JPS60177533A - マイクロ波管用格子付電子銃 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、マイクロ波管の格子付電子銃における格子
電極の構造に関するものである。

マイクロ波管は、電子ビームを射出し形成する電子銃、
電子ビームと相互作用し高周波電力を増幅する高周波回
路、相互作用後の電子ビームを捕捉するコレクタ、電子
ビームを集束させる集束装置からなっている。マイクロ
波管をパルス動作させるには、小さい電圧変化で陰極か
らの放射電流を制御するために、陰極の近傍に、制御格
子電極を設ける場合が多い。この電極がない場合のポテ
ンシャルを制御格子電極の電圧として与えることにより
、マイクロ波管動作時のビームの乱れを小さくしている
。

また、陰極からの放射電流が入って、制御格子電極が焼
き切れるのを防ぐ目的で、通常、制御格子電極と陰極と
の間に陰極と同電位のしゃへい格子電極を設けている。

しかし、このしゃへい格子電極のために周辺のポテンシ
ャル分布が乱れ、電子ビームの形状は大きく乱れる。ビ
ームの乱れが大きいと、ビームが高周波回路に入って、
熱揖を生じ回路に障害を与えたシ、効率を低下させたシ
する。ビームの乱れを小さくするには、シャへい格子電
極を、できるだけ陰極に近づける必要があるが、普通は
、陰極の熱でじゃへい格子電極が溶けるのを防ぐために
、陰極とじゃへい格子電極の間には間隔をあけている。

このような構造では、ビームの乱れが大きいという欠点
がある。この欠点を解消するために、陰極の１部にパイ
ロチック・グラファイトをコーティングし、これをしや
へい格子とする構造も公表されている。（Ｇ、Ｊ、　Ｍ
ｉ−ｒａｍ　ａｎｄ　８．Ｌ、　Ｌｌｅｎ、　ＩｇＤＭ
　’ｌ’ｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｇｅ−ｓｔ、　２９０
−２９２．１９７９）。しかし、陰極〜制御格子電極の
間のポテンシャル分布には、しやへいグリッドの影響が
残っておυ、ビームの乱れは十分に小さくはなっていな
い。

本発明は、電子ビームの乱れが非常に小さくなる格子構
造を持ったパルス動作マイクロ波管用格子付電子銃を提
供するものである。本発明の格子付電子銃は、陰極にじ
ゃへい格子電極が接触し、し中へい格子電極と陰極面の
法線とのなす角が６７．５度に等しいかそれよシも小さ
く、０度よシも大きいことを！ｒｆ徴とする。

しゃへい格子［＆をこのようにすることにより、電子ビ
ームの乱れが非常に小さくなり、陰極における放射電流
密度の分布も一様になる。

第１図は従来技術による格子付電子銃の陰極付近であっ
て、１は陰極、２はしやへい格子電極、３は制御格子電
極、４は遊子軌道である。中心軸に垂直な平面から見た
格子電極の例を第２図に示す。通常、格子電極は軸対称
に近い形に作られるが、円環状の電極を与えるために、
径方向のスポークを有している。

し中へい格子電極は除電と同電位にするので、陰極近傍
のポテンシャル分布が乱れて電子軌道も乱れている。

第３図は本発明による格子付電子銃の陰極付近である。

しゃへい格子電極は耐熱上があり、導電性を有し、電子
を放出しにくい材質、例えばバイロチ、り・グラファイ
トでできている。しやへい格子電極は陰極に付着してお
シ、陰極と同電位である。陰極面の法線とじゃへい格子
電極のなす角は６７．５°か、それよシも小さい。しヤ
へい格子電極も制御格子ｖＬ極もない場合に制御格子電
極の位置で観測されるポテンシャル値を制御格子電極の
ポテンシャル値とすることによって２図３に示すように
、乱れのない電子ビームが得られる。中心軸に垂直な平
面から見た格子電極の形は、必ずしも軸対称に近い形に
作る必要杜ないが、第２図と同じであっても良い。

このような構造にすることによって、乱れの小さいビー
ムを得ることができる理由について説明する。

通常、格子１４１．極を持たない電子銃は、第４図に示
すように、陽極、陰極、ウェネルト電極から成っている
。５は陽極、６はウェネルト電極である。

ウェネルト電極の役目はビームを整形することと、陰極
からの放射電流密度を一様にすることである。

陰極面の法線に対して、６７．５度をなすようにウェネ
ルト電極を作ると、ビームの乱れが最小になり、陰極か
らの放射電流密度の分布社均−になることが、知られて
いる。そこで、格子付電子銃にオイテは、しヤへい格子
電極にウニネル）ｔ＆の機能を持たせることによってビ
ームの乱れを小さく、陰極放射電流密度の分布を均一に
することがで睡る。

第５図はし中へい格子電極の１つを拡大したもので、７
は陰極の電子放出面を示している。第５図においてじゃ
へい格子電極の厚さとを小さくすると、陰極の電子放出
面端近傍の空１ｕｌ上の固定点ａのポテンシャルが上昇
する。６７．５度という数字はｔが十分大きい時の値で
ありｓ　ｔが小さい場合には、陰極面の法線とじゃへい
格子鰯１極とのなす角を６７．５度よりも小さくして、
点ａのポテンシャルを下げ、ｔが十分大きい場合と同じ
値にする必要がある。

以上説明したように、陰極面上にじゃへい格子ＩＫ極を
付着させ、墾極面の法線としゃへい格子電極とのなす角
をＯよシ大きく、６７．５度ＶＣ等しいか、それよシも
小さくすることによって、しゃへい格子電極にビーム整
形の機能をもたせることができ、ビームの乱れの小さな
、陰極放射電流密度分布が均一な電子銃を実現できる。

【図面の簡単な説明】 第１図祉従来のし中へい格子１ｔＬ極、制御格子亀罹を
用いた電子銃の陰極付近ケ示している。第２図は中心軸
に垂直な平面から見た場合のしゃへいまたは制御格子電
極の例を示している。第３図は本発明によるじゃへい格
子電極をもった電子銃の陰極付近を示している。第４図
は格子電極を持たない電子銃の構造である。第５図は本
発明によるしゃへい格子１！極の例を、拡大した図であ
Ｚ）。 １・・・・・・陰極、２・・・・・・しゃへい格子電極
、３・・・・・・制御格子電極、４・・・・・・電子軌
道、５・・・・・・陽極、６・・・・・・ウェネルト電
極、７・・・・・・陰極の電子放出面。 第１閏 第？聞 第４区 椿５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 陰極、陽極、ウェネルト電極、し中へい格子電極、制御
   格子電極からなるマイク日波管用の格子付電子銃におい
   て、陰極にじゃへい格子電極が接触し、しゃへい格子電
   極と陰極面の法線とのなす角が６７．５度に等しいかそ
   れよシも小さく、０度よりも大きいことを特徴とするマ
   イクロ波管用格子付電子銃。