JPS61163536A - 進行波管 - Google Patents

進行波管

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JPS61163536A
JPS61163536A JP387285A JP387285A JPS61163536A JP S61163536 A JPS61163536 A JP S61163536A JP 387285 A JP387285 A JP 387285A JP 387285 A JP387285 A JP 387285A JP S61163536 A JPS61163536 A JP S61163536A
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collector
voltage
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efficiency
output
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Susumu Maeda
進 前田
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Mitsubishi Electric Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コレクタ電極の電圧を変化することができ
る進行波管に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、進行波管は広帯域1高増幅度等の特徴を有する
電子管で高周波の増幅に広く用いられている。そして、
電源の小形化や省エネルギー等のために、高周波電力へ
の変換効率を向上させる努力がなされており、例えば第
6図に示すような多段コレクタを用いた例が特開昭56
−86448号公報の従来技術の項で詳しく説明されて
いる。第6図の進行波管の模式図において、電子銃(1
)は電子ビームを形成するためのもので、陰極(2)、
加速電極(3)、ウェネルト電If (4)から成り、
この電子銃(1)で形成された電子ビームと高周波信号
を相互作用させるための遅波回路(5)、この遅波回路
(Is)を通過してきた電子ビームを捕捉するための第
1コレクタ(6)と第2コレクタ(7)、そして高周波
が入力および出力される入力導体(8)および出力導体
(9)から構成されている。
次に動作について説明する。遅波回路(5)は陰極(2
)に対して正の高電位になっているため、電子ビームは
遅波回路(5)の人口では遅波回路+5)と陰極(2)
の間の電位差による速度を有する。そして、高周波との
相互作用により、電子ビーム中の電子が有する運動エネ
μギーが高周波エネμギーへ変換され、高周波の増幅が
進む。この結果、電子ビームを形成する個々の電子の減
速の度合は異なるが、電子ビーム全体としては減速され
る。高周波との相互作用により高周波を増幅したのち、
電子ビームはそれぞれが有する速度に応じて第1コレク
タ(6)と第2コレクタ(7)に配分されて捕集される
。電子の速度は全く0になることはないので第1コレク
タ(6)の電位Vc、と第2コレクタ(7)の電位Vc
、は遅波回路(5)の電位Vaよりも低げて動作させる
ことができる。一般に複数のコレクタを有する進行波管
を使用する場合、遅波回路(5)に近い方のコレクタに
、より高電位が与えられている。
前述した様に高周波の増幅に寄与した後の電子ビーム中
の各電子は、各々減速の度合が異なるため速度は広い範
囲に分布しており、速度の速い電子は電位の低い第2コ
レクタ(7)に到達して捕集され、速度の遅い電子は電
位の高い第1コレクタ(6)に捕集される。すなわち、
速度の速い電子は遅波回路(5)、第1コレクタ(6)
、および第2コレクタ(7)の減速電界に抗して第2コ
レクタ(7)に到達するが、遅い電子は第2コレクタ(
7)まで到達できず第1コレクタ(6)に捕集される。
従って、第1コレクタ(6)の電位Vc1 は1番遅い
電子が少なくても第1コレクタ(6)に到達できる電位
まで高くする必要がある。
一方、コレクタが1つしかない進行波管の場合は、コレ
クタの電位を複数のコレクタを有する場合の1番高いコ
レクタ電位で動作させる必要がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の進行波管は以上のように構成されているので、コ
レクタが1つしかない場合は、高周波への変換効率が低
く、また変換効率を向上するために複コレクタにすると
、構成が複雑になるなどの問題点があった。さらに進行
波管の動作条件が変動する場合には最適なコレクタ電圧
を常に保つことは不可能である〇 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、1個のコレクタを有する進行波管であっても
、その動作条件に追従して、最も低いコレクタ電圧を生
成し、高周波への変換効率の高い進行波管を得ることを
目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る進行波管は、高周波回路部を流れる電流
を検出する高周波回路電流検出器と、コレクタ電極に流
れる電流を検出するコレクタ電流、検出器と1これらの
電流検出器の検出信号と高周波出力を入力とし、高周波
への変換効率を判定する効率判定手段と、この効率判定
手段の出力に基づいてコレクタ電極に加える電圧を決定
するコレクタ電圧決定手段と、このコレクタ電圧決定手
段の出力に基づいて、前記コレクタ電極の電圧を制御す
る電圧制御手段とを設けたものである。
〔作用〕
この発明においては、高周波出力、遅波回路電流検出器
からの検出信号と加速電圧、コレクタ電流検出器からの
検出信号とコレクタ電圧から高周波への変換効率の良否
を判定し、この判定に従ってコレクタ電圧を制御する。
〔発明の実施例〕
第1図はこの発明による進行波管の一実施例を示す全体
構成図である。この実施例は第1図から明らかなように
、電子銃(1)は陰41(2)#加速電極(3)。
ウニネット電極(4)から成り生成した電子ビームと高
周波信号を相互作用させる遅波回蜂(5) 、相互作用
を終えたビームを捕集するコレクタ電極(6)、高周波
信号を人力する人力導体(8)、増幅された高周波を出
力する出力導体(9)、前記加速電@ (3)と前記遅
波回路(6)に電位を与える加速電極電源回路a01前
記コレクタ電$1(6)に電位を与えるコレクタ電源回
路Q力、前記遅波回路(6)に流れる電流を検出する遅
波回路電流検出器(2)、前記コレクタ電極(6)に流
れる電流を検出するコレクタ電流検出器(2)、前記遅
波回路電流検出器(2)と前記コレクタ電流検出器(至
)と前記出力導体(9)から出力された高周波電力(検
出器は図示せず。)とから進行波管の高周波電力への変
換効率を計算し1その良否を判定する効率判定手段α尋
、前記効率判定手段α4の出力からコレクタ電圧を決め
るコレクタ電圧決定手段(至)、前記コレクタ電圧決定
手段(至)に基づいて前記コレクタ電源回路onの電圧
を制御する電圧制御手段Qeから構成されている。
第2図は第1図の実施例の主要な電気接続を示す回路図
である。図中、マイクロコンピュータ亜はCPU(財)
、メモリaS 、入力回路翰、出力回路(2)から成り
、前記遅波回路電流検出器側および前記コレクタ電流検
出器(2)の検出信号が人力されるアナログマルチプレ
フタ(支)、その出力をディジタμに変換するA/D変
換器(至)そして、その出力を前記入力回路(ホ)に入
力する。また前記出力回路(2)はデータラッチ(財)
、その出力をアナログに変換するD/A変換器(2)、
比較器−,ホトカプラ(財)、抵抗w、121゜サイリ
スタ(7)、ゲート電源Ovから成る前記電圧制御手段
Q・に接続され、昇圧トランス(2)と平滑用インダク
タ(至)からなるコレクタ電源回路(ロ)を制御する構
成である。
次に上記実施例の動作を第8図と第4図を参照しながら
説明する。第8図はマイクロコンピュータQカのメモリ
Qlに記憶された進行波管の動作プログラムを示すフロ
ーチャートである。第4図はマイクロコンピュータαη
の指令によって生成されたコレクタ電圧の説明図である
通常の動作によって電子銃(1)から放出された電子ビ
ームは遅波回路(5)の中を通過する間に、入力導体(
8)から導入された高周波信号と相互作用を行ない、電
子ビーム中の電子が有する運動エネルギを高周波エネル
ギーに変換する。すなわち高周波信号は増幅されて出力
導体(9)から出力される。この結果、電子ビームを形
成する電子の減速の度合は異なり速度変調を受けるなか
ら電子ビーム全体としては減速されて、コレクタ電極(
6)に捕集される。
従って、進行波管の動作条件が変化しても、その時の遅
波回路電流工aおよびコレクタ電流ICを遅波回路電流
検出器(2)およびコレクタ電流検出器斡で検出し、ア
ナログマルチプレフタ(2)t−aじて交互にへ4)変
換器(至)に入力し、ディジタ〃信号に変換する。ここ
では省略したが高周波出力Prfも同様にディジタμ信
号に変換する。ステップ−ではこれらの情報をマイクロ
コンピュータ(財)内にある入力回路に取り込み、メモ
’J DIに記憶された手順でCPU Qlが以下のス
テップを処理していく。ステップ−では式(1)で効率
を計算する。(但し1陰極(2)を加熱するヒータ電力
は無視した・)η=Prf/(Va・Ia+Vc4c)
  (1)次にステップ−では前回計算した効率η′と
比較しそ、今回の計算した効率ηが大きければステップ
−で前回のコレクタ電圧vC′と今回のコレクタ電圧v
cを比較する。VC)V(’ならばステップ顛で前回の
Vcに所定のΔVcを加え、VC<vC′ならばステッ
プIllで前回のVcから所定のΔVcを減じ、ステッ
プ(ロ)でVCを出力回路(2)から出力する。一方、
ステップ−において、η〈η′のときは、ステップ−で
vc′とVC’に比fllZシs Vc>Vc’ナラハ
ス?ツフ[、V((VC’ならばステップ@幻の処理を
同様に行ない、それぞれ、ステップ142で同じく出力
回路(2)から出力される。そして、ステップ圓で、動
作の終了を判定し、終了でなければ、ステップ−に戻り
同様の処理を繰り返し、終了と判定すればストップする
0以上テマイクロコンピュータaηのCPU(至)によ
る動作説明を終り、次に、出力回路(2)から以後の電
気回路の動作を説明する。データラッチ(2)でディジ
タμデータを保持し、Vム変換器(2)でアナログに変
換する。そして、このアナログ値と図には示してないが
昇圧トランス(至)の−次側に挿入した交流モニタ電圧
と比較して、等しくなればパμスを発生する比較器−と
抵抗(財)を通じてフォトカプラ(2)の入力に入り、
抵抗−とゲート電源0すを通じてサイリスタ員を駆動し
、昇圧トランス(至)と平滑用インダクターで所望のコ
レクタ電圧vcを得る。このコレクタ電圧は第4図に示
すように、サイリスタ(至)の点弧タイミングによって
、制御できる。
なお、上記実施例では、D/A変換器(2)でアナログ
に変換した直流電圧と、昇圧トランス(至)の−次側を
モニタした交流電圧を比較して1絶対値が等しくなった
ときにサイリスタ(7)を点弧するパルスを発生させる
比較器(至)を使用した例を示したが、データラッチ(
財)、 D/A変換器(イ)、比較器−の代りに、出力
回路(2)からサイリスタ(7)の点弧位相に相当する
ディジタy値をプリセッタブルカウンタ(図示せず)に
プリセットし、基準パルスジェネレータ(図示せず)の
パルスをカウントダウンしてプリセッタブルカウンタの
値がゼロになったときサイリスタ(1)の点弧用パルス
を発生する構成としてもよい。なお、この構成では昇圧
トランス(2)のゼロクロスの信号でプリセッタブルカ
ウンタをリセットしなければならない。
また、上記実施例では進行波管の場合について説明した
が、クライストロンやジャイラトロン等のあらゆる電子
ビーム管に利用することができ、上記実施例と同様の効
果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば遅波回路やコレクタに
流れる電流および増幅された高周波電力などから高周波
への変換効率を計算し、最も効率よく動作するコレクタ
電圧を得るような効率判定手段、コレクタ電圧決定手段
、電圧制御手段を設けたので、コレクタの発熱が少ない
ため冷却が容易でかつN、源容量が小さなものが得られ
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による進行波管の一実施例を示す全体
構成図、第2図はその電気接続を示す回路図、第8図は
その動作を示すフローチャート、第4図はその動作説明
用線図、第5図は従来の進行波管を示す全体構成図であ
る。 図において、(1)は電子銃、(5)は遅波回路、(6
)はコレクタ電極、@は遅波回路電流検出器、(2)は
コレクタ電流検出器、α◆は効率判定手段、(II9は
コレクタ電圧決定手段、αQは電圧制御手段、αηはマ
イクロコンピュータである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電子ビームを発生する電子銃、高周波の相互作用
    が行なわれる遅波回路部、電子ビームを集束するための
    磁界集束装置、電子ビームを捕集するためのコレクタ電
    極、前記遅波回路部を流れる電流を検出する遅波回路電
    流検出器、前記コレクタ電極に流れる電流を検出するコ
    レクタ電流検出器、これらの電流検出器の検出信号と高
    周波の出力から高周波への変換効率を判定する効率判定
    手段、この効率判定手段の出力に基づき、前記コレクタ
    電極に加える電圧を決定するコレクタ電圧決定手段、お
    よび、このコレクタ電圧決定手段の出力に基づき、前記
    コレクタ電極の電圧を制御する電圧制御手段を備えたこ
    とを特徴とする進行波管。
  2. (2)効率判定手段およびコレクタ電圧決定手段がマイ
    クロ・コンピュータで実現されている特許請求の範囲第
    1項記載の進行波管。
JP387285A 1985-01-11 1985-01-11 進行波管 Granted JPS61163536A (ja)

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