JPH11329264A - 増幅装置 - Google Patents
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- JPH11329264A JPH11329264A JP11097875A JP9787599A JPH11329264A JP H11329264 A JPH11329264 A JP H11329264A JP 11097875 A JP11097875 A JP 11097875A JP 9787599 A JP9787599 A JP 9787599A JP H11329264 A JPH11329264 A JP H11329264A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/36—Coupling devices having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube, for introducing or removing wave energy
- H01J23/54—Filtering devices preventing unwanted frequencies or modes to be coupled to, or out of, the interaction circuit; Prevention of high frequency leakage in the environment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/02—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
- H01J25/04—Tubes having one or more resonators, without reflection of the electron stream, and in which the modulation produced in the modulator zone is mainly density modulation, e.g. Heaff tube
Landscapes
- Microwave Amplifiers (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Microwave Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】グリッド−アノード相互作用領域のインピーダ
ンスが低い誘導出力増幅器を提供する。 【解決手段】この発明の増幅装置１は、カソード８とカ
ソードから間隔をおいて配置されたアノード７とを有す
る。カソードとアノードとの間には、入力信号に従って
電子ビームを変調するための制御グリッド６が離隔して
配置される。直線ビーム増幅機器の信号入力部は、軸方
向に延びる入力空胴から成っていて、この入力空胴に入
力信号が誘導結合される。グリッドは入力空胴に電気的
に接続している。入力空胴には軸方向に移動可能なプラ
ンジャ６８が載置されている。入力空胴は、このプラン
ジャ６８に結合される誘導結合コイル８２によってプラ
ンジャと協働する。低インピーダンス空胴が入力空胴と
同軸に設けられている。
ンスが低い誘導出力増幅器を提供する。 【解決手段】この発明の増幅装置１は、カソード８とカ
ソードから間隔をおいて配置されたアノード７とを有す
る。カソードとアノードとの間には、入力信号に従って
電子ビームを変調するための制御グリッド６が離隔して
配置される。直線ビーム増幅機器の信号入力部は、軸方
向に延びる入力空胴から成っていて、この入力空胴に入
力信号が誘導結合される。グリッドは入力空胴に電気的
に接続している。入力空胴には軸方向に移動可能なプラ
ンジャ６８が載置されている。入力空胴は、このプラン
ジャ６８に結合される誘導結合コイル８２によってプラ
ンジャと協働する。低インピーダンス空胴が入力空胴と
同軸に設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子を放出する
カソードとアノードとの間に置かれたグリッドを通過す
る電子ビームをＲＦ変調する誘導出力増幅器に関する。
特にこの発明は、グリッド−アノード相互作用領域の共
振振動数により部分的に決まる振動数での電子ビームの
自励発振を防止する低インピーダンス構造に関する。
カソードとアノードとの間に置かれたグリッドを通過す
る電子ビームをＲＦ変調する誘導出力増幅器に関する。
特にこの発明は、グリッド−アノード相互作用領域の共
振振動数により部分的に決まる振動数での電子ビームの
自励発振を防止する低インピーダンス構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】この技術分野では、クライストロンや進
行波管増幅器などの直線ビーム機器を利用して、高周波
ＲＦ信号を生成したり増幅したりすることがよく知られ
ている。これらの機器は、電子を放出するカソードと、
このカソードから間隔をおいて配置されたアノードを、
具備している。アノードは中心に開口を有していて、カ
ソードとアノードとの間に高電圧の電位を加えると、ア
ノードの開口を通過する高出力ビームに向かって電子が
カソード表面から飛び出す。
行波管増幅器などの直線ビーム機器を利用して、高周波
ＲＦ信号を生成したり増幅したりすることがよく知られ
ている。これらの機器は、電子を放出するカソードと、
このカソードから間隔をおいて配置されたアノードを、
具備している。アノードは中心に開口を有していて、カ
ソードとアノードとの間に高電圧の電位を加えると、ア
ノードの開口を通過する高出力ビームに向かって電子が
カソード表面から飛び出す。
【０００３】誘導出力増幅器または誘導出力管（ＩＯ
Ｔ）と呼ばれている種類の直線ビーム機器では、カソー
ドとアノードとで構成される相互作用領域にグリッドが
配置されている。従って、カソードとの関係でグリッド
にＲＦ信号を印加することにより、電子ビームを密度変
調することができる。密度変調されたビームは、アノー
ドにより加速されてから、誘導出力増幅器内の下流に設
けられたギャップを横切って伝わるので、ギャップに結
合している空胴にＲＦ場が引き起こされる。このＲＦ場
は、高出力変調ＲＦ信号として空胴から取り出される変
調された電子ビームは、グリッドとアノードとの間に形
成された相互作用領域を通過する際に、十分な強度のイ
ンピーダンスが与えられると、相互作用領域からＲＦエ
ネルギーを放射する。したがって、ＲＦエネルギーの反
射を防止し、グリッド−アノード相互作用領域を「自由
空間」で取り囲むことによって、低インピーダンスにし
て、相互作用領域からのＲＦ放射を最小にすることが理
想的である。しかし、実際にはグリッド−アノード相互
作用領域からＲＦ放射がいくらか漏れるので、近くの他
の機器や人に有害であるかも知れないし、カソード−グ
リッドスペースに結合して振動を起こすかも知れない。
このような望ましくない漏れを防止するために、ＲＦ放
射を効果的に遮蔽する金属のハウジングで通常は誘導出
力増幅器を囲んでいる。
Ｔ）と呼ばれている種類の直線ビーム機器では、カソー
ドとアノードとで構成される相互作用領域にグリッドが
配置されている。従って、カソードとの関係でグリッド
にＲＦ信号を印加することにより、電子ビームを密度変
調することができる。密度変調されたビームは、アノー
ドにより加速されてから、誘導出力増幅器内の下流に設
けられたギャップを横切って伝わるので、ギャップに結
合している空胴にＲＦ場が引き起こされる。このＲＦ場
は、高出力変調ＲＦ信号として空胴から取り出される変
調された電子ビームは、グリッドとアノードとの間に形
成された相互作用領域を通過する際に、十分な強度のイ
ンピーダンスが与えられると、相互作用領域からＲＦエ
ネルギーを放射する。したがって、ＲＦエネルギーの反
射を防止し、グリッド−アノード相互作用領域を「自由
空間」で取り囲むことによって、低インピーダンスにし
て、相互作用領域からのＲＦ放射を最小にすることが理
想的である。しかし、実際にはグリッド−アノード相互
作用領域からＲＦ放射がいくらか漏れるので、近くの他
の機器や人に有害であるかも知れないし、カソード−グ
リッドスペースに結合して振動を起こすかも知れない。
このような望ましくない漏れを防止するために、ＲＦ放
射を効果的に遮蔽する金属のハウジングで通常は誘導出
力増幅器を囲んでいる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ハウジング
を使用する場合には、グリッド−アノード相互作用領域
に連通している空胴を成形しなければならない。したが
って、このグリッド−アノード空胴が変調電子ビームに
対して高いインピーダンスを示す場合には、変調電子ビ
ームはＲＦエネルギーをグリッド−アノード空胴に放射
することになる。グリッド−アノード空胴が後方のカソ
ード−グリッド空間に連通していれば、この空胴の共振
振動数で決まる振動数で電子ビームがさらに変調される
自励発振により再びビーム変調が生じてしまうことにな
り、望ましくない。すなわち、誘導出力増幅器により増
幅しなければならないＲＦ信号が電子ビームのこの不要
な変調による干渉を受けて、放射されたＲＦエネルギー
により変調ビームのパワーが減少し、増幅器の利得が減
少してしまう。極端な場合には、自励発振により高電圧
が生じて増幅器が損なわれてしまうこともあり得る。
を使用する場合には、グリッド−アノード相互作用領域
に連通している空胴を成形しなければならない。したが
って、このグリッド−アノード空胴が変調電子ビームに
対して高いインピーダンスを示す場合には、変調電子ビ
ームはＲＦエネルギーをグリッド−アノード空胴に放射
することになる。グリッド−アノード空胴が後方のカソ
ード−グリッド空間に連通していれば、この空胴の共振
振動数で決まる振動数で電子ビームがさらに変調される
自励発振により再びビーム変調が生じてしまうことにな
り、望ましくない。すなわち、誘導出力増幅器により増
幅しなければならないＲＦ信号が電子ビームのこの不要
な変調による干渉を受けて、放射されたＲＦエネルギー
により変調ビームのパワーが減少し、増幅器の利得が減
少してしまう。極端な場合には、自励発振により高電圧
が生じて増幅器が損なわれてしまうこともあり得る。
【０００５】この自励発振の問題を解消する一方策とし
て、誘導出力増幅器が動作する振動数帯域全体にわたっ
て電子ビームに対するインピーダンスが低くなるよう
に、空胴に損失物質を詰める方法がある。この技術分野
では公知のように、フェライトの混ざったたシリコンゴ
ム素材はＵＨＦとマイクロ波振動数の範囲で低インピー
ダンスを示し、数十キロワット台の非常に高い直流電圧
を隔離することができる。
て、誘導出力増幅器が動作する振動数帯域全体にわたっ
て電子ビームに対するインピーダンスが低くなるよう
に、空胴に損失物質を詰める方法がある。この技術分野
では公知のように、フェライトの混ざったたシリコンゴ
ム素材はＵＨＦとマイクロ波振動数の範囲で低インピー
ダンスを示し、数十キロワット台の非常に高い直流電圧
を隔離することができる。
【０００６】しかしながら、グリッド−アノード相互作
用領域に損失物質を詰める作業は人手に頼らなければな
らないので、損失物質の使用には高価になってしまうと
いう欠点がある。さらに、損失物質の高電圧隔離特性は
時間の経過と共に減少する傾向があるので、誘導出力増
幅器の性能が劣化してしまう。
用領域に損失物質を詰める作業は人手に頼らなければな
らないので、損失物質の使用には高価になってしまうと
いう欠点がある。さらに、損失物質の高電圧隔離特性は
時間の経過と共に減少する傾向があるので、誘導出力増
幅器の性能が劣化してしまう。
【０００７】従って、グリッド−アノード相互作用領域
が低インピーダンスで、自励発振を避けることのできる
誘導出力増幅器が望まれている。さらに、フェライト素
材などの損失物質を用いないで相互作用領域のインピー
ダンスを減少させることが望まれている。
が低インピーダンスで、自励発振を避けることのできる
誘導出力増幅器が望まれている。さらに、フェライト素
材などの損失物質を用いないで相互作用領域のインピー
ダンスを減少させることが望まれている。
【０００８】この発明の目的は、グリッド−アノード相
互作用領域のインピーダンスが低い誘導出力増幅器を提
供することにある。
互作用領域のインピーダンスが低い誘導出力増幅器を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、従来のシス
テムとは異なりフェライト素材などの損失物質を使用し
ないで低インピーダンスを達成し、相互作用領域からの
ＲＦ放射を防止する。
テムとは異なりフェライト素材などの損失物質を使用し
ないで低インピーダンスを達成し、相互作用領域からの
ＲＦ放射を防止する。
【００１０】直線ビーム増幅機器は、電子を軸に沿って
集中させて放出するカソードとこのカソードから間隔を
おいて配置されたアノードとを有する。カソードは、カ
ソードとアノードとで決まる比較的高い電圧に応じて電
子ビームを放射する。カソードとアノードとの間には入
力信号に従って電子ビームを変調するための制御グリッ
ドが離隔して配置される。直線ビーム増幅機器の信号入
力部は、軸方向に延びる入力空胴から成っていて、この
入力空胴に入力信号が誘導結合される。グリッドは入力
空胴に電気的に接続している。入力空胴には軸方向に移
動可能なプランジャが載置されている。入力空胴はこの
プランジャーに結合している誘導結合コイルによってプ
ランジャと協働する。低インピーダンス空胴が入力空胴
と同軸に設けられている。低インピーダンス空胴は、グ
リッドとアノードとの間に形成された相互作用領域と電
気的に連通している。グリッド−アノード空胴と入力空
胴とは共通導電壁により隔てられているので、入力空胴
の外側の壁（すなわち、同軸伝送路の外側の導体）がグ
リッド−アノード空胴の内側の壁（すなわち、中心導
体）になっている。
集中させて放出するカソードとこのカソードから間隔を
おいて配置されたアノードとを有する。カソードは、カ
ソードとアノードとで決まる比較的高い電圧に応じて電
子ビームを放射する。カソードとアノードとの間には入
力信号に従って電子ビームを変調するための制御グリッ
ドが離隔して配置される。直線ビーム増幅機器の信号入
力部は、軸方向に延びる入力空胴から成っていて、この
入力空胴に入力信号が誘導結合される。グリッドは入力
空胴に電気的に接続している。入力空胴には軸方向に移
動可能なプランジャが載置されている。入力空胴はこの
プランジャーに結合している誘導結合コイルによってプ
ランジャと協働する。低インピーダンス空胴が入力空胴
と同軸に設けられている。低インピーダンス空胴は、グ
リッドとアノードとの間に形成された相互作用領域と電
気的に連通している。グリッド−アノード空胴と入力空
胴とは共通導電壁により隔てられているので、入力空胴
の外側の壁（すなわち、同軸伝送路の外側の導体）がグ
リッド−アノード空胴の内側の壁（すなわち、中心導
体）になっている。
【００１１】信号入力部の第一実施例では、グリッド−
アノード空胴は外側の壁により実質的に取り囲まれてい
て、共通壁および外側の壁が鉄などのＲＦ表面抵抗率の
比較的高い材料から成っている。高いＲＦ表面抵抗率
は、グリッド−アノード空胴のＱを減らす傾向があるの
で、グリッド−アノード空胴のインピーダンスが減少す
る。入力空胴内の共通壁の表面をメッキなどによりＲＦ
表面抵抗率の比較的低い銀などの被覆膜で被覆し、入力
空胴が高いＱを持つようにする。インピーダンスの低い
グリッド−アノード空胴はＲＦエネルギーを最小量だけ
相互作用領域から取り出すに過ぎないので、誘導出力増
幅器の利得は無視しても構わない程度にしか減少しな
い。
アノード空胴は外側の壁により実質的に取り囲まれてい
て、共通壁および外側の壁が鉄などのＲＦ表面抵抗率の
比較的高い材料から成っている。高いＲＦ表面抵抗率
は、グリッド−アノード空胴のＱを減らす傾向があるの
で、グリッド−アノード空胴のインピーダンスが減少す
る。入力空胴内の共通壁の表面をメッキなどによりＲＦ
表面抵抗率の比較的低い銀などの被覆膜で被覆し、入力
空胴が高いＱを持つようにする。インピーダンスの低い
グリッド−アノード空胴はＲＦエネルギーを最小量だけ
相互作用領域から取り出すに過ぎないので、誘導出力増
幅器の利得は無視しても構わない程度にしか減少しな
い。
【００１２】信号入力部の第二の実施例では、グリッド
−アノード空胴に調節可能な同調構造が設けられてい
る。入力ＲＦ信号の波長をλ、偶数をｎとするとき、ｎ
λ／4に等しい電気的長さの伝送路を形成するようにグ
リッド−アノード空胴が同調構造により同調される。こ
の同調構造は、グリッド−アノード空胴内に置かれた軸
方向に移動可能なチョークから成っている。チョークは
ＲＦを短絡させて、グリッドとアノードとの間の大きな
直流電圧を維持しながらＲＦ電流を伝えるので、伝送路
は相互作用領域ではインピーダンスが０になり、変調ビ
ームからＲＦエネルギーが抽出されることが一切生じな
くなる。
−アノード空胴に調節可能な同調構造が設けられてい
る。入力ＲＦ信号の波長をλ、偶数をｎとするとき、ｎ
λ／4に等しい電気的長さの伝送路を形成するようにグ
リッド−アノード空胴が同調構造により同調される。こ
の同調構造は、グリッド−アノード空胴内に置かれた軸
方向に移動可能なチョークから成っている。チョークは
ＲＦを短絡させて、グリッドとアノードとの間の大きな
直流電圧を維持しながらＲＦ電流を伝えるので、伝送路
は相互作用領域ではインピーダンスが０になり、変調ビ
ームからＲＦエネルギーが抽出されることが一切生じな
くなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について詳細に説明する。なお、それぞれ
の図面において、同一の素子には同一の符号を用いてい
る。
の実施の形態について詳細に説明する。なお、それぞれ
の図面において、同一の素子には同一の符号を用いてい
る。
【００１４】図１は、誘導出力増幅器を示している。誘
導出力増幅器は、電子銃２０、ドリフト管３０およびコ
レクタ４０を含む３つの部分からなる。
導出力増幅器は、電子銃２０、ドリフト管３０およびコ
レクタ４０を含む３つの部分からなる。
【００１５】電子銃２０は、ＲＦ信号により密度が変調
される軸方向に向けられたビームを提供する。電子銃２
０はまた、以下に詳細に説明するように、ＲＦ信号を電
子銃（の出力）に結合するための回路として利用され
る。
される軸方向に向けられたビームを提供する。電子銃２
０はまた、以下に詳細に説明するように、ＲＦ信号を電
子銃（の出力）に結合するための回路として利用され
る。
【００１６】変調された電子ビームは、第１のドリフト
管部分３２と第２のドリフト管部分３４からなるドリフ
ト管３０を通過する。第１および第２のドリフト管部分
３２，３４は、互いにギャップにより分離されている軸
方向に延びたビームトンネルを有している。
管部分３２と第２のドリフト管部分３４からなるドリフ
ト管３０を通過する。第１および第２のドリフト管部分
３２，３４は、互いにギャップにより分離されている軸
方向に延びたビームトンネルを有している。
【００１７】ＲＦ透過シェル３６は、セラミック材料に
より形成され、ドリフト管部分３２，３４を収容し、真
空に維持するために利用される。変調されたビームから
ＲＦ電磁エネルギーを抽出するための図示しない出力キ
ャビティがギャップを横切るようにＲＦ透過シェル３６
に接続されてもよい。
より形成され、ドリフト管部分３２，３４を収容し、真
空に維持するために利用される。変調されたビームから
ＲＦ電磁エネルギーを抽出するための図示しない出力キ
ャビティがギャップを横切るようにＲＦ透過シェル３６
に接続されてもよい。
【００１８】コレクタ４０は、外装ハウジング３８と内
部構造体４２からなる。内部構造体４２は、消費（減
衰）された電子ビームが通過可能な軸方向の開口を有
し、ドリフト管３０を通過した後の電子ビームを捕獲す
る。内部構造体４２とハウジング３８とは互いに電気的
に絶縁され、内部構造体４２には、外装ハウジング３８
の電圧を押し下げることのできる電圧が印加される。内
部構造体４２は、図１に示されるように、コレクタ電極
が１段である。しかしながら、内部構造体４２は、複数
のコレクタ電極により構成され、それぞれに、異なるコ
レクタ電圧のための電圧が提供されてもよい。マルチス
テージコレクタを有する誘導出力増幅器の例としては、
Ｒ．Ｓ．Ｓｙｍｏｎｓによる米国特許第５，６５０，７
５１号がある。コレクタ４０にはまた、衝突した電子が
放出した内部構造体４２からの熱を取り除くための熱制
御システムが設けられてもよい。
部構造体４２からなる。内部構造体４２は、消費（減
衰）された電子ビームが通過可能な軸方向の開口を有
し、ドリフト管３０を通過した後の電子ビームを捕獲す
る。内部構造体４２とハウジング３８とは互いに電気的
に絶縁され、内部構造体４２には、外装ハウジング３８
の電圧を押し下げることのできる電圧が印加される。内
部構造体４２は、図１に示されるように、コレクタ電極
が１段である。しかしながら、内部構造体４２は、複数
のコレクタ電極により構成され、それぞれに、異なるコ
レクタ電圧のための電圧が提供されてもよい。マルチス
テージコレクタを有する誘導出力増幅器の例としては、
Ｒ．Ｓ．Ｓｙｍｏｎｓによる米国特許第５，６５０，７
５１号がある。コレクタ４０にはまた、衝突した電子が
放出した内部構造体４２からの熱を取り除くための熱制
御システムが設けられてもよい。
【００１９】図４に詳細に示した電子銃２０は、僅かな
すき間で設けられたコントロールグリッド６を伴ったカ
ソード８を含む。カソード８は、後述するヒータ電源と
接続されたヒータコイル２５を含む円筒カプセル２３の
端部に設けられている。
すき間で設けられたコントロールグリッド６を伴ったカ
ソード８を含む。カソード８は、後述するヒータ電源と
接続されたヒータコイル２５を含む円筒カプセル２３の
端部に設けられている。
【００２０】カソード８は、カソード電極板１３、第１
の円筒シェル１２および第２の円筒シェル１６を含むハ
ウジングにより、強固に保持されている。第１および第
２の円筒シェル１２，１６は、銅等のような導体により
形成され、相互に、軸方向に接続されている。カソード
電極板１３は、後段に説明するように、カソード８との
電気的接続を可能とする。イオンポンプ１５は、カソー
ド電極板１３に接続され、電子の熱電子放出のプロセス
の間中発生する電子銃２０内の正イオンを除去するため
に用いられる。
の円筒シェル１２および第２の円筒シェル１６を含むハ
ウジングにより、強固に保持されている。第１および第
２の円筒シェル１２，１６は、銅等のような導体により
形成され、相互に、軸方向に接続されている。カソード
電極板１３は、後段に説明するように、カソード８との
電気的接続を可能とする。イオンポンプ１５は、カソー
ド電極板１３に接続され、電子の熱電子放出のプロセス
の間中発生する電子銃２０内の正イオンを除去するため
に用いられる。
【００２１】コントロールグリッド６は、カソード８の
表面に近接した位置に配置され、バイアス電源（後述）
に接続されてカソード８に直流バイアス電圧を提供する
とともに、カソード８から発生された電子ビームをＲＦ
入力信号で密度変調する。コントロールグリッド６は、
導体であって耐熱性のある材料、例えば熱分解されたグ
ラファイトが利用される。コントロールグリッド６は、
グリッドサポート２６により支持されている。グリッド
サポート２６は、グリッド６へバイアス電圧とＲＦ入力
信号を接続するとともに、グリッド６をカソード８に対
して所定の間隔で位置させる。誘導出力増幅器のグリッ
ドサポートの構成の例は、１９９８年２月２日に出願さ
れた通番０９／０１７，３６９号にある。
表面に近接した位置に配置され、バイアス電源（後述）
に接続されてカソード８に直流バイアス電圧を提供する
とともに、カソード８から発生された電子ビームをＲＦ
入力信号で密度変調する。コントロールグリッド６は、
導体であって耐熱性のある材料、例えば熱分解されたグ
ラファイトが利用される。コントロールグリッド６は、
グリッドサポート２６により支持されている。グリッド
サポート２６は、グリッド６へバイアス電圧とＲＦ入力
信号を接続するとともに、グリッド６をカソード８に対
して所定の間隔で位置させる。誘導出力増幅器のグリッ
ドサポートの構成の例は、１９９８年２月２日に出願さ
れた通番０９／０１７，３６９号にある。
【００２２】グリッドサポート２６は、カソード−グリ
ッドインシュレータ１４とグリッド電極板１８によりカ
ソードハウジングに接続されている。インシュレータ１
４は、電気的に絶縁性を示し熱伝導性のよい、例えばセ
ラミックにより、円錐台状に構成されている。グリッド
電極板１８は、カソードカプセル２３を内部に収容可能
に、環状に形成されるとともにカソード−グリッドイン
シュレータ１４の端部と接続される。グリッド電極板１
８は、後述するように、グリッド６との電気的接続を可
能とする。グリッドサポート２６は、グリッド電極板１
８と軸方向に接続される円筒部を有する。グリッドサポ
ート２６の円筒部の直径は、グリッド６とカソード８と
の間の間隔を確保するために、および両者間に直流バイ
アス電圧を与えるために、カソードカプセル２３の対応
部分よりも大きい。
ッドインシュレータ１４とグリッド電極板１８によりカ
ソードハウジングに接続されている。インシュレータ１
４は、電気的に絶縁性を示し熱伝導性のよい、例えばセ
ラミックにより、円錐台状に構成されている。グリッド
電極板１８は、カソードカプセル２３を内部に収容可能
に、環状に形成されるとともにカソード−グリッドイン
シュレータ１４の端部と接続される。グリッド電極板１
８は、後述するように、グリッド６との電気的接続を可
能とする。グリッドサポート２６は、グリッド電極板１
８と軸方向に接続される円筒部を有する。グリッドサポ
ート２６の円筒部の直径は、グリッド６とカソード８と
の間の間隔を確保するために、および両者間に直流バイ
アス電圧を与えるために、カソードカプセル２３の対応
部分よりも大きい。
【００２３】第１のドリフト管部分３２の先端側の端部
は、グリッドサポート２６から離れて設けられ、電子銃
２０のアノード７を提供する。第１のドリフト管部分３
２は、アノード電極板２４により、グリッド６とカソー
ド８に関係のある軸方向の所定の位置に固定されてい
る。アノード電極板２４は、後段に説明するように、ア
ノード７と電気的に接続されている。アノード電極板２
４は、セラミックのようなＲＦ透過材料により形成され
たインシュレータ２２によりグリッド電極板１８に接続
されている。インシュレータ２２は、誘導出力増幅器の
ための真空室を提供するとともに、グリッド６とアノー
ド７との間に定義され、この発明により提供される低イ
ンピーダンス構成からなる相互作用領域を収容してい
る。インシュレータ２２は、グリッド６とアノード７と
の間の耐電圧を増大するために波形に形成された面を有
する外筒３８により覆われている。
は、グリッドサポート２６から離れて設けられ、電子銃
２０のアノード７を提供する。第１のドリフト管部分３
２は、アノード電極板２４により、グリッド６とカソー
ド８に関係のある軸方向の所定の位置に固定されてい
る。アノード電極板２４は、後段に説明するように、ア
ノード７と電気的に接続されている。アノード電極板２
４は、セラミックのようなＲＦ透過材料により形成され
たインシュレータ２２によりグリッド電極板１８に接続
されている。インシュレータ２２は、誘導出力増幅器の
ための真空室を提供するとともに、グリッド６とアノー
ド７との間に定義され、この発明により提供される低イ
ンピーダンス構成からなる相互作用領域を収容してい
る。インシュレータ２２は、グリッド６とアノード７と
の間の耐電圧を増大するために波形に形成された面を有
する外筒３８により覆われている。
【００２４】図２は、誘導出力増幅器の信号入力部の第
１の実施例を示している。信号入力部は、同心円状の３
つの円筒からなる。外周シリンダ６２は、信号入力部の
外装ハウジングを提供する。外周シリンダ６２の一端
は、端部プレート６１により閉じられている。外周シリ
ンダ６２の他の一端は、アノード電極板２４と外周シリ
ンダ６２の端部を接続する湾曲したフランジ６３を有し
ている。外周シリンダ６２は、絶縁（外皮付）リードに
より接地され、アノードは、アノード電極板２４に接続
されている。外周シリンダ６２には、空気取り込みダク
ト６５および排気ダクト６７が、電子銃に冷却空気の流
れを提供するために設けられている。後述するが、外周
シリンダ６２は、グリッド−アノード空胴部分を提供す
る。
１の実施例を示している。信号入力部は、同心円状の３
つの円筒からなる。外周シリンダ６２は、信号入力部の
外装ハウジングを提供する。外周シリンダ６２の一端
は、端部プレート６１により閉じられている。外周シリ
ンダ６２の他の一端は、アノード電極板２４と外周シリ
ンダ６２の端部を接続する湾曲したフランジ６３を有し
ている。外周シリンダ６２は、絶縁（外皮付）リードに
より接地され、アノードは、アノード電極板２４に接続
されている。外周シリンダ６２には、空気取り込みダク
ト６５および排気ダクト６７が、電子銃に冷却空気の流
れを提供するために設けられている。後述するが、外周
シリンダ６２は、グリッド−アノード空胴部分を提供す
る。
【００２５】中間シリンダ６４は、外周シリンダ６２内
に、外周シリンダ６２と共通の軸に沿って配置されてい
る。中間シリンダ６４と外周シリンダ６２とは、例えば
セラミックである絶縁体により形成された環状のスペー
サ７１，７３により接続されている。中間シリンダ６４
の一端部は、端部プレート６１に到達する手前で終了さ
れ、端部プレート６１との間に空間が残されている。中
間シリンダ６４の他の一端は、円錐台状のソケット１９
により、グリッド電極板１８に、電気的に接続されてい
る。
に、外周シリンダ６２と共通の軸に沿って配置されてい
る。中間シリンダ６４と外周シリンダ６２とは、例えば
セラミックである絶縁体により形成された環状のスペー
サ７１，７３により接続されている。中間シリンダ６４
の一端部は、端部プレート６１に到達する手前で終了さ
れ、端部プレート６１との間に空間が残されている。中
間シリンダ６４の他の一端は、円錐台状のソケット１９
により、グリッド電極板１８に、電気的に接続されてい
る。
【００２６】内周シリンダ６６は、中間シリンダ６４内
に、中間シリンダ６４と同軸に配置されている。中間シ
リンダ６４と内周シリンダ６６とは、例えばセラミック
である絶縁体により形成された環状のスペーサ８１，８
３により接続されている。内周シリンダ６６の一端部
は、中間シリンダ６４の一端部の軸上の位置と同じ位置
で終了されている。内周シリンダ６６の他の一端部は、
カソード電極板１３に接続されている。
に、中間シリンダ６４と同軸に配置されている。中間シ
リンダ６４と内周シリンダ６６とは、例えばセラミック
である絶縁体により形成された環状のスペーサ８１，８
３により接続されている。内周シリンダ６６の一端部
は、中間シリンダ６４の一端部の軸上の位置と同じ位置
で終了されている。内周シリンダ６６の他の一端部は、
カソード電極板１３に接続されている。
【００２７】例えば−３２ｋＶの負の直流高電圧である
カソード電圧源から、「カソード」と示した部分（電気
的に絶縁された外皮つきの導線）を経由してカソード電
極板１３に、供給される。同様に、カソードヒータ２５
のための電流源およびイオンポンプ１５のための電流源
から、「ヒータ」および「イオンポンプ」と示した部分
（絶縁された外皮つきの導線）を経由して、それぞれ電
流が供給される。例えば−２００Ｖの直流バイアス電圧
源から、「バイアス」と示した部分（絶縁された外皮つ
きの導線）および内周シリンダ６６を経由して、カソー
ド８にバイアス電圧が供給される。
カソード電圧源から、「カソード」と示した部分（電気
的に絶縁された外皮つきの導線）を経由してカソード電
極板１３に、供給される。同様に、カソードヒータ２５
のための電流源およびイオンポンプ１５のための電流源
から、「ヒータ」および「イオンポンプ」と示した部分
（絶縁された外皮つきの導線）を経由して、それぞれ電
流が供給される。例えば−２００Ｖの直流バイアス電圧
源から、「バイアス」と示した部分（絶縁された外皮つ
きの導線）および内周シリンダ６６を経由して、カソー
ド８にバイアス電圧が供給される。
【００２８】図６は、内周シリンダ６６とカソード電極
板１３との間の接続を詳細に説明している。スリーブ６
７は、自身の端部に設けられた複数の接触子６９を有
し、例えば銅のような導体により構成される。スリーブ
６７の外周は、絶縁シート８５により覆われている。ス
リーブ６７は、内周シリンダ６６の内側に、絶縁シート
８５とともに密着されている。接触子６９は、カソード
電極板１３の端部に電気的に接触されている。絶縁シー
ト８５は、例えばカプトン［ＫＡＰＴＯＮ、商品名］、
テフロンあるいはナイロンにより構成され、カソード８
とグリッド６との間の直流バイアス電圧を維持するため
の内周シリンダ６６とカソード電極板１３との間の直流
分離のためのチョーク（直流阻止もしくはバイパスコン
デンサ）として機能する。スリーブ６７および絶縁シー
ト８５は、カソード８から離れる方向に、絶縁シート８
５に入力されるＲＦ信号の波長λのλ／４に概ね等しい
長さに、形成される。
板１３との間の接続を詳細に説明している。スリーブ６
７は、自身の端部に設けられた複数の接触子６９を有
し、例えば銅のような導体により構成される。スリーブ
６７の外周は、絶縁シート８５により覆われている。ス
リーブ６７は、内周シリンダ６６の内側に、絶縁シート
８５とともに密着されている。接触子６９は、カソード
電極板１３の端部に電気的に接触されている。絶縁シー
ト８５は、例えばカプトン［ＫＡＰＴＯＮ、商品名］、
テフロンあるいはナイロンにより構成され、カソード８
とグリッド６との間の直流バイアス電圧を維持するため
の内周シリンダ６６とカソード電極板１３との間の直流
分離のためのチョーク（直流阻止もしくはバイパスコン
デンサ）として機能する。スリーブ６７および絶縁シー
ト８５は、カソード８から離れる方向に、絶縁シート８
５に入力されるＲＦ信号の波長λのλ／４に概ね等しい
長さに、形成される。
【００２９】接触子６９は、カソード電極板１３との間
に電気的導通を維持するためのバイアス（ばね圧）を有
している。接触子６９は、例えば銅のような電気的に導
体で可撓性の高い材料からなる。この接触子を用いるこ
とで、固定式の接続に比較して、信号入力部を誘導出力
増幅器から取り外すことが容易に、かつ簡単になる。こ
の構成は、図２に示したグリッド電極板１８とソケット
１９との間や湾曲しているフランジ６３とアノード電極
板２４との間のように、電気的導通を維持する接続にも
利用できる。
に電気的導通を維持するためのバイアス（ばね圧）を有
している。接触子６９は、例えば銅のような電気的に導
体で可撓性の高い材料からなる。この接触子を用いるこ
とで、固定式の接続に比較して、信号入力部を誘導出力
増幅器から取り外すことが容易に、かつ簡単になる。こ
の構成は、図２に示したグリッド電極板１８とソケット
１９との間や湾曲しているフランジ６３とアノード電極
板２４との間のように、電気的導通を維持する接続にも
利用できる。
【００３０】再び図２を参照すれば、中間シリンダ６４
と内周シリンダ６６は、カソード−グリッド相互作用領
域に延びている同軸伝達ライン（部）を提供する。ま
た、両シリンダ間の空間は、誘導出力増幅器のためのＲ
Ｆ入力信号の入力空胴を提供する。入力空胴は、例えば
酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックにより
形成され、直流阻止能力のあるドーム８４内に位置され
たカップリングコイル８２を含んでいる。ドーム８４に
は、概ね０Ｖから高い負の直流電圧（例えば−３２ｋ
Ｖ）であるＲＦ入力信号を許容できる直流阻止能力が必
要である。カップリングコイル８２は、絶縁された同軸
線により「ＲＦ入力」と示されたＲＦ入力信号を受ける
ために電気的に接続されている。ＲＦ入力信号は、入力
空胴内でＲＦ電界で誘導結合される。ＲＦ電界は、グリ
ッド６とカソード８と間に定義されるＲＦ電圧に基づい
て、ソケット１９とグリッド電極板１８による入力空胴
増幅度を増大させる。周知のように、カソード８を出射
された電子ビームは、入力空胴内にＲＦ入力信号が提供
されることにより、密度変調される。
と内周シリンダ６６は、カソード−グリッド相互作用領
域に延びている同軸伝達ライン（部）を提供する。ま
た、両シリンダ間の空間は、誘導出力増幅器のためのＲ
Ｆ入力信号の入力空胴を提供する。入力空胴は、例えば
酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックにより
形成され、直流阻止能力のあるドーム８４内に位置され
たカップリングコイル８２を含んでいる。ドーム８４に
は、概ね０Ｖから高い負の直流電圧（例えば−３２ｋ
Ｖ）であるＲＦ入力信号を許容できる直流阻止能力が必
要である。カップリングコイル８２は、絶縁された同軸
線により「ＲＦ入力」と示されたＲＦ入力信号を受ける
ために電気的に接続されている。ＲＦ入力信号は、入力
空胴内でＲＦ電界で誘導結合される。ＲＦ電界は、グリ
ッド６とカソード８と間に定義されるＲＦ電圧に基づい
て、ソケット１９とグリッド電極板１８による入力空胴
増幅度を増大させる。周知のように、カソード８を出射
された電子ビームは、入力空胴内にＲＦ入力信号が提供
されることにより、密度変調される。
【００３１】入力空胴は、任意の周波数帯域に、誘導的
に変化できる。ねじつきロッド７２に接続された円盤状
のプランジャ６８は、ギヤ７８および７７の作用により
入力空胴内を軸方向に移動される。ギヤ７７は、外周シ
リンダ６２の外部に飛び出しているクランク７９と接続
されている。ギヤ７８は、ねじつきロッド７２が噛み合
う軸方向のねじが設けられた内環を有している。ギヤ７
７は、ギヤ７８と噛み合っているのでクランク７９が回
転されることでギヤ７８が回転される。これにより、プ
ランジャ６８が軸方向に移動される。プランジャ６８
は、中間シリンダ６４と内周シリンダ６６との間を、Ｒ
Ｆと直流電流のそれぞれを、導通可能に、真鍮あるいは
アルミニウム等の導電性の材料で形成される（すなわ
ち、外周シリンダと中間シリンダとの間の同軸伝送ライ
ン）。ねじつきロッド７２は、例えばナイロン等の絶縁
性の材料により構成される。ねじつきロッド７２のねじ
部は、ギヤ７８の近傍から軸方向に延出されたスリーブ
７５により覆われている。入力空胴内のプランジャ６８
の位置は、モータやベルトとプーリ等の周知のメカニズ
ムによって制御されてもよいことはいうまでない。
に変化できる。ねじつきロッド７２に接続された円盤状
のプランジャ６８は、ギヤ７８および７７の作用により
入力空胴内を軸方向に移動される。ギヤ７７は、外周シ
リンダ６２の外部に飛び出しているクランク７９と接続
されている。ギヤ７８は、ねじつきロッド７２が噛み合
う軸方向のねじが設けられた内環を有している。ギヤ７
７は、ギヤ７８と噛み合っているのでクランク７９が回
転されることでギヤ７８が回転される。これにより、プ
ランジャ６８が軸方向に移動される。プランジャ６８
は、中間シリンダ６４と内周シリンダ６６との間を、Ｒ
Ｆと直流電流のそれぞれを、導通可能に、真鍮あるいは
アルミニウム等の導電性の材料で形成される（すなわ
ち、外周シリンダと中間シリンダとの間の同軸伝送ライ
ン）。ねじつきロッド７２は、例えばナイロン等の絶縁
性の材料により構成される。ねじつきロッド７２のねじ
部は、ギヤ７８の近傍から軸方向に延出されたスリーブ
７５により覆われている。入力空胴内のプランジャ６８
の位置は、モータやベルトとプーリ等の周知のメカニズ
ムによって制御されてもよいことはいうまでない。
【００３２】カップリングコイル８２とドーム８４は、
プランジャ６８の位置に比較して、カソード側に突出し
ている。カップリングコイル８２とドーム８４は、プラ
ンジャ６８とともに軸方向に沿って、移動可能である。
ドーム８４は、中間シリンダ６４と内周シリンダ６６の
それぞれの終端部を越えて軸方向に延出された延長部８
６を有している。あるいは、延長部８６は、プランジャ
６８の軸方向の移動に関連して収縮または拡張する分離
式の入れ子式の部材により構成されてもよい。カップリ
ングコイル８２に接続される同軸の導線は、延長部８６
内を貫通されている。
プランジャ６８の位置に比較して、カソード側に突出し
ている。カップリングコイル８２とドーム８４は、プラ
ンジャ６８とともに軸方向に沿って、移動可能である。
ドーム８４は、中間シリンダ６４と内周シリンダ６６の
それぞれの終端部を越えて軸方向に延出された延長部８
６を有している。あるいは、延長部８６は、プランジャ
６８の軸方向の移動に関連して収縮または拡張する分離
式の入れ子式の部材により構成されてもよい。カップリ
ングコイル８２に接続される同軸の導線は、延長部８６
内を貫通されている。
【００３３】入力空胴による拘束を伴うことなくプラン
じゃ６８を入力空胴内でスムースに移動させるために
は、図２に示したねじつきロッド７２と同様の複数のロ
ッドを用いてもよい。ギヤ７８は、軸方向に結合され、
同時に回転するプーリ７４を有している。また、プーリ
８８がドーム８４の延長部８６の周りに設けられてい
る。図５に示すように、プランジャ６８と接続されたね
じつきロッド７２のそれぞれに接続された複数のプーリ
７４１−７４４が設けられてもよい。プーリ７４１−７
４４と８８は、ベルト７６によりねじつきロッド７２を
同調して動作させる。ピボットアーム１０７が接続され
たプーリ１０６は、ベルト７６に接触するよう移動可能
である。プーリ１０６は、ベルト７６がゆるむことを防
止できる。
じゃ６８を入力空胴内でスムースに移動させるために
は、図２に示したねじつきロッド７２と同様の複数のロ
ッドを用いてもよい。ギヤ７８は、軸方向に結合され、
同時に回転するプーリ７４を有している。また、プーリ
８８がドーム８４の延長部８６の周りに設けられてい
る。図５に示すように、プランジャ６８と接続されたね
じつきロッド７２のそれぞれに接続された複数のプーリ
７４１−７４４が設けられてもよい。プーリ７４１−７
４４と８８は、ベルト７６によりねじつきロッド７２を
同調して動作させる。ピボットアーム１０７が接続され
たプーリ１０６は、ベルト７６に接触するよう移動可能
である。プーリ１０６は、ベルト７６がゆるむことを防
止できる。
【００３４】外周シリンダ６２と中間シリンダ６４との
間のグリッド−アノード空胴部分と呼ばれる空間は、グ
リッド６とアノード７との間に定義される相互作用領域
の直接結合である並列共振を提供する。相互作用領域を
低インピーダンスとするために、外周シリンダ６２と中
間シリンダ６４には、高い表面抵抗率を有する鉄もしく
は鋼鉄が用いられる。グリッド−アノード空胴部分に高
いＲＦ表面抵抗率をもたらす材料は、「Ｑ」（クオリテ
ィファクタ）が低く、グリッド−アノード空胴部分を低
インピーダンスにする並列共振を引き起こす。すなわ
ち、グリッド−アノード空胴領域にどのようなＲＦエネ
ルギーが注入されても、カソード８による再発生なしに
短時間で排出できる。
間のグリッド−アノード空胴部分と呼ばれる空間は、グ
リッド６とアノード７との間に定義される相互作用領域
の直接結合である並列共振を提供する。相互作用領域を
低インピーダンスとするために、外周シリンダ６２と中
間シリンダ６４には、高い表面抵抗率を有する鉄もしく
は鋼鉄が用いられる。グリッド−アノード空胴部分に高
いＲＦ表面抵抗率をもたらす材料は、「Ｑ」（クオリテ
ィファクタ）が低く、グリッド−アノード空胴部分を低
インピーダンスにする並列共振を引き起こす。すなわ
ち、グリッド−アノード空胴領域にどのようなＲＦエネ
ルギーが注入されても、カソード８による再発生なしに
短時間で排出できる。
【００３５】ＲＦ電流が導体の表面の小さな領域に集中
することは、『表皮効果』として知られている。材料の
表面抵抗率は、材料の透磁率の平方根を導電率でわり算
した値に比例する。鉄または鋼鉄等の高磁性体は、高い
透磁率と低い導電率を有する、すなわち、これらの材料
は、表面抵抗率を有する。共振室の「Ｑ」は、保持され
ているエネルギー「Ｕ」を単位時間当たりの消費電力
「ＰＬ／Ｗ」でわり算することで求められる。グリッド
−アノード空胴材料の高い表面抵抗率は、多くのエネル
ギーを消費するので、従って、Ｑが低くなる。Ｑはま
た、インピーダンス「Ｚ０」と、インピーダンスのわり
算と等しいＱのわり算に比例する。
することは、『表皮効果』として知られている。材料の
表面抵抗率は、材料の透磁率の平方根を導電率でわり算
した値に比例する。鉄または鋼鉄等の高磁性体は、高い
透磁率と低い導電率を有する、すなわち、これらの材料
は、表面抵抗率を有する。共振室の「Ｑ」は、保持され
ているエネルギー「Ｕ」を単位時間当たりの消費電力
「ＰＬ／Ｗ」でわり算することで求められる。グリッド
−アノード空胴材料の高い表面抵抗率は、多くのエネル
ギーを消費するので、従って、Ｑが低くなる。Ｑはま
た、インピーダンス「Ｚ０」と、インピーダンスのわり
算と等しいＱのわり算に比例する。
【００３６】より詳細には、伝達ラインのインピーダン
スＺ０は、Ｌを伝達ラインの単位長さ当たりのインダク
タンス、Ｃを伝達ラインの単位長さ当たりのキャパシタ
ンスとするとき、 Ｚ０ ＝ √（Ｌ／Ｃ） により求められる。多くの共振回路においてＱに対する
シャント抵抗「ＲＳＨ」は、ＶｍをＲＳＨが与えられた
ときに電極間に印加される最大の電圧、ωを角周波数、
Ｕをラインに蓄えられるエネルギーとするとき、 ＲＳＨ／Ｑ ＝ Ｖｍ ２／２ωＵ で示される。同軸共振器が、波長λの１／４のｎ倍の長
さであるとき、シャント抵抗がＱを低下させる割合は、 ＲＳＨ／Ｑ ＝ ４Ｚ０／πｎ である。同軸共振器のＱは、インピーダンスＺ０に比例
し、単位長さ当たりの直列抵抗ＲＳに逆比例するから、 Ｑ ＝ ２πＺ０／λＲＳ により求められる。従って、グリッド−アノード空胴に
おける並列共振において、鉄または鋼鉄の高い表面抵抗
率は、相互作用領域において計測されるシャント抵抗す
なわち低いインピーダンスとなる。ＲＳＨ／Ｑは、長さ
に逆比例するのでシャント抵抗ＲＳＨの小さい長い同軸
共振器が導かれる。
スＺ０は、Ｌを伝達ラインの単位長さ当たりのインダク
タンス、Ｃを伝達ラインの単位長さ当たりのキャパシタ
ンスとするとき、 Ｚ０ ＝ √（Ｌ／Ｃ） により求められる。多くの共振回路においてＱに対する
シャント抵抗「ＲＳＨ」は、ＶｍをＲＳＨが与えられた
ときに電極間に印加される最大の電圧、ωを角周波数、
Ｕをラインに蓄えられるエネルギーとするとき、 ＲＳＨ／Ｑ ＝ Ｖｍ ２／２ωＵ で示される。同軸共振器が、波長λの１／４のｎ倍の長
さであるとき、シャント抵抗がＱを低下させる割合は、 ＲＳＨ／Ｑ ＝ ４Ｚ０／πｎ である。同軸共振器のＱは、インピーダンスＺ０に比例
し、単位長さ当たりの直列抵抗ＲＳに逆比例するから、 Ｑ ＝ ２πＺ０／λＲＳ により求められる。従って、グリッド−アノード空胴に
おける並列共振において、鉄または鋼鉄の高い表面抵抗
率は、相互作用領域において計測されるシャント抵抗す
なわち低いインピーダンスとなる。ＲＳＨ／Ｑは、長さ
に逆比例するのでシャント抵抗ＲＳＨの小さい長い同軸
共振器が導かれる。
【００３７】上述したように、中間シリンダ６４は、入
力空胴の外側の導体とグリッド−アノード空胴の中央導
体を提供する。これは、先に説明した『表皮効果』を生
じさせることができる。高い周波数の電流は、導体の薄
い層に集中するので、導体である中間シリンダ６４は、
入力空胴のＲＦ電流がグリッド−アノード空胴に流れ込
むことを阻止するバリアとして機能する。入力空胴のＲ
Ｆ電流を予め分岐することは、入力空胴に面している内
周シリンダ６６の面と中間シリンダ６４の面に、抵抗率
の低い抵抗体をコートすることで達成される。このこと
は、銀または高い導電性を示し透磁率の低い材質をメッ
キ等により入力空胴の表面に提供することで、達成され
る。
力空胴の外側の導体とグリッド−アノード空胴の中央導
体を提供する。これは、先に説明した『表皮効果』を生
じさせることができる。高い周波数の電流は、導体の薄
い層に集中するので、導体である中間シリンダ６４は、
入力空胴のＲＦ電流がグリッド−アノード空胴に流れ込
むことを阻止するバリアとして機能する。入力空胴のＲ
Ｆ電流を予め分岐することは、入力空胴に面している内
周シリンダ６６の面と中間シリンダ６４の面に、抵抗率
の低い抵抗体をコートすることで達成される。このこと
は、銀または高い導電性を示し透磁率の低い材質をメッ
キ等により入力空胴の表面に提供することで、達成され
る。
【００３８】図３は、誘導出力増幅器の信号入力部の第
２の実施例を示している。第２の実施例において多くの
構成は、第１の実施例と同様であるから、２つの実施例
に共通の構成の説明は省略する。第２の実施例の信号入
力部は、ｎを偶数、λを入力されるＲＦ信号の波長とす
るとき、ｎλ／４で定義される電気的長さを有する伝達
ラインを定義するグリッド−アノード空胴内のＲＦ短絡
回路と直流阻止回路を提供するチョークを調整可能な追
加部分が異なる。伝達ラインをλ／４に比較して十分に
長く（λ／４のｎ倍に）することで、相互作用領域のイ
ンピーダンスを、０に近づけることができる。
２の実施例を示している。第２の実施例において多くの
構成は、第１の実施例と同様であるから、２つの実施例
に共通の構成の説明は省略する。第２の実施例の信号入
力部は、ｎを偶数、λを入力されるＲＦ信号の波長とす
るとき、ｎλ／４で定義される電気的長さを有する伝達
ラインを定義するグリッド−アノード空胴内のＲＦ短絡
回路と直流阻止回路を提供するチョークを調整可能な追
加部分が異なる。伝達ラインをλ／４に比較して十分に
長く（λ／４のｎ倍に）することで、相互作用領域のイ
ンピーダンスを、０に近づけることができる。
【００３９】チョーク調整機構は、グリッド−アノード
空胴を通じて軸方向に延出されている複数のねじつきロ
ッド９１からなる。それぞれのねじつきロッド９１は、
スペーサ７１に設けられた第１のベアリング８９と湾曲
したフランジ６３に固定された第２のベアリング９２に
より、回転可能に支持されている。それぞれのねじつき
ロッド９１は、ナイロンなどの非導電性の材料で形成さ
れている。チョーク機構は、外部電極９３、絶縁部分９
４および内部電極９５を含むねじつきロッド９１により
移動される。外部電極９３は、外周シリンダ６２の外周
面から離れて形成される。外部シリンダ６２と外部電極
９３との間に延出されている接触子１１２は、両者間の
電気的導通を確保する。内部電極９５は、中間シリンダ
６４と接している接触子１１１を有する狭い領域と、ね
じつきロッド９１と噛み合うねじの切られた開口と、絶
縁部分９４と接する大きな領域を有している。絶縁部分
９４は、内部電極９５を包み込んでいる。また、絶縁部
分９４は、外部電極９３と接する環状部を有している。
空胴を通じて軸方向に延出されている複数のねじつきロ
ッド９１からなる。それぞれのねじつきロッド９１は、
スペーサ７１に設けられた第１のベアリング８９と湾曲
したフランジ６３に固定された第２のベアリング９２に
より、回転可能に支持されている。それぞれのねじつき
ロッド９１は、ナイロンなどの非導電性の材料で形成さ
れている。チョーク機構は、外部電極９３、絶縁部分９
４および内部電極９５を含むねじつきロッド９１により
移動される。外部電極９３は、外周シリンダ６２の外周
面から離れて形成される。外部シリンダ６２と外部電極
９３との間に延出されている接触子１１２は、両者間の
電気的導通を確保する。内部電極９５は、中間シリンダ
６４と接している接触子１１１を有する狭い領域と、ね
じつきロッド９１と噛み合うねじの切られた開口と、絶
縁部分９４と接する大きな領域を有している。絶縁部分
９４は、内部電極９５を包み込んでいる。また、絶縁部
分９４は、外部電極９３と接する環状部を有している。
【００４０】絶縁部分９４は、グリッド６とアノード７
との間の大きな直流電圧を定義する中間シリンダ６４と
外周シリンダ６２との間の直流成分とを分離するもの
で、ＫＡＰＴＯＮ、テフロン、ナイロンまたはエポキシ
等の絶縁材料により形成されている。絶縁部分９４はま
た、グリッド−アノード空胴を打ち切るためのＲＦ短絡
回路を提供する。グリッド６とアノード７との間の相互
作用領域からλ／４のｎ倍の直列共振の位置に、グリッ
ド−アノード空胴内のチョーク構造が位置されることに
より、相互作用部分のインピーダンスは０になり、その
領域には、電圧が存在しなくなる。
との間の大きな直流電圧を定義する中間シリンダ６４と
外周シリンダ６２との間の直流成分とを分離するもの
で、ＫＡＰＴＯＮ、テフロン、ナイロンまたはエポキシ
等の絶縁材料により形成されている。絶縁部分９４はま
た、グリッド−アノード空胴を打ち切るためのＲＦ短絡
回路を提供する。グリッド６とアノード７との間の相互
作用領域からλ／４のｎ倍の直列共振の位置に、グリッ
ド−アノード空胴内のチョーク構造が位置されることに
より、相互作用部分のインピーダンスは０になり、その
領域には、電圧が存在しなくなる。
【００４１】チョークは、ギヤ９８とギヤ９７により移
動される。ギヤ９７は、外周シリンダ６２の外側に導か
れたクランク１０１に接続されている。ギヤ９８は、１
つのねじつきロッド９１に、軸方向に接続されている。
ギヤ９７は、ギヤ９８に噛み合わせられいるのでクラン
ク１０１の回転によりギヤ９８が回転され、その結果、
チョーク機構が軸方向に移動される。プランジャ６８に
おいて説明したと同様に、上述した構成は、グリッド−
アノード空胴内において、チョークをスムースに移動さ
せる必要がある。このため、ねじつきロッド９１に類似
した他のねじつきロッドは、有益である。ギヤ９８は、
ギヤ９８と同時に回転するプーリ９８１に接続されてい
る。
動される。ギヤ９７は、外周シリンダ６２の外側に導か
れたクランク１０１に接続されている。ギヤ９８は、１
つのねじつきロッド９１に、軸方向に接続されている。
ギヤ９７は、ギヤ９８に噛み合わせられいるのでクラン
ク１０１の回転によりギヤ９８が回転され、その結果、
チョーク機構が軸方向に移動される。プランジャ６８に
おいて説明したと同様に、上述した構成は、グリッド−
アノード空胴内において、チョークをスムースに移動さ
せる必要がある。このため、ねじつきロッド９１に類似
した他のねじつきロッドは、有益である。ギヤ９８は、
ギヤ９８と同時に回転するプーリ９８１に接続されてい
る。
【００４２】図５に示すように、複数のプーリ９６１−
９６４は、チョークに接続されたねじつきロッドのそれ
ぞれと結合されている。各プーリ９６１−９６４は、ベ
ルト９９により、ねじつきロッド９１を同調して動作さ
せるように接続されている。ベルト７６は、例えばナイ
ロン等のように軽量で強靱な材料からなり、スリップを
防ぐために、表面が歯のように形成されている。ピボッ
トアーム１０５が接続されたプーリ１０４は、ベルト９
９に接触するよう移動可能である。プーリ１０４は、ベ
ルト９９がゆるむことを防止できる。グリッド−アノー
ド空胴内のチョークの位置は、モータやベルトとプーリ
等の周知のメカニズムによって制御されてもよいことは
いうまでない。
９６４は、チョークに接続されたねじつきロッドのそれ
ぞれと結合されている。各プーリ９６１−９６４は、ベ
ルト９９により、ねじつきロッド９１を同調して動作さ
せるように接続されている。ベルト７６は、例えばナイ
ロン等のように軽量で強靱な材料からなり、スリップを
防ぐために、表面が歯のように形成されている。ピボッ
トアーム１０５が接続されたプーリ１０４は、ベルト９
９に接触するよう移動可能である。プーリ１０４は、ベ
ルト９９がゆるむことを防止できる。グリッド−アノー
ド空胴内のチョークの位置は、モータやベルトとプーリ
等の周知のメカニズムによって制御されてもよいことは
いうまでない。
【００４３】外周シリンダ６２の内面に沿って設けられ
た絶縁層によりチョークが提供される。プランジャ６８
は、外周シリンダ６２の絶縁層と中間シリンダ６４との
間のＲＦと直流電流を流すために真鍮やアルミニウム等
の導体により構成されているが、図３に説明したチョー
クの調整と同様に、グリッド−アノード空胴内を移動可
能に形成されている。このように、λを入力ＲＦ信号の
波長、ｎを偶数とするとき、ｎλ／４の電気的長さを有
する伝達ラインを定義するグリッド−アノード空胴が定
義される。グリッド６とアノード７との間の大きな直流
電圧は、絶縁層の材質により保持される。
た絶縁層によりチョークが提供される。プランジャ６８
は、外周シリンダ６２の絶縁層と中間シリンダ６４との
間のＲＦと直流電流を流すために真鍮やアルミニウム等
の導体により構成されているが、図３に説明したチョー
クの調整と同様に、グリッド−アノード空胴内を移動可
能に形成されている。このように、λを入力ＲＦ信号の
波長、ｎを偶数とするとき、ｎλ／４の電気的長さを有
する伝達ラインを定義するグリッド−アノード空胴が定
義される。グリッド６とアノード７との間の大きな直流
電圧は、絶縁層の材質により保持される。
【００４４】一方、チョークが直列共振の位置から移動
されることで、相互作用領域の軸の誘導リアクタンスと
ともに電子ビームが再生される。この方法により調整さ
れることで、電子流中心の後方の電子が加速されるまで
電子流中心よりも前方の電子が減速されるので、相互作
用領域を横切るＲＦ電圧の位相は、ビーム電流の位相に
対して９０°異なることになる。この調整は、誘導出力
増幅器の増幅効率を、向上できる。
されることで、相互作用領域の軸の誘導リアクタンスと
ともに電子ビームが再生される。この方法により調整さ
れることで、電子流中心の後方の電子が加速されるまで
電子流中心よりも前方の電子が減速されるので、相互作
用領域を横切るＲＦ電圧の位相は、ビーム電流の位相に
対して９０°異なることになる。この調整は、誘導出力
増幅器の増幅効率を、向上できる。
【００４５】なお、この発明は、上述した実施例に限定
されることなく、要旨を逸脱しない範囲で、さまざまに
変形可能である。例えば、図２および図３に示した入力
空胴およびグリッド−アノード空胴は、同軸に形成され
ているが、放射状に形成されてもよい。
されることなく、要旨を逸脱しない範囲で、さまざまに
変形可能である。例えば、図２および図３に示した入力
空胴およびグリッド−アノード空胴は、同軸に形成され
ているが、放射状に形成されてもよい。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の誘導出
力増幅器は、グリッドとアノードとの間の低インピーダ
ンスの相互作用領域を有する。相互作用領域が低インピ
ーダンスであることは、従来の装置に比較してフェライ
ト材料を必要とすることを抑制できるとともに、変調さ
れた電子ビームからグリッド−アノード相互作用領域へ
のＲＦ放射を阻止できる。
力増幅器は、グリッドとアノードとの間の低インピーダ
ンスの相互作用領域を有する。相互作用領域が低インピ
ーダンスであることは、従来の装置に比較してフェライ
ト材料を必要とすることを抑制できるとともに、変調さ
れた電子ビームからグリッド−アノード相互作用領域へ
のＲＦ放射を阻止できる。
【図１】この発明の実施の形態である誘導出力増幅器の
側面断面図。
側面断面図。
【図２】図１に示した誘導出力増幅器の信号入力部の第
１実施例の側面断面図。
１実施例の側面断面図。
【図３】図１に示した誘導出力増幅器の信号入力部の第
２実施例の側面断面図。
２実施例の側面断面図。
【図４】図１に示した誘導出力増幅器のカソード、グリ
ッド、アノード部分の拡大側面断面図。
ッド、アノード部分の拡大側面断面図。
【図５】図１に示した誘導出力増幅器の信号入力部の端
部を説明する概略図。
部を説明する概略図。
【図６】図１に示した誘導出力増幅器の信号入力部に結
合されるカソードカプセルの側面断面図。
合されるカソードカプセルの側面断面図。
１ ・・・誘導出力増幅器、 ６ ・・・制御グリッド、 ７ ・・・アノード、 ８ ・・・カソード、 ２５ ・・・カソードヒータ、 ６２ ・・・外周シリンダ、 ６４ ・・・中間シリンダ、 ６６ ・・・内周シリンダ、 ６７ ・・・スリーブ、 ６８ ・・・プランジャ、 ８２ ・・・カップリングコイル、 ８４ ・・・ドーム。
Claims (37)
- 【請求項１】軸中心に位置され、電子を発生するカソー
ドと、前記カソードから離れて設けられたアノードであ
って、前記カソードは、前記カソードと前記アノードと
の間に定義される高電圧に応じて電子ビームを提供する
ものであるカソードおよびアノードと、入力信号に応じ
て前記電子ビームを変調するための制御グリッドと、 入力空胴に入力信号を誘導的に接続する手段と、入力空
胴に前記グリッドを接続する入力空胴と、 前記入力空胴内に位置され、前記誘導的に接続する手段
と同時に移動可能な、プランジャと、 前記入力空胴に近接して設けられ、前記グリッドと前記
アノードの間に定義される相互作用領域と共働するもの
で、前記相互作用領域に比較して低インピーダンスであ
るグリッド−アノード空胴と、からなる信号入力部と、
を有するビーム増幅装置。 - 【請求項２】前記信号入力部の前記グリッド−アノード
空胴は、高い表面抵抗率を呈する材料により形成されて
いることを特徴とする請求項１記載の増幅装置。 - 【請求項３】前記信号入力部の前記グリッド−アノード
空胴と前記入力空胴は、同一の軸上に配置され、共通の
導体の壁面により分離されていることを特徴とする請求
項１記載の増幅装置。 - 【請求項４】前記信号入力部の前記グリッド−アノード
空胴は、外周壁に収容され、前記共通の導体の壁面と前
記外周壁のそれぞれは、高い表面抵抗率を呈する材料に
より形成されていることを特徴とする請求項３記載の増
幅装置。 - 【請求項５】前記信号入力部の前記グリッド−アノード
空胴は、鉄により形成されていることを特徴とする請求
項２記載の増幅装置。 - 【請求項６】前記信号入力部の入力空胴は、低い表面抵
抗率を示す材料が塗布されていることを特徴とする請求
項１記載の増幅装置。 - 【請求項７】前記信号入力部の前記低い表面抵抗率を示
す材料は銀であることを特徴とする請求項６記載の増幅
装置。 - 【請求項８】前記信号入力部の前記グリッド−アノード
空胴は、λをＲＦ信号の波長、ｎを偶数とするとき、ｎ
λ／４に等しい長さを有する伝達ラインを定義すること
で同調するグリッド−アノード空胴同調部を有すること
を特徴とする請求項１記載の増幅装置。 - 【請求項９】前記信号入力部の前記グリッド−アノード
空胴同調部は、前記グリッドと前記アノードとの間の直
流電圧が供給されている間、ＲＦ電流を供給するため
に、前記グリッド−アノード空胴内に位置されるチョー
クを有することを特徴とする請求項８記載の増幅装置。 - 【請求項１０】前記信号入力部の前記入力空胴は、円筒
形であることを特徴とする請求項１記載の増幅装置。 - 【請求項１１】前記信号入力部は、前記グリッドと前記
アノードの間の相互作用領域内のＲＦ透過シェルにより
前記ビームを導入することを特徴とする請求項１記載の
増幅装置。 - 【請求項１２】前記信号入力部の前記グリッド−アノー
ド空胴は、ＲＦを吸収しないシリコンゴムであることを
特徴とする請求項１１記載の増幅装置。 - 【請求項１３】軸中心に位置され、電子を発生するカソ
ードと、前記カソードから離れて設けられたアノードで
あって、前記カソードは前記アノードに比較して高い電
位を提供する電源に接続され、前記カソードと前記アノ
ードとの間に定義される高電圧に応じて電子ビームを提
供するカソードおよびアノードと、 前記カソードと前記アノードとの間に位置され、前記電
子ビームを密度変調するための入力ＲＦ信号部と接続さ
れている制御グリッドと、 前記グリッドと前記アノードとの間に定義される相互作
用領域であって、ＲＦ共振を減衰するための高い表面抵
抗率を呈する材料により形成されたグリッド−アノード
空胴と、 第１および第２の部分を有し、前記電子銃から離れて設
けられているドリフト管であって、前記空胴と接続され
るための前記第１および第２の部分とにより定義される
すき間を有し、密度変調されたビームが前記すき間を通
過されて、前記空胴に導かれた増幅されたＲＦビームを
誘導するドリフト管と、 前記ドリフト管から離れて設けられ、前記すき間を横切
った電子ビームを捕捉するコレクタと、からなることを
特徴とする長軸を誘導出力空胴に用いる電子管。 - 【請求項１４】前記グリッドに接続され、前記入力ＲＦ
信号を入力するために利用される入力空胴をさらに有す
ることを特徴とする請求項１３記載の電子管。 - 【請求項１５】前記グリッド−アノード空胴と前記入力
空胴は、同一の軸上に配置され、共通の導体の壁面によ
り分離されていることを特徴とする請求項１４記載の電
子管。 - 【請求項１６】前記グリッド−アノード空胴は、外周壁
に収容され、前記共通の導体の壁面と前記外周壁のそれ
ぞれは、高い表面抵抗率を呈する材料により形成されて
いることを特徴とする請求項１５記載の電子管。 - 【請求項１７】前記グリッド−アノード空胴は、鉄によ
り形成されていることを特徴とする請求項１３記載の電
子管。 - 【請求項１８】前記入力空胴は、低い表面抵抗率を示す
材料が塗布されていることを特徴とする請求項１４記載
の電子管。 - 【請求項１９】前記低い表面抵抗率を示す材料は銀であ
ることを特徴とする請求項１８記載の電子管。 - 【請求項２０】前記入力空胴は、円筒形であることを特
徴とする請求項１４記載の電子管。 - 【請求項２１】前記入力空胴の共振を同調する手段をさ
らに有することを特徴とする請求項１４記載の電子管。 - 【請求項２２】前記共振同調手段は、前記入力空胴内を
移動可能なプランジャからなることを特徴とする請求項
２１記載の電子管。 - 【請求項２３】前記結合手段は、誘導的に結合するコイ
ルであることを特徴とする請求項１４記載の電子管。 - 【請求項２４】前記グリッドと前記アノードの間の前記
相互作用領域内に、ＲＦ透過インシュレータが設けられ
ていることを特徴とする請求項１３記載の電子管。 - 【請求項２５】前記ＲＦ透過インシュレータは、ＲＦを
吸収しないシリコンゴムであることを特徴とする請求項
２４記載の電子管。 - 【請求項２６】軸中心に位置され、電子を発生するカソ
ードと、前記カソードから離れて設けられたアノードで
あって、前記カソードは前記アノードに比較して高い電
位を提供する電源に接続され、前記カソードと前記アノ
ードとの間に定義される高電圧に応じて電子ビームを提
供するカソードおよびアノードと、 前記カソードと前記アノードとの間に位置され、前記電
子ビームを密度変調するための入力ＲＦ信号部と接続さ
れている制御グリッドと、 前記グリッドと前記アノードとの間に定義される相互作
用領域であって、λをＲＦ信号の波長、ｎを偶数とする
とき、ｎλ／４に等しい長さを有する伝達ラインを定義
することで同調するグリッド−アノード空胴同調部を有
するグリッド−アノード空胴と、 第１および第２の部分を有し、前記電子銃から離れて設
けられているドリフト管であって、前記空胴と接続され
るための前記第１および第２の部分とにより定義される
すき間を有し、密度変調されたビームが前記すき間を通
過されて、前記空胴に導かれた増幅されたＲＦビームを
誘導するドリフト管と、 前記ドリフト管から離れて設けられ、前記すき間を横切
った電子ビームを捕捉するコレクタと、からなることを
特徴とする長軸を誘導出力空胴に用いる電子管。 - 【請求項２７】前記グリッドに接続され、前記入力ＲＦ
信号を入力するために利用される入力空胴をさらに有す
ることを特徴とする請求項２６記載の電子管。 - 【請求項２８】前記グリッド−アノード空胴と前記入力
空胴は、同一の軸上に配置され、共通の導体の壁面によ
り分離されていることを特徴とする請求項２７記載の電
子管。 - 【請求項２９】前記グリッド−アノード空胴同調部は、
前記グリッドと前記アノードとの間の直流電圧が供給さ
れている間、ＲＦ電流を供給するために、前記グリッド
−アノード空胴内に位置されるチョークを有することを
特徴とする請求項２６記載の電子管。 - 【請求項３０】前記入力空胴は、低い表面抵抗率を示す
材料が塗布されていることを特徴とする請求項２７記載
の電子管。 - 【請求項３１】前記低い表面抵抗率を示す材料は銀であ
ることを特徴とする請求項３０記載の電子管。 - 【請求項３２】前記入力空胴は、円筒形であることを特
徴とする請求項２７記載の電子管。 - 【請求項３３】前記入力空胴の共振を同調する手段をさ
らに有することを特徴とする請求項２７記載の電子管。 - 【請求項３４】前記入力空胴内を移動可能なプランジャ
からなることを特徴とする請求項３３記載の電子管。 - 【請求項３５】前記結合手段は、誘導的に結合するコイ
ルであることを特徴とする請求項２７記載の電子管。 - 【請求項３６】前記グリッドと前記アノードの間の前記
相互作用領域内に、ＲＦ透過インシュレータが設けられ
ていることを特徴とする請求項２６記載の電子管。 - 【請求項３７】前記ＲＦ透過インシュレータは、ＲＦを
吸収しないシリコンゴムであることを特徴とする請求項
３６記載の電子管。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/054,747 US6133786A (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Low impedance grid-anode interaction region for an inductive output amplifier |
| US054747 | 1998-04-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11329264A true JPH11329264A (ja) | 1999-11-30 |
Family
ID=21993252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11097875A Pending JPH11329264A (ja) | 1998-04-03 | 1999-04-05 | 増幅装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6133786A (ja) |
| EP (1) | EP0948024B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11329264A (ja) |
| CA (1) | CA2267710C (ja) |
| DE (1) | DE69925877T2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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