JPH09237582A - ジャイロトロン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 永久磁石２００が発生する磁場の磁束密度の
設計値と、実際に発生する磁束密度の値との間には数％
程度の差が生じることが多く、主磁場微調整電磁石３０
および電子銃磁場微調整電磁石３１に大きな電流を流す
必要がある場合があり、ジュール発熱により補助電磁石
が高温になるなどの課題があった。 【解決手段】 電子銃１を構成するカソード２とアノー
ド４の位置関係を変えることなく、電子銃１の軸方向位
置が調節できる構造にすれば、電子銃１を構成するカソ
ード２とアノード４の位置関係を変えることなく、永久
磁石２０が発生する磁場分布に対する電子銃１の軸方向
位置を調整可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子サイクロト
ロン共鳴メーザ作用を利用しマイクロ波またはミリ波を
発生するジャイロトロン装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２８は、当出願人が先に出願した特願
平６−３１５１３３号に示された従来のジャイロトロン
装置を示す正面断面図であり、図において、１は電子
銃、２は電子放出部３を有するカソード、４はカソード
２と共に電子放出部３から電子を引き出すための電界を
電子放出部３の表面に形成するアノード、５は電子を加
速するための電界を形成する加速電極である。なお、一
般にはカソード２、アノード４および加速電極５からな
る部分を３極型電子銃と呼ぶが、この明細書ではカソー
ド２およびアノード４からなる部分を電子銃１とし、加
速電極５は電子銃１に含めないものとする。また、３極
型電子銃を採用したジャイロトロンを３極型ジャイロト
ロンと呼ぶものとする。

【０００３】６は電子ビーム９と高周波電磁場とが共鳴
的に相互作用を起こし、高周波１０を発生する空胴共振
器、７は相互作用を終えた電子ビーム９を回収するコレ
クタ、８は高周波１０を取り出す出力窓、２０は電子銃
１、空胴共振器６、コレクタ７、および出力窓８などか
ら構成されたジャイロトロン１００内において、電子ビ
ーム９に旋回運動を与えるための軸方向磁場の大部分を
発生する永久磁石である。３０は空胴共振器６内の磁場
を微調整するための主磁場微調整電磁石、３１は電子銃
１における磁場を微調整するための電子銃磁場微調整電
磁石であり、主磁場微調整電磁石３０および電子銃磁場
微調整電磁石３１とをまとめて補助電磁石と呼ぶ。２０
０はジャイロトロン１００、永久磁石２０、主磁場微調
整電磁石３０、及び電子銃磁場微調整電磁石３１からな
るジャイロトロン装置である。

【０００４】図２９は当出願人が先に出願した特願平６
−３１５１３３号に示された従来の２極型電子銃を採用
したジャイロトロンを示す正面断面図であり、図におい
て、図２８のものと同一符号は同一または相当部分を示
すので説明を省略する。２極型電子銃を採用したジャイ
ロトロン１００を２極型ジャイロトロンと呼ぶこととす
る。ここで、２極型ジャイロトロンにおけるアノード４
は３極型ジャイロトロンの加速電極５の役割も兼ねてお
り、空胴共振器６において固有モードの電磁場とサイク
ロトロン共鳴メーザ相互作用を行う電子ビームを引き出
す点で、３極型電子銃と同様の働きをしている。

【０００５】次に動作について説明する。電子放出部３
から放出された電子ビーム９はカソード２とアノード４
や加速電極５との間の電界により加速され、永久磁石２
０、主磁場微調整電磁石３０、および電子銃磁場微調整
電磁石３１からなる磁場発生装置によって発生された磁
場により、旋回運動しながら軸方向にドリフトする。さ
らに、磁場発生装置によって発生された強力な磁場によ
って電子ビーム９は圧縮され、電子の速度比ｖ⊥/ｖ‖
（ｖ⊥およびｖ‖は、それぞれ電子速度の磁場に対する
垂直方向成分および平行方向成分）を増大させ、空胴共
振器６に入る。

【０００６】そして、上記磁場発生装置が発生する軸方
向磁場によってサイクロトロン運動している電子は、通
常円筒状空胴からなる空胴共振器６における固有モード
の高周波電磁場とサイクロトロン共鳴メーザ相互作用
し、電子の磁場に対する垂直速度成分ｖ⊥によるエネル
ギーの一部は高周波電磁場のエネルギーに変換される。
また、空胴共振器６で励起された高周波１０は出力窓８
を透過して外部に取り出される。空胴共振器６において
電子ビームのエネルギーが効果的に高周波のエネルギー
に変換されるのは、次式が成り立つときである。

【０００７】 ω−ｋ_z ｖ_z ⌒ sΩ_c ・・・（１） ω：空胴共振器６の固有モードの電磁場の共振角周波数 ｋ_z ：固有モードの軸方向波数 ｖ_z ：電子の軸方向速度 ｓ：高調波次数 Ω_c ：相対論的効果を考慮した電子のサイクロトロン角
周波数

【０００８】さらに、Ω_c は次式で与えられる。 Ω_c ＝ｅＢ₀ ／γｍ₀ ・・・（２） ただし、 ｅ：電子の電荷（絶対値） Ｂ₀ ：空胴共振器内での軸方向磁束密度 γ：相対論的係数 ｍ₀ ：電子の静止質量

【０００９】なお、式（１）からわかるように、電子ビ
ームのエネルギーが効果的に高周波のエネルギーに変換
され、強力な電磁波が発生するのは、式（１）の右辺が
左辺より僅かに小さいときである。

【００１０】また、電子銃１における磁場の磁束密度や
電子放出部表面の電界強度と発振効率との間には以下の
関係がある。但し、ここでは空間電荷効果は考慮してい
ない。

【００１１】 ｖ_k⊥＝Ｅ_k⊥／Ｂ_k ・・・（３） ｖ_k ⊥：電子放出部から飛び出した直後の電子の磁場に
対して垂直方向の速度成分 Ｅ_k ⊥：電子放出部表面の磁場に対して垂直方向の電界
強度 Ｂ_k ：電子放出部における磁場の磁束密度

【００１２】さらに、ｖ_k ⊥、Ｂ_k 、電子が電子銃１か
ら空胴共振器６に至る間の任意の位置での電子の磁場に
対して垂直方向の速度成分ｖ⊥、磁束密度Ｂの間には以
下の関係がある。

【００１３】 ｖ⊥² ／Ｂ＝ｖ_k ⊥² ／Ｂ_k ・・・（４）

【００１４】式（３）を式（４）に代入して整理する
と、次のようになる。

【００１５】 ｖ⊥＝Ｅ_k ⊥・Ｂ^1/2 ／Ｂ_k ^3/2 ・・・（５）

【００１６】ジャイロトロン内の軸方向磁場は、図３０
のように、電子銃１から空胴共振器６まで単調に増加す
る分布になっており、電子放出部３から放出された電子
は、式（５）に従ってｖ⊥を増大させながらドリフトし
空胴共振器６に達する。図３０は従来のジャイロトロン
装置で用いられる磁場発生装置が発生する磁場分布を示
すグラフ図である。空胴共振器６において、式（５）と
同様に、次式が成り立つ。

【００１７】 ｖ₀ ⊥＝Ｅ_k ⊥・Ｂ₀ ^1/2／Ｂ_k ^3/2 ・・・（６）
ｖ₀ ⊥：空胴共振器６における電子の磁場に対して垂直
方向の速度成分 Ｂ₀ ：空胴共振器６における磁場の磁束密度

【００１８】空胴共振器６において、ジャイロトロン１
００の発振に利用されるのは、電子の磁場に対して垂直
方向の速度成分ｖ₀ ⊥による運動エネルギーであるた
め、高い発振効率を得るために、ｖ₀ ⊥ができるだけ大
きくなるように、Ｅ_k ⊥、Ｂ₀、Ｂ_k を調整する。ただ
し、電子の全速度、磁場に対して平行方向の速度成分を
それぞれｖ、ｖ‖とすると、ｖ、ｖ‖、ｖ⊥の間には、

【００１９】 ｖ² ＝ｖ‖² ＋ｖ⊥² ・・・（７）

【００２０】の関係があり、ｖ⊥を大きくし過ぎると、
電子は電子銃１から空胴共振器６に至るまでにｖ‖が０
となり、電子銃１側へ反射する現象が起こる。したがっ
て、電子が反射を起こさない範囲内でｖ⊥の大きさを制
御する必要がある。なお、主磁場微調整電磁石３０と電
子銃磁場微調整電磁石３１は、それぞれ空胴共振器６と
電子銃１において、ジャイロトロン１００が発振するた
めに必要な磁場の磁束密度と、永久磁石２０が発生して
いる磁場の磁束密度との差を補正し、発振出力を制御す
るために用いられる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】従来のジャイロトロン
装置２００は以上のように構成されているので、補助的
に用いられている主磁場微調整電磁石３０および電子銃
磁場微調整電磁石３１にに電流を流して磁場の磁束密度
を調整し、ジャイロトロン１００を発振させ、さらに高
い効率を得るようにしている。しかし、永久磁石２０が
発生する磁場の磁束密度の設計値と、実際に発生する磁
束密度の値との間には数％程度の差が生じることが多
く、主磁場微調整電磁石３０および電子銃磁場微調整電
磁石３１に大きな電流を流す必要がある場合があり、ジ
ュール発熱により補助電磁石が高温になるなどの課題が
あった。また、ジャイロトロン１００では通常、電子銃
１のカソード２として熱カソードを用いるので、電子銃
磁場微調整電磁石３１は自身のジュール熱以外に、カソ
ード２からの熱伝導によっても高温になるなどの課題が
あった。

【００２２】また、２極型ジャイロトロンにおいては、
アノード４が加速電極５を兼ねているため、加速電圧を
変えることなしに、電子放出部表面の電界強度を調整す
ることはできないなどの課題があった。

【００２３】さらに、ジャイロトロン１００と永久磁石
２０とは、それぞれの中心軸が一致する位置関係（以
下、同軸という）に保持される必要があり、従来はジャ
イロトロン１００の出力窓８側の永久磁石２０端面にお
いて、フランジ（図示なし）を用いて、ジャイロトロン
１００と永久磁石２０とを同軸に保持していた。しか
し、例えば、高周波１０が水平方向に放射されるような
方向にジャイロトロン装置２００を設置した場合、ジャ
イロトロン１００の自重によって、ジャイロトロン１０
０と永久磁石２０とが同軸でなくなるなどの課題があっ
た。

【００２４】さらに、永久磁石２０が発生する磁場の磁
束密度は経年変化および温度変化により変化するが（磁
束密度の変化は残留磁束密度温度係数で決まり、ネオジ
ム系材料を用いた永久磁石２０ではこの係数は−０．１
％／℃程度である）、この磁場の磁束密度の変化を補正
するために、補助電磁石（主磁場微調整電磁石３０およ
び電子銃磁場微調整電磁石３１）に流す電流を調整して
いた。また、ジャイロトロン１００の出力パワーを調整
するためにも上記補助電磁石に流す電流を調整していた
が、これらの調整を１つの直流定電流源を用いて行って
いたため、上記補助電磁石に流す電流の調整方法が複雑
であるなどの課題があった。

【００２５】さらに、永久磁石２０内面には凹凸があ
り、ジャイロトロン１００の挿入作業の際に、ジャイロ
トロン１００が永久磁石２０の内面に引っかかったり、
接触して、永久磁石２０およびジャイロトロン１００に
損傷を与える可能性があるなどの課題があった。

【００２６】さらに、永久磁石２０が発生する磁場分布
の特徴から、給電線を接続するためのジャイロトロン１
００の電子銃１の端子が、永久磁石２０の端面より外側
に出ないため、給電線の接続作業に手間取るなどの課題
があった。

【００２７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、特に電子銃磁場微調整電磁石３１
に流す電流を小さく、あるいは零にするとともに、発生
した熱を放出しやすくすることにより、さらに高信頼
性、高発振効率のジャイロトロン装置を得ることを目的
とする。

【００２８】また、この発明は、カソード２とアノード
４間の距離を可変とすることによって、カソード２とア
ノード４間の電圧すなわち加速電圧を変えなくても、電
子放出部表面の電界強度を調整可能なジャイロトロン装
置を得ることを目的とする。

【００２９】さらに、この発明は、ジャイロトロン１０
０を横置きした場合のように、ジャイロトロン１００の
中心軸が鉛直方向を向いていない場合でも、ジャイロト
ロン１００と永久磁石２０とが同軸に保持されるジャイ
ロトロン装置を得ることを目的とする。

【００３０】さらに、この発明は、永久磁石の温度変化
および経年変化による発生磁場の変化の補正およびジャ
イロトロン１００の出力パワーを調整する専用の直流定
電流源を各々に設け、これらを１つの補助電磁石に並列
接続して、より運転しやすいジャイロトロン装置を得る
ことを目的とする。

【００３１】さらに、この発明は、ジャイロトロン１０
０の挿入作業が簡単で、ジャイロトロン１００および永
久磁石２０のいずれにも損傷を与えずに永久磁石２０に
ジャイロトロン１００を設置することのできるジャイロ
トロン装置を得ることを目的とする。

【００３２】さらに、この発明は、給電線の接続が容易
なジャイロトロン装置を得ることを目的とする。

【００３３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るジャイロトロン装置は、永久磁石が発生している磁場
分布に対して、電子銃の軸方向位置を調整可能とした軸
方向位置調整機構を備えたものである。

【００３４】請求項２記載の発明に係るジャイロトロン
装置は、電子銃は、電子放出部を有するカソードと電子
放出部から電子を引き出すための電界を形成するアノー
ドを有する２極型電子銃であり、カソードとアノードの
位置関係を変更することなく、永久磁石が発生している
磁場分布に対して、電子銃の軸方向位置を調整可能とし
た軸方向位置調整機構を備えたものである。

【００３５】請求項３記載の発明に係るジャイロトロン
装置は、軸方向位置調整機構において、アノードの外壁
に形成された第１のつばと、空胴共振器へ向かう電子ビ
ームが通過するビームドリフト部の外壁に形成された第
２のつばと、アノードとビームドリフト部との間に介在
しジャイロトロン装置内を真空に保っているベローズ
と、第１のつばと第２のつばとの間に配置され、アノー
ドと上記ビームドリフト部との距離を任意に変更固定で
きる固定ネジとを備えたものである。

【００３６】請求項４記載の発明に係るジャイロトロン
装置は、電子銃は、電子放出部を有するカソード、電子
放出部から電子を引き出すための電界を形成するアノー
ド、および電子を加速するための電界を形成する加速電
極を有する３極型電子銃であり、カソードとアノードの
位置関係を変更することなく、永久磁石が発生している
磁場分布に対して、電子銃の軸方向位置を調整可能とし
た軸方向位置調整機構を備えたものである。

【００３７】請求項５記載の発明に係るジャイロトロン
装置は、軸方向位置調整機構において、内部にアノード
を有する筒の外壁に形成された第１のつばと、アノード
と加速電極との間を絶縁する絶縁筒にろう付けされた金
属の外壁に形成された第２のつばと、内部にアノードを
有する筒と絶縁筒との間に介在しジャイロトロン装置内
を真空に保っているベローズと、第１のつばと第２のつ
ばとの間に配置され、アノードと加速電極との距離を任
意に変更固定できる固定ネジとを備えたものである。

【００３８】請求項６記載の発明に係るジャイロトロン
装置は、軸方向位置調整機構において、内部に加速電極
を有する筒の外壁に形成された第１のつばと、空胴共振
器へ向かう電子ビームが通過するビームドリフト部の外
壁に形成された第２のつばと、内部に加速電極を有する
筒とビームドリフト部との間に介在しジャイロトロン装
置内を真空に保っているベローズと、第１のつばと第２
のつばとの間に配置され、加速電極とビームドリフト部
との距離を任意に変更固定できる固定ネジとを備えたも
のである。

【００３９】請求項７記載の発明に係るジャイロトロン
装置は、軸方向位置調整機構を電子銃からジャイロトロ
ンを永久磁石に固定するフランジまでのいずれかの位置
に配置させたものである。

【００４０】請求項８記載の発明に係るジャイロトロン
装置は、軸方向位置調整機構において、ジャイロトロン
を永久磁石に固定するフランジを軸方向に対して移動可
能にしたものである。

【００４１】請求項９記載の発明に係るジャイロトロン
装置は、主磁場微調整電磁石と接するジャイロトロンの
外壁面、および電子銃磁場微調整電磁石と接するジャイ
ロトロンの外壁面の少なくとも一方に、軸方向に沿って
溝を形成したものである。

【００４２】請求項１０記載の発明に係るジャイロトロ
ン装置は、２極型電子銃を構成するカソードとアノード
との間隔を調整可能とした軸方向位置調整機構を備えた
ものである。

【００４３】請求項１１記載の発明に係るジャイロトロ
ン装置は、軸方向位置調整機構において、カソードとア
ノードとが同軸を保つように設けられた軸合わせリング
の外壁に形成された第１のつばと、カソードの後端に固
定し、軸合わせリングの内壁に沿って移動するカソード
支持フランジの外壁に形成された第２のつばと、第１の
つばと第２のつばとの間に配置され、カソードとアノー
ドとの距離を任意に変更固定できる固定ネジとを設けた
ものである。

【００４４】請求項１２記載の発明に係るジャイロトロ
ン装置は、ジャイロトロンと永久磁石との各中心軸が一
致する位置関係に保持する支持部を各軸方向に異なった
位置に複数設置したものである。

【００４５】請求項１３記載の発明に係るジャイロトロ
ン装置は、電子銃磁場微調整電磁石、または主磁場微調
整電磁石の少なくとも一方に、複数の直流定電流源を接
続して励磁するものである。

【００４６】請求項１４記載の発明に係るジャイロトロ
ン装置は、永久磁石の温度変化や経年変化による発生磁
場の変化を補正するために一方の直流定電流源の電流を
主磁場微調整電磁石に出力し、ジャイロトロンの出力パ
ワーを制御するために他方の直流定電流源の電流を主磁
場微調整電磁石に出力するものである。

【００４７】請求項１５記載の発明に係るジャイロトロ
ン装置は、永久磁石の温度変化や経年変化による発生磁
場の変化を補正するために一方の直流定電流源の電流を
電子銃磁場微調整電磁石に出力し、ジャイロトロンの出
力パワーを制御するために他方の直流定電流源の電流を
電子銃磁場微調整電磁石に出力するものである。

【００４８】請求項１６記載の発明に係るジャイロトロ
ン装置は、永久磁石の内面に非磁性体の円筒を設置した
ものである。

【００４９】請求項１７記載の発明に係るジャイロトロ
ン装置は、非磁性体の円筒にジャイロトロンと永久磁石
との同軸を保持する支持部を形成したものである。

【００５０】請求項１８記載の発明に係るジャイロトロ
ン装置は、２極型電子銃への給電用の接続導体をジャイ
ロトロン側のカソード端子とヒータ端子にそれぞれ接続
し、この接続導体の先端を永久磁石の端面より外側に突
出させたものである。

【００５１】請求項１９記載の発明に係るジャイロトロ
ン装置は、３極型電子銃にアノード端子を設けて接続導
体を接続し、この接続導体の先端を永久磁石の端面より
外側に突出させたものである。

【００５２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による２
極型ジャイロトロンを有するジャイロトロン装置を示す
正面断面図、図２は図１のジャイロトロン装置において
永久磁石が発生する磁場の軸方向分布を示すグラフ図、
図３は図１のジャイロトロン装置の電子銃を拡大して示
す正面断面図である。図において、１は電子銃、２は電
子放出部３を有するカソード、４はカソード２と共に電
子放出部３から電子を引き出すための電界を電子放出部
３の表面に形成し電子を加速するための電界を形成する
アノードである。

【００５３】６は上記電子ビームと高周波電磁場とが共
鳴的に相互作用を起こし、高周波を発生する空胴共振
器、７は相互作用を終えた電子ビームを回収するコレク
タ、８は高周波を取り出す出力窓、２０は電子銃１、空
胴共振器６、コレクタ７、および出力窓８などから構成
されたジャイロトロン１００内において、電子ビームに
旋回運動を与えるための軸方向磁場の大部分を発生する
永久磁石である。３０は空胴共振器６内の磁場を微調整
するための主磁場微調整電磁石、３１は電子銃１におけ
る磁場を微調整するための電子銃磁場微調整電磁石であ
り、主磁場微調整電磁石３０および電子銃磁場微調整電
磁石３１とをまとめて補助電磁石と呼ぶ。２００はジャ
イロトロン１００、永久磁石２０、主磁場微調整電磁石
３０、及び電子銃磁場微調整電磁石３１からなるジャイ
ロトロン装置である。

【００５４】１５ははめ合わせ部１２において、磁場分
布に対する電子銃１の軸方向位置を可変にすると同時
に、ジャイロトロン１内の真空を保っているベローズで
あり、１６はカソード支持フランジ、１７はジャイロト
ロン１００を永久磁石２０に固定するためのフランジ、
１９は電子放出部３から放出され、空胴共振器６へ向か
う電子ビームが通過するビームドリフト部であり、この
ビームドリフト部１９の電子銃１側の端はアノード４と
はめ合わせ部１２ではめ合わされている。

【００５５】３５はつば９０とつば９１との間に配置さ
れ、アノード４とビームドリフト部１９との距離を任意
に変更固定できる軸方向位置調整機構９９としての固定
ネジであり、電子銃１の軸方向位置の調整後にその位置
で固定させ、空胴共振器６に向かう大気圧（ジャイロト
ロン１００内は真空に保たれているため、大気圧により
電子銃１は常に力を受けている）に対して電子銃１を支
えるものである。９０は内部にアノード４を有する筒の
外壁に形成された軸方向位置調整機構９９としてのつば
（第１のつば）、９１はビームドリフト部１９の外壁に
形成された軸方向位置調整機構９９としてのつば（第２
のつば）である。

【００５６】次に動作について説明する。式（６）から
もわかるように、電子銃１における磁束密度を適切な値
に調整することは、高い発振効率を得るために重要であ
る。ジャイロトロン１００の設計段階においては、電子
銃１における磁束密度が最適になるように、永久磁石２
０が発生している磁場分布に対する電子銃１の位置を決
定するが、永久磁石２０が発生する磁場の磁束密度の設
計値と、実際に発生する磁束密度の値との間には数％程
度の差が生じることが多い。

【００５７】このため、従来のジャイロトロン装置は電
子銃磁場微調整電磁石３１に電流を流すことによりこの
差を補正していたが、差が大きい場合には、電子銃磁場
微調整電磁石３１に流す電流が大きくなり、電磁石の発
熱が大きくなることがあった。したがって、はめ合わせ
部１２を設けることにより、電子銃１と空胴共振器６と
の同軸を維持した状態で、電子銃１の磁場分布に対する
軸方向位置を変えられる構造とする。すなわち、電子銃
１を構成するカソード２とアノード４の位置関係を変え
ることなく、電子銃１の軸方向位置が調節できる構造に
すれば、電子銃１を構成するカソード２とアノード４の
位置関係を変えることなく、永久磁石２０が発生する磁
場分布に対する電子銃１の軸方向位置を調整可能とな
る。

【００５８】また、永久磁石２０が発生する磁場分布は
図２のようになっており、電子銃１付近の磁場は単調に
変化している。したがって、電子銃１の軸方向位置を調
整することによって、永久磁石２０が発生する磁場分布
との相対的な位置を調整できるため、電子銃１における
磁束密度を調整することができる。なお、電子銃１の軸
方向位置の調整後は、固定ネジ３５によってその位置に
固定する。

【００５９】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、電子銃磁場微調整電磁石３１に流す電流を小さくす
る、あるいは零にすることができる。その結果、電子銃
磁場微調整電磁石３１での発熱を抑える、あるいはなく
するようにしながら、電子銃１での磁束密度を最適な大
きさにすることができるので、ジャイロトロン装置の信
頼性、および発振効率を向上させることができる効果が
得られる。

【００６０】また、永久磁石２０が発生する磁場の設計
値に対する差の許容値を大きくすることができるため、
永久磁石２０の製作精度を厳密にする必要が無くなり、
永久磁石２０の製作価格が下がり、安価なジャイロトロ
ン装置を提供することができるという効果も得られる。

【００６１】また、電子銃１の軸方向位置の固定の方法
として、図４に示した方法でもよい。図４はこの発明の
実施の形態１による２極型ジャイロトロンを有するジャ
イロトロン装置の電子銃を拡大して示す正面断面図であ
る。アノード４側にあるつば９０に設けられたネジ穴は
右ネジ穴、ビームドリフト部側のつば９１に設けられた
ネジ穴は左ネジである。固定ネジ３５は、アノード側の
つば９０に接触する部分は右ネジ、ビームドリフト部側
のつば９１に接触する部分は左ネジとしている。固定ネ
ジ３５を回転させると、その回転方向によって電子銃１
と空胴共振器６の距離が近づいたり離れる構成とする。

【００６２】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、固定ネジ３５で電子銃１の軸方向位置調整と固定を
行うことができ、電子銃磁場微調整電磁石３１に流す電
流を小さくする、あるいは零にすることができる。その
結果、電子銃磁場微調整電磁石３１での発熱を抑える、
あるいはなくするようにしながら、電子銃１での磁束密
度を最適な大きさにすることができる効果が得られる。

【００６３】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２による３極型ジャイロトロンを有するジャイロトロ
ン装置を示す正面断面図であり、図６はこの発明の実施
の形態２による３極型ジャイロトロンを有するジャイロ
トロン装置を示す正面断面図である。図において、実施
の形態１のものと同一符号は同一または相当部分を示す
ので説明を省略する。５は電子を加速するための電界を
形成する加速電極である。なお、一般にはカソード２、
アノード４および加速電極５からなる部分を３極型電子
銃と呼ぶが、この明細書ではカソード２およびアノード
４からなる部分を電子銃１とし、加速電極５は電子銃１
に含めないものとする。また、３極型電子銃を採用した
ジャイロトロンを３極型ジャイロトロンと呼ぶものとす
る。

【００６４】１４ａはカソード２とアノード４との間を
絶縁するための絶縁筒、１４ｂはアノード４と加速電極
５との間を絶縁するための絶縁筒、９２は内部にアノー
ド４を有する筒の外壁に形成された軸方向位置調整機構
９９としてのつば（第１のつば）、９３はアノード４と
加速電極５との間を絶縁する絶縁筒１４ｂにろう付けさ
れた金属の外壁に形成された軸方向位置調整機構９９と
してのつば（第２のつば）、９４はビームドリフト部１
９の外壁に形成された軸方向位置調整機構９９としての
つば（第２のつば）、９５は内部に加速電極５を有する
筒の外壁に形成された軸方向位置調整機構９９としての
つば（第１のつば）である。

【００６５】また、図５に示すベローズ１５は内部にア
ノード４を有する筒と絶縁筒１４ｂとの間に介在し当該
ジャイロトロン１００内を真空に保っている。固定ネジ
３５はアノード４と加速電極５との距離を任意に変更し
て固定できるものである。さらに、図６に示すベローズ
１５は内部に加速電極５を有する筒と上記ビームドリフ
ト部１９との間に介在しジャイロトロン１００を真空に
保っている。固定ネジ３５は加速電極５とビームドリフ
ト部１９との距離を任意に変更して固定できるものであ
る。

【００６６】実施の形態１では、２極型ジャイロトロン
について、はめ合わせ部１２を設けることにより、電子
銃１と空胴共振器６との同軸を維持した状態で、電子銃
１の磁場分布に対する軸方向位置を変えられるものにつ
いて示したが、図５に示すように、３極型ジャイロトロ
ンについて、軸方向位置調整機構９９をアノード４と絶
縁筒１４ｂとの間に設けることによって、磁場分布に対
する電子銃１の軸方向位置を調整できるようにしてもよ
い。また、図６に示すように、３極型ジャイロトロンに
ついて、軸方向位置調整機構９９を加速電極５とビーム
ドリフト部１９との間に設けることによって、磁場分布
に対する電子銃の軸方向位置を調整できるようにしても
よい。

【００６７】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、３極型ジャイロトロンにおいても、永久磁石２０が
発生する磁場分布に対する電子銃１の軸方向位置が調整
可能となり、実施の形態１と同様の効果が得られる。な
お、図５、図６いずれの場合も、図３に示したのと同様
の方法で、軸方向位置の調整後は固定ネジ３５で固定す
るようにしているが、図４に示したような、右ネジと左
ネジを組み合わせた方法でもよい。

【００６８】実施の形態３．図７はこの発明の実施の形
態３による２極型ジャイロトロンを有するジャイロトロ
ン装置を示す正面断面図であり、図において、実施の形
態１および実施の形態２のものと同一符号は同一または
相当部分を示すので説明を省略する。実施の形態１およ
び実施の形態２では、軸方向位置調整機構９９をビーム
ドリフト部１９より電子銃１側に設けることによって、
永久磁石２０が発生している磁場分布に対する電子銃１
の軸方向位置を調整できるものについて示したが、図７
に示すように、軸方向位置調整機構９９はジャイロトロ
ン１００のフランジ１７から電子銃１に至る間のいずれ
の場所に設けてもよい。

【００６９】図７では、例えば軸方向位置調整機構９９
を空胴共振器６とコレクタ７の間に設けている。なお、
軸方向位置の調整後は図３あるいは図４と同様に固定ネ
ジ３５で固定する。

【００７０】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、永久磁石２０が発生している磁場分布に対する電子
銃１の軸方向位置を調整可能であり、実施の形態１およ
び実施の形態２と同様の効果が得られる。

【００７１】実施の形態４．図８はこの発明の実施の形
態４によるジャイロトロン装置を示す正面断面図であ
り、図において、実施の形態１から実施の形態３のもの
と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略
する。実施の形態１および実施の形態３では、ジャイロ
トロン１００のいずれかの場所に軸方向位置調整機構９
９を設けることによって、永久磁石２０が発生している
磁場分布に対する電子銃１の軸方向位置を調整できるも
のについて示したが、図８に示すように、ジャイロトロ
ン１００に対して軸方向に移動可能な移動フランジ４０
を介して、ジャイロトロン１００を永久磁石２０に設置
することにより、永久磁石２０が発生している磁場分布
に対するジャイロトロン１００の軸方向位置を調整可能
となる。その結果、永久磁石２０が発生している磁場分
布に対する電子銃１の軸方向位置を調整可能となる。

【００７２】永久磁石２０が発生している磁場分布は図
２で示したようであり、電子銃１付近の磁場は空胴共振
器６から遠ざかるにしたがい単調に減少するため、図８
のような構造でジャイロトロン１００の軸方向位置を調
整することにより、電子銃１の軸方向位置を調整すれ
ば、電子銃１における磁束密度を調整することができ
る。なお、この場合、空胴共振器６の軸方向位置も変わ
るが、空胴共振器６での磁場分布は平坦であるため、軸
方向位置の変化がわずかであれば、空胴共振器６内の磁
場分布はほとんど変化せず、ジャイロトロン１００の発
振に大きな影響はない。

【００７３】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、発振に必要な空胴共振器６内の磁場を確保しなが
ら、電子銃１における磁束密度を調整することが可能と
なるため、電子銃磁場微調整電磁石３１に流す電流を小
さくする、あるいは零にすることができる。その結果、
電子銃磁場微調整電磁石３１での発熱を抑える、あるい
はなくするようにしながら、電子銃１での磁束密度を最
適な大きさにすることができるので、ジャイロトロン装
置２００の信頼性および発振効率を向上させることがで
きるという効果が得られる。

【００７４】さらに、永久磁石２０が発生する磁場の設
計値に対する差の許容値を大きくすることができるた
め、永久磁石２０の製作精度を高める必要がなくなり、
永久磁石２０の価格が下がり、ジャイロトロン装置２０
０を安価にすることができるという効果が得られる。

【００７５】実施の形態５．図９はこの発明の実施の形
態５によるジャイロトロン装置を示す正面断面図であ
り、図において、実施の形態１から実施の形態４のもの
と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略
する。実施の形態４では、永久磁石２０が発生している
磁場分布に対しジャイロトロン１００の軸方向位置を調
整するために、移動フランジ４０を用いたものについて
示したが、図９に示すように、永久磁石２０の端面とフ
ランジ１７との間にスペーサ４２を１個あるいは２個以
上設置してもよく、永久磁石２０が発生している磁場分
布に対する電子銃１の軸方向位置の調整が可能となり、
電子銃１における磁束密度を調整することが可能とな
る。

【００７６】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、実施の形態４と同様の効果を発揮し、ジャイロトロ
ン装置２００の信頼性および発振効率を向上させること
ができるという効果が得られる。

【００７７】実施の形態６．図１０はこの発明の実施の
形態６によるジャイロトロン装置を示す正面断面図、図
１１は図１０のジャイロトロン装置のＡ−Ａ断面による
側面断面図、図１２は図１０のジャイロトロン装置のＢ
−Ｂ断面による側面断面図である。図において、実施の
形態１から実施の形態５のものと同一符号は同一または
相当部分を示すので説明を省略する。４３は主磁場微調
整電磁石３０と接するジャイロトロン１００の外壁面に
形成された溝、４４は電子銃磁場微調整電磁石３１と接
するジャイロトロン１００の外壁面に形成された溝であ
る。

【００７８】永久磁石２０の発生する磁場が設計値より
大きくずれている場合、磁場を補正するために補助電磁
石に大きな電流を流さなければならず、補助電磁石自身
のジュール熱により補助電磁石が損傷を受けるようにな
る。また、ジャイロトロン１００では通常、電子銃１の
カソード２として熱カソードを用いるので、電子銃磁場
微調整電磁石３１は、自身のジュール熱以外に、電子銃
１におけるカソード２の電子放出部３での発熱の影響を
受けるため、特に熱による損傷を受けやすい。以上のよ
うなことから、永久磁石２０が発生する磁場の設計値か
らのずれは、上記のような問題の生じない範囲内に抑え
られ、補助電磁石によって磁場を調整できるようにする
必要がある。

【００７９】この実施の形態６では、図１１、図１２に
示すように、主磁場微調整電磁石３０と接するジャイロ
トロン１００の外壁面に溝４３を形成するとともに、電
子銃磁場微調整電磁石３１と接するジャイロトロン１０
０の外壁面に溝４４を形成することにより、これらの溝
４３または溝４４を介して主磁場微調整電磁石３０また
は電子銃磁場微調整電磁石３１を空冷することができる
ので、溝４３または溝４４を形成していない場合と比べ
て、主磁場微調整電磁石３０または電子銃磁場微調整電
磁石３１に大きな電流を流すことができ、結果的に永久
磁石２０が発生する磁場の設計値に対する差の許容範囲
を大きくすることができる。これにより、永久磁石２０
の価格を安価にする効果が得られる。

【００８０】なお、溝４３または溝４４を設けたのみで
は冷却が不十分な場合は、ジャイロトロン１００のコレ
クタ７側または電子銃１側より冷風を吹き込むことによ
り、冷却効果を高めることができる。また、空胴共振器
６を水冷する場合は、主磁場微調整電磁石３０とジャイ
ロトロン１００の外壁との間に溝４３を形成しなくても
よい。なお、図１０から図１２では溝数は周方向に６つ
であるが、必ずしも６つでなくてもよい。

【００８１】実施の形態７．図１３はこの発明の実施の
形態７による２極型ジャイロトロンを有するジャイロト
ロン装置を示す正面断面図であり、図において、実施の
形態１から実施の形態６のものと同一符号は同一または
相当部分を示すので説明を省略する。１３はカソード２
とアノード４とが同軸を保つようにするための軸合わせ
リング、１５は軸合わせリング１３とカソード支持フラ
ンジ１６の間に設けられたベローズ、１６は軸合わせリ
ング１３の内壁に沿って移動し、カソード２とアノード
４との間隔を変えることができるカソード支持フラン
ジ、９６はカソード支持フランジ１６の外壁に形成され
たつば（第２のつば）、９７は軸合わせリング１３の外
壁に形成されたつば（第１のつば）であり、つば９６と
つば９７との間には、カソード２とアノード４との距離
を任意に変更して固定できる固定ネジ３５が螺合されて
いる。

【００８２】電子放出部３表面の磁場に垂直方向の電界
強度Ｅ_k ⊥は、カソード２とアノード４間の電圧と間隔
とによって決定されるため、カソード２とアノード４と
の間隔を可変とすることによって、電界強度Ｅ_k ⊥を調
整できる。この実施の形態７による２極型ジャイロトロ
ン１００においては、アノード４が３極型ジャイロトロ
ンの加速電極５を兼ねているため、カソード２とアノー
ド４間の電圧が、すなわち加速電圧でもあるが、このよ
うに構成することによって、加速電圧を変えなくても電
子放出部表面の磁場に垂直方向の電界強度を調整可能と
なる。

【００８３】したがって、式（６）からわかるとおり、
電界強度Ｅ_k ⊥を調整することによって、空胴共振器６
における電子の磁場に対して垂直方向の速度成分ｖ₀ ⊥
を制御でき、電子が反射を起こさない範囲内で、ｖ₀ ⊥
をできるだけ大きくすることによって、高い発振効率が
得られる。

【００８４】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、２極型ジャイロトロン１００において、カソード２
とアノード４との間隔を可変とすることによって、加速
電圧を変えなくても電子放出部３の表面の磁場に垂直方
向の電界強度を調整可能となり、ジャイロトロン装置２
００の発振効率を向上させることができる効果が得られ
る。

【００８５】なお、図１３では、図３に示したものと同
様の方法で、カソード２とアノード４との間隔を調整後
に、固定ネジ３５を用いて固定するようにしているが、
図４に示したような右ネジと左ネジを組み合わせた方法
を用いてもよい。

【００８６】実施の形態８．図１４はこの発明の実施の
形態８によるジャイロトロン装置を示す正面断面図であ
り、図において、実施の形態１から実施の形態７のもの
と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略
する。実施の形態７では、カソード２とアノード４との
間隔の調整のみを行えるものについて示したが、図１４
に示すように、実施の形態１の軸方向位置調整機構９９
をアノード４を有する筒の外壁とビームドリフト部１９
の外壁との間に形成し、永久磁石２０が発生する磁場の
分布に対する電子銃１の軸方向位置の調整と、カソード
２とアノード４との間隔の調整とを独立に行えるように
してもよい。

【００８７】図１４では、カソード２とアノード４との
間隔の調整をはめ合わせ部１２ａをすべらせることによ
って、また、電子銃１の軸方向位置の調整をはめ合わせ
部１２ｂをすべらせることによって、それぞれ独立に行
えるようにしている。このようにすれば、電子放出部表
面の電界強度を最適な値に調整し、かつ、永久磁石２０
が発生している磁場分布に対する電子銃１の軸方向位置
を調整可能となるので、電子銃磁場微調整電磁石３１に
流す電流を小さくする、あるいは零にすることができ、
かつ、加速電圧を変えなくても電子放出部３の表面の磁
場に垂直方向の電界強度を調整可能となり、ジャイロト
ロン装置２００の発振効率を向上させることができる効
果が得られる。

【００８８】なお、図１４では、アノード２とカソード
４との間隔調整、および電子銃１の軸方向位置調整後
は、図３に示したものと同様の方法で、固定ネジ３５を
用いて固定するようにしているが、図４に示したよう
な、右ネジと左ネジを組み合わせた方法を用いてもよ
い。

【００８９】実施の形態９．図１５はこの発明の実施の
形態９によるジャイロトロン装置を示す正面断面図であ
り、図において、実施の形態１から実施の形態８のもの
と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略
する。４５はジャイロトロン１００の軸を保持するため
の支持部である。ジャイロトロン１００はフランジ１７
および支持部４５の軸方向に異なった２つの場所におい
て、永久磁石２０に対して同軸となるように設置され
る。

【００９０】このような構成にすることによって、ジャ
イロトロン１００と永久磁石２０とが正確に同軸の状態
に保たれるため、ジャイロトロン１００の空胴共振器６
における電子ビームの通過位置を設計通りの場所にする
ことができ、電子ビームの通過位置のずれによる発振効
率の低下を防止することができる効果が得られる。

【００９１】さらに、ジャイロトロン装置２００を傾け
ても、ジャイロトロン１００と永久磁石２０との同軸を
維持することができるので、ジャイロトロン装置２００
の設置の際にジャイロトロン１００の中心軸の向きを鉛
直方向、水平方向、あるいは斜め方向等自由に決めるこ
とができる効果が得られる。また、支持部４５はジャイ
ロトロン１００と永久磁石２０の間にできた隙間を全部
うめる必要はなく、同軸を確保できる機能があればよい
ため、通気穴等を設けることができる。

【００９２】実施の形態１０．図１６はこの発明の実施
の形態１０によるジャイロトロン装置を示す正面断面
図、図１７は電子ビーム加速電圧と電子ビーム電流を一
定とした場合の複数の永久磁石温度に対するジャイロト
ロンの出力パワーと主磁場微調整電磁石電流との関係を
示すグラフ図、図１８は永久磁石の温度変化による磁場
の変化を補正するために主磁場微調整電磁石に流す電流
と永久磁石の温度の関係を示すグラフ図、図１９は電子
ビーム加速電圧、電子ビーム電流、永久磁石温度を一定
とした場合の、ジャイロトロンの出力パワーと主磁場微
調整電磁石電流との関係を示すグラフ図である。図にお
いて、実施の形態１から実施の形態９のものと同一符号
は同一または相当部分を示すので説明を省略する。６０
および６１は永久磁石の温度変化や経年変化による発生
磁場の変化を補正するための電流を主磁場微調整電磁石
３０に流し、永久磁石の発生磁場の変化補正用の直流定
電流源である。

【００９３】主磁場微調整電磁石３０に電流を流して磁
場を調整するのには、以下の２つの目的がある。第１の
目的は永久磁石２０の発生する磁場の磁束密度は永久磁
石の温度変化、及び経年変化により変化するが、ジャイ
ロトロン１００の出力パワーと電子ビーム電流との関係
や、出力パワーと主磁場微調整電磁石３０に流す電流と
の関係などの出力特性データは、予め取得されている。
したがって、ジャイロトロン装置２００を運転するとき
に、永久磁石２０が発生する磁束密度に経時変化や温度
変化による変化がある場合には、出力特性データ取得時
の磁束密度と等しくなるように補正する必要があり、そ
のために主磁場微調整電磁石３０に電流を流すものであ
る。

【００９４】第２の目的は、ジャイロトロン１００の出
力パワーを制御することであり、出力パワーと主磁場微
調整電磁石３０の電流との間の関係は、例えば図１７の
ようになる。この図は例えば３つの永久磁石２０の温度
Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ に対して、電子ビームの加速電圧と電
子ビーム電流を一定としたときの、出力パワーと主磁場
微調整電磁石３０の電流との間の関係を示している。例
えば、永久磁石２０の温度がＴ₁ の時には、主磁場微調
整電磁石３０にＩ₁ の電流を流したときに、最も大きな
出力パワーが得られ、Ｉ₁ から電流を大きくする、ある
いは小さくすることにより、出力パワーを制御できるこ
とを示している。

【００９５】従来は、上記２つの目的、すなわち永久磁
石２０の温度変化や経年変化による発生磁場の変化を補
正することと、出力パワーの制御とを１個の直流定電流
源で行うために、図１７に示すようないくつかの永久磁
石温度に対するデータを予め取得しておき、実際にジャ
イロトロン１００を運転する際には、そのときの永久磁
石２０の温度に対する出力パワーと主磁場微調整電磁石
３０の電流との間の関係を示すデータに基づいて、主磁
場微調整電磁石３０の電流の調整を行っていた。

【００９６】この実施の形態１０では、ジャイロトロン
１００の運転をさらに簡単に行うために、永久磁石２０
の温度変化や経年変化による発生磁場の変化の補正と、
出力パワーの制御とを主磁場微調整電磁石３０に並列接
続された、それぞれ別々の直流定電流源６０および６１
を用いて行うようにしている。この時、例えば図１８の
グラフ図を参考にすると、永久磁石２０の温度がＴ₀ の
ときには、例えば直流定電流源６０を用いて主磁場微調
整電磁石３０にＩ₀ の電流を流せばよいことがわかる。
図１８のグラフ図が右上がりになっているのは、永久磁
石２０の残留磁束密度温度係数が負の値であるため、永
久磁石２０の温度が例えば上昇すると永久磁石２０が発
生する磁場の磁束密度が減少し、その分大きな磁場を主
磁場微調整電磁石３０によって発生させる必要があるか
らである。

【００９７】以上のように、この実施の形態１０によれ
ば、永久磁石２０の温度変化や経年変化による発生磁場
の変化は、直流定電流源６０を用い、図１８を参考にし
て補正することができるので、ジャイロトロン１００の
出力パワーを制御するためには、例えば図１９に示した
ようなデータが１つあればよく、これを参考に出力パワ
ー制御用の直流定電流源６０の出力電流を調整してジャ
イロトロン１００の出力パワーを制御することが可能と
なるため、ジャイロトロン装置２００の運転が簡単にな
るとともに、信頼性を向上させる効果が得られる。

【００９８】実施の形態１１．図２０はこの発明の実施
の形態１１によるジャイロトロン装置を示す正面断面図
であり、図において、実施の形態１から実施の形態１０
のものと同一符号は同一または相当部分を示すので説明
を省略する。６２は電子銃磁場微調整電磁石３１に並列
接続された永久磁石２０の発生磁場の変化補正用の直流
定電流源、６３は電子銃磁場微調整電磁石３１に並列接
続された出力パワー制御用の直流定電流源である。実施
の形態１０では、空胴共振器６における磁場の調整方法
について示したが、図２０に示すように、電子銃１の磁
場の調整について同様の方法を用いてもよい。電子銃１
においても、永久磁石２０の温度変化や経年変化による
発生磁場の変化を補正する目的と、出力パワーの制御の
目的のために、電子銃磁場微調整電磁石３１に流す電流
を調整する必要がある。

【００９９】この実施の形態１１では、例えば、直流定
電流源６２を用いて、永久磁石２０の温度変化や経年変
化による発生磁場の変化を補正するための電流を電子銃
磁場微調整電磁石３１に出力し、出力パワー制御用の直
流定電流源６３を用いてジャイロトロン１００の出力パ
ワーを制御するための電流を電子銃磁場微調整電磁石３
１に出力する。このように構成することによって、実施
の形態１０と同様にジャイロトロン装置２００の運転が
簡単で、信頼性を向上させることができる効果が得られ
る。

【０１００】実施の形態１２．図２１はこの発明の実施
の形態１２によるジャイロトロン装置を示す正面断面図
であり、図において、実施の形態１から実施の形態１１
のものと同一符号は同一または相当部分を示すので説明
を省略する。４７はアルミニウム、アクリル等の非磁性
材料から形成され、永久磁石２０の内面に配置された円
筒である。永久磁石２０は、多くの磁石片を組み合わせ
て作られており、図２に示すような磁場分布を発生させ
る上で、永久磁石２０の内面には、図２１に示すような
凹凸ができる。したがって、永久磁石２０の内壁にジャ
イロトロン１００を挿入する作業の際に、永久磁石とジ
ャイロトロンが接触して、永久磁石が損傷を受けたり、
補助電磁石の絶縁被覆に傷が入ったりする。

【０１０１】そこで、上記の課題を解決するためには、
ジャイロトロン１００の挿入作業を十分慎重に行わなけ
ればならない。そこで、図２１に示すような非磁性体の
円筒４７を永久磁石２０の内面に設置することにより、
永久磁石２０の内面の凹凸とジャイロトロン１００との
接触を防ぐことができ、ジャイロトロン１００を挿入す
る作業を円滑に行うことができ、作業効率を向上させる
ことができる効果が得られる。

【０１０２】実施の形態１３．図２２はこの発明の実施
の形態１３によるジャイロトロン装置を示す正面断面図
であり、図において、実施の形態１から実施の形態１２
のものと同一符号は同一または相当部分を示すので説明
を省略する。上記実施の形態１２では、ジャイロトロン
１００の永久磁石２０への挿入を円滑に行うために、非
磁性体の円筒４７を永久磁石２０の内面に設置するもの
について示したが、図２２に示すように、この機能に加
えて、ジャイロトロン１００を永久磁石２０に設置した
とき、ジャイロトロン１００の電子銃付近の適当な位置
で、ジャイロトロン１００と永久磁石２０との同軸を保
持する支持部４７ａを非磁性体の円筒４７に付与しても
よい。

【０１０３】以上のように、この実施の形態１３によれ
ば、ジャイロトロン１００を永久磁石２０に挿入する作
業が円滑に行えるだけでなく、永久磁石２０とジャイロ
トロン１００との中心軸の軸あわせを容易に行うことが
でき、また軸の一致した状態を維持することができる。
さらに、ジャイロトロン装置２００を傾けても、永久磁
石２０とジャイロトロン１００の同軸が保持できるの
で、ジャイロトロン装置２００の設置の際に、ジャイロ
トロン１００の中心軸の向きを鉛直方向、水平方向、斜
め方向等自由に決めることができ、発振を安定にするこ
とができる効果が得られる。

【０１０４】実施の形態１４．図２３はこの発明の実施
の形態１４による２極型ジャイロトロンと電子ビームを
発生、加速するための電源との配線図であり、図２４は
図２３のジャイロトロン装置を示す正面断面図である。
図において、実施の形態１から実施の形態１３のものと
同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略す
る。５０はアノード端子５２とカソード端子５３との間
に接続された電子ビーム電源であり、直流電源またはパ
ルス電源のいずれでもよい。

【０１０５】５１はカソード端子５３とヒータ端子５４
との間には接続されたヒータ電源、５５ａ、５５ｂはジ
ャイロトロン１００側のカソード端子５３とヒータ端子
５４にそれぞれ接続された接続導体、５６は永久磁石２
０の下端に取り付けられた絶縁基板、７０はカソード２
の電子放出部３を加熱するためのヒータである。なお、
アノード４はアース電位となっているとともに、カソー
ド端子５３はヒータ７０の一端と共通となっている。

【０１０６】ところで、永久磁石２０が発生する磁場分
布の特徴から、ジャイロトロン１００を永久磁石２０に
設置した状態で、電子銃１が永久磁石２０の端面から外
側に出るようにするには、電子銃１を長くする必要があ
り、組立精度の点で好ましくない。ところで、電子銃１
には少なくともカソード端子５３とヒータ端子５４への
配線が必要であるが、ジャイロトロン１００を永久磁石
２０に設置した状態での電子銃１への給電線の接続作業
には、時間がかかり、作業効率が悪い。

【０１０７】したがって、この実施の形態１４では、接
続導体５５ａ、５５ｂの長さは、少なくともジャイロト
ロン１００を永久磁石２０に設置した状態で、接続導体
５５ａ、５５ｂの先端が永久磁石２０の端面より外側に
出る長さである。永久磁石２０内にジャイロトロン１０
０を挿入すると、接続導体５５ａ、５５ｂは絶縁基板５
６に設けた穴を通して外側に出るようになっている。な
お、接続導体５５ａ、５５ｂは絶縁被覆された高電圧用
ケーブルでもよく、この場合は、絶縁基板５６ではな
く、金属基板を用いてもよい。以上のように、この実施
の形態１４によれば、電子銃１への給電線の接続作業を
効率よく行うことができる。

【０１０８】実施の形態１５．図２５はこの発明の実施
の形態１５によるジャイロトロン装置を示す正面断面図
であり、図において、実施の形態１から実施の形態１４
のものと同一符号は同一または相当部分を示すので説明
を省略する。実施の形態１４では、接続導体５５ａ、５
５ｂはジャイロトロン１００側のカソード端子５３とヒ
ータ端子５４にそれぞれ接続されたものについて示した
が、図２５に示すように、あらかじめ接続導体５５ａ、
５５ｂを絶縁基板５６上に配置してもよい。この場合、
接続導体５５ａ、５５ｂと絶縁基板５６とからなるソケ
ット５７とし、永久磁石２０内にジャイロトロン１００
を挿入すると、自動的にジャイロトロン１００と接続さ
れるようにソケット５７を永久磁石２０の下部に配置す
る。

【０１０９】また、ソケット５７は永久磁石２０の下部
に固定されていなくてもよく、ジャイロトロン１００を
永久磁石２０内に挿入した後、永久磁石２０の下部から
ソケット５７をはめ込むようにしてもよい。さらに、接
続導体５５ａ、５５ｂと絶縁基板５６に剛性をもたせる
ことによって、ジャイロトロン１００と永久磁石２０と
の同軸を保持できるようにしてもよい。この実施の形態
１５によれば、電子銃１への給電線の接続作業を効率よ
く行うことができる。

【０１１０】実施の形態１６．図２６はこの発明の実施
の形態１６による３極型ジャイロトロンと電子ビームを
発生、加速するための電源との配線図であり、図２７は
図２６のジャイロトロン装置を示す正面断面図である。
図において、実施の形態１から実施の形態１５のものと
同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略す
る。上記実施の形態１４および実施の形態１５では２極
型ジャイロトロンについて示したが、図２７に示すよう
に、３極型ジャイロトロンであってもよい。

【０１１１】加速電極端子５８とカソード端子５３間に
電子ビーム電源５０が接続されており、加速電極５はア
ース電位となっている。７１および７２は分圧用抵抗で
あり、アノード４には分圧用抵抗７１および７２によっ
て、電子ビーム電源５０の出力電圧の分圧された電圧が
印加される。３極型ジャイロトロンの場合、電子銃１に
はヒータ７０およびカソード２用の配線に加えて、アノ
ード４への配線が必要である。このような場合は、電子
銃部１にアノード端子５２を設けて接続導体５５ｃを接
続すればよい。この実施の形態１６によれば、電子銃１
への給電線の接続作業を効率よく行うことができる。

【０１１２】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、永久磁石が発生している磁場分布に対して、電子
銃の軸方向位置を調整可能とした軸方向位置調整機構を
備えるように構成したので、電子銃での磁束密度を最適
な大きさにすることができ、ジャイロトロン装置の信頼
性、および発振効率を向上させることができる効果があ
る。

【０１１３】請求項２記載の発明によれば、電子銃にお
いて、電子放出部を有するカソードと電子放出部から電
子を引き出すための電界を形成するアノードを有する２
極型電子銃であり、カソードとアノードの位置関係を変
更することなく、永久磁石が発生している磁場分布に対
して、電子銃の軸方向位置を調整可能とした軸方向位置
調整機構を備えるように構成したので、電子銃での磁束
密度を最適な大きさにすることができ、ジャイロトロン
装置の信頼性、および発振効率を向上させることができ
る効果がある。

【０１１４】請求項３記載の発明によれば、軸方向位置
調整機構において、アノードの外壁に形成された第１の
つばと、空胴共振器へ向かう電子ビームが通過するビー
ムドリフト部の外壁に形成された第２のつばと、アノー
ドとビームドリフト部との間に介在しジャイロトロン装
置内を真空に保っているベローズと、第１のつばと第２
のつばとの間に配置され、アノードと上記ビームドリフ
ト部との距離を任意に変更して固定できる固定ネジとを
備えるように構成したので、電子銃での磁束密度を最適
な大きさにすることができ、ジャイロトロン装置の信頼
性、および発振効率を向上させることができる効果があ
る。

【０１１５】請求項４記載の発明によれば、電子銃にお
いて、電子放出部を有するカソード、電子放出部から電
子を引き出すための電界を形成するアノード、および電
子を加速するための電界を形成する加速電極を有する３
極型電子銃であり、カソードとアノードの位置関係を変
更することなく、永久磁石が発生している磁場分布に対
して、電子銃の軸方向位置を調整可能とした軸方向位置
調整機構を備えるように構成したので、電子銃での磁束
密度を最適な大きさにすることができ、ジャイロトロン
装置の信頼性、および発振効率を向上させることができ
る効果がある。

【０１１６】請求項５記載の発明によれば、軸方向位置
調整機構において、内部にアノードを有する筒の外壁に
形成された第１のつばと、アノードと加速電極との間を
絶縁する絶縁筒にろう付けされた金属の外壁に形成され
た第２のつばと、内部にアノードを有する筒と絶縁筒と
の間に介在しジャイロトロン装置内を真空に保っている
ベローズと、第１のつばと第２のつばとの間に配置さ
れ、アノードと加速電極との距離を任意に変更して固定
できる固定ネジとを備えるように構成したので、電子銃
での磁束密度を最適な大きさにすることができ、ジャイ
ロトロン装置の信頼性、および発振効率を向上させるこ
とができる効果がある。

【０１１７】請求項６記載の発明によれば、軸方向位置
調整機構において、内部に加速電極を有する筒の外壁に
形成された第１のつばと、空胴共振器へ向かう電子ビー
ムが通過するビームドリフト部の外壁に形成された第２
のつばと、内部に加速電極を有する筒とビームドリフト
部との間に介在しジャイロトロン装置内を真空に保って
いるベローズと、第１のつばと第２のつばとの間に配置
され、加速電極とビームドリフト部との距離を任意に変
更して固定できる固定ネジとを備えるように構成したの
で、電子銃での磁束密度を最適な大きさにすることがで
き、ジャイロトロン装置の信頼性、および発振効率を向
上させることができる効果がある。

【０１１８】請求項７記載の発明によれば、軸方向位置
調整機構を電子銃からジャイロトロンを永久磁石に固定
するフランジまでのいずれかの位置に配置させるように
構成したので、電子銃での磁束密度を最適な大きさにす
ることができ、ジャイロトロン装置の信頼性、および発
振効率を向上させることができる効果がある。

【０１１９】請求項８記載の発明によれば、軸方向位置
調整機構において、ジャイロトロンを永久磁石に固定す
るフランジを軸方向に対して移動可能となるように構成
したので、ジャイロトロン装置の信頼性および発振効率
を向上させることができる効果がある。

【０１２０】請求項９記載の発明によれば、主磁場微調
整電磁石と接するジャイロトロンの外壁面、および電子
銃磁場微調整電磁石と接するジャイロトロンの外壁面の
少なくとも一方に、軸方向に沿って溝を形成するように
構成したので、ジャイロトロン装置の信頼性および発振
効率を向上させることができる効果があるとともに、永
久磁石が発生する磁場の設計値に対する差の許容範囲を
大きくすることができ、永久磁石の価格を安価にするこ
とができる効果がある。

【０１２１】請求項１０記載の発明によれば、２極型電
子銃を構成するカソードとアノードとの間隔を調整可能
とした軸方向位置調整機構を備えるように構成したの
で、加速電圧を変えなくても電子放出部表面の磁場に垂
直方向の電界強度が調整可能となり、ジャイロトロン装
置の発振効率を向上させることができる効果が得られ
る。

【０１２２】請求項１１記載の発明によれば、軸方向位
置調整機構において、カソードとアノードとが同軸を保
つように設けられた軸合わせリングの外壁に形成された
第１のつばと、カソードの後端に固定し、軸合わせリン
グの内壁に沿って移動するカソード支持フランジの外壁
に形成された第２のつばと、第１のつばと第２のつばと
の間に配置され、カソードとアノードとの距離を任意に
変更して固定できる固定ネジとを設けるように構成した
ので、加速電圧を変えなくても電子放出部表面の磁場に
垂直方向の電界強度が調整可能となり、ジャイロトロン
装置の発振効率を向上させることができる効果が得られ
る。

【０１２３】請求項１２記載の発明によれば、ジャイロ
トロンと永久磁石との各中心軸が一致する位置関係に保
持する支持部を各軸方向に異なった位置に複数設置する
ように構成したので、ジャイロトロンと永久磁石とが正
確に同軸の状態に保たれるため、ジャイロトロンの空胴
共振器における電子ビームの通過位置を設計通りの場所
にすることができ、電子ビームの通過位置のずれによる
発振効率の低下を防止することができる効果がある。

【０１２４】請求項１３記載の発明によれば、電子銃磁
場微調整電磁石、または主磁場微調整電磁石の少なくと
も一方に、複数の直流定電流源を接続して励磁するよう
に構成したので、出力パワー制御用の直流定電流源の出
力電流を調整してジャイロトロンの出力パワーを制御す
ることが可能となるため、ジャイロトロン装置の運転が
簡単になるとともに、信頼性を向上させることができる
効果がある。

【０１２５】請求項１４記載の発明によれば、永久磁石
の温度変化や経年変化による発生磁場の変化を補正する
ために一方の直流定電流源の電流を主磁場微調整電磁石
に出力し、ジャイロトロンの出力パワーを制御するため
に他方の直流定電流源の電流を主磁場微調整電磁石に出
力するように構成したので、出力パワー制御用の直流定
電流源の出力電流を調整してジャイロトロンの出力パワ
ーを制御することが可能となるため、ジャイロトロン装
置の運転が簡単になるとともに、信頼性を向上させるこ
とができる効果がある。

【０１２６】請求項１５記載の発明によれば、永久磁石
の温度変化や経年変化による発生磁場の変化を補正する
ために一方の直流定電流源の電流を電子銃磁場微調整電
磁石に出力し、ジャイロトロンの出力パワーを制御する
ために他方の直流定電流源の電流を電子銃磁場微調整電
磁石に出力するように構成したので、出力パワー制御用
の直流定電流源の出力電流を調整してジャイロトロンの
出力パワーを制御することが可能となるため、ジャイロ
トロン装置の運転が簡単になるとともに、信頼性を向上
させることができる効果がある。

【０１２７】請求項１６記載の発明によれば、永久磁石
の内面に非磁性体の円筒を設置するように構成したの
で、永久磁石の内面の凹凸とジャイロトロンとの接触を
防ぐことができ、ジャイロトロンを挿入する作業を円滑
に行うことができ、作業効率を向上させることができる
効果がある。

【０１２８】請求項１７記載の発明によれば、非磁性体
の円筒にジャイロトロンと永久磁石との同軸を保持する
支持部を形成するように構成したので、永久磁石の内面
の凹凸とジャイロトロンとの接触を防ぐことができ、ジ
ャイロトロンを挿入する作業を円滑に行うことができ、
作業効率を向上させることができる効果があると同時
に、ジャイロトロンの中心軸の向きを鉛直方向、水平方
向、斜め方向等自由に決めることができ、発振を安定に
することができる効果もある。

【０１２９】請求項１８記載の発明によれば、２極型電
子銃への給電用の接続導体をジャイロトロン側のカソー
ド端子とヒータ端子にそれぞれ接続し、この接続導体の
先端を永久磁石の端面より外側に突出させるように構成
したので、電子銃への給電線の接続作業を効率よく行う
ことができる効果がある。

【０１３０】請求項１９記載の発明によれば、３極型電
子銃にアノード端子を設けて接続導体を接続するように
構成したので、電子銃への給電線の接続作業を効率よく
行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による２極型ジャイ
ロトロンを有するジャイロトロン装置を示す正面断面図
である。

【図２】 図１のジャイロトロン装置において永久磁石
が発生する磁場の軸方向分布を示すグラフ図である。

【図３】 図１のジャイロトロン装置の電子銃を拡大し
て示す正面断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態１による２極型ジャイ
ロトロンを有するジャイロトロン装置の電子銃を拡大し
て示す正面断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態２による３極型ジャイ
ロトロンを有するジャイロトロン装置を示す正面断面図
である。

【図６】 この発明の実施の形態２による３極型ジャイ
ロトロンを有するジャイロトロン装置を示す正面断面図
である。

【図７】 この発明の実施の形態３による２極型ジャイ
ロトロンを有するジャイロトロン装置を示す正面断面図
である。

【図８】 この発明の実施の形態４によるジャイロトロ
ン装置を示す正面断面図である。

【図９】 この発明の実施の形態５によるジャイロトロ
ン装置を示す正面断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態６によるジャイロト
ロン装置を示す正面断面図である。

【図１１】 図１０のジャイロトロン装置のＡ−Ａ断面
による側面断面図である。

【図１２】 図１０のジャイロトロン装置のＢ−Ｂ断面
による側面断面図である。

【図１３】 この発明の実施の形態７による２極型ジャ
イロトロンを有するジャイロトロン装置を示す正面断面
図である。

【図１４】 この発明の実施の形態８によるジャイロト
ロン装置を示す正面断面図である。

【図１５】 この発明の実施の形態９によるジャイロト
ロン装置を示す正面断面図である。

【図１６】 この発明の実施の形態１０によるジャイロ
トロン装置を示す正面断面図である。

【図１７】 電子ビーム加速電圧と電子ビーム電流を一
定とした場合の複数の永久磁石温度に対するジャイロト
ロンの出力パワーと主磁場微調整電磁石電流との関係を
示すグラフ図である。

【図１８】 永久磁石の温度変化による磁場の変化を補
正するために主磁場微調整電磁石に流す電流と永久磁石
の温度の関係を示すグラフ図である。

【図１９】 電子ビーム加速電圧、電子ビーム電流、永
久磁石温度を一定とした場合の、ジャイロトロンの出力
パワーと主磁場微調整電磁石電流との関係を示すグラフ
図である。

【図２０】 この発明の実施の形態１１によるジャイロ
トロン装置を示す正面断面図である。

【図２１】 この発明の実施の形態１２によるジャイロ
トロン装置を示す正面断面図である。

【図２２】 この発明の実施の形態１３によるジャイロ
トロン装置を示す正面断面図である。

【図２３】 この発明の実施の形態１４による２極型ジ
ャイロトロンと電子ビームを発生、加速するための電源
との配線図である。

【図２４】 図２３のジャイロトロン装置を示す正面断
面図である。

【図２５】 この発明の実施の形態１５によるジャイロ
トロン装置を示す正面断面図である。

【図２６】 この発明の実施の形態１６による３極型ジ
ャイロトロンと電子ビームを発生、加速するための電源
との配線図である。

【図２７】 図２６のジャイロトロン装置を示す正面断
面図である。

【図２８】 従来の３極型ジャイロトロン装置を示す正
面断面図である。

【図２９】 従来の２極型ジャイロトロン装置を示す正
面断面図である。

【図３０】 従来のジャイロトロン装置で用いられる磁
場発生装置が発生する磁場分布を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１ 電子銃、２ カソード、３ 電子放出部、４ アノ
ード、５ 加速電極、６ 空胴共振器、７ コレクタ、
８ 出力窓、１３ 軸合わせリング、１４ａ，１４ｂ
絶縁筒、１５ ベローズ、１６ カソード支持フラン
ジ、１７ フランジ、１９ ビームドリフト部、２０
永久磁石、３０ 主磁場微調整電磁石、３１ 電子銃磁
場微調整電磁石、３５ 固定ネジ、４３ 溝、４５ 支
持部、４７非磁性体の円筒、４７ａ 支持部、５２ ア
ノード端子、５３ カソード端子、５４ ヒータ端子、
５５ａ〜５５ｃ 接続導体、６０〜６３ 直流定電流
源、７０ ヒータ、９０，９２，９５，９７ つば（第
１のつば）、９１，９３，９４，９６ つば（第２のつ
ば）、９９ 軸方向位置調整機構、１００ ジャイロト
ロン、２００ ジャイロトロン装置。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ビームを射出する電子銃と、この電
   子銃から射出された電子と固有モードで共振している高
   周波電磁場との間でサイクロトロン共鳴メーザ作用を起
   こさせる空胴共振器、この空胴共振器内を通過した電子
   ビームを回収するコレクタ、および上記サイクロトロン
   共鳴メーザ作用により発生した高周波を外部に取り出す
   出力窓を有するジャイロトロンと、永久磁石と電磁石と
   から構成され上記電子銃から射出された電子に旋回運動
   を起こさせる軸方向磁場を発生する磁場発生装置とを備
   えたジャイロトロン装置において、上記永久磁石が発生
   している磁場分布に対して、上記電子銃の軸方向位置を
   調整可能とした軸方向位置調整機構を備えたことを特徴
   とするジャイロトロン装置。
2. 【請求項２】 電子銃は電子放出部を有するカソードと
   上記電子放出部から電子を引き出すための電界を形成す
   るアノードを有する２極型電子銃であり、上記カソード
   と上記アノードの位置関係を変更することなく、永久磁
   石が発生している磁場分布に対して、上記２極型電子銃
   の軸方向位置を調整可能とした軸方向位置調整機構を備
   えたことを特徴とする請求項１記載のジャイロトロン装
   置。
3. 【請求項３】 軸方向位置調整機構は、アノードの外壁
   に形成された第１のつばと、空胴共振器へ向かう電子ビ
   ームが通過するビームドリフト部の外壁に形成された第
   ２のつばと、上記アノードと上記ビームドリフト部との
   間に介在し当該ジャイロトロン装置内を真空に保ってい
   るベローズと、上記第１のつばと上記第２のつばとの間
   に配置され、上記アノードと上記ビームドリフト部との
   距離を任意に変更固定できる固定ネジとを備えたことを
   特徴とする請求項２記載のジャイロトロン装置。
4. 【請求項４】 電子銃は電子放出部を有するカソード、
   上記電子放出部から電子を引き出すための電界を形成す
   るアノード、および上記電子を加速するための電界を形
   成する加速電極を有する３極型電子銃であり、上記カソ
   ードと上記アノードの位置関係を変更することなく、上
   記永久磁石が発生している磁場分布に対して、上記電子
   銃の軸方向位置を調整可能とした軸方向位置調整機構を
   備えたことを特徴とする請求項１記載のジャイロトロン
   装置。
5. 【請求項５】 軸方向位置調整機構は、内部にアノード
   を有する筒の外壁に形成された第１のつばと、上記アノ
   ードと加速電極との間を絶縁する絶縁筒にろう付けされ
   た金属の外壁に形成された第２のつばと、上記内部にア
   ノードを有する筒と上記絶縁筒との間に介在し当該ジャ
   イロトロン装置内を真空に保っているベローズと、上記
   第１のつばと上記第２のつばとの間に配置され、上記ア
   ノードと上記加速電極との距離を任意に変更固定できる
   固定ネジとを備えたことを特徴とする請求項４記載のジ
   ャイロトロン装置。
6. 【請求項６】 軸方向位置調整機構は、内部に加速電極
   を有する筒の外壁に形成された第１のつばと、空胴共振
   器へ向かう電子ビームが通過するビームドリフト部の外
   壁に形成された第２のつばと、上記内部に加速電極を有
   する筒と上記ビームドリフト部との間に介在し当該ジャ
   イロトロン装置内を真空に保っているベローズと、上記
   第１のつばと上記第２のつばとの間に配置され、上記加
   速電極と上記ビームドリフト部との距離を任意に変更固
   定できる固定ネジとを備えたことを特徴とする請求項４
   記載のジャイロトロン装置。
7. 【請求項７】 軸方向位置調整機構は、電子銃からジャ
   イロトロンを永久磁石に固定するフランジまでの何れか
   の位置に配置されたことを特徴とする請求項１記載のジ
   ャイロトロン装置。
8. 【請求項８】 軸方向位置調整機構は、ジャイロトロン
   を永久磁石に固定するフランジを軸方向に対して移動可
   能にしたことを特徴とする請求項１記載のジャイロトロ
   ン装置。
9. 【請求項９】 電子ビームを射出する電子銃と、この電
   子銃から射出された電子と固有モードで共振している高
   周波電磁場との間でサイクロトロン共鳴メーザ作用を起
   こさせる空胴共振器、この空胴共振器内を通過した電子
   ビームを回収するコレクタ、および上記サイクロトロン
   共鳴メーザ作用により発生した高周波を外部に取り出す
   出力窓を有するジャイロトロンと、永久磁石、電子銃磁
   場微調整電磁石、および主磁場微調整電磁石から構成さ
   れ上記電子銃から射出された電子に旋回運動を起こさせ
   る軸方向磁場を発生する磁場発生装置とを備えたジャイ
   ロトロン装置において、上記主磁場微調整電磁石と接す
   る上記ジャイロトロンの外壁面、および上記電子銃磁場
   微調整電磁石と接する上記ジャイロトロンの外壁面の少
   なくとも一方に、軸方向に沿って溝を形成したことを特
   徴とするジャイロトロン装置。
10. 【請求項１０】 電子放出部を有するカソードと上記電
    子放出部から電子を引き出すための電界を形成するアノ
    ードを有し、電子ビームを射出する２極型電子銃と、こ
    の２極型電子銃から射出された電子と固有モードで共振
    している高周波電磁場との間でサイクロトロン共鳴メー
    ザ作用を起こさせる空胴共振器、この空胴共振器内を通
    過した電子ビームを回収するコレクタ、および上記サイ
    クロトロン共鳴メーザ作用により発生した高周波を外部
    に取り出す出力窓を有するジャイロトロンと、永久磁石
    と電磁石とから構成され上記２極型電子銃から射出され
    た電子に旋回運動を起こさせる軸方向磁場を発生する磁
    場発生装置とを備えたジャイロトロン装置において、上
    記２極型電子銃を構成するカソードとアノードとの間隔
    を調整可能とした軸方向位置調整機構を備えたことを特
    徴とするジャイロトロン装置。
11. 【請求項１１】 軸方向位置調整機構は、カソードとア
    ノードとが同軸を保つように設けられた軸合わせリング
    の外壁に形成された第１のつばと、上記カソードの後端
    に固定し、軸合わせリングの内壁に沿って移動するカソ
    ード支持フランジの外壁に形成された第２のつばと、上
    記第１のつばと上記第２のつばとの間に配置され、上記
    カソードと上記アノードとの距離を任意に変更固定でき
    る固定ネジとを設けたことを特徴とする請求項１０記載
    のジャイロトロン装置。
12. 【請求項１２】 電子ビームを射出する電子銃と、この
    電子銃から射出された電子と固有モードで共振している
    高周波電磁場との間でサイクロトロン共鳴メーザ作用を
    起こさせる空胴共振器、この空胴共振器内を通過した電
    子ビームを回収するコレクタ、および上記サイクロトロ
    ン共鳴メーザ作用により発生した高周波を外部に取り出
    す出力窓を有するジャイロトロンと、永久磁石と電磁石
    とから構成され上記電子銃から射出された電子に旋回運
    動を起こさせる軸方向磁場を発生する磁場発生装置とを
    備えたジャイロトロン装置において、上記ジャイロトロ
    ンと上記永久磁石との各中心軸が一致する位置関係で保
    持する支持部を各軸方向に異なった位置に複数設置した
    ことを特徴とするジャイロトロン装置。
13. 【請求項１３】 電子ビームを射出する電子銃と、この
    電子銃から射出された電子と固有モードで共振している
    高周波電磁場との間でサイクロトロン共鳴メーザ作用を
    起こさせる空胴共振器、この空胴共振器内を通過した電
    子ビームを回収するコレクタ、および上記サイクロトロ
    ン共鳴メーザ作用により発生した高周波を外部に取り出
    す出力窓を有するジャイロトロンと、永久磁石、電子銃
    磁場微調整電磁石、および主磁場微調整電磁石から構成
    され上記電子銃から射出された電子に旋回運動を起こさ
    せる軸方向磁場を発生する磁場発生装置とを備えたジャ
    イロトロン装置において、上記電子銃磁場微調整電磁
    石、または上記主磁場微調整電磁石の少なくとも一方
    に、複数の直流定電流源を接続して励磁することを特徴
    とするジャイロトロン装置。
14. 【請求項１４】 永久磁石の温度変化や経年変化による
    発生磁場の変化を補正するために一方の直流定電流源の
    電流を主磁場微調整電磁石に出力し、ジャイロトロンの
    出力パワーを制御するために他方の直流定電流源の電流
    を上記主磁場微調整電磁石に出力することを特徴とする
    請求項１３記載のジャイロトロン装置。
15. 【請求項１５】 永久磁石の温度変化や経年変化による
    発生磁場の変化を補正するために一方の直流定電流源の
    電流を電子銃磁場微調整電磁石に出力し、ジャイロトロ
    ンの出力パワーを制御するために他方の直流定電流源の
    電流を上記電子銃磁場微調整電磁石に出力することを特
    徴とする請求項１３記載のジャイロトロン装置。
16. 【請求項１６】 電子ビームを射出する電子銃と、この
    電子銃から射出された電子と固有モードで共振している
    高周波電磁場との間でサイクロトロン共鳴メーザ作用を
    起こさせる空胴共振器、この空胴共振器内を通過した電
    子ビームを回収するコレクタ、および上記サイクロトロ
    ン共鳴メーザ作用により発生した高周波を外部に取り出
    す出力窓を有するジャイロトロンと、永久磁石と電磁石
    とから構成され上記電子銃から射出された電子に旋回運
    動を起こさせる軸方向磁場を発生する磁場発生装置とを
    備えたジャイロトロン装置において、上記永久磁石の内
    面に非磁性体の円筒を設置したことを特徴とするジャイ
    ロトロン装置。
17. 【請求項１７】 非磁性体の円筒にジャイロトロンと永
    久磁石との同軸を保持する支持部を形成したことを特徴
    とする請求項１６記載のジャイロトロン装置。
18. 【請求項１８】 電子放出部を有するカソードと上記電
    子放出部から電子を引き出すための電界を形成するアノ
    ードを有し、電子ビームを射出する２極型電子銃と、こ
    の２極型電子銃から射出された電子と固有モードで共振
    している高周波電磁場との間でサイクロトロン共鳴メー
    ザ作用を起こさせる空胴共振器、この空胴共振器内を通
    過した電子ビームを回収するコレクタ、上記カソードの
    電子放出部を加熱するためのヒータ、このヒータに接続
    されたヒータ端子、上記カソードに接続されたカソード
    端子、および上記サイクロトロン共鳴メーザ作用により
    発生した高周波を外部に取り出す出力窓を有するジャイ
    ロトロンと、永久磁石と電磁石とから構成され上記２極
    型電子銃から射出された電子に旋回運動を起こさせる軸
    方向磁場を発生する磁場発生装置とを備えたジャイロト
    ロン装置において、上記２極型電子銃への給電用の接続
    導体を上記ジャイロトロン側のカソード端子とヒータ端
    子にそれぞれ接続し、これら接続導体の先端を上記永久
    磁石の端面より外側に突出させたことを特徴とするジャ
    イロトロン装置。
19. 【請求項１９】 電子放出部を有するカソード、上記電
    子放出部から電子を引き出すための電界を形成するアノ
    ード、および上記電子を加速するための電界を形成する
    加速電極を有し、電子ビームを射出する３極型電子銃
    と、この３極型電子銃から射出された電子と固有モード
    で共振している高周波電磁場との間でサイクロトロン共
    鳴メーザ作用を起こさせる空胴共振器、この空胴共振器
    内を通過した電子ビームを回収するコレクタ、上記カソ
    ードの電子放出部を加熱するためのヒータ、このヒータ
    に接続されたヒータ端子、上記カソードに接続されたカ
    ソード端子、および上記サイクロトロン共鳴メーザ作用
    により発生した高周波を外部に取り出す出力窓を有する
    ジャイロトロンと、永久磁石と電磁石とから構成され上
    記電子銃から射出された電子に旋回運動を起こさせる軸
    方向磁場を発生する磁場発生装置とを備えたジャイロト
    ロン装置において、上記３極型電子銃にアノード端子を
    設けて接続導体を接続し、この接続導体の先端を上記永
    久磁石の端面より外側に突出させたことを特徴とするジ
    ャイロトロン装置。