JPH04192240A - ジャイロトロン装置 - Google Patents
ジャイロトロン装置Info
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- JPH04192240A JPH04192240A JP2323747A JP32374790A JPH04192240A JP H04192240 A JPH04192240 A JP H04192240A JP 2323747 A JP2323747 A JP 2323747A JP 32374790 A JP32374790 A JP 32374790A JP H04192240 A JPH04192240 A JP H04192240A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/02—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
- H01J25/025—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators with an electron stream following a helical path
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/36—Coupling devices having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube, for introducing or removing wave energy
- H01J23/54—Filtering devices preventing unwanted frequencies or modes to be coupled to, or out of, the interaction circuit; Prevention of high frequency leakage in the environment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は、準光学的モード変換器を内蔵したジャイロト
ロン装置に関する。
ロン装置に関する。
（従来の技術）
核融合炉のプラズマを加熱する手段として、ミリ波帯の
電磁波を用いる方法か検討されている。
電磁波を用いる方法か検討されている。
そして、ミリ波帯の大電力高周波発振源として回廊モー
ドのジャイロトロン装置か有望視されている。
ドのジャイロトロン装置か有望視されている。
しかし、回廊モードは導波管での伝送損失か大きい。こ
のため、発振源から数１０メートル離れた核融合炉まで
の大電力伝送には不向きである。
のため、発振源から数１０メートル離れた核融合炉まで
の大電力伝送には不向きである。
そこで、このような不具合を解消するための１つの方法
として、回廊モードミリ波を平行ビーム状に変換し、こ
れを反射鏡で集束、発散させながら準光学的に伝送する
ことが提案されている。この方法では回廊モードを平行
ビーム状に変換するために、たとえばＶｌａｓｏｖ、
Ｓ、Ｎ、 ｅｔ ａｌ、、１９７５゜Ｒａｄｉｏ Ｅｎ
ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
Ｐｈｙｓｌｃｓ、ｖｏｌ、２１．Ｎｏ、１０．Ｉ）Ｌ１
２−１７、または、電子情報通信学会技術研究報告Ｖｏ
Ｌ、８ｇ、Ｎｏ、６７、ＭＷ８ｇ−８に示されているよ
うな準光学的モード変換器（反射型アンテナ、ＶＬＡＳ
ＯＶ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を使用する。また、他の１
つの方法として、特願平１−８３５０８号に示されてい
るように、ミリ波ビームを収束させる形状の反射器を備
えた準光学的モード変換器を用いて伝送損失の少ない導
波管モードに変換して伝送することか提案されている。
として、回廊モードミリ波を平行ビーム状に変換し、こ
れを反射鏡で集束、発散させながら準光学的に伝送する
ことが提案されている。この方法では回廊モードを平行
ビーム状に変換するために、たとえばＶｌａｓｏｖ、
Ｓ、Ｎ、 ｅｔ ａｌ、、１９７５゜Ｒａｄｉｏ Ｅｎ
ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
Ｐｈｙｓｌｃｓ、ｖｏｌ、２１．Ｎｏ、１０．Ｉ）Ｌ１
２−１７、または、電子情報通信学会技術研究報告Ｖｏ
Ｌ、８ｇ、Ｎｏ、６７、ＭＷ８ｇ−８に示されているよ
うな準光学的モード変換器（反射型アンテナ、ＶＬＡＳ
ＯＶ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を使用する。また、他の１
つの方法として、特願平１−８３５０８号に示されてい
るように、ミリ波ビームを収束させる形状の反射器を備
えた準光学的モード変換器を用いて伝送損失の少ない導
波管モードに変換して伝送することか提案されている。
このような方法で伝送するときに用いられる準光学的モ
ード変換器は、その一部または全部をジャイロトロン装
置に内蔵することが可能である。
ード変換器は、その一部または全部をジャイロトロン装
置に内蔵することが可能である。
ところで、上述した準光学的モード変換器を内蔵した回
廊モードジャイロトロン装置は第３図に示すように構成
される。すなわち、このジャイロトロン装置では、電子
銃１で生成された旋回電子ビーム２を空胴共振器３へ導
いて発振を行なわせる。そして、空胴共振器３で生成さ
れたミリ波を空胴共振器３に接続された円形導波管４を
介して放射器５と反射器６とからなる反射型モード変換
器、つまり準光学的モード変換器７へ導き、二の準光学
的モード変換器７を通ったミリ波ビーム８を川内窓９を
介して外部へ送出する。なお、図中１０は真空状態を保
持するための器壁を示し、１１は旋回電子ビーム２の生
成に必要な磁界を印加するための電磁石を示し、１２は
発振に必要な磁界を印加するための電磁石を示し、１３
は電子ビームを回収するための電子ビームコレクタを示
している。
廊モードジャイロトロン装置は第３図に示すように構成
される。すなわち、このジャイロトロン装置では、電子
銃１で生成された旋回電子ビーム２を空胴共振器３へ導
いて発振を行なわせる。そして、空胴共振器３で生成さ
れたミリ波を空胴共振器３に接続された円形導波管４を
介して放射器５と反射器６とからなる反射型モード変換
器、つまり準光学的モード変換器７へ導き、二の準光学
的モード変換器７を通ったミリ波ビーム８を川内窓９を
介して外部へ送出する。なお、図中１０は真空状態を保
持するための器壁を示し、１１は旋回電子ビーム２の生
成に必要な磁界を印加するための電磁石を示し、１２は
発振に必要な磁界を印加するための電磁石を示し、１３
は電子ビームを回収するための電子ビームコレクタを示
している。
しかしなから、上記のように構成されるジャイロトロン
装置にあっては次のような問題か発生する虞かあった。
装置にあっては次のような問題か発生する虞かあった。
すなわち、一般的に、準光学的モード変換器７の回折損
失を零にすることは極めて困難である。このため、円形
導波管４を介して送り出されたミリ波の一部は、ジャイ
ロトロン装置から出ることができす、内部で乱反射を繰
返しなから蓄積される。そして、その一部か空胴共振器
３や電子銃１の位置まで到達する虞がある。もし、ミリ
波か空胴共振器３の位置まて到達すると、発振状態に悪
影響を与える虞かある。また、ミリ波が電子銃１の位置
まで到達すると、このミリ波によって電子銃１か加熱さ
れ、電子銃１の温度コントロールが困難となる。この結
果、電子銃１のビーム出力が変化し、これか原因してジ
ャイロトロン装置から出力されるミリ波エネルギか変動
し、プラズマの加熱制御に支障をきたす虞かある。
失を零にすることは極めて困難である。このため、円形
導波管４を介して送り出されたミリ波の一部は、ジャイ
ロトロン装置から出ることができす、内部で乱反射を繰
返しなから蓄積される。そして、その一部か空胴共振器
３や電子銃１の位置まで到達する虞がある。もし、ミリ
波か空胴共振器３の位置まて到達すると、発振状態に悪
影響を与える虞かある。また、ミリ波が電子銃１の位置
まで到達すると、このミリ波によって電子銃１か加熱さ
れ、電子銃１の温度コントロールが困難となる。この結
果、電子銃１のビーム出力が変化し、これか原因してジ
ャイロトロン装置から出力されるミリ波エネルギか変動
し、プラズマの加熱制御に支障をきたす虞かある。
（発明が解決しようとする課題）
上述の如く、準光学的モード変換器を内蔵したジャイロ
トロン装置にあっては、準光学的モード変換器での回折
損失が原因して動作および出力が不安定になる虜かあっ
た。
トロン装置にあっては、準光学的モード変換器での回折
損失が原因して動作および出力が不安定になる虜かあっ
た。
そこで本発明は、準光学的モード変換器での回折損失の
影響を緩和でき、もって動作および出力の安定化を図れ
るジャイロトロン装置を提供することを目的としている
。
影響を緩和でき、もって動作および出力の安定化を図れ
るジャイロトロン装置を提供することを目的としている
。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために、本発明は、準光学的モード
変換器を内蔵したジャイロトロン装置において、モード
変換器の回折損失によって発生する不要なミリ波を吸収
するミリ波吸収手段を設けている。
変換器を内蔵したジャイロトロン装置において、モード
変換器の回折損失によって発生する不要なミリ波を吸収
するミリ波吸収手段を設けている。
ミリ波を吸収させるための具体的な手段としては、ミリ
波を吸収し易い炭化珪素等の固体誘電体層をモード変換
器の周辺に設けたり、誘電体で形成された真空隔壁を介
してミリ波吸収流体をモード変換器の周辺に通流させた
りすることか効果的である。
波を吸収し易い炭化珪素等の固体誘電体層をモード変換
器の周辺に設けたり、誘電体で形成された真空隔壁を介
してミリ波吸収流体をモード変換器の周辺に通流させた
りすることか効果的である。
（作 用）
準光学的モード変換器の回折損失によって発生した不要
なミリ波は、ミリ波吸収手段によって吸収される。した
かって、不要なミリ波によって発振動作や出力か不安定
になるのを防止することか可能となる。
なミリ波は、ミリ波吸収手段によって吸収される。した
かって、不要なミリ波によって発振動作や出力か不安定
になるのを防止することか可能となる。
（実施例）
以下、図面を参照しながら実施例を説明する。
第１図には本発明の一実施例に係るジャイロトロン装置
の概略構成が示されている。この図では第３図と同一部
分か同一符号で示されている。したかって、重複する部
分の詳しい説明は省略する。
の概略構成が示されている。この図では第３図と同一部
分か同一符号で示されている。したかって、重複する部
分の詳しい説明は省略する。
二の実施例に係るジャイロトロン装置か、従来のものと
異なる点は、準光学的モード変換器７を収容する空間を
形成している器壁１０の内周面で、準光学的モード変換
器７を取囲む領域およびミリ波ビーム８の送出を邪魔し
ない領域にミリ波を吸収し易い炭化珪素等の固体誘電体
層からなるミリ波吸収材層２１を設けたものとなってい
る。
異なる点は、準光学的モード変換器７を収容する空間を
形成している器壁１０の内周面で、準光学的モード変換
器７を取囲む領域およびミリ波ビーム８の送出を邪魔し
ない領域にミリ波を吸収し易い炭化珪素等の固体誘電体
層からなるミリ波吸収材層２１を設けたものとなってい
る。
このような構成であると、準光学的モード変換器７の回
折損失によって発生した不要なミリ波の大部分は、ミリ
波吸収材層２１によって吸収される。したがって、不要
なミリ波か、空胴共振器３や電子銃１に到達するのを抑
制でき、発振動作や出力の安定化を図ることかできる。
折損失によって発生した不要なミリ波の大部分は、ミリ
波吸収材層２１によって吸収される。したがって、不要
なミリ波か、空胴共振器３や電子銃１に到達するのを抑
制でき、発振動作や出力の安定化を図ることかできる。
なお、ミリ波吸収材層２１は器壁１０の内側のどの位置
に設けてもよい。また、ミリ波吸収材層２１の外側に、
このミリ波吸収材層２１を冷却するための冷却系を設け
ることもてきる。
に設けてもよい。また、ミリ波吸収材層２１の外側に、
このミリ波吸収材層２１を冷却するための冷却系を設け
ることもてきる。
第２図には本発明の別の実施例に係るジャイロトロン装
置の概略構成か示されている。この図では第１図と同一
部分が同一符号で示されている。
置の概略構成か示されている。この図では第１図と同一
部分が同一符号で示されている。
したかって、重複する部分の詳しい説明は省略する。
この実施例では、準光学的モード変換器７を収容する空
間を形成している器壁１０の内側て、かつミリ波ビーム
８の送出を邪魔しない領域に、器壁１０とで環状の流路
２２ａ、２２ｂを形成する関係に誘電体で形成された真
空隔壁２３ａ、２３ｂを設けている。そして、流路／）
／）ａ、’）’）ｂを流体導入管２４ａ、２４ｂおよび
流体排出管２５ａ、２５ｂに接続し、これらを通して図
示しない流体供給源で流路２２ａ、２２ｂに水や水蒸気
等の、いわゆるミリ波吸収流体を強制的に通流させるよ
うにしている。
間を形成している器壁１０の内側て、かつミリ波ビーム
８の送出を邪魔しない領域に、器壁１０とで環状の流路
２２ａ、２２ｂを形成する関係に誘電体で形成された真
空隔壁２３ａ、２３ｂを設けている。そして、流路／）
／）ａ、’）’）ｂを流体導入管２４ａ、２４ｂおよび
流体排出管２５ａ、２５ｂに接続し、これらを通して図
示しない流体供給源で流路２２ａ、２２ｂに水や水蒸気
等の、いわゆるミリ波吸収流体を強制的に通流させるよ
うにしている。
このような構成であると、準光学的モード変換器７の回
折損失によって発生した不要なミリ波の大部分は、誘電
体で形成された真空隔壁２３ａ。
折損失によって発生した不要なミリ波の大部分は、誘電
体で形成された真空隔壁２３ａ。
２３ｂを透過して流路２２ａ、２２ｂ内に進み、ここで
ミリ波吸収流体に吸収される。したかつて、前記実施例
と同様の効果か得られることになる。
ミリ波吸収流体に吸収される。したかつて、前記実施例
と同様の効果か得られることになる。
この実施例の場合、真空隔壁２３ａ、２３ｂを炭化珪素
等のようにミリ波を吸収し易い材料で形成してもよいし
、また内周面にミリ波を吸収し易い層を設けた金属材で
形成してもよい。いずれの場合も、流体を冷却材として
用いることかできる。
等のようにミリ波を吸収し易い材料で形成してもよいし
、また内周面にミリ波を吸収し易い層を設けた金属材で
形成してもよい。いずれの場合も、流体を冷却材として
用いることかできる。
なお、流路２２ａ、２２ｂは器壁１０により一部か形成
される必要はなく、別の真空隔壁部位を利用して形成す
ることもできる。
される必要はなく、別の真空隔壁部位を利用して形成す
ることもできる。
上述した各実施例は、反射器６かミリ波ビームを収束さ
せる形状に形成された準光学的モード変換器７を内蔵し
てなるジャイロトロン装置に本発明を適用しているか、
本発明は縦方向の曲率か無限大の反射器を持つ準光学的
モード変換器を内蔵したジャイロトロン装置にも適用で
きることは勿論である。
せる形状に形成された準光学的モード変換器７を内蔵し
てなるジャイロトロン装置に本発明を適用しているか、
本発明は縦方向の曲率か無限大の反射器を持つ準光学的
モード変換器を内蔵したジャイロトロン装置にも適用で
きることは勿論である。
［発明の効果コ
以上説明したように、本発明によれば、準光学的モード
変換器の回折損失によって発生した不要なミリ波を吸収
することができるので、動作および出力を安定させるこ
とができる。
変換器の回折損失によって発生した不要なミリ波を吸収
することができるので、動作および出力を安定させるこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例に係るンヤイロトロン装置の
概略構成図、第２図は本発明の別の実施例に係るジャイ
ロトロン装置の概略構成図、第３図は従来のジャイロト
ロン装置の概略構成図である。 １・・・電子銃、２・・電子ビーム、３・空胴共振器、
７・・・準光学的モード変換器、８・・ミリ波ビーム、
９・・・出力窓、１０・・器壁、ｌ’ｌ、１２・・電磁
石、１３・・・電子ビームコレクタ、２１・・・ミリ波
吸収材層、２２ａ、２２ｂ−・・流路、２３ａ、２３ｂ
−Ａ空隔壁。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
概略構成図、第２図は本発明の別の実施例に係るジャイ
ロトロン装置の概略構成図、第３図は従来のジャイロト
ロン装置の概略構成図である。 １・・・電子銃、２・・電子ビーム、３・空胴共振器、
７・・・準光学的モード変換器、８・・ミリ波ビーム、
９・・・出力窓、１０・・器壁、ｌ’ｌ、１２・・電磁
石、１３・・・電子ビームコレクタ、２１・・・ミリ波
吸収材層、２２ａ、２２ｂ−・・流路、２３ａ、２３ｂ
−Ａ空隔壁。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (3)
- （１）準光学的モード変換器を内蔵したジャイロトロン
装置において、上記準光学的モード変換器の回折損失に
よって発生する不要なミリ波を吸収するミリ波吸収手段
を設けてなることを特徴とするジャイロトロン装置。 - （２）前記ミリ波吸収手段は、前記準光学的モード変換
器の周辺に配置されてミリ波を吸収する固体誘電体層を
含んでいることを特徴とする請求項１に記載のジャイロ
トロン装置。 - （３）前記ミリ波吸収手段は、前記準光学的モード変換
器の周辺に誘電体で形成された真空隔壁を介して設けら
れた流路と、この流路を介してミリ波吸収流体を通流さ
せる手段とで構成されていることを特徴とする請求項１
に記載のジャイロトロン装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323747A JP2892151B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | ジャイロトロン装置 |
| US07/799,309 US5266868A (en) | 1990-11-27 | 1991-11-27 | Gyrotron including quasi-optical mode converter |
| FR919114680A FR2669772B1 (fr) | 1990-11-27 | 1991-11-27 | Gyrotron contenant un convertisseur de mode quasi-optique. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323747A JP2892151B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | ジャイロトロン装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04192240A true JPH04192240A (ja) | 1992-07-10 |
| JP2892151B2 JP2892151B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=18158171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2323747A Expired - Lifetime JP2892151B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | ジャイロトロン装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5266868A (ja) |
| JP (1) | JP2892151B2 (ja) |
| FR (1) | FR2669772B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002163996A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-06-07 | Japan Atom Energy Res Inst | ジャイロトロン装置の製造方法 |
| CN108269723A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 核工业西南物理研究院 | 一种四维可调大功率回旋管管座 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2688342B1 (fr) * | 1992-03-06 | 2001-10-05 | Thomson Tubes Electroniques | Tube electronique hyperfrequence. |
| GB9313265D0 (en) * | 1993-06-28 | 1993-08-11 | Eev Ltd | Electron beam tubes |
| JPH08102263A (ja) * | 1994-08-05 | 1996-04-16 | Japan Atom Energy Res Inst | ジャイロトロン装置 |
| JP2001338586A (ja) | 2000-05-29 | 2001-12-07 | Japan Atom Energy Res Inst | モード変換器およびそれを備えたジャイロトロン装置 |
| US8963424B1 (en) | 2011-01-29 | 2015-02-24 | Calabazas Creek Research, Inc. | Coupler for coupling gyrotron whispering gallery mode RF into HE11 waveguide |
| CN110749956B (zh) * | 2019-11-04 | 2020-07-03 | 兰州大学 | 一种兼容波分复用的可重构光模式转换器 |
| CN113345778B (zh) * | 2021-05-31 | 2023-09-26 | 安徽华东光电技术研究所有限公司 | 回旋管输能系统 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2096392B (en) * | 1981-04-06 | 1985-04-03 | Varian Associates | Collector-output for hollow beam electron tubes |
| US4371854A (en) * | 1981-04-27 | 1983-02-01 | Varian Associates, Inc. | Broadband high-power microwave window assembly |
| DE3483945D1 (en) * | 1983-09-30 | 1991-02-21 | Toshiba Kawasaki Kk | Gyrotron. |
| JPS61153924A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-12 | Toshiba Corp | ジヤイロトロン装置 |
| DE3863661D1 (de) * | 1987-03-03 | 1991-08-22 | En Physique Des Plasmas Centre | Hochleistungs-gyrotron zur erzeugung elektromagnetischer millimeter- oder submillimeterwellen. |
| JPH02261201A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-24 | Toshiba Corp | 反射型モード変換器 |
| EP0438738B1 (de) * | 1990-01-15 | 1994-07-13 | Asea Brown Boveri Ag | Quasi-optische Komponente für Mikrowellenstrahlung |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP2323747A patent/JP2892151B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-11-27 FR FR919114680A patent/FR2669772B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-27 US US07/799,309 patent/US5266868A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002163996A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-06-07 | Japan Atom Energy Res Inst | ジャイロトロン装置の製造方法 |
| CN108269723A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 核工业西南物理研究院 | 一种四维可调大功率回旋管管座 |
| CN108269723B (zh) * | 2016-12-30 | 2023-08-15 | 核工业西南物理研究院 | 一种四维可调大功率回旋管管座 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5266868A (en) | 1993-11-30 |
| FR2669772B1 (fr) | 1994-10-14 |
| FR2669772A1 (fr) | 1992-05-29 |
| JP2892151B2 (ja) | 1999-05-17 |
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