JPH0652804A - マグネトロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】発振モードの分離が良く、発振効率も高い、安
定した出力が得られるマグネトロンを提供することにあ
る。 【構成】ストラップリングに１個所、ベイン１枚をまた
ぐ切欠き部を設け、切欠き部に隣接するストラップリン
グの端部が接続されているベインにアンテナを接続し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発振モードの分離が良
好で発振効率も良好な、性能や信頼性の高いマグネトロ
ンに関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、電子レンジなどに用いられてい
る従来の例えば特開平１−６３２４５号公報に開示され
ているマグネトロンの、管軸を通る平面による断面図で
ある。陰極１の周囲を、陽極円筒２の内面から放射状に
突出した偶数枚のベイン３の端部が取り囲み、陽極円筒
とベイン群とで偶数個の空洞共振器が形成されている。
陰極１の周囲のベイン３の端部との間の空間は作用空間
と呼ばれ、ここには環状の永久磁石４を起磁力源、ヨー
ク５を外部磁気回路にして、磁極６によって管軸方向の
静磁界が形成されている。陰極１から放出された電子
は、陰極に対して高い直流正電圧が印加されている陽極
ベイン側へ吸引され加速されて行くが、運動方向に直角
に管軸方向の磁界が存在するため運動方向と磁界とに直
交する方向の力に作用され、ベインの先端を円周方向に
横切って陰極側へ戻ろうとする電子も現れ、作用空間内
に電子密度が高い部分と疎な部分が生じ、高電子密度の
電子雲が作用空間内を高速周回して上記空洞共振器群内
にマイクロ波電気振動が励振される。空洞共振器群内の
電気振動のうち、最も強く安定して発振されるのは、隣
接空洞間で逆位相となる所謂πモードの振動である。こ
のπモード振動で同電位（同位相）となる点を互いに電
気的に接続して、πモードの振動を、特に発振初期に早
急に安定化させるために、ベインを一つおきに交互に接
続する内ストラップリング８と外ストラップリング９と
が、ベインの管軸方向端面に設けた溝７の内部に収納設
置されている。マイクロ波電気振動を、一つのベインの
端面に接続したアンテナ１０によってマイクロ波出力取
出部１１に導いて、外部で例えば電子レンジで、食物加
熱用に、利用する。なお、陰極１は加熱用給電線を介し
て陰極ステムによって支持されている。

【０００３】図４は上記従来のマグネトロンの陽極の模
式的平面図で、図中、１２は空洞共振器、其の他の符号
は図３の場合と同様である。この図から、内ストラップ
リング８と外ストラップリング９が、それぞれベイン３
を一つおきに連結接続していることが良く判る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ベイン数Ｎと同数の空
洞共振器が互いに結合されていれば、一般にＮ個の異な
った基本周波数が存在することになるが、マグネトロン
では、共振器群が環状に配列結合されているから、Ｎ／
２−１個の基本振動モードがある。実際には、製造誤差
により各空洞共振器単独の周波数がそれぞれ異なってお
り、また、マイクロ波出力を取り出すアンテナが一つの
ベインだけに接続され、回路としての対称性がなく、空
洞共振器群に生ずる定在波の分布は複雑である。従来の
マグネトロンの円環状で切目のないストラップリングは
各空洞共振器それぞれの特定点を強引に同電位に近付け
てＮ／２次モード即ちπモード発振を安定化しようとす
るものである。しかし、Ｎ／２−１次モードなどＮ／２
次に近いモードの周波数はπモードの周波数にかなり近
く、動作条件の僅かな変動によって周波数の飛びなどの
不安定な現象が現れるという問題があった。

【０００５】本発明は上記従来のマグネトロンの問題点
を解決し、振動モードの分離が良好なマグネトロンを提
供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、ストラップリングに１個所、ベイ
ン１枚をまたぐ切欠き部を設け、切欠き部に隣接するス
トラップリングの端部が接続されているベインにアンテ
ナを接続することにした。

【０００７】

【作用】モード間の分離を良くするために、ストラップ
リングの一部分を切り欠くことに関しては、昭和３１年
１２月、無線従事者教育協会刊行、相浦正信著「マイク
ロ波真空管」、１６４〜１６５頁に、ストラップリング
に切欠き部を設け、陽極円筒中心に対しストラップリン
グ切欠き部反対側のベインにアンテナを結合するのが良
く、実行もされている旨、理論的説明を添えて記載され
ている。本発明では、アンテナ結合位置を上記文献の記
載とは異なり、切欠き部に隣接するストラップリングの
端部が接続されているベインに、アンテナを接続するこ
とにした。これは本発明者が多くの実験の結果、発見、
確認したものである。

【０００８】

【実施例】図１は本発明実施例の要部であるマグネトロ
ン陽極組立構体の模式的平面図である。図中、２は陽極
円筒、８ａは本発明に係る切欠き部のある内ストラップ
リング、９ａは本発明に係る切欠き部のある外ストラッ
プリング、１２は空洞共振器、３８はそれぞれ内ストラ
ップリングの切欠き部に隣接する端部が接続されている
２枚のベイン、３９はそれぞれ外ストラップリングの切
欠き部に隣接する端部が接続されている２枚のベイン、
３８ｃは、従来、アンテナを結合するのに好適とされた
陽極円筒中心に対し内ストラップリング切欠き部反対側
のベイン、３９ｃは、従来、アンテナを結合するのに好
適とされた陽極円筒中心に対し外ストラップリング切欠
き部反対側のベインである。本発明では、ベイン３８ま
たはベイン３９の何れかに図３に示すようにアンテナ１
０を結合する。

【０００９】図２（ａ）は切欠き部を設けた外ストラッ
プリング９ａの平面図、図２（ｂ）は切欠き部を設けた
内ストラップリング８ａの平面図である。但し、これら
の図は単に説明用に示したもので、実際にストラップリ
ングに、このような切欠き部を設けてからベインの端面
に取り付けようとすると、よほど丁寧に取扱わないと変
形してしまうので、通常の製造工程には不向きである。
そのためか、本発明者が調べた範囲では、現在、ストラ
ップリングに切欠き部を設けたマグネトロンの市販品は
見当らない。

【００１０】本発明者はベイン数Ｎ＝１０個、陽極円筒
内径２ｒａ≒８．９ｍｍ、陰極外径２ｒｃ≒３．９ｍｍ
のマグネトロンについて実験を行った結果、下記の表１
に示すようにアンテナ取付部に隣接して（即ちアンテナ
を取付けたベインに隣接するベインをまたぐように）ス
トラップリングの切欠き部を設けると、既述の文献に記
載された陽極円筒中心に対しストラップリング切欠き部
反対側のベインにアンテナを取付けた場合よりも良好な
発振特性となることが判った。

【００１１】

【表１】

【００１２】即ち、上記表１のように、本発明により、
ストラップリングに１個所、ベイン１枚をまたぐ切欠き
部を設け、ストラップリングの切欠き部に隣接する端部
が接続されているベインに、アンテナを接続すれば、モ
ード分離が良くなり、安定した出力が得られる、このこ
とはマグネトロンが高効率、高安定動作が可能となるこ
とを意味し、長寿命化につながる。また、ストラップリ
ングの切欠き部がアンテナを取付けるべきベインの目印
となり、誤作業を防止できる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
振モード間の分離が良くなり、発振効率も高くなり、安
定した出力が得られ、結局、長寿命、高信頼性のマグネ
トロンが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の要部であるマグネトロン陽極組
立構体の模式的平面図である。

【図２】図２（ａ）は切欠き部を設けた外ストラップリ
ングの平面図、図２（ｂ）は切欠き部を設けた内ストラ
ップリングの平面図である。

【図３】従来のマグネトロンの管軸を通る平面による断
面図である。

【図４】従来のマグネトロンの陽極組立構体の模式的平
面図である。

【符号の説明】

２…陽極円筒、 ８ａ…本発明に係る切欠き部のある内
ストラップリング、９ａ…本発明に係る切欠き部のある
外ストラップリング、 １２…空洞共振器、３８…内ス
トラップリングの切欠き部に隣接する端部が接続されて
いるベイン、 ３９…外ストラップリングの切欠き部に
隣接する端部が接続されているベイン、 ３８ｃ…円筒
中心に対し内ストラップリング切欠き部反対側のベイ
ン、３９ｃ…円筒中心に対し外ストラップリング切欠き
部反対側のベイン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陽極円筒の内周から偶数枚のベインを放射
   状に突出させ、陽極円筒とベインとで空洞共振器群を形
   成させ、これらの空洞共振器群内に発生したマイクロ波
   振動のうち、隣接空洞間で逆位相となるπモードの振動
   を安定化させるために、各ベインを一つおきに夫々同じ
   部位で相互に電気的に接続するストラップリングを設
   け、発生したマイクロ波電力を外部に取り出して利用す
   るためにベインの一つにアンテナを結合したマグネトロ
   ンにおいて、ストラップリングに１個所、ベイン１枚を
   またぐ切欠き部を設け、切欠き部に隣接するストラップ
   リングの端部が接続されているベインにアンテナを接続
   したことを特徴とするマグネトロン。