本質的に円周方向であるため導電性筒
状体１２の設置によつて電流パターンがくずされ
ることはなく、Ｑ特性に悪影響を及ぼすことはな
い。また導電性筒状体１２はスロツト端部に設け
られるため正規発振モードの内・外空胴間の結合
への影響も無視し得るほどに小さい。

一方、スロツトモードについてはその電流の主
要部分がスロツト端部に集中して流れることおよ
びその周波数が正規発振モードの周波数の1/2〜
１／１．５と低いため導電性筒状体にバイパスされる
量が少ないので導電性筒状体がない場合と同様に
効果的にスロツトモードのＱを低下させることが
できる。導電性筒状体１２と筒状陽極体２の間隙
寸法および導電性筒状体のスロツト端部を覆う部
分の長さを適当に選べばスロツトモードの吸収効
果を損うことなく正規発振モードの吸収量を減ら
すことができる。

第４図は第２図および第３図に示された実施例
における発振電力の損失率を従来構造の場合と比
較した特性図である。横軸(l/l₀)は正規化した電
波吸収体１１の位置寸法である。ここにｌは第３
図に示すようにスロツト８の末端より電波吸収体
１１の管内側末端までの距離、l₀はスロツト８の
全長である。縦軸は正規発振モードの損失率で下
記のように定義したものである。

損失率＝電波吸収体11に消費される発
振電力／発振出力×100⁽%⁾ 図中ａは従来構造の場合、ｂはａに導電性筒状
体１２を装荷した本実施例の場合の特性を示す。
ｂにおいては導電性筒状体１２のスロツト８の末
端から、その開放端までの長さＡ（第３図に示す）
は、本例においてはスロツトモードの抑制効果が
ａの場合と等価である範囲に選び、正規化寸法と
してA/l₀＝0.046とした。ａ，ｂ共にｌの増大と
ともに損失率は増大するが、ａに比しｂは低く、
例えばl/l₀＝0.08のときａでは損失率1.9％である
のに対しｂでは0.9％で１％だけ低い。このこと
は本実施例の場合、従来構造に比し、電波吸収体
１１に消費される電力がその分だけ減少するので
発振出力が相当分改善されることを意味するが、
同時に冷却すべき電波吸収体１１の発熱量が半減
することを意味している。冷却すべき発熱量が半
減すれば同一冷却構造で２倍の発振出力の場合に
対応できることになるので、その利点は極めて大
きい。スロツトモードの抑制効果を保つためには
ｌの下限がありそれ以下にはできないが、ｌは小
さいほど上記利点は顕著となる。

第５図および第６図はそれぞれれ本発明の他の
実施例を示す要部拡大縦断面図である。第５図に
示す実施例では導電性筒状体１２の開放端部１
２′の内径は他の部分より小さく加工されている。
この場合スロツトモードの抑制効果はある程度減
殺されるが正規発振モードの損失率はより小さく
することができる。

第６図に示す実施例は、導電性筒状体１２の形
状は第５図の場合と同様であるが、筒状陽極体２
との間隙に補助電波吸収体１３を設けた場合であ
り、スロツトモードの抑制効果を強化することが
できる。導電性筒状体１２の開放端部１２′の内
径は必ずしも径を小さくしなくてもよいが、その
場合は補助電波吸収体１３は正規発振モードへの
影響を少くするために、前記間隙の奥まつた部分
に設ける必要がある。

上述した各実施例では説明の便宜上導電性筒状
体１２の内面末端をスロツトの末端と一致して示
しているが、特に一致させる必要はない。また導
電性筒状体１２を外部空胴の端板５まで延長して
取付面を端板５とすることもできる。また導電性
筒状体の内外径はそれぞれ一様である必要はなく
段差またはテーパー部分があつて差支えない。導
電性筒状体１２と筒状陽極体２または端板５とが
一体加工されてもよいことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように従来構造の同軸型マグネト
ロンに導電性筒状体を設けることにより、同軸型
マグネトロンの難点であるスロツトモード抑制用
電波吸収体の冷却が容易となるので、製造上の利
点はもとより、発振能率の改善とともに平均出力
の大きい同軸型マグネトロンの設計を容易にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の同軸型マグネトロンの一例を示
す要部縦断面図、第２図は本発明の同軸型マグネ
トロンの一実施例を示す要部縦断面図、第３図は
第２図の部分拡大図、第４図は第２図に示す実施
例における発振電力の損失率を従来構造の場合と
比較した特性図例、第５図および第６図はそれぞ
れ本発明の他の実施例の要部拡大縦断面図であ
る。 ２…筒状陽極体、３…陽極片、４…外部空胴、
５，６…端板、７…外軸、８…スロツト、９，１
０…磁極片、１１…電波吸収体、１２…導電性筒
状体、１３…補助電波吸収体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の陽極片と複数個のスロツトを有する
   筒状陽極体とにより構成された内部空胴と、前記
   筒状陽極体の外側に前記スロツトを介して結合さ
   れた外部空胴を有し、前記筒状陽極体の内側に前
   記スロツトの端部を覆うように電波吸収体を設け
   てなるマグネトロンにおいて、前記筒状陽極体の
   外周に、前記電波吸収体の設けられているスロツ
   ト端部の少なくとも一部を覆うように導電性筒状
   体を設けたことを特徴とする同軸型マグネトロ
   ン。 ２ 前記導電性筒状体は前記筒状陽極体との間に
   補助電波吸収体を挾持するようにした特許請求の
   範囲第１項記載の同軸型マグネトロン。