JPH1126194A - 加速管及びその高周波電磁波の反射防止方法 - Google Patents
加速管及びその高周波電磁波の反射防止方法Info
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- JPH1126194A JPH1126194A JP17620097A JP17620097A JPH1126194A JP H1126194 A JPH1126194 A JP H1126194A JP 17620097 A JP17620097 A JP 17620097A JP 17620097 A JP17620097 A JP 17620097A JP H1126194 A JPH1126194 A JP H1126194A
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- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高周波電磁波の反射を抑えると共に、さらに
コストをかけることなくその反射を抑え、かつ該反射の
調整を容易とする。 【解決手段】 高周波電磁波をマッチング手段を介して
導入し、この高周波電磁場によって荷電粒子を加速する
加速管において、マッチング手段における高周波電磁波
の反射波を打ち消すように反射波を発生させる反射手段
を設ける。
コストをかけることなくその反射を抑え、かつ該反射の
調整を容易とする。 【解決手段】 高周波電磁波をマッチング手段を介して
導入し、この高周波電磁場によって荷電粒子を加速する
加速管において、マッチング手段における高周波電磁波
の反射波を打ち消すように反射波を発生させる反射手段
を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は 特に高周波電磁波
を用いて電子等の荷電粒子を加速する加速管及びその高
周波電磁波の反射防止方法に関する。
を用いて電子等の荷電粒子を加速する加速管及びその高
周波電磁波の反射防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記加速管は、筒状の加速管内に高周波
電磁波を導き、高周波電磁場によって加速管の軸線方向
に電子を加速するものである。ここで、高周波電磁波は
導波管等を介して加速管内に導き入れられるが、電子を
効率良く加速するためまたは高周波源を安定に運転する
ためには、高周波電磁波を反射なく加速管内に導き入れ
ることが必要である。このために従来では、加速管にお
ける高周波電磁波の導入部位（カップラーセル）に高周
波電磁波をマッチングするためのアイリス部（方形の窓
部）を設け、該アイリス部を介して高周波電磁波を加速
管に導き入れるようにしていた。また、反射の位相によ
って誘電性窓あるいは容量性窓を用いていた。
電磁波を導き、高周波電磁場によって加速管の軸線方向
に電子を加速するものである。ここで、高周波電磁波は
導波管等を介して加速管内に導き入れられるが、電子を
効率良く加速するためまたは高周波源を安定に運転する
ためには、高周波電磁波を反射なく加速管内に導き入れ
ることが必要である。このために従来では、加速管にお
ける高周波電磁波の導入部位（カップラーセル）に高周
波電磁波をマッチングするためのアイリス部（方形の窓
部）を設け、該アイリス部を介して高周波電磁波を加速
管に導き入れるようにしていた。また、反射の位相によ
って誘電性窓あるいは容量性窓を用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、実際には、
高周波電磁波の反射を抑えて高周波電磁波をロスなく加
速管内に導入するためには、アイリス部の寸法を微妙に
調整する必要がある。この調整のために、従来では加速
管の組み立てが終了した後にアイリス部にヤスリ掛けを
施して削ったり、または寸法選定用のカップラーセル
（モデルカップラー）を製作して低電力試験を行い、最
適寸法を実験によって求める手段が取られていた。
高周波電磁波の反射を抑えて高周波電磁波をロスなく加
速管内に導入するためには、アイリス部の寸法を微妙に
調整する必要がある。この調整のために、従来では加速
管の組み立てが終了した後にアイリス部にヤスリ掛けを
施して削ったり、または寸法選定用のカップラーセル
（モデルカップラー）を製作して低電力試験を行い、最
適寸法を実験によって求める手段が取られていた。
【０００４】しかし、前者の調整方法では、高精度に形
成されたカップラーセルに不要な傷を付けて性能を低下
させたり、また削り過ぎた場合にはカップラーセルが使
用不能となる等の問題点がある。また、後者の調整方法
では、モデルカップラーを複数製作しなければならない
ため、コストアップとなると共に加速管の製作期間が長
くなるという問題点がある。
成されたカップラーセルに不要な傷を付けて性能を低下
させたり、また削り過ぎた場合にはカップラーセルが使
用不能となる等の問題点がある。また、後者の調整方法
では、モデルカップラーを複数製作しなければならない
ため、コストアップとなると共に加速管の製作期間が長
くなるという問題点がある。
【０００５】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、以下の点を目的とするものである。 （１）高周波電磁波の反射を抑えることが可能な加速管
の提供を目的とするものである。 （２）コストをかけることなく高周波電磁波の反射を抑
えることが可能な加速管及びその高周波電磁波の反射防
止方法の提供を目的とするものである。 （３）高周波電磁波の反射の調整が容易な加速管及びそ
の高周波電磁波の反射防止方法の提供を目的とするもの
である。
たもので、以下の点を目的とするものである。 （１）高周波電磁波の反射を抑えることが可能な加速管
の提供を目的とするものである。 （２）コストをかけることなく高周波電磁波の反射を抑
えることが可能な加速管及びその高周波電磁波の反射防
止方法の提供を目的とするものである。 （３）高周波電磁波の反射の調整が容易な加速管及びそ
の高周波電磁波の反射防止方法の提供を目的とするもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、加速管に係わる手段として、高周波電
磁波をマッチング手段を介して導入し、この高周波電磁
場によって荷電粒子を加速する加速管において、前記マ
ッチング手段における高周波電磁波の反射波を打ち消す
ように反射波を発生させる反射手段を設けるという手段
を採用する。また、上記手段において、反射手段を高周
波電磁波を当該加速管に供給する導波管と加速管との間
に介挿される窓付導電板とするという手段を採用する。
さらに、加速管の高周波電磁波の反射防止方法に係わる
手段として、高周波電磁波をマッチング手段を介して加
速管に導入する場合に、マッチング手段において発生し
た高周波電磁波の反射波を、他に設けられた反射手段に
よる高周波電磁波の反射波によって打ち消すという手段
を採用する。また、上記加速管の高周波電磁波の反射防
止方法に係わる手段において、反射手段として、高周波
電磁波を当該加速管に供給する導波管と加速管との間に
窓付導電板を介挿するという手段を採用する。
に、本発明では、加速管に係わる手段として、高周波電
磁波をマッチング手段を介して導入し、この高周波電磁
場によって荷電粒子を加速する加速管において、前記マ
ッチング手段における高周波電磁波の反射波を打ち消す
ように反射波を発生させる反射手段を設けるという手段
を採用する。また、上記手段において、反射手段を高周
波電磁波を当該加速管に供給する導波管と加速管との間
に介挿される窓付導電板とするという手段を採用する。
さらに、加速管の高周波電磁波の反射防止方法に係わる
手段として、高周波電磁波をマッチング手段を介して加
速管に導入する場合に、マッチング手段において発生し
た高周波電磁波の反射波を、他に設けられた反射手段に
よる高周波電磁波の反射波によって打ち消すという手段
を採用する。また、上記加速管の高周波電磁波の反射防
止方法に係わる手段において、反射手段として、高周波
電磁波を当該加速管に供給する導波管と加速管との間に
窓付導電板を介挿するという手段を採用する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係わる加速管及びその高周波電磁波の反射防止方法の一
実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明す
る実施形態は、高周波電磁場を利用して荷電粒子である
電子を加速する加速管に関するものである。
係わる加速管及びその高周波電磁波の反射防止方法の一
実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明す
る実施形態は、高周波電磁場を利用して荷電粒子である
電子を加速する加速管に関するものである。
【０００８】 まず、図１を参照して、本実施形態の構
成を説明する。この図において、（ａ）は円筒状の加速
管を中心軸線Ｌに沿って切断した縦断面図、（ｂ）はそ
のＸ−Ｘ線における横断面図である。
成を説明する。この図において、（ａ）は円筒状の加速
管を中心軸線Ｌに沿って切断した縦断面図、（ｂ）はそ
のＸ−Ｘ線における横断面図である。
【０００９】この図１（ａ）において、符号１はカップ
ラーセル、２はレギュラーセルである。このカップラー
セル１と複数のレギュラーセル２とは各々円筒形状に形
成されており、中心軸線Ｌに対して同軸状にそれぞれ重
ね合わされている。このうち、カップラーセル１は加速
管の両端に設けられ、またレギュラーセル２は複数が連
接状態とされてカップラーセル１に接続され、長尺状の
加速管を構成している。なお、レギュラーセル２の個数
は、どの程度荷電粒子を加速させるかによって適宜設定
されるものである。
ラーセル、２はレギュラーセルである。このカップラー
セル１と複数のレギュラーセル２とは各々円筒形状に形
成されており、中心軸線Ｌに対して同軸状にそれぞれ重
ね合わされている。このうち、カップラーセル１は加速
管の両端に設けられ、またレギュラーセル２は複数が連
接状態とされてカップラーセル１に接続され、長尺状の
加速管を構成している。なお、レギュラーセル２の個数
は、どの程度荷電粒子を加速させるかによって適宜設定
されるものである。
【００１０】図１（ｂ）にも示すように、カップラーセ
ル１は、中心軸線Ｌに対して同心状に設けられると共
に、高周波電磁波を共振状態とさせる円筒状の共振空洞
１ａと、中心軸線Ｌに沿って外部から共振空洞１ａまで
形成される電子ビーム導入孔１ｂと、中心軸線Ｌに対し
て直交する向きで形成されると共に、アイリス壁１ｃに
よって形成されるアイリス部１ｄを介して共振空洞１ａ
と連通するカップラー導波管部１ｅを備える。
ル１は、中心軸線Ｌに対して同心状に設けられると共
に、高周波電磁波を共振状態とさせる円筒状の共振空洞
１ａと、中心軸線Ｌに沿って外部から共振空洞１ａまで
形成される電子ビーム導入孔１ｂと、中心軸線Ｌに対し
て直交する向きで形成されると共に、アイリス壁１ｃに
よって形成されるアイリス部１ｄを介して共振空洞１ａ
と連通するカップラー導波管部１ｅを備える。
【００１１】ここで、図２（ａ）は、上記図１（ａ）の
Ｙ1−Ｙ1線における断面図である。この図に示すよう
に、上記アイリス部１ｄは、導波管３内を伝搬してきた
高周波電磁波の反射を抑えるために設けられた方形状の
窓部であり、高周波電磁波はこのアイリス部１ｄを通過
して共振空洞１ａ内に進入する。
Ｙ1−Ｙ1線における断面図である。この図に示すよう
に、上記アイリス部１ｄは、導波管３内を伝搬してきた
高周波電磁波の反射を抑えるために設けられた方形状の
窓部であり、高周波電磁波はこのアイリス部１ｄを通過
して共振空洞１ａ内に進入する。
【００１２】上記電子ビーム導入孔１ｄは、電子ビーム
を外部から加速管内に導くためのものである。この電子
ビーム導入孔１ｄを介して電子ビームが入射される共振
空洞１ａは、高周波電磁波を共振状態として電子を効率
良く加速するために、極めて高精度に形成されている。
を外部から加速管内に導くためのものである。この電子
ビーム導入孔１ｄを介して電子ビームが入射される共振
空洞１ａは、高周波電磁波を共振状態として電子を効率
良く加速するために、極めて高精度に形成されている。
【００１３】例えば、高周波電磁波としては数百ＭＨｚ
帯から数十ＧＨｚ帯のものが使用され、共振空洞１ａの
寸法精度は、このような高周波電磁波を共振状態とする
ために数ミクロンメートルの精度に形成される。このよ
うなカップラーセル１は、例えば銅等の母材を高精度の
切削装置によって切削加工することによって形成され
る。
帯から数十ＧＨｚ帯のものが使用され、共振空洞１ａの
寸法精度は、このような高周波電磁波を共振状態とする
ために数ミクロンメートルの精度に形成される。このよ
うなカップラーセル１は、例えば銅等の母材を高精度の
切削装置によって切削加工することによって形成され
る。
【００１４】また、上記カップラー導波管部１ｅの他端
には、マッチングフランジ４を挟んで導波管３が接続さ
れている。このマッチングフランジ４は、窓部が設けら
れた導電板（窓付導電板）によって形成されており、高
周波電磁波の反射手段である。この導波管３とカップラ
ー導波管部１ｅの接続部において、導波管３の内空形状
とカップラー導波管部１ｅの内空形状とは、高周波電磁
波の反射が生じないように同一形状に形成されている。
には、マッチングフランジ４を挟んで導波管３が接続さ
れている。このマッチングフランジ４は、窓部が設けら
れた導電板（窓付導電板）によって形成されており、高
周波電磁波の反射手段である。この導波管３とカップラ
ー導波管部１ｅの接続部において、導波管３の内空形状
とカップラー導波管部１ｅの内空形状とは、高周波電磁
波の反射が生じないように同一形状に形成されている。
【００１５】これに対して、マッチングフランジ４は、
図２（ｂ）に示すように、上記内空形状よりも若干小さ
な形状の窓部（マッチングアイリス部）４ａが形成され
ている。例えば、このマッチングアイリス部４ａの形状
は、上記カップラー導波管部１ｅと共振空洞１ａとの間
に形成されたアイリス部１ｄと同様に方形状とされる。
図２（ｂ）に示すように、上記内空形状よりも若干小さ
な形状の窓部（マッチングアイリス部）４ａが形成され
ている。例えば、このマッチングアイリス部４ａの形状
は、上記カップラー導波管部１ｅと共振空洞１ａとの間
に形成されたアイリス部１ｄと同様に方形状とされる。
【００１６】続いて、レギュラーセル２の構造について
説明する。各レギュラーセル２は、上記カップラーセル
１に形成された共振空洞１ａと同様に、中心軸線Ｌに対
して同心状に設けられて高周波電磁波を共振状態とする
共振空洞２ａと、隣り合ったレギュラーセル２の共振空
洞２ａを連通させる円形の開口窓２ｂとを備えている。
説明する。各レギュラーセル２は、上記カップラーセル
１に形成された共振空洞１ａと同様に、中心軸線Ｌに対
して同心状に設けられて高周波電磁波を共振状態とする
共振空洞２ａと、隣り合ったレギュラーセル２の共振空
洞２ａを連通させる円形の開口窓２ｂとを備えている。
【００１７】次に、上記加速管における高周波電磁波の
反射防止方法について説明する。この加速管では、まず
カップラーセル１の共振空洞１ａ内に導き込まれた高周
波電磁場によって電子が加速される。すなわち、共振空
洞１ａにおいて共振状態とされた高周波電磁場によって
荷電粒子である電子は加速され、開口窓２ｂを介して次
段のレギュラーセル２（カップラーセル１に隣接するも
の）の共振空洞２ａに入射される。そして、この共振空
洞２ａにおいて共振状態とされた高周波電磁場によっ
て、さらに加速されて次のレギュラーセル２に入射され
て、順次加速される。
反射防止方法について説明する。この加速管では、まず
カップラーセル１の共振空洞１ａ内に導き込まれた高周
波電磁場によって電子が加速される。すなわち、共振空
洞１ａにおいて共振状態とされた高周波電磁場によって
荷電粒子である電子は加速され、開口窓２ｂを介して次
段のレギュラーセル２（カップラーセル１に隣接するも
の）の共振空洞２ａに入射される。そして、この共振空
洞２ａにおいて共振状態とされた高周波電磁場によっ
て、さらに加速されて次のレギュラーセル２に入射され
て、順次加速される。
【００１８】ここで、本実施形態では、導波管３内を伝
搬してきた高周波電磁波が共振空洞１ａに進入する際
に、マッチングフランジ４に形成されたマッチングアイ
リス部４ａとカップラーセル１に形成されたアイリス部
１ｄとを通過することになる。アイリス部１ｄは、高周
波電磁波が反射しないように設ける必要があり、そのた
めには加速管の組立後のアイリス部１ｄの調整、または
モデルカップラーを用いた低電力試験によるアイリス部
１ｄの正確な寸法を予め決めなければならない。しか
し、本発明では、アイリス部１ｄを大体の寸法とし、ア
イリス部１ｄとマッチングアイリス部４ａにおいて高周
波電磁波の反射が発生する。
搬してきた高周波電磁波が共振空洞１ａに進入する際
に、マッチングフランジ４に形成されたマッチングアイ
リス部４ａとカップラーセル１に形成されたアイリス部
１ｄとを通過することになる。アイリス部１ｄは、高周
波電磁波が反射しないように設ける必要があり、そのた
めには加速管の組立後のアイリス部１ｄの調整、または
モデルカップラーを用いた低電力試験によるアイリス部
１ｄの正確な寸法を予め決めなければならない。しか
し、本発明では、アイリス部１ｄを大体の寸法とし、ア
イリス部１ｄとマッチングアイリス部４ａにおいて高周
波電磁波の反射が発生する。
【００１９】しかし、本実施形態では、アイリス部１ｄ
とマッチングアイリス部４ａとの距離が、これらアイリ
ス部１ｄとマッチングアイリス部４ａにおける各反射波
の位相が互いに反転するように位置設定されており、該
各反射波が互いに相殺されるようになっている。また、
アイリス部１ｄにおける反射波の大きさに対して、マッ
チングアイリス部４ａにおける反射波の大きさが等しく
なうように容易に調節することが可能である。
とマッチングアイリス部４ａとの距離が、これらアイリ
ス部１ｄとマッチングアイリス部４ａにおける各反射波
の位相が互いに反転するように位置設定されており、該
各反射波が互いに相殺されるようになっている。また、
アイリス部１ｄにおける反射波の大きさに対して、マッ
チングアイリス部４ａにおける反射波の大きさが等しく
なうように容易に調節することが可能である。
【００２０】すなわち、マッチングアイリス部４ａは、
マッチングフランジ４に形成されており、容易に取り外
して寸法を調節することが可能である。例えば、マッチ
ングフランジ４は高精度の加工精度を要求されないの
で、比較的安価に構成することが可能なので、マッチン
グアイリス部４ａの寸法の異なる複数のマッチングフラ
ンジ４を予め複数製作しておき、最適なものを選択して
取り付けることが可能である。また、ヤスリ掛け等によ
ってマッチングアイリス部４ａを削ることにより、カッ
プラーセル１の性能を損なうことなく、その寸法を容易
に調節することも可能である。
マッチングフランジ４に形成されており、容易に取り外
して寸法を調節することが可能である。例えば、マッチ
ングフランジ４は高精度の加工精度を要求されないの
で、比較的安価に構成することが可能なので、マッチン
グアイリス部４ａの寸法の異なる複数のマッチングフラ
ンジ４を予め複数製作しておき、最適なものを選択して
取り付けることが可能である。また、ヤスリ掛け等によ
ってマッチングアイリス部４ａを削ることにより、カッ
プラーセル１の性能を損なうことなく、その寸法を容易
に調節することも可能である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる加
速管及びその高周波電磁波の反射防止方法によれば、以
下のような効果を奏する。 （１）高周波電磁波をマッチング手段を介して導入し、
この高周波電磁波によって荷電粒子を加速する加速管に
おいて、前記マッチング手段における高周波電磁波の反
射波を打ち消すように反射波を発生させる反射手段を設
けるので、高周波電磁波を加速管へ反射なく導入するこ
とが可能である。 （２）高周波電磁波の反射手段を当該加速管に供給する
導波管と加速管との間に介挿される窓付導電板とするの
で、コストをかけることなく高周波電磁波の反射を抑え
ることが可能である。 （３）高周波電磁波の反射手段を当該加速管に供給する
導波管と加速管との間に介挿される窓付導電板とするの
で、高周波電磁波の導入ロスの調整が容易である。
速管及びその高周波電磁波の反射防止方法によれば、以
下のような効果を奏する。 （１）高周波電磁波をマッチング手段を介して導入し、
この高周波電磁波によって荷電粒子を加速する加速管に
おいて、前記マッチング手段における高周波電磁波の反
射波を打ち消すように反射波を発生させる反射手段を設
けるので、高周波電磁波を加速管へ反射なく導入するこ
とが可能である。 （２）高周波電磁波の反射手段を当該加速管に供給する
導波管と加速管との間に介挿される窓付導電板とするの
で、コストをかけることなく高周波電磁波の反射を抑え
ることが可能である。 （３）高周波電磁波の反射手段を当該加速管に供給する
導波管と加速管との間に介挿される窓付導電板とするの
で、高周波電磁波の導入ロスの調整が容易である。
【図１】 本発明に係わる加速管実施形態の一実施形態
の構成を示す断面図である。
の構成を示す断面図である。
【図２】 図１におけるＹ1−Ｙ1線及びＹ2−Ｙ2線にお
ける断面図である。
ける断面図である。
Ｌ……加速管の中心軸線 １……カップラーセル １ａ，２ａ……共振空洞 １ｂ……電子ビーム導入孔 １ｃ……アイリス壁 １ｄ……アイリス部 １ｅ……カップラー導波管部 ２……レギュラーセル ２ｂ……開口窓 ３……導波管 ４……マッチングフランジ ４ａ……マッチングアイリス部
Claims (4)
- 【請求項１】 高周波電磁波を導波管と加速管の間での
マッチング手段（１ｄ）を介して導入し、この高周波電
磁場によって荷電粒子を加速する加速管において、 前記マッチング手段における高周波電磁波の反射波を打
ち消すように反射波を発生させる反射手段（４ａ）を設
けることを特徴とする加速管。 - 【請求項２】 請求項１記載の加速管において、反射手
段は、高周波電磁波を当該加速管に供給する導波管と加
速管との間に介挿される窓付導電板であることを特徴と
する加速管。 - 【請求項３】 高周波電磁波をマッチング手段（１ｄ）
を介して加速管に導入する場合に、マッチング手段にお
いて発生した高周波電磁波の反射波を、他に設けられた
反射手段（４ａ）による高周波電磁波の反射波によって
打ち消すことを特徴とする加速管の高周波電磁波の反射
防止方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の加速管の高周波電磁波の
反射防止方法において、反射手段として、高周波電磁波
を当該加速管に供給する導波管と加速管との間に窓付導
電板を介挿することを特徴とする加速管の高周波電磁波
の反射防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17620097A JPH1126194A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 加速管及びその高周波電磁波の反射防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17620097A JPH1126194A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 加速管及びその高周波電磁波の反射防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126194A true JPH1126194A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16009380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17620097A Withdrawn JPH1126194A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 加速管及びその高周波電磁波の反射防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1126194A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002057000A (ja) * | 2000-08-08 | 2002-02-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 加速管 |
| JP2002075696A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 加速管及び加速エネルギの可変方法 |
| JP2017117730A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 | 加速空洞及び加速器 |
-
1997
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