JPH047532B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 周期状永久磁石によつて集束される進行波管
用の電子銃であつて、電子ビームが第１の空間電
荷密度を有する高出力モードと、電子ビームが第
２の空間電荷密度を有する低出力モードとを備
え、また陰極およびグリツドアセンブリを備えた
ものであつて： 縦軸方向の電子ビームを形成するための電子を
放出する放射面を有する陰極を備え； また、上記の陰極に対して軸方向に離間して取
り付けられた制御グリツドを備え； また、上記の放射面に対して縦軸方向に離間し
て取り付けられたシヤドーグリツドを備え、この
シヤドーグリツドは上記の放射面に対して機械的
に絶縁されているものにおいて： 上記の陰極、シヤドーグリツドおよび制御グリ
ツドに電位差を印加する手段を備え、この手段は
上記の低出力モードの電子ビームと高出力モード
の電子ビームとの径が等しくなるように低出力モ
ードの電子ビームまたは高出力モードの電子ビー
ムの両方に対応して選択的に電位差を印加するも
のであることを特徴とする電子銃。 ２ 前記のシヤドーグリツドと制御グリツドは同
じグリツドパターンを有していることを特徴とす
る前記特許請求の範囲第１項記載の電子銃。 発明の背景 １ 発明の技術分野 本発明は進行波管用の電子銃に関し、さらに特
定すれば周期状永久磁石によつてビーム集束され
る電子銃のグリツド構造に関する。 ２ 従来の技術 進行波管（TWT）はその内部に電子ビームと
無線周波数（rf）のエネルギとが互いに好ましい
影響で相互に作用して共に搬送される。このrfエ
ネルギは外部のrf源から入力ポートを介してこの
TWT内に供給される。また、電子ビームは電子
銃によつて供給される。この進行波管（TWT）
は一般に軸方向に延長した空洞を有する略円筒状
の本体と、円筒状の電子ビーム管とから構成され
ている。これら一連の軸方向に延長された空洞は
上記電子ビーム管の周囲を囲んで径方向に配置さ
れ、各空洞内にはこれら空洞を上記ビーム管に接
続すなわち結合する装置が設けられている。これ
ら一連の空洞は一般にこのTWTの回路を形成す
る。また、このTWTの回路の周囲を囲んで磁気
ビーム集束手段が設けられ、の磁気ビーム集束手
段によつて磁界が形成され、またこの磁気ビーム
集束手段の中心軸は上記ビーム管の中心軸と一致
している。この磁気集束手段としては、ソレノイ
ド形または周期状永久磁石形（PPM）のものが
一般に用いられる。この磁界によつて電子流は圧
縮方向の力を受けて集束され層状の均一なビーム
となつて電子ビーム管内に供給される。 このTWTは、しばしば高出力モードと低出力
モードの両方の作動が可能なものが要求される。
この高出力モードと低出力モードは出力の大小に
対応する。たとえば高出力モードの電子ビーム電
流は低出力モードの電子ビーム電流の５倍のもの
が要求される。このビーム電流は電子銃の陰極か
ら放射される電子の量によつて決定される。この
陰極の表面から放射される電子の量はグリツドに
よつて制御される。図示するものはScottの米国
特許No.3812395に開示されている装置の電子銃の
グリツドである。この電子銃はたとえば、1954年
D.Van Nostrand 社発行のJ.R.Pierce著
“Theory and Design of Electron Beams”に
開示されているPierce形電子銃である。 上記のScottの米国特許に開示されている装置
は、この電子銃の制御グリツドの電圧を変化さ
せ、高出力時の高ビーム電流と低出力時の低ビー
ム電流の切換えをなす。しかし、低出力時におい
て制御グリツドの電圧を低下させた場合には、こ
れに対応して陰極から放射される電子の数が減少
する。したがつて、この電子の数の減少によりビ
ームの空間電荷密度が減少する。このビームの空
間電荷密度の減少によつてこれを磁界によつてこ
れを径方向内側に集束する力が減少し、たがつて
高出力時の層状の焦点位置から焦点がぼける。理
論的には陰極から放射されるビーム電流が係数５
で減少すれば、この低出力時のビーム電流は高出
力時のビーム電流の1/5になる。しかし、この
TWTでは、ビームの崩壊によつてこの実際のビ
ーム電流は低くなる。このビームの崩壊によつて
このビームの焦点がぼけ、その結果このビームの
電子ビーム管の壁によつて遮られる。たとえば、
PPMで集束されるTWTでは、実際に低出力時の
電子ビームの理論的な値の50％しかビーム管を介
して伝送されない。（ソレノイドで集束される
TWTでは約90％） これに対して、高出力時の伝送効率はPPM形
で約92％、ソレノイド形で約98％である。 このビームの崩壊の問題を解決するには、低出
力時の電子ビームの空間電荷密度を一定に維持す
ること、すなわち低出力時の空間電荷密度を高出
力時の空間電荷密度と同じ値に維持するようにグ
リツドを設計する必要がある。このようなことを
達成するには、制御グリツドの一部に印加する電
圧をバイアスさせ、この部分に対応した陰極の電
子放出面からの電子放出を抑制する。この径の細
いビームは空間電荷密度が高出力時の等しく、崩
壊は生じない。このような従来の技術は、
Berwick他の米国特許4023061に開示されている。
しかし、このようなものは、別の問題が生じる。 上記のBerwickの米国特許に開示されている装
置は、低出力作動時には陰極から放射されるビー
ムのうち小径のビームのみが通過するように制御
グリツドに印加する電圧を制御する。これによつ
て、低出力時の空間電荷密度は高出力時の空間電
荷密度と等しくなる。しかし、このような低出力
時の電子ビームを細くするとこのTWTの回路の
空洞内での無線周波数信号との相互作用が減少す
る。この空洞内で増幅される無線周波数信号はこ
の中空円筒状のビーム管と同心の軸方向に延長さ
れた円筒状の電界を発生する。この無線周波数信
号が増幅されるには、このビーム管内の電子がこ
の同心状の電界と相互に作用しなければならな
い。しかし、この電界はその本来の特性から、電
子ビーム管の空洞の内側内周面に集中して発生す
る。よつて、ビームの径を細くすると、この径は
ビーム管の径よりはるかに細いので、この無線周
波数信号とは相互に作用しなくなる。上記の
Berwickの米国特許に開示されているグリツド構
造のものは、低出力時には上記の相互作用、一般
には電気的な効率は50％程度に低下する。 また、このBerwickの米国特許に開示されてい
るものはグリツド構造の物理的な構成に不具合が
あつた。この制御グリツドは２個の同心状のグリ
ツドから構成されている。この内側のグリツドは
より小径であり、低出力時の制御をなす。また、
これら２個のグリツドは大きな面積をカバーし、
高出力時の制御をなす。これら２個のグリツドは
物理的および電気的に絶縁されており、内側のグ
リツドの支持部材は高出力時に放射される電子の
流れを横切るように配置されている。したがつ
て、この支持部材によつて高出力時において電子
の流れを妨げ、この高出力時の電子の放射パター
ンを乱す。 これらの従来のものは、低出力時のビームの径
が高出力時のビームの径より細く、低出力時の電
子的な効率が低下する。また、この電子銃のグリ
ツド構造は第１の制御グリツドが第２の制御グリ
ツドに対して同心に支持されており、この外側の
制御グリツドが作動している場合には電子の放射
パターンを乱す不具合があつた。 発明の概要 本発明の目的は、低出力時の電子ビームの直径
が高出力時の電子ビームの直径と略等しく、低出
力時のビームとrfエネルギとの相互作用が高出力
時の電子ビームとrfエネルギとの相互作用と同等
の効率を有する電子銃を提供することにある。 また、本発明の別の目的は、高出力時において
電子ビームの流れの中の支持部材によつて電子の
放射パターンか乱されることがない電子銃を提供
することにある。 上記およびその他の目的のため、電子銃用の新
規なグリツド構造によつて特徴および長所が達成
される。この新規なグリツド構造は、従来のシヤ
ドーグリツトとは異なるシヤドーグリツドがこの
電子銃の陰極とは電気的および物理的に絶縁して
設けられている。本発明のシヤドーグリツドは、
この電子銃が高出力状態にあるか低出力状態にあ
るかに対応して陰極の電位より電位が高くあるい
は低くなるように構成されている。この制御グリ
ツドは電圧を調整できる電源に接続され、高出力
モードと低出力モードの切換えがなされる。ま
た、本発明では上記２個のグリツドはその電圧の
バイアスが別々に独立して調整できる。この電圧
が調整され、またこの制御グリツドは高出力モー
ドおよび低出力モードの両方において等しい実効
面積を有しているので、高出力モードおよび低出
力モードの両方の場合においてその電子ビームの
径が略等しくなる。また、上記Berwickの米国特
許に開示されている２個の制御グリツドを備えた
ものと異なり、１個の制御グリツドしか設けられ
ていないので、このビームの流れの中にある支持
部材等によつて電子の流れが乱されることがな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子銃とグリツドの構造を示
す概略図で、高出力時と低出力時のビームを特に
示してある； 第２図は一般的な陰極の斜視図； 第３図は低出力時のTWTの制御をなす従来の
制御グリツドを示す図； 第４図は高出力時のTWTの制御をなす制御グ
リツドを示す第３図に対応した図； 第５図は本発明の電子銃とグリツド構造の部分
的な断面図； 第６図は本発明のシヤドーグリツドとこれに対
応する制御グリツドの端面図である。 発明の詳細な説明 本発明の特徴をより理解するため、まず始めに
第１図ないし第４図に概略的に示す従来の複モー
ドTWTおよび関連する電子銃の構造および作用
を説明する。 この典型的な複モード電子銃は電気加熱形の陰
極要素１００を備え、この陰極要素はその凹面状
の放射面１０２から電子を放射するように構成さ
れ、この放射面は球面、回転放物面または回転双
曲面から形成されている。この陰極要素１００は
たとえばバリウムを含浸させたタングステン材料
から形成されている。また、グリツド構造体は、
接続部材１１２を会して陰極１０２に接続された
シヤドーグリツド１１０と、径方向外側制御グリ
ツド１２０および径方向内側制御グリツド１３０
とから構成されており、これらは上記放射面１０
２からの電子の放出を制御する。この放射面から
電子が放射され、上記のグリツド構造体を通過し
た後、この電子は集束電極１４０によつてビーム
状に集束され、また加速陽極１５０によつて加速
される。そして、この後このビームは第１図に示
すTWT回路１６０内に入射する。 このTWT回路内に入射する電子ビームの物理
的特性は、上記のグリツド構造体の形状と、この
グリツド要素すなわちシヤドーグリツド１１０お
よび制御グリツド１２０，１３０に印加するバイ
アス電圧によつて略決定される。第１図に示すよ
うに、低出力時の電子ビームの直径D_Lは高出力
時の電子ビームの直径D_Lよりはるかに小さい。
この直径の差は第３図および第４図にそれぞれ示
す制御グリツド１２０，１３０の形状、寸法の差
によるものである。 上記の制御グリツド１３０は、外側に配置され
た環状の取付け部材１３２と中央の円形のグリツ
ド部材１３４と、これを上記の取付け部材１３２
に支持接続する放射状部材１３６とから構成され
ている。また、上記の制御グリツド１２０は外側
に設けられた環状の取付け部材１２２と、中央の
円形の開口１２４とから構成されている。こ取付
け部材１２２の内側には環状のグリツド部材１２
６が設けられ、上記の開口１２４を形成してい
る。この開口１２４は上記のグリツド部材１３４
より僅かに大きく、またこのグリツド部材１２６
とグリツド部材１３４は上記陰性１００の放射面
１０２全体の面積と略等しい面積を占めている。
このグリツド部材１３４の面積は上記陰極１００
の中央部分１０４の面積に略対応し、また上記環
状のグリツド部材１２６の面積は陰極１００の環
状部分１０６と略等しく構成されている。 この第１図に示す電子銃を低出力モードで作動
させる場合には、まず陰極１００を加熱して電子
を放射させる。また上記の制御グリツド１３０を
この陰極１００に対して正電圧にバイアスする。
これによつて、陰極１００の中央部分１０４から
放射された電子は引付けられる。また、上記の制
御グリツド１２０は陰極１００に対して負の電圧
にバイアスされる。よつてこの陰極の環状部分１
０６から放出された電子がこのグリツド構造体を
通過して流れるのを抑制する。したがつて、低出
力モードではこの陰極１００の中央部分１０４か
ら放出された電子のみで電子ビームが形成され
る。よつて、この電子ビームの直径D_Lは第１図
に示すように比較的小さい。このため、このビー
ムの直径D_LはTWT回路１６０の壁によつて形成
されるビーム管の直径よりはるかに小さく、この
電子ビームとrfエネルギ（主として壁の近傍に集
中する）との相互作用が減少し、高出力モード時
の相互作用の効率の50％程度まで低下する。 また、高出力モードで作動させる場合には、両
方の制御グリツド１２０，１３０をいずれも陰極
１００に対して正のバイアス電圧を印加する。し
たがつて、グリツド部材１３４は陰極１００の中
央部分１０４から放出される電子を引付け、また
グリツド部材１２６は陰極１００の環状部分１０
６から放出される電子を引き付ける。したがつ
て、高出力モード時には、これらグリツド部材１
３４，１２６の両方によつて陰極１００の放出面
１０２全体から放出された電子が引付けられる。
この高出力モード時の電子ビームの直径D_Lは第
１図に示す如く充分に大きい。このように直径の
大きな電子ビームはTWT回路１６０の壁の近傍
に集中しているrfエネルギとより効率的に相互作
用する。しかし、この高出力時には、陰極１００
の環状部分１０６から放出された電子は制御グリ
ツド１２０の環状グリツド１３４に引付けられて
これを通過したのち、制御グリツド１３０の支持
部材１３６を通過しなければならない。この支持
部材１３６は制御グリツド１２０に引寄せられた
電子の経路内にあるので、この電子の流れと干渉
してこれを乱し、高出力時の電子ビームのパター
ンを乱す。 また、この従来のシヤドーグリツド１１０は高
出力作動時に制御グリツド１２０，１３０を過熱
や溶融から保護する。 このシヤドーグリツド１１０は、上記の制御グ
リツド１２０，１３０の形状と合致する形状に形
成されている。したがつて、このシヤドーグリツ
ド１１０は外側に配置された環状の取付け部材
と、上記グリツド１３４，１２６と合致する形
状、寸法のグリツドを備えている。このシヤドー
グリツド１１０の径方向に延長されたグリツド部
材は上記制御グリツド１３０の径方向グリツド部
材１３７および制御グリツド１２０の径方向グリ
ツド部材１２７にそれぞれ合致するように構成さ
れている。また、同様に、このシヤドーグリツド
１１０の周方向に延長されている部材は上記制御
グリツド１３０，１２０の周方向に延長されてい
る部材１３８，１２８とそれぞれ合致するように
構成されている。このシヤドーグリツド１１０は
陰極１００と同じ電位となるようにこれに接続さ
れている。 高出力モードで作動する場合には、この電子ビ
ーム電流は約４アンペアである。この制御グリツ
ド１２０，１３０の周方向および放射状のグリツ
ド部材の面積は電子放射面１０２の約10％であ
る。したがつて、このビーム電流の10％すなわち
0.4アンペアはこの２個の制御グリツドに遮られ
る。この高出力モード時には、この制御グリツド
は陰極より300ボルト高い電圧が印加されている
ので、この制御グリツドで消費される電力は約
120ワツトである。この電力はこの制御グリツド
でただちに発散されるものではなく、この制御グ
リツドが過熱したり溶融したりする。しかし、こ
の電子放射面１０２と制御グリツド１２０，１３
０との間にはシヤドークリツド１１０が配置され
ているので、この電子放射面１０２から放射され
た電子はこのシヤドーグリツドの周方向グリツド
部材および放射状グリツド部材に衝突しこの電位
の低いシヤドーグリツド１１０によつて消滅され
る。したがつて、この制御グリツドの周方向グリ
ツド部材および放射状グリツド部材の対応した最
少限の電子が遮られる。このシヤドーグリツド１
１０は電子ビームの10％（すなわち0.4アンペア）
を遮り、制御グリツト１２０，１３０をシールド
する。このシヤドーグリツド１１０は電子放射面
１０２に対して零電位であるので、電力を消費し
ない。 以上、従来の電子銃およびそのグリツド構造の
作動と特性について説明したが、以下、第５図お
よび第６図を参照して本発明のグリツド構造の特
徴と長所について説明する。 この第５図に示す電子銃は陰極とグリツドの構
造が異なる他は前記の第１図の電子銃と同様な構
成である。第５図に示した電子銃には電子放射面
１０２を有する過熱された陰極が設けられてい
る。そして、放射された電子は制御グリツドによ
つて制御され、集束電極１４０および加速電極１
５０に移動する。そして、この電子ビームは
TWT回路内に入射する。本発明のグリツド構造
は従来の複モードTWTに使用されるグリツド構
造とは数々の点で相違している。 本発明のシヤドーグリツド２１０を第６図に示
す。このグリツドは環状の取付け部材２１２およ
び導電性の内側グリツド構造体２１３から構成さ
れている。このグリツド構造体２１３は互いに交
差する複数の放射状部材２１４と周方向部材２１
６とから構成されている。これらの部材２１４お
よび２１６はモリブデン材料で形成され、互いに
交差して複数の0.100インチ×0.060インチの開口
２１８を形成している。このシヤドーグリツド２
１０は陰極１００とは電気的および機械的に絶縁
して設けられている。したがつて、このシヤドー
グリツド２１０は電気的にバイアスをかけること
が可能であり、可変電圧電源によつて上記の陰極
１００とは異なる電位でかつTWTのモードに対
応してこの陰極１００の電位に対して高くまたは
低い電圧を印加することができるように構成され
ている。このシヤドーグリツト２１０は第１図の
シヤドーグリツド１１０と同様に制御グリツド
（第５図の２２０）のシードルの作用をなす。こ
のシヤドーグリツド２１０の特徴は陰極１００と
は電気的および機械的に絶縁して設けられ、この
陰極とは別の電位で作動する点にある。このシヤ
ドーグリツド１１０は一般には電子放射面１０２
から軸方向に約0.003インチ（0.0762mm）離れて
いる。 制御グリツド２２０はその取付け部材がシヤド
ーグリツド２１０のそれより幅広の点をのぞいて
このシヤドーグリツド２１０と同様な構成であ
る。この制御グリツド２２０のグリツド面積はシ
ヤドーグリツド２１０のグリツド面積と等しい。
また、この制御グリツド２２０の放射状グリツド
部材および周方向グリツド部材はシヤドーグリツ
ド２１０の放射状グリツド部材２１４と周方向グ
リツド部材２１６に合致するように整列されてい
る。したがつて、前記シヤドーグリツド１１０が
制御グリツド１２０，１３０をシールドしたよう
に、このシヤドーグリツド２１０も制御グリツド
２２０をシールドして保護する作用をなす。シヤ
ドーグリツド２１０と制御グリツド２２０の放射
状グリツド部材および周方向グリツド部材につい
て「整列」なる語を使用した場合には、これら部
材がビーム内の電子の流れ方向に対して平行な方
向に配列され、この制御グリツド２２０が電子に
さらされないように配置されていることを意味す
る。 グリツドが電気ビームの等電位面にその位置お
よび電位が一致した場合には、このグリツドによ
つてこの電子の軌跡が乱されないことは知られて
いる（このグリツドに衝突した電子は除く）。こ
のグリツドは電子ビームに対して「透明」となる
（“An Ultra−Laminar Terode Gun for High
Duty Cycle Applications”Richard True著、
IEEE IEDM、286〜289頁、1979年 参照）。作
動中のシヤドーグリツド２１０は僅かに正電位に
維持され、上記の原理に従つた位置に位置され、
高い品質のビームが得られる。このシヤドーグリ
ツド２１０および制御グリツド２２０は共にビー
ムに対しては透明である。この電子銃はグリツド
の無い電子銃と同様に作動する。よつて、この高
出力作動時には良好に集束された層状のビームが
得られる。また、このシヤドーグリツドは低い電
圧で作動するので、このビーム電流を遮ることに
よる加熱が少ない。 また、低出力モードの場合には、このシヤドー
グリツド２１０は陰極１００に対して僅かに負の
電位に維持される。この陰極１００に対すねシヤ
ドーグリツドの位置は変化しない。このシヤドー
グリツドはもはや「透明」な位置にはない。この
シヤドーグリツドは僅かに負のバイアス電圧が印
加されているので、放出された電子電流は減少す
る。よつて、このグリツドの直径を減少させずに
このビームの空間電荷密度を減少できる。しか
し、この僅かに負バイアスのかかつたこのシヤド
ーグリツド２１０によつてこのグリツドを通過す
る電子の軌跡は乱される。以後の高度の層状の軌
跡の代りに、この負にバイアスされたシヤドーグ
リツド２１０によつて上記放射された電子に大き
な横断方向の速度成分が与えられる。このビーム
の横断方向の運動エネルギの増加によつて“ビー
ム横断温度”が上昇する。このビーム横断温度の
上昇によつて空間電荷密度が減少し、これによつ
て反対にこのビームを圧縮する磁界が生じる。ま
た、この低出力時のビーム横断温度の上昇によつ
て、この空間電荷密度の減少に対抗し、この低出
力時のビームの直径を高出力時のビームの直径と
略等しく維持することが可能となる。このような
現象は、”Optical Theory of Thermal
Velocity Effects in Cylindrical Beams”、G.
Herrmann著、1958年の「Journal of Appliud
Physics」のVol.29、127頁に開示されている
Hermannのoptical theoryとして知られている。 磁界中の熱ビームの釣合い半径Ｒ（Hermannの
半径）はBrillouin半径R_BR、ビーム温度Ｔ、集束
磁界Ｂ、および極の位置におけるこの集束磁界を
B_Cとすると： ＝R_BR［１／２＋１／２（B²／_Cr⁴
／_C／B²R⁴／_BR＋2kmT^r2／_C／e²B²R⁴／_BR）^1/2］^1/2……
(1) となる。ここで、Ｋ、ｅおよびｍはそれぞれ
Boltzman定数、電子の電荷、質量である。ま
た、この電子銃の陰極の半径はr_Cである。 また、上記のR_BRは空間電荷効果に関連し、よ
つて： B²R² _BR＝√2PΦ／πε_O（ｅ／ｍ）^3/2 ……(2) となる。ここでＰは空間電荷制限電流、ε_Oは自由
空間の絶対誘電率（8.855×10 フアラツド／ｍ）
およびΦはビーム電圧である。上記(1)および(2)式
は“Verfication and use of Harmann′s
Optical Theory of Thermal Verocity Effects
in Electron Beams in the Low Perveance
Rqgin”、K.Amboss著、IEEE Trans.ED、
Vol.11、479頁（1964年）に開示されている。 典型的な複モードＸバンドTWTでは、空間電
荷制限電流は高出力モード時のＰ＝1.0μ_Pから低
出力モード時のＰ＝0.2μ_Pまでの範囲で変化する。
この他の高出力モード時および低出力モード時の
変数は第１表に示す。

【表】

【表】 この第１表の値を用いて前記(1)、(2)式を解いた
結果を第２表に示す。この第２表中、Ｔを零とし
たときに制限半径をＲとし、またB_Cを零とした
ときに温度半径をＲとしてある。

【表】 この第２表から明らかなように、Ｐ＝1.0、Ｔ
＝1400°Kの高出力モード時およびＰ＝0.2、Ｔ＝
18000°Kの低出力モード時の両方においてビーム
半径が略等しくなる。この分析結果は、＃162
CGH−Ｐ形の標準電子銃を改造し、シヤドーグ
リツド２１０に陰極１００に対して僅かな（±
50V）の正または負の電圧が印加されるようにし
たものである。また、この改造した電子銃は
Hughes Aircraft社製の8725形標準TWTに装着
した。 高出力モード時にはこのTWTは−25000Vの陰
極に対して10ボルトの正電圧が印加される。ま
た、制御グリツド２２０は−24699ボルトに設定
され（すなわち陰極に対して301Vの正電圧）、４
アンペアの通常作動電流が流れる。最上のビーム
伝達は82.5％が達成される。この伝達効率はシヤ
ドーグリツドが陰極に電気的に接続された改造前
の電子銃の伝達効率に匹敵する。また、9.7から
9.9GHZの帯域でRFパワーは15KWが達成され
る。 また、低出力モード時には、ビーム電流が１ア
ンペアに減少され、またシヤドーグリツド２１０
の電位が−25040ボルト（すなわち陰極に対して
115Vの正電圧）に設定される。ビーム伝達は90
％、rfの伝達は88％が達成される。これに対し
て、図示する従来のPPM形TWTでは、高出力時
のビーム伝達が92％に対し、低出力時のビーム伝
達が50％である。 したがつて、シヤドーグリツドと制御グリツド
の２個のグリツドを備えた複モード電子銃が得ら
れる。のシヤドーグリツドは可変電圧電源に接続
され、陰極に対して僅かに正または負の電圧に維
持される。低出力モード時には、このシヤドーグ
リツドは陰極に対して僅かに負の電圧（40ボルト
の負電圧）に維持され、これによつてビーム横断
温度を増加させ、空間電荷密度の減少を補償す
る。よつて、この電子ビームは磁界の集束力に抗
してその直径を維持できる。また、本発明の特徴
は、既在の電子銃（すなわち単モード電子銃）を
複モード電子銃に改造できることにある。まず、
このシヤドーグリツドを陰極から切離し、この陰
極とは異なる電圧すなわち可変電圧電源によつて
供給される電圧に維持できるようにする。次に、
このシヤドーグリツドおよび制御グリツドの電圧
をビーム横断温度が上昇するように制御する。ま
た、印加電圧が調整でき、互いに離間した複数の
“シヤドーグリツド”を設ければ、複数の出力モ
ード（すなわち３個の出力モード）形の電子銃が
達成できる。 以上、本発明を第１図ないし第６図を参照して
説明したが、これらの図および実施例は本発明の
説明だけのものである。当業者であれば、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で構造、材料等を変更で
きる。本発明の特徴は以下の請求の範囲によつて
限定される。