JPS59196601A - マイクロ波伝播モ−ド変換器 - Google Patents
マイクロ波伝播モ−ド変換器Info
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- JPS59196601A JPS59196601A JP59051272A JP5127284A JPS59196601A JP S59196601 A JPS59196601 A JP S59196601A JP 59051272 A JP59051272 A JP 59051272A JP 5127284 A JP5127284 A JP 5127284A JP S59196601 A JPS59196601 A JP S59196601A
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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
- H01J23/02—Electrodes; Magnetic control means; Screens
- H01J23/027—Collectors
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高モードで動作する、ジャイロトロン型のミ
リメートル電力発振器用のマイクロ波伝播モード変換器
に関するものである。
リメートル電力発振器用のマイクロ波伝播モード変換器
に関するものである。
プラズマを熱核温度まで加熱するためにジャイロトロン
が現在用いられている。しかし、大ぎな放射を得るため
には複合モード、たとえばジャイロトロンの回転空胴部
内で発生されるTEon 円形モードから、電界が直線
偏波される、したがっである与えられた方向に平行であ
るモードへ変えることが必要であり、かつ好ましい場合
には平面波へ変えることもあるから、問題が起る。
が現在用いられている。しかし、大ぎな放射を得るため
には複合モード、たとえばジャイロトロンの回転空胴部
内で発生されるTEon 円形モードから、電界が直線
偏波される、したがっである与えられた方向に平行であ
るモードへ変えることが必要であり、かつ好ましい場合
には平面波へ変えることもあるから、問題が起る。
本発明はTEon 型の複合モードから、電界が与えら
れた方向にほぼ平行であるモードヘーおよび平面波へも
変えるというその問題を解決するものである。
れた方向にほぼ平行であるモードヘーおよび平面波へも
変えるというその問題を解決するものである。
本発明は、横断面がほぼ長円形の導波管によシ構成され
、変換器の軸に沿って偏心度が増大し、前記変換器はジ
ャイロトロンの空胴部に連結され、そのジャイロトロン
は変換器にTE型の複合モードを与え、前記変換器は前
記複合モードを−その中においては電界が与えられた向
きにほぼ平行であるようなモードに変えるマイクロ波伝
播モード変換器に関するものである。
、変換器の軸に沿って偏心度が増大し、前記変換器はジ
ャイロトロンの空胴部に連結され、そのジャイロトロン
は変換器にTE型の複合モードを与え、前記変換器は前
記複合モードを−その中においては電界が与えられた向
きにほぼ平行であるようなモードに変えるマイクロ波伝
播モード変換器に関するものである。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図において−TEo2 モードが設定されているジ
ャイロトロンの空胴部1の内部の円形横断面に電気力線
が示されている。実線で囲まれている円の内部は電界の
強さが最大である領域であシ、破線で囲まれている円の
内部は電界が零である領域である。このモードTEo2
では放射できすい。
ャイロトロンの空胴部1の内部の円形横断面に電気力線
が示されている。実線で囲まれている円の内部は電界の
強さが最大である領域であシ、破線で囲まれている円の
内部は電界が零である領域である。このモードTEo2
では放射できすい。
第2図は、第1図におけるようにTEo2 モードが設
定されているジャイロトロンの空胴部のうしろに横断面
が長円形である導波管2の横断面内における電気力線の
分布を示すものである。第2図においてa、bは長円形
の長軸と短軸をそれぞれ示す。第2図において、短軸す
はジャイロトロンの空胴部の内径Rの2倍である。
定されているジャイロトロンの空胴部のうしろに横断面
が長円形である導波管2の横断面内における電気力線の
分布を示すものである。第2図においてa、bは長円形
の長軸と短軸をそれぞれ示す。第2図において、短軸す
はジャイロトロンの空胴部の内径Rの2倍である。
第2図に示されている電気力線は第1図に示されている
電気力線と比較して形がかT! 9変化していることが
わかるであろう。jrjわち、第2図に示されている電
気力嶽はX方向にほぼ平行になっている。長軸の2つの
先端部へ向って′電気力線は弱いことがわかる。
電気力線と比較して形がかT! 9変化していることが
わかるであろう。jrjわち、第2図に示されている電
気力嶽はX方向にほぼ平行になっている。長軸の2つの
先端部へ向って′電気力線は弱いことがわかる。
第3図は2枚の平行な導電板から作られている装置の横
断面内における電気力線の分布を示すものである。それ
らの導電板の間の距離dはジャイロトロンの全胴部半径
Rの2倍に設定される。電気力線はX方向に平行である
ことに注意されたい。
断面内における電気力線の分布を示すものである。それ
らの導電板の間の距離dはジャイロトロンの全胴部半径
Rの2倍に設定される。電気力線はX方向に平行である
ことに注意されたい。
本発明のモード変換器は円形横断面の空胴部内に設定さ
れて、ジャイロトロンの放射を行わせないTEo2モー
ドを、そのモードにおいては′電界がX方向にほぼ平行
で、大ぎな放射を行わせるようなモードへ、横断面がほ
ぼ長円形で、偏心度がしだいに太ぎくなる導波管を用い
て変化させるものである。
れて、ジャイロトロンの放射を行わせないTEo2モー
ドを、そのモードにおいては′電界がX方向にほぼ平行
で、大ぎな放射を行わせるようなモードへ、横断面がほ
ぼ長円形で、偏心度がしだいに太ぎくなる導波管を用い
て変化させるものである。
長円の偏心度は次の式で定められる。
e−り7シ乙1
a=bのとぎ、すなわち、長円が円になった時には偏心
度は零である。
度は零である。
長軸の長さが無限長になるにつれて長円の偏心度は1に
近づく。
近づく。
本発明のモード変換器は、横断面がほぼ長円形で、偏心
度がしだいに大きくなる導波管によυ形成される。すな
わち、このモード変換器の横断面の形は底円形であって
、それの長軸は長くなり、2枚の平行板で作られている
装置の横断面であって、かつ偏心度が1に等しい長円の
横断面になぞらえることができる第3図に示されている
横断面に近づく。本発明のモード変換器においては、電
気力線は第2図に示すように分布され−それから第:3
図に示すような分布となる。すなわち、長円の偏心度が
太ぎくなるにつれて電気力線はしだいにX方向に平行と
なる。
度がしだいに大きくなる導波管によυ形成される。すな
わち、このモード変換器の横断面の形は底円形であって
、それの長軸は長くなり、2枚の平行板で作られている
装置の横断面であって、かつ偏心度が1に等しい長円の
横断面になぞらえることができる第3図に示されている
横断面に近づく。本発明のモード変換器においては、電
気力線は第2図に示すように分布され−それから第:3
図に示すような分布となる。すなわち、長円の偏心度が
太ぎくなるにつれて電気力線はしだいにX方向に平行と
なる。
TEo2 モードについてこれまで説明したことは全テ
ノTEooモードにも同様に適用できる。この後の説明
から、本発明のモード変換器はTE モn −ド以外の複合モードにも適用できることがわかるであ
ろう。
ノTEooモードにも同様に適用できる。この後の説明
から、本発明のモード変換器はTE モn −ド以外の複合モードにも適用できることがわかるであ
ろう。
TEo2モードのためのジャイロトロンの空胴部におい
ては、周波数fと空胴部の半径Rは次式によう関係づけ
ら九る。
ては、周波数fと空胴部の半径Rは次式によう関係づけ
ら九る。
CC
ω=2πf = 7.0156− : (2π十0.7
324 )且ここにCは光の速朋である。この式は、周
波数が遮断周波数に非常に近いことを表している。
324 )且ここにCは光の速朋である。この式は、周
波数が遮断周波数に非常に近いことを表している。
第3図に示されている2枚の平行導電板で構成されてい
る装置の遮断周波数f3は次式で表される。
る装置の遮断周波数f3は次式で表される。
・−2fff−孤
3 3− d
距離dが2Hに等しい場合には次の式が得られる。
= 1.1166
ω3
第3図に示す装置の周波数は遮断周波数より高い。そう
すると位相速度■φ と導かれる波長λ。
すると位相速度■φ と導かれる波長λ。
に対して次式が得られる。
■φ=l/6璽司四T= 2.2477 cλ、 =
2.2477λ したがって、長円の短軸すが一定である場合には、ジャ
イロトロン内の定在波が本発明の変換器内の進行波への
遷移が存在することに注意されたい。
2.2477λ したがって、長円の短軸すが一定である場合には、ジャ
イロトロン内の定在波が本発明の変換器内の進行波への
遷移が存在することに注意されたい。
長円の長軸すがy軸およびy軸に垂直なy軸に沿って長
くなると、遮断周波数が低くなるから波はエネルギーを
速く伝播させる。長軸の延長を調整することによジ、本
発明の変換器により導波管またはそれが連結されている
円形空胴部に呈する放射インピーダンスを変えることが
可能である。
くなると、遮断周波数が低くなるから波はエネルギーを
速く伝播させる。長軸の延長を調整することによジ、本
発明の変換器により導波管またはそれが連結されている
円形空胴部に呈する放射インピーダンスを変えることが
可能である。
こればジャイロトロンの空胴部に通常連結される円形横
断面のホーンにおいて起るものであって、そのホーンの
内部においては半径はZ軸方向に増大する。
断面のホーンにおいて起るものであって、そのホーンの
内部においては半径はZ軸方向に増大する。
本発明の変換器は、導波管を製作するのと同じように、
′電気分解によってマトリックス上に金属層を形成する
ことにより製作できる。
′電気分解によってマトリックス上に金属層を形成する
ことにより製作できる。
第4図は本発明の変換器を製作する別の方法を示すもの
である。
である。
ます、小さい方の底5の半径がRVC等しい中空円錐台
4の断面から製作を始める。この中空円錐台のその断面
を、小さい方の底501つの直径りを通る2つの平面P
□、P2に沿って切断する。それらの平面と、中空円錐
台の太ぎい方の底の内面との間の垂直距離はR1である
。これにより2つのくさび形片(図にハツチングを施し
て示゛されている)が分離され、捨てられる。中空円錐
台の断面の残りの2つの部分7の切断面を第5図に示す
ように互いに接合する。第5図はこのようにして得られ
た本発明の変換器9を示す。
4の断面から製作を始める。この中空円錐台のその断面
を、小さい方の底501つの直径りを通る2つの平面P
□、P2に沿って切断する。それらの平面と、中空円錐
台の太ぎい方の底の内面との間の垂直距離はR1である
。これにより2つのくさび形片(図にハツチングを施し
て示゛されている)が分離され、捨てられる。中空円錐
台の断面の残りの2つの部分7の切断面を第5図に示す
ように互いに接合する。第5図はこのようにして得られ
た本発明の変換器9を示す。
第6図は第5図に示されているホーンの02軸に垂直に
とった横断面の投影図である。第5,6図に示す例にお
いては、02軸に沿って測った長円の短軸すは02軸に
沿ってわずかに長くなる。
とった横断面の投影図である。第5,6図に示す例にお
いては、02軸に沿って測った長円の短軸すは02軸に
沿ってわずかに長くなる。
第5図に示すホーンは、長円の偏心度が大さくなるにつ
れて、焦点F□、F2(第7図)をそれぞれ有する2つ
の放物線H□、H2の間に電磁エネルギーが集中するか
ら、本発明の変換器の良い実施例である。第7図は焦点
F□、F2を共有する長円と2つの放物線H□、H2を
示すものである。導波管の寸法が波長と比較して太さい
と、電力密度Eの分布は第8図に示すようにガウス分布
に近似する。
れて、焦点F□、F2(第7図)をそれぞれ有する2つ
の放物線H□、H2の間に電磁エネルギーが集中するか
ら、本発明の変換器の良い実施例である。第7図は焦点
F□、F2を共有する長円と2つの放物線H□、H2を
示すものである。導波管の寸法が波長と比較して太さい
と、電力密度Eの分布は第8図に示すようにガウス分布
に近似する。
第7,8図から、干渉をひき起すことなしに導波管の表
面を変えることが可能であシ、かつ第7図において長円
と放物線により囲まれてハツチングを施されている領域
を変えることさえも可能である。本発明の変換器におい
ては、その程度の太ささの偏心度を与えるためには、変
換器の最終的な横断面には2つの焦点F□、F2の間に
いくつかの波長が存在すると考えることができる。
面を変えることが可能であシ、かつ第7図において長円
と放物線により囲まれてハツチングを施されている領域
を変えることさえも可能である。本発明の変換器におい
ては、その程度の太ささの偏心度を与えるためには、変
換器の最終的な横断面には2つの焦点F□、F2の間に
いくつかの波長が存在すると考えることができる。
偏心度が太ぎくなる、横断面が長円形の導波管から作ら
れる本発明の変換器は、円錐台の2つの部分から形成さ
れる第5図に示すホーンにより製作できる。
れる本発明の変換器は、円錐台の2つの部分から形成さ
れる第5図に示すホーンにより製作できる。
2つの円錐台部分7は円錐台の2つの異なる部分から得
ることができる。曲率が減少し、かつ2軸までの距離が
曲率半径よpも徐々に増大して、偏心度が増大する長円
と同様に作用する2つの部りで構成されるホーンを得る
ことが必要である。
ることができる。曲率が減少し、かつ2軸までの距離が
曲率半径よpも徐々に増大して、偏心度が増大する長円
と同様に作用する2つの部りで構成されるホーンを得る
ことが必要である。
どのような方法で製作されたにしても、本発明の変換器
は長軸の先端部近くの部分に空胴部を含む。その空胴部
内には希望のモード以外のモードは全て吸収する吸収物
質が含ま扛る。第9図は断面が円錐台形の2つの部分を
接合する9とにより得た本発明の変換器の横断面図であ
る。長方形のスペース■□、■2を得るために、長軸の
先端部近くの部分は中空にしている。それらの中空部の
中には吸収物質10が含まれる。長軸の先端部近くには
非常に僅かな電力が集まるだけであるから、中空部■0
.■2は本発明の変換器の機能を乱すことはない。
は長軸の先端部近くの部分に空胴部を含む。その空胴部
内には希望のモード以外のモードは全て吸収する吸収物
質が含ま扛る。第9図は断面が円錐台形の2つの部分を
接合する9とにより得た本発明の変換器の横断面図であ
る。長方形のスペース■□、■2を得るために、長軸の
先端部近くの部分は中空にしている。それらの中空部の
中には吸収物質10が含まれる。長軸の先端部近くには
非常に僅かな電力が集まるだけであるから、中空部■0
.■2は本発明の変換器の機能を乱すことはない。
第9図にはジャイロトロンの円形空胴部内のTEo2
モードから得られた電気力線が示さ扛ている。それら
の電気力線はy軸にほぼ平行であり、したがって長円の
長軸aにほぼ平行であることに注意されたい。
モードから得られた電気力線が示さ扛ている。それら
の電気力線はy軸にほぼ平行であり、したがって長円の
長軸aにほぼ平行であることに注意されたい。
m10図は本発明の変換器の別の実施例の斜視図である
。この図の左端部にジャイロトロン11が示されている
。そのジャイロトロンの右側に第9図に示すモード変換
器が設けられる。そのモード変換器は2枚の凹面鏡M、
IM2で構成される。それらの凹面鏡はoz軸の両側に
y軸に垂直に互いに向き合って配置される。それらの凹
面鏡は真空容器(図示せず)内に配置される。
。この図の左端部にジャイロトロン11が示されている
。そのジャイロトロンの右側に第9図に示すモード変換
器が設けられる。そのモード変換器は2枚の凹面鏡M、
IM2で構成される。それらの凹面鏡はoz軸の両側に
y軸に垂直に互いに向き合って配置される。それらの凹
面鏡は真空容器(図示せず)内に配置される。
第10図の右端部には、凹面鏡を含む真空容器の真空封
じを行う窓12の輪郭12が破線で示されている。
じを行う窓12の輪郭12が破線で示されている。
本発明の変換器は、第10図に示す実施例と同様に、ジ
ャイロトロンが納められている真空容器と同じ真空容器
の内部に配置できる。また、通常の構造のジャイロトロ
ンの出力側に本発明の変換器を配#することもでざる。
ャイロトロンが納められている真空容器と同じ真空容器
の内部に配置できる。また、通常の構造のジャイロトロ
ンの出力側に本発明の変換器を配#することもでざる。
第10図に示す本発明の変換器の2軸に垂直な横断面が
ほぼ長円形であって、電界が非常に弱いことが見出され
ているそれらの長円形の長袖の先端部を考慮に入れIL
ければ、oz軸に沿う偏心度が増大するように凹面鏡M
1.M2の形が選択される。
ほぼ長円形であって、電界が非常に弱いことが見出され
ているそれらの長円形の長袖の先端部を考慮に入れIL
ければ、oz軸に沿う偏心度が増大するように凹面鏡M
1.M2の形が選択される。
本発明の変換器はTEo2モード以外のモードから、そ
のモードにおいては電界が与えられた方向にほぼ平行で
あるようなモードに変換できる。
のモードにおいては電界が与えられた方向にほぼ平行で
あるようなモードに変換できる。
@11,13図は、ジャイロトロンの空胴部1の内部に
TE□2モードとTE2□モードがそれぞれ定められて
いる時に、その空胴部の横断面における電気力線を示す
ものである。
TE□2モードとTE2□モードがそれぞれ定められて
いる時に、その空胴部の横断面における電気力線を示す
ものである。
第12 、14図は−ジャイロトロンの空胴部内に第1
1図のTE1□モードと第13図のTE2□ モードが
それぞれ定められている時に、その空胴部のうしろに置
かれている2枚の凹面mMよ9M2から作られでいる本
発明の変換器の横断面内における電気力線を示すもので
ある。本発明の変換器においては開放導波管モードTE
3とTE4が得られる。それらの電気力線はy軸にほぼ
平行であり、かつ凹面鏡M工9M2の間で3つまたは4
つの連続する交番部分を有することに注意されたい。
1図のTE1□モードと第13図のTE2□ モードが
それぞれ定められている時に、その空胴部のうしろに置
かれている2枚の凹面mMよ9M2から作られでいる本
発明の変換器の横断面内における電気力線を示すもので
ある。本発明の変換器においては開放導波管モードTE
3とTE4が得られる。それらの電気力線はy軸にほぼ
平行であり、かつ凹面鏡M工9M2の間で3つまたは4
つの連続する交番部分を有することに注意されたい。
ジャイロトロンの電界内で起る問題の1つは一電子ビー
ムの集電子部を出力回路から分離することである。第1
0図はその問題に対する解決技術を示すものである。
ムの集電子部を出力回路から分離することである。第1
0図はその問題に対する解決技術を示すものである。
ジャイロトロンから離れるにつれて、ジャイロトロンの
周囲に配置されている集束ソレノイドコイル21により
発生された連続磁界が減少するから、電子ビームが発散
して変換器90表面に入射する。
周囲に配置されている集束ソレノイドコイル21により
発生された連続磁界が減少するから、電子ビームが発散
して変換器90表面に入射する。
それらの電子ビームが凹面鏡M19M2に入射しないよ
うにするために、電子ビームを集電子板C1,C2−\
向ける集束器(図示せ−r)が変換器の周囲に配置さn
る。それらの集電子板はQZ軸の両側に、X@に垂直に
かつ互いに向き合って配置される。したがって、それら
の集電子板は、変換器の横断面を形成する長円の長軸の
先端部近くの部分の上に配置され、凹面鏡を納めている
真空容器の中に含まれる。
うにするために、電子ビームを集電子板C1,C2−\
向ける集束器(図示せ−r)が変換器の周囲に配置さn
る。それらの集電子板はQZ軸の両側に、X@に垂直に
かつ互いに向き合って配置される。したがって、それら
の集電子板は、変換器の横断面を形成する長円の長軸の
先端部近くの部分の上に配置され、凹面鏡を納めている
真空容器の中に含まれる。
第10図には集電子板C1,C2に入射する2つの電子
軌道が、らせん状の線により示されている。
軌道が、らせん状の線により示されている。
集束器はたとえば変換器9の長手方向に沿って固定され
、直流電源に接続される2個の長いコイルで構成できる
。それらのコイルはテレビジョン受像管の偏向コイルに
類似する。それらのコイルにはy軸を中心として互いに
逆向ぎに回転づ−る電流が流される。
、直流電源に接続される2個の長いコイルで構成できる
。それらのコイルはテレビジョン受像管の偏向コイルに
類似する。それらのコイルにはy軸を中心として互いに
逆向ぎに回転づ−る電流が流される。
本発明の変換器が真空容器内に配置される場合には、本
発明の変換器の別の実施例に集電子領域を設けることが
できろ。たとえば5.第9図に示す実施例においては、
電子ビームを集めるために領域■□、■2を使用できる
。
発明の変換器の別の実施例に集電子領域を設けることが
できろ。たとえば5.第9図に示す実施例においては、
電子ビームを集めるために領域■□、■2を使用できる
。
そのモードにおいては電界が与えられた方向にほぼ平行
であるような1つのモードから平面波モードへ変えるこ
とがどのようにして可能となるかについて次に説明する
。
であるような1つのモードから平面波モードへ変えるこ
とがどのようにして可能となるかについて次に説明する
。
第2 、3 、9 、12 、14図に示す′電界パタ
ーンは次のような特徴全共通に有する。すなわち、X方
向には伝播が存在し、X方向には定在波が存在し−かつ
X方向においては位相の変化なしに振幅が徐々に変化す
る。
ーンは次のような特徴全共通に有する。すなわち、X方
向には伝播が存在し、X方向には定在波が存在し−かつ
X方向においては位相の変化なしに振幅が徐々に変化す
る。
そのような波の系は互いに父差する2つの平面波01,
02により表すことができる。それらの平面波の経路は
一本発明の変換器のうしろの導波管13の、oz軸に平
行な2つの表面を含む断面内で、yoz平面上に示され
ている(第15図)。導波管の断面は変換器の最終的な
横断面の形と同じ形を有し、かつQZ軸に沿って一定の
横断面を有する。
02により表すことができる。それらの平面波の経路は
一本発明の変換器のうしろの導波管13の、oz軸に平
行な2つの表面を含む断面内で、yoz平面上に示され
ている(第15図)。導波管の断面は変換器の最終的な
横断面の形と同じ形を有し、かつQZ軸に沿って一定の
横断面を有する。
第15図の右側には一導波管が無くなると、2つの平面
波ビーム1.4 、1.5が異なる方向に得られること
を幾何光学が示していることが第15図の右側に表され
ている。
波ビーム1.4 、1.5が異なる方向に得られること
を幾何光学が示していることが第15図の右側に表され
ている。
それらのビームは当然回折作用を受けるが、ビームの幅
り内に含まれる平面波の数が増大するにつれて非常に小
さくなる。
り内に含まれる平面波の数が増大するにつれて非常に小
さくなる。
次の式を得ることかでさる。
九−一史一
λ 2jS’α
ここに、qは変換器の横断面内におけるy方向での空間
的な交番の数、αは平面波0□、02のoz軸への入射
角である。
的な交番の数、αは平面波0□、02のoz軸への入射
角である。
次式で表されるレーレ−距離と呼ばれている距離LR進
んだ後で回折作用によシ発散する前は2つの平面波14
、15は平行である。
んだ後で回折作用によシ発散する前は2つの平面波14
、15は平行である。
LR−与二λオン7
q=10、波長λ= 2 mm、角度αニ10度である
モードの場合には、 LR=804λ= 160 cm となる。
モードの場合には、 LR=804λ= 160 cm となる。
した、かって1本発明の変換器のうしろに、その変換器
の最終的な横断面と同じ横断面を有し、かつoz軸に沿
って一定の横断面を有する導波管部分が続く場合には、
はぼ平面波を長い距離にわたって放射することが可能で
ある。
の最終的な横断面と同じ横断面を有し、かつoz軸に沿
って一定の横断面を有する導波管部分が続く場合には、
はぼ平面波を長い距離にわたって放射することが可能で
ある。
また、第16図を参照して以下に説明するように、管の
内部に設けられている鏡を用いて、管の出力から1本の
平行ビームを得ることが可能である。
内部に設けられている鏡を用いて、管の出力から1本の
平行ビームを得ることが可能である。
第16図ばO2に沿う縦断面図である。これは、ジャイ
ロトロン11と、本発明の変換器9ど、導波管部13と
、最後の部分18とを含む。ジャイロトロン11は、陰
極16と加速陽極17を含む電子銃と、共振空胴1とを
有し、その共振空胴はビーム集束ソレノイド12により
囲まれる。変換器9の横断面はほぼ長円形であって、そ
の長円形の偏心度は増大し、電子ビームを集めるための
集電子板C1,C2を含むことができる。導波管部分1
3の横断面ば変換器の最終的な横断面と同じであって、
かつ2軸に沿って一定である。最後の部分18は、第1
5図に示す2木のビーム14 、15の代りに1本のビ
ーム19を得ろことができろようにするためのものであ
る。
ロトロン11と、本発明の変換器9ど、導波管部13と
、最後の部分18とを含む。ジャイロトロン11は、陰
極16と加速陽極17を含む電子銃と、共振空胴1とを
有し、その共振空胴はビーム集束ソレノイド12により
囲まれる。変換器9の横断面はほぼ長円形であって、そ
の長円形の偏心度は増大し、電子ビームを集めるための
集電子板C1,C2を含むことができる。導波管部分1
3の横断面ば変換器の最終的な横断面と同じであって、
かつ2軸に沿って一定である。最後の部分18は、第1
5図に示す2木のビーム14 、15の代りに1本のビ
ーム19を得ろことができろようにするためのものであ
る。
最後の部分18は2枚の鏡M3.M4を含む。鏡M3が
平面波14を受けてその平面波(!−16図で垂直方向
に反射し、かつ鏡M4が平面波15を受けてその平面波
も垂直方向に反射するようにそれらの鏡は選択される。
平面波14を受けてその平面波(!−16図で垂直方向
に反射し、かつ鏡M4が平面波15を受けてその平面波
も垂直方向に反射するようにそれらの鏡は選択される。
それらの鋭によシ反射された波は互いに干渉しないこと
が必要である。図において鋭M3は平面波15に平行で
ある。
が必要である。図において鋭M3は平面波15に平行で
ある。
最後の部分]8は、真空容器を封じ、かつ放射に対して
透明7”、CX 20で終端する。
透明7”、CX 20で終端する。
管から窓を通って出てくるビームの回折をある長さにわ
たって補償するために鋭M39M4は球面鏡または円筒
面鏡とすること示できる。
たって補償するために鋭M39M4は球面鏡または円筒
面鏡とすること示できる。
最後の部分18は、2枚のjMM、、M2よジも面倒な
1枚の曲面鏡を用いて1本の平行ビームを得ろことを=
’J能にする。
1枚の曲面鏡を用いて1本の平行ビームを得ろことを=
’J能にする。
第16図に示す実施例によシ管OZの主軸を垂直にでき
る。これ敵それを機械的に装置するのに好適である。ま
た、第16図の実施例によシ得りれる平行ビームは水平
であるが、これは使用者にとっては便利である。
る。これ敵それを機械的に装置するのに好適である。ま
た、第16図の実施例によシ得りれる平行ビームは水平
であるが、これは使用者にとっては便利である。
第1.2.3図はそれぞれジャイロトロンの空胴部と、
長円形導波管と、2枚の千行導篭板で構成された装置と
の横断面内における電気力線を示す線図、第4図は本発
明の変換器を作る方法を示す斜視図、第5図は第4図に
示す方法で得られた変換器の斜視図、第6図は第5図の
変換器のQZ軸に垂直な横断面の投影図、第7,8図は
本発明の変換器の横断面内における電界の分布を示す線
図、第9図はスペース2つのを含む本発明の変換器の横
断面図、第10図は2枚の鏡と2つの集電子領域を含む
本発明の変換器の一実施例の横断面図、第11〜14図
はジャイロトロンと、2枚の鏡で構成された本発明の変
換器との空j1(4部の横断面内における電気力線図、
第15 、16図は本発明の変換器のうしろに設けられ
て2つの平面波と1つの平面波をそれぞれ発生する装置
の略図である。 1・・・空胴部、9・・・変換器、11・・・ジャイロ
トロン−13・・・導波管。
長円形導波管と、2枚の千行導篭板で構成された装置と
の横断面内における電気力線を示す線図、第4図は本発
明の変換器を作る方法を示す斜視図、第5図は第4図に
示す方法で得られた変換器の斜視図、第6図は第5図の
変換器のQZ軸に垂直な横断面の投影図、第7,8図は
本発明の変換器の横断面内における電界の分布を示す線
図、第9図はスペース2つのを含む本発明の変換器の横
断面図、第10図は2枚の鏡と2つの集電子領域を含む
本発明の変換器の一実施例の横断面図、第11〜14図
はジャイロトロンと、2枚の鏡で構成された本発明の変
換器との空j1(4部の横断面内における電気力線図、
第15 、16図は本発明の変換器のうしろに設けられ
て2つの平面波と1つの平面波をそれぞれ発生する装置
の略図である。 1・・・空胴部、9・・・変換器、11・・・ジャイロ
トロン−13・・・導波管。
Claims (10)
- (1)横断面がほぼ長円形の導波管(2)により構成さ
れ、変換器(9)の軸(Z) K沿って偏心度(e)が
増大し、前記変換器はジャイロトロン(11)の空胴部
(1)に連結され、そのジャイロトロンは変換器にTE
On型の複合モードを与え、前記変換器は前記複合モー
ドを、その中においては電界が与えられた向き(Z)に
ほぼ平行であるようなモードに変えることを特徴とする
マイクロ波伝播モード変換器。 - (2)長円形の短軸(b)は一定であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の変換器。 - (3)長円形の妖軸(b)は変換器の軸(oz)に沿っ
て増大することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の変換器。 - (4)円錐(4)の小さい横断面(5)、の同じ享径(
D)全通る2つの平面(P□、P2)Ic沿って円錐(
4)を切断することにより得られた2つのろうづけさn
た部分(7)から構成されることを特徴とする特許請求
の範囲第1類記載の変換器。 - (5)2枚の凹面鏡(M、、 M2)から作らn、それ
らの凹面鏡は互いに向き合わされて真空容器内に設けら
れ、それらの凹面鏡の形は、変換器(9)の軸(Z)に
垂直な横断面がほぼ長円形であって、それらの長円形の
長軸の先端部を考慮しなければ、変換器の@(oz)
K沿って偏心度(e)が増大するような形であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の変換器。 - (6)曲率が減少する2つの部分を含む円錐から作られ
、それらの部分と変換器の軸(Z)の間の距離はそれら
2つの部分の曲率半径より徐々に増大することを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の変換器。 - (7)長円形の長軸(alの先端部近くに吸収物負(1
0)を含む空胴部(■□、■2)を含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の変換器。 - (8)電子ビームを集電子板(C1,C2)へ向って導
く集束器を含み、この集束器は長円形の長軸(a)の先
端部近くの部分上に配置され、かつ変換器(9)の横断
面を形成し、その変換器はジャイロトロンが設けられて
いる真空容器と同じ真空容器内に置かれることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の変換器。 - (9)変換器の後に導波管部(13)が設けられ、その
導波管部は変換器の最終的な横断面と同じ横断面と、一
定の横断面と金有し、導波管のその一定横断面部分は2
本の平面波ビームを発生することを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の変換器の平面波の発生への応用。 - (10)導波管部(13)の後に少くとも1枚の鏡(M
3゜M4)を含む最後の部分(18)が続き、1本の平
面波ビーム(19)が得られるようにそれらの鏡(M3
゜M4)は導波管から来る2つの平行面波(14、15
)を反射することを特徴とする特許請求の範囲第9項記
載の応用。 01)円錐(4)の小さい横断面(5)の同じ直径(D
)を通る2つの平面(P□、P2)に沿って円錐(4)
を切断することにより得られた2つのろうづけされた部
分(7)から構成されることを特徴とする特許請求の範
囲第2項記載の変換器。 αの円錐(4)の小さい横断面(5)の同じ直径(D)
を通る2つの平面(P、P)に沿って円錐(4)を切断
することにより得られた2つのろうづけされた部分(7
)から構成されることを特徴とする特許請求の範囲第3
項記載の変換器。 03)2枚の凹面鏡(M工9M2)から作られ、それら
の凹面鏡は互いに向き合わされて真空容器内に設けられ
、それらの凹面鏡の形は、変換器(9)の軸(Z)に垂
直な横断面がほぼ長円形であって、それらの長円形の長
軸の先端部を考慮しなげれば、変換器の軸(oz)に沿
って偏心度(e)が増大するような形であることを特徴
とする特許請求の範囲第2項記載の変換器。 04)2枚の凹面鏡(M工2M2)から作らn、それら
の凹面鏡は互いに向き合わされて真空容器内に設けられ
、それらの凹面鏡の形は、変換器(9)の軸(Z)に垂
直な横断面がほぼ長円形であって−それらの長円形の長
軸の先端部を考慮しなければ、変換器の軸(oz)に沿
って偏心度(e)が増大するような撫であることを特徴
とする特許請求の範囲第3項記載の変換器。 (10曲率が減少する2つの部分を含む円錐から作られ
、それらの部分と変換器の軸(Z)の間の距離はそれら
2つの部分の曲率半径より徐々に増大することを特徴と
する特許請求の範囲第2項記載の変換器。 06)曲率が減少する2つの部分を含む円錐から作られ
、それらの部分と変換器の軸(Z)の間の距離はそれら
2つの部分の曲率半径より徐々に増大することを特徴と
する特許請求の範囲第2項記載の変換器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8304484 | 1983-03-18 | ||
| FR8304484A FR2542928B1 (fr) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | Transformateur de modes de propagation hyperfrequence |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59196601A true JPS59196601A (ja) | 1984-11-08 |
Family
ID=9287014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59051272A Pending JPS59196601A (ja) | 1983-03-18 | 1984-03-19 | マイクロ波伝播モ−ド変換器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4636689A (ja) |
| EP (1) | EP0122834B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59196601A (ja) |
| DE (1) | DE3480626D1 (ja) |
| FR (1) | FR2542928B1 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2625836B1 (fr) * | 1988-01-13 | 1996-01-26 | Thomson Csf | Collecteur d'electrons pour tube electronique |
| US4849761A (en) * | 1988-05-23 | 1989-07-18 | Datron Systems Inc. | Multi-mode feed system for a monopulse antenna |
| SU1665432A1 (ru) * | 1989-01-05 | 1991-07-23 | Институт прикладной физики АН СССР | Преобразователь волны высшего типа круглого волновода в волну зеркального лучевода |
| US5030929A (en) * | 1990-01-09 | 1991-07-09 | General Atomics | Compact waveguide converter apparatus |
| JPH03274802A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-05 | Toshiba Corp | 導波路およびこれを用いたジャイロトロン装置 |
| FR2661559A1 (fr) * | 1990-04-27 | 1991-10-31 | Thomson Tubes Electroniques | Convertisseur de mode de propagation guidee des ondes electromagnetiques et tube electronique comportant un tel convertisseur. |
| US5180944A (en) * | 1991-01-25 | 1993-01-19 | Varian Associates, Inc. | Gyrotron with a mode convertor which reduces em wave leakage |
| FR2672730B1 (fr) * | 1991-02-12 | 1993-04-23 | Thomson Tubes Electroniques | Dispositif convertisseur de modes et diviseur de puissance pour tube hyperfrequence et tube hyperfrequence comprenant un tel dispositif. |
| US5734303A (en) * | 1994-03-11 | 1998-03-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Microwave waveguide mode converter having a bevel output end |
| US5777572A (en) * | 1994-07-19 | 1998-07-07 | Northrop Grumman Corporation | Device for damaging electronic equipment using unfocussed high power millimeter wave beams |
| ES2112771B1 (es) * | 1995-09-25 | 1998-12-16 | Univ Navarra Publica | Antenas de bocina conversoras de modos en guia de onda a estructuras gaussianas. |
| US5942956A (en) * | 1996-01-18 | 1999-08-24 | Purdue Research Foundation | Design method for compact waveguide mode control and converter devices |
| FR2756970B1 (fr) * | 1996-12-10 | 2003-03-07 | Thomson Tubes Electroniques | Tube hyperfrequence a interaction longitudinale a cavite a sortie au dela du collecteur |
| US7893789B2 (en) * | 2006-12-12 | 2011-02-22 | Andrew Llc | Waveguide transitions and method of forming components |
| CN106450595B (zh) * | 2016-11-21 | 2021-08-17 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种双束输出的准光模式变换装置 |
| CN114927399B (zh) * | 2022-05-27 | 2023-04-11 | 电子科技大学 | 一种具有分裂式轴向能量提取结构的相对论磁控管 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1137378A (fr) * | 1954-07-01 | 1957-05-28 | Thomson Houston Comp Francaise | Perfectionnements à la fabrication des jonctions de guide d'ondes |
| US2923903A (en) * | 1955-04-14 | 1960-02-02 | Nonreciprocal electromagnetic wave medium | |
| GB964458A (en) * | 1961-08-23 | 1964-07-22 | Telefunken Patent | Improvements in or relating to directional acrials |
| DE1541050A1 (de) * | 1966-08-09 | 1969-08-28 | Siemens Ag | Auskoppelsystem fuer eine Ablenkverstaerkerroehre |
| US3710258A (en) * | 1971-02-22 | 1973-01-09 | Sperry Rand Corp | Impulse radiator system |
| US3818383A (en) * | 1973-02-27 | 1974-06-18 | Andrew Corp | Elliptical-to-rectangular waveguide transition |
| DE2748956A1 (de) * | 1977-11-02 | 1979-05-03 | Licentia Gmbh | Hohlleitertwist |
| US4200820A (en) * | 1978-06-30 | 1980-04-29 | Varian Associates, Inc. | High power electron beam gyro device |
| FR2445611A1 (fr) * | 1978-12-29 | 1980-07-25 | Thomson Csf | Generateur d'ondes radioelectriques pour hyperfrequence |
| US4356430A (en) * | 1980-09-05 | 1982-10-26 | Varian Associates, Inc. | Gyrotron cavity resonator with an improved value of Q |
| US4398121A (en) * | 1981-02-05 | 1983-08-09 | Varian Associates, Inc. | Mode suppression means for gyrotron cavities |
| DE3109667A1 (de) * | 1981-03-13 | 1982-09-23 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | "breitbandiger rillenhornstrahler" |
-
1983
- 1983-03-18 FR FR8304484A patent/FR2542928B1/fr not_active Expired
-
1984
- 1984-03-14 US US06/589,565 patent/US4636689A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-03-16 DE DE8484400542T patent/DE3480626D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1984-03-16 EP EP84400542A patent/EP0122834B1/fr not_active Expired
- 1984-03-19 JP JP59051272A patent/JPS59196601A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2542928B1 (fr) | 1985-10-04 |
| US4636689A (en) | 1987-01-13 |
| DE3480626D1 (de) | 1990-01-04 |
| EP0122834A1 (fr) | 1984-10-24 |
| FR2542928A1 (fr) | 1984-09-21 |
| EP0122834B1 (fr) | 1989-11-29 |
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