JPH0443371B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0443371B2
JPH0443371B2 JP59067827A JP6782784A JPH0443371B2 JP H0443371 B2 JPH0443371 B2 JP H0443371B2 JP 59067827 A JP59067827 A JP 59067827A JP 6782784 A JP6782784 A JP 6782784A JP H0443371 B2 JPH0443371 B2 JP H0443371B2
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JP
Japan
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electrodes
electron gun
magnetic field
cathode
electrons
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59067827A
Other languages
English (en)
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JPS6041734A (ja
Inventor
Murie Joruju
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Publication of JPS6041734A publication Critical patent/JPS6041734A/ja
Publication of JPH0443371B2 publication Critical patent/JPH0443371B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/02Electrodes; Magnetic control means; Screens
    • H01J23/06Electron or ion guns
    • H01J23/075Magnetron injection guns

Landscapes

  • Microwave Tubes (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は超高周波無線電波発生器用の電子銃に
関する。更に詳細には本発明はサイクロトロン共
鳴メーザ形の超高周波発生器に用いる、サイクロ
イドに沿つて伝播する電子ビームを発生するため
の電子銃に関する。
〔従来技術〕
ジヤイロトロンのような一般にサイクロトロン
共鳴メーザと呼ばれる発生器では、電子銃からの
電子ビームはらせん通路に沿つてそのらせん形状
の軸の方向の均一の磁界により案内されて伝播す
る。このビームはサイクロトロン周波数の倍数に
近い周波数f0で共振する電磁空洞を通り、この空
洞内で電子の横方向速度成分が電磁波の横方向電
界成分と相互作用を行つてエネルギーが与えられ
る。この場合、このビームは本質的に磁界に平行
に伝播する。させ、この相互作用は電子の横方向
速度成分V⊥との間に生じるから、その平行速度
成分Vは未使用のエネルギーに対応する。従つ
て、この平行速度をなくすために、従来のメーザ
に使用されるものと同一の磁界内で回転する電子
と共振空洞との間の相互作用を使用するが磁界に
平行な電子の速度がメーザー全体にわたりゼロま
たは実質的にゼロであり、ドリフト速度が電子銃
と共振器構造内の連続する電界による磁界に直角
に存在することにより特徴づけられる新しいサイ
クロトロン共鳴メーザを用いる試みがなされてい
る。
しかしながらこの場合にはジヤイロトロンのよ
うなサイクロトロン共鳴メーザで用いられるコー
ン形陰極と軸方向の電界を受けるコーン形同軸陽
極とを有する形式の電子銃は適当ではない。
〔目 的〕
従つて、本発明の目的は連続電界によるドリフ
ト速度の効果により横方向磁界内でサイクロトロ
ン形通路に沿つて伝播する電子ビームを発生する
ことの出来る新しい形式の電子銃を提供すること
である。
〔概 要〕
本発明によれば上記目的は、互いに対向し、そ
れらの間に連続する電界をつくるべく2つの異つ
た電位とされる2個の電極と負または零電位とさ
れた下側の電極の延長線上に配置されそれと同電
位とされる陰極とを有し、この組立体は前記電界
に直交する磁界内に配置されるごとくになつてお
り、この磁界に直角の面内において上記電極の内
の少くとも1個は、電極間の間隔が陰極から外側
に向けて増加するように発散する形状を有してお
り、それにより回転速度より低い電子のドリフト
速度の効果により増大するサイクロイドに沿つて
伝播する電子ビームをつくり、発散する形状は、
両電極間の間隔がラーモア半径の2倍に対応する
長さにわたりほとんど変化しないように電極の中
央面に対して角度を有することを特徴とする超高
周波発生器用の電子銃により達成される。
〔実施例〕
以下図面に基づき本発明を詳細に説明する。
第1図において、本発明の電子銃は陰極1と2
個の電極2と3からなつており、電極2と3はれ
らの間に連続する電界cをつくるように異つた電
位とされる。すなわち、下側の電極2は負または
零電位とされ、陽極となる電極3は正電位Vとさ
れている。更に陰極1は電極2の延長上にあり、
それと同電位とされている。陰極1はその加熱中
に電子放出が得られるように例えば電圧源に接続
されたフイラメント4を有している。
本発明によればこれら電極の内の一方、すなわ
ち第1図の実施例では陽極3は電極2と3の間の
距離が陰極1の側から銃の外側に向けて、すなわ
ちX方向に増大するような曲面を有している。
これら2個の電極は銅板でつくることが出来、
その内の一方が適当に形状をもたされている。後
述するように望ましくはこの曲面をもつ電極の形
状は、これら電極の中央面との間に形成する角度
αが、ラーモア半径rLの2倍に相当する長さにわ
たりこれら2個の電極間距離がほとんど変化しな
いように選ばれる。更に、この電子銃組立体は紙
面に直角の均一な磁界内におかれる。図では磁
力線を矢羽根で示している。この磁界は例えばヘ
ルムホルツの法則により電極2と3の夫々の側に
配置される2個の超電導コイルでつくられる。説
明の便宜上これらコイルは図示していない。
後に詳述するように、陰極側から銃の外側に向
けてこれら電極の形状より順次減少する連続電界
Ecおよび横方向の均一な磁界の組合された作用
により、陰極1から放出される電子Vd=c
できまるドリフト速度Vdでサイクロイド5に沿
つて動くことになる。
磁界内で動きそして電界Eの作用を受ける電
子は次のベクトル式で与えられるロレンツの式に
よりきまる力の影響を受ける。
=q(+×) +×=0が成り立つとすると=q(
−)×となる。
かくしてについての新しい基準系で電子は
もはや磁界には影響されず、それ故その伝播路
は円となる。従来の理論よるこの理由づけは有効
であり、特にV2/C2≪1の場合に有効である。
その結果、電子が電界と磁界の影響を受る
と電子の移動路は第4図に示すように電子の電荷
をeとし、質量をmとしてfc=e/2πmで与えら れる角速度をもつ回転とベクトル式+×
=0で与えられるドリフト速度の重畳したものに
実質的に等しいものとなる。
更に本発明において電子が注入速度(初速)を
有することなく陰極1から放出されるから回転速
度は偏向速度に等しくそしてVを電極2と3の間
の電位差とすると Vd=Ecp/B=V/Bd (1) が得られる。Vd=Vrであるから rL=mEcp/eB2 通常この式によれば、本発明ではBが一定であ
るからEcが減少すればrLは減少する。しかしなが
らEcは連続電界であるから、2個の電極間距離d
が1回転に相当する長さにわたりほとんど変化し
ないとすれば電子のモーメントm=kBrL 2=Cste
となるいわゆる“断熱”動作条件となることがわ
かる。この場合、ラーモア半径rLは一定であり、
回転中心は電界Ecと同時にドリフト速度Vdが減
少するため第1図に示すように密な円に沿つて動
くことになり、式(1)と(2)は局部的に有効なままと
なる。
従つて、本発明の電子銃ではこの新型のサイク
ロトロンメーザで必要とされるサイクロイドが得
られる。
更に、本発明を現在のジヤイロトロンで使用さ
れる軸方向注入方式と比較すると偏向速度Vdは
この軸方向方における平行速度と同一の役割をは
たす。
例えば電子銃の下流端部でVd/Vr=2なる関係を 得るには、Vdが電子銃の通路に沿つて比2で減
少しなければならないのであり、これ電極2と3
間の距離を比2をもつて漸次増加させることによ
り得られる。
更に、陽極3は電子の通路の上に配置すべきで
ある。その結果、最低電位Vminは次式与えられ
る。
Vmin=2rLEcp=2mEco2/eB2 さて、回転の連続運動エネルギーはEcpを陰極
前面における電界とすると Wr=1/2m/eVr2=1/2m/e(Ecp/B)2 従つて、陽極3は陰極に対しサイクロトロン相
互作用に使用可能な電極の回転エネルギーの少く
とも4倍の電位となつていなければならない。
第2図は本発明の電子銃の他の実施例を示すも
のである。この実施例では下側電極2′は中央面
に関し陽極3の形と対称な曲面形状を有し、これ
は中央面に沿つて一定の方向の偏向を与えるもの
である。
第3図は第1図および第2図の変形例を示すも
のである。この場合には陰極1は下側電極2の延
長上ではあるがその面に対し−45゜と−180゜の間
の角度で形成される面内に配置される。陽極は陰
極と重なるように曲面として延長する。この場
合、電子の初速はドリフト速度とは逆の方向とな
り、そしてこれが陽極3と陰極1の間に与えられ
るべき電位差を減少させうるようにするものであ
る。
〔効 果〕
上述の電子銃は下記のような多くの利点を有す
る。
電子のドリフト速度が電界cのみを変更し、
磁界を変更することなく変更出来る。
電子は、ドリフト速度Vdが大きさとその通
路の形状の符号には無関係であるから、装置の
残りの部分により下流側へと反射されても銃の
領域にもどることがない。
磁界に沿つた電極の寸法に制限がない。従
つて非常に高い電子電流をこの形式の電子銃で
発生出来る。
2つの電極間の間隔が、ラーモア半径の2倍
に対する長さにわたりほとんど変化しないた
め、この長さにおいて電極間の電界はほとんど
変化せず、断熱動作条件となる。これにより、
ラーモア半径は一定で、電界に伴つて電子のド
リフト速度が徐々に減少していき、回転中心が
密な円に沿つて動くため、密度の高い電子ビー
ムが発生される。
電極間の間隔が、ラーモア半径の2倍に対応
する長さにわたつてほとんど変化しないため、
2つの電極には一定の電位を印加すればよく、
電子銃の外側に向かつて電位を増加させて印加
するような手段は不要であり、コストが低減さ
れる。
更に、本発明の電子銃は前述のサイクロトロン
共鳴メーザのみならずサイクロイドン形通路に沿
つての電子ビームの注入を必要とする超高周波管
にも使用可能ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の電子銃の第1の実施例の磁界
に直角な面での軸方向断面概略図、第2は本発明
の第2の実施例の第1図と同様の図、第3図は本
発明の第3の実施例の第1図と同様の図、第4図
は連続電界Ecと磁界Bの影響下にある電子の通路
の概略図である。 1……陰極、2……下側電極、3……陽極、4
……フイラメント。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 互いに対向し、それらの間に連続する電界を
    発生するように2つの異つた電位とされる2個の
    電極と、負または零電位とされた下側の電極の延
    長線上に配置されその電極と同電位とされる陰極
    とを有し、この組立体は前記電界に直交する磁界
    内に配置され、この磁界に直角の面内において前
    記電極の内の少くとも1個は、電極間の間隔が陰
    極から外側に向けて増加するように発散する形状
    を有しており、それにより回転速度より低い電子
    のドリフト速度の効果により増大するサイクロイ
    ドに沿つて伝播する電子ビームをつくり、前記発
    散する形状は、前記両電極間の間隔がラーモア半
    径の2倍に対応する長さにわたりほとんど変化し
    ないように前記電極の中央面に対して角度を有す
    ることを特徴とする超高周波発生器用電子銃。 2 特許請求の範囲第1項記載の電子銃におい
    て、前記磁界に直交する面内の前記両電極の形状
    はそれらの中面について対称であることを特徴と
    する超高周波発生器用電子銃。 3 特許請求の範囲第1項記載の電子銃におい
    て、前記2個の電極間に加わる電位差は電子の回
    転エネルギーの少くとも4倍であることを特徴と
    する超高周波発生器用電子銃。 4 特許請求の範囲第1項記載の電子銃におい
    て、前記陰極は電子に偏向速度とは逆の方向のス
    タート速度を与えるように下側の電極の面に対し
    て−45゜と−180゜の間の角度を形成する面内にお
    いて前記下側の電極の延長上に配置されることを
    特徴とする超高周波発生器用電子銃。
JP59067827A 1983-04-06 1984-04-06 超高周波発生器用電子銃 Granted JPS6041734A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8305603 1983-04-06
FR8305603A FR2544127B1 (fr) 1983-04-06 1983-04-06 Canon a electrons pour generateurs d'ondes radioelectriques pour hyperfrequences

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6041734A JPS6041734A (ja) 1985-03-05
JPH0443371B2 true JPH0443371B2 (ja) 1992-07-16

Family

ID=9287566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59067827A Granted JPS6041734A (ja) 1983-04-06 1984-04-06 超高周波発生器用電子銃

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4563615A (ja)
EP (1) EP0124395B1 (ja)
JP (1) JPS6041734A (ja)
DE (1) DE3469101D1 (ja)
FR (1) FR2544127B1 (ja)

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Also Published As

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FR2544127A1 (fr) 1984-10-12
US4563615A (en) 1986-01-07
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