JPS5851655B2 - multi-cavity klystron - Google Patents
multi-cavity klystronInfo
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- JPS5851655B2 JPS5851655B2 JP53011166A JP1116678A JPS5851655B2 JP S5851655 B2 JPS5851655 B2 JP S5851655B2 JP 53011166 A JP53011166 A JP 53011166A JP 1116678 A JP1116678 A JP 1116678A JP S5851655 B2 JPS5851655 B2 JP S5851655B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、管の寸法と(に管軸方向の全長を短かくし
た多空胴型の高効率狭帯域クライストロンに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a multi-cavity type high-efficiency narrowband klystron in which the dimensions of the tube and the overall length in the tube axial direction are shortened.
多空胴クライストロンの高効率化に関する従来技術は、
第2高調波の集群効果を利用するものと、電子ビームの
集群途上で空胴の相互作用間隙電界により発生する、超
群作用の影響を軽減するという2つの方法に分けられる
。The conventional technology for increasing the efficiency of multi-cavity klystrons is
There are two methods: one that utilizes the second harmonic crowding effect, and the other that reduces the influence of the supergroup effect generated by the interaction gap electric field in the cavity during the electron beam gathering.
後者の1つの方法は、特願昭47−38897に記載の
如く、電子ビームに超群作用を起す前置中間空胴のすぐ
下流のドリフト管を低減プラズマ角度が90度以内で、
他のドリフト管よりも大きくし、電子ビーム中の超群を
回復させるのに十分な長さを与えるものであり、もう1
つは、特願昭47−106800に記載のように、空胴
の同調方式により超群の発生を除去する方法である。One of the latter methods, as described in Japanese Patent Application No. 47-38897, is to reduce the drift tube immediately downstream of the pre-intermediate cavity that causes a supergroup effect on the electron beam, so that the plasma angle is within 90 degrees.
It is larger than other drift tubes, giving it enough length to recover the supergroup in the electron beam, and one more.
The first method is to eliminate the occurrence of supergroups using a cavity tuning method, as described in Japanese Patent Application No. 47-106800.
これらの従来技術は、UHF−TV放送用や通信用の連
続波出力広帯域クライストロンに適用した場合、管の全
長を長くすることなく、飽和出力時の変換効率として6
0%以上の値を容易に実現することができる。When these conventional technologies are applied to continuous wave output wideband klystrons for UHF-TV broadcasting and communications, the conversion efficiency at saturated output can be increased to 6.5% without increasing the total length of the tube.
A value of 0% or more can be easily achieved.
しかし、周波数特性が狭帯域でよい多空胴クライストロ
ンに対しては、かならずしも最善の効率をもたらす方法
ではなかった。However, for multi-cavity klystrons with good frequency characteristics in a narrow band, this method did not necessarily provide the best efficiency.
第2高調波の集群効果を得るための1つの方法は、特開
昭46−5765、特願昭46−24221に記載のよ
うに、後置中間空胴とすぐその上流に装置した前置中間
空胴との間に、低減プラズマ角度が120度のドリフト
管を置き、この長いドリフト管で電子ビーム中に発生す
る中間電荷電界の第2高調波成分を利用するものであり
、もう1つは、特開昭46−5766、特願昭46−2
4222に記載のように、第2高調波共振空胴を付加す
る方法がある。One method for obtaining the second harmonic grouping effect is to install a post-intermediate cavity and a pre-intermediate cavity immediately upstream thereof, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 46-5765 and Japanese Patent Application No. 46-24221. A drift tube with a reduced plasma angle of 120 degrees is placed between the cavity and the long drift tube to utilize the second harmonic component of the intermediate charge electric field generated in the electron beam. , Japanese Unexamined Patent Publication No. 46-5766, Patent Application No. 46-2
4222, there is a method of adding a second harmonic resonant cavity.
第2高調波の集群効果を利用する従来技術の問題の1つ
は、低減プラズマ角度が120度という異常に長いドリ
フト管や、第2高調波共振空胴を用いなければならない
ため、管の全長が大きくなりすぎることである。One of the problems with the conventional technology that uses the second harmonic crowding effect is that it requires the use of an unusually long drift tube with a reduced plasma angle of 120 degrees and a second harmonic resonant cavity, which requires the entire length of the tube. becomes too large.
多空胴クライストロンの全長が大きいことは、管の応用
装置を大形化するだけでなく、永久磁石集束装置の利用
を困難にする。The large overall length of multi-cavity klystrons not only increases the size of the tube application, but also makes it difficult to utilize permanent magnet focusing devices.
永久磁石を集束装置として用いることは、電磁石電源が
省略できるということで、総合的な効率改善の観点から
、最近、その重要性が認識されるようになった。The importance of using a permanent magnet as a focusing device has recently been recognized from the perspective of overall efficiency improvement, as it allows the need for an electromagnetic power source.
このため、管の全長を大きくすることなく、第2高調波
の集群効果を得るための方法が望まれている。Therefore, a method for obtaining the second harmonic grouping effect without increasing the total length of the pipe is desired.
この発明の目的は、管の全長が短く制限された狭帯域ク
ライストロンにおいて、第2高調波の集群効果を発生さ
せ、高い効率を実現する方法を提供することである。An object of the present invention is to provide a method for generating a second harmonic grouping effect and achieving high efficiency in a narrowband klystron in which the total length of the tube is limited to a short length.
この発明によれば、多空胴クライストロンは1個の入力
空胴と1個以上の前置中間空胴と、ビーム路に沿って前
置中間空胴の下流に配置された2個以上の後置中間空胴
と、出力回路手段としての1個の出力空胴と、各空胴の
間にある複数個のドリフト管とからなり、出力空胴から
数えて1つ前の後置中間空胴と2つ前の後置中間空胴の
間のドリフト管の長さは、他のドリフト管の長さに比べ
て大きく、その低減プラズマ角度が70度から90度に
なるように構成されている。According to the invention, a multi-cavity klystron has an input cavity, one or more pre-intermediate cavities, and two or more post-cavity cavities located downstream of the pre-intermediate cavity along the beam path. It consists of a rear intermediate cavity, one output cavity as an output circuit means, and a plurality of drift tubes between each cavity, and a rear intermediate cavity one before counting from the output cavity. The length of the drift tube between the two preceding intermediate cavities is larger than the length of other drift tubes, and is configured such that the reduced plasma angle is from 70 degrees to 90 degrees. .
また、管の利得対周波数特性が狭帯域であるということ
から、入力空胴と前置中間空胴、出力空胴は管の通過帯
域中心周波数に対して±0.5%以内の周波数に同調し
ており、入力空胴と前置中間空胴が管の利得を高めるよ
うに動き、一方、後置中間空胴は通過帯域中心周波数に
対して+5%以内の高い周波数に同調し、管の効率を高
めるように働く。In addition, since the tube has a narrow band gain vs. frequency characteristic, the input cavity, pre-intermediate cavity, and output cavity are tuned to frequencies within ±0.5% of the tube's passband center frequency. The input cavity and the pre-intermediate cavity move to increase the tube's gain, while the post-intermediate cavity is tuned to a high frequency within +5% of the passband center frequency, increasing the tube's gain. Work to increase efficiency.
入力空胴と前置中間空胴で利得を高めているので、後置
中間空胴の相互作用間隙に発生する高周波電圧の大きさ
は、直流ビーム電圧の20%以上の値が容易に得られる
。Since the gain is increased in the input cavity and the front intermediate cavity, the magnitude of the high frequency voltage generated in the interaction gap of the rear intermediate cavity can easily reach a value of 20% or more of the DC beam voltage. .
相互作用間隙に発生する高周波電圧の大きさが直流ビー
ム電圧の20%以上であれば、その後に続くドリフト管
の長さが低減プラズマ角度で70度から90度の範囲に
おいて、電子ビーム中の空間電荷電界の第2高調波成分
を利用して、第2高調波の集群効果を得ることができる
。If the magnitude of the high-frequency voltage generated in the interaction gap is more than 20% of the DC beam voltage, the length of the subsequent drift tube will be reduced.In the plasma angle range of 70 degrees to 90 degrees, the space in the electron beam By using the second harmonic component of the charge electric field, it is possible to obtain a second harmonic clustering effect.
第1図にこの発明の一実施例の多空胴クライストロンを
示す。FIG. 1 shows a multi-cavity klystron according to an embodiment of the present invention.
この発明による多空胴クライストロン1は、電子ビーム
3を形成射出する電子銃組立部2と長いビーム路の終端
部に配置されたコレクタ電極4とを含む。A multi-cavity klystron 1 according to the present invention includes an electron gun assembly 2 for forming and emitting an electron beam 3, and a collector electrode 4 disposed at the end of a long beam path.
半同軸型人力空胴5は電子ビーム3の上流端部に配置さ
れ、入力空胴5は入力結合手段6を介して、高周波エネ
ルギーにより励振される。A semi-coaxial human powered cavity 5 is arranged at the upstream end of the electron beam 3, and the input cavity 5 is excited with high frequency energy via an input coupling means 6.
さらに、入力空胴5は同調周波数可変手段、例えば同調
端板21を調節することにより、その同調周波数は帯域
中心周波数に対し、0.1%の周波数に調節配置され、
かつ、半同軸型空胴の自由端部間により定まる相互作用
間隙7を含み、この相互作用間隙7に発生する高周波電
圧v1 は電子ビーム3を速度変調する。Further, the input cavity 5 is arranged so that its tuning frequency is adjusted to a frequency of 0.1% of the band center frequency by adjusting the tuning frequency variable means, for example, the tuning end plate 21.
It also includes an interaction gap 7 defined between the free ends of the semi-coaxial cavity, and the high frequency voltage v1 generated in this interaction gap 7 modulates the velocity of the electron beam 3.
第一のドリフト管8は、低減プラズマ角度で48度の長
さであるが、入力空胴5の下流区域内の電子ビーム3を
包囲して、外部からの高周波電磁界のない区域を設け、
この区域内で電子は入力空胴5により課せられた速度変
調の大きさで決まる速度でドリフトするので、密度変調
、すなわち、電子集群が生じる。The first drift tube 8, having a length of 48 degrees at a reduced plasma angle, surrounds the electron beam 3 in the downstream area of the input cavity 5, providing an area free of external high-frequency electromagnetic fields;
Within this area the electrons drift with a velocity determined by the magnitude of the velocity modulation imposed by the input cavity 5, so that a density modulation, ie electron crowding, occurs.
この密度変調された電子ビーム3が相互作用間隙10を
通過するとき、前置中間空胴9の中に高周波電流を誘導
する。When this density-modulated electron beam 3 passes through the interaction gap 10, it induces a high-frequency current in the pre-intermediate cavity 9.
いま、この前置中間空胴9が同調周波数可変手段22の
調節により、帯域中心周波数の+0.1%に同調してい
ると、帯域中心周波数における空胴インピーダンスは大
きい値が得られ、前置中間空胴9の中に誘導される高周
波電流が微少であっても、相互作用間隙10に発生する
高周波電圧v2の振幅を大きくできる。Now, if this front intermediate cavity 9 is tuned to +0.1% of the band center frequency by adjusting the tuning frequency variable means 22, the cavity impedance at the band center frequency will be a large value, and the front intermediate cavity 9 will be tuned to +0.1% of the band center frequency. Even if the high frequency current induced in the intermediate cavity 9 is minute, the amplitude of the high frequency voltage v2 generated in the interaction gap 10 can be increased.
このことは、入力空胴5と前置中間空胴9において高い
利得が得られることを意味する。This means that a high gain is obtained in the input cavity 5 and the pre-intermediate cavity 9.
高周波電圧V2は■1に比べて約60度位相が遅れてい
るが、第一のドリフト管80区域内で集群された電子ビ
ーム3をさらに速度変調する。Although the high frequency voltage V2 is delayed in phase by about 60 degrees compared to (1), it further modulates the velocity of the electron beam 3 concentrated within the first drift tube 80 area.
第二のドリフト管11は、高周波電圧V2によって電子
ビーム3に加えられた速度変調が密度変調に変化するた
めの、低減プラズマ角度で40度のドリフト空間を与え
る。The second drift tube 11 provides a 40 degree drift space at a reduced plasma angle for the velocity modulation applied to the electron beam 3 by the high frequency voltage V2 to change into density modulation.
第二のドリフト管110区域内で、密度変調された電子
ビーム3は相互作用間隙13において、第一の後置中間
空胴12に直流ビーム電流の20%程度の振幅をもった
高周波電流を誘導する。In the area of the second drift tube 110, the density-modulated electron beam 3 induces in the interaction gap 13 a high-frequency current with an amplitude of about 20% of the DC beam current in the first downstream intermediate cavity 12. do.
このとき、相互作用間隙13に発生する高周波電圧V3
の振幅が直流ビーム電圧の20%の大きさで、位相が
■2 とほぼ同位相になるよう、第一〇後置中間空胴
12は同調周波数可変手段23の調節により、管の通過
帯域中心に対し+1.5%はど高い周波数に同調されて
いる。At this time, a high frequency voltage V3 generated in the interaction gap 13
The rear intermediate cavity 12 is adjusted to the center of the passband of the tube by adjusting the tuning frequency variable means 23 so that the amplitude of is 20% of the DC beam voltage and the phase is almost the same as 2. However, +1.5% is tuned to a much higher frequency.
高周波電圧■3は第二のドリフト管の区域内で集群され
た電子ビームをさらに強く速度変調する。The high frequency voltage (3) further strongly modulates the velocity of the focused electron beam in the area of the second drift tube.
第三のドリフト管14が第一の後置中間空胴12の下流
区域内に、低減プラズマ角度で80度の長いドリフト空
間を与えているので、強く速度変調された電子ビーム3
の中において密度変調される過程で、空間電荷電界の第
2高調波成分が強まり、第2高調波集群効果が得られる
。Since the third drift tube 14 provides a long drift space of 80 degrees with a reduced plasma angle in the downstream area of the first post-intermediate cavity 12, a strongly velocity-modulated electron beam 3
In the process of density modulation in the space charge field, the second harmonic component of the space charge electric field becomes stronger, resulting in a second harmonic clustering effect.
第2高調波集群効果は相互作用間隙電界による、速度変
調で集群中心の間に取り残された電子を集群中心に向わ
せるよう作用し、相互作用間隙16に発生する高周波電
圧V4で速度変調したとき、第四のドリフト管17にお
いて非常に高密度な集群が得られるようにする。The second harmonic crowding effect acts to direct the electrons left behind between the crowd centers toward the crowd center by velocity modulation due to the interaction gap electric field, and the velocity is modulated by the high frequency voltage V4 generated in the interaction gap 16. At this time, a very dense cluster is obtained in the fourth drift tube 17.
第二〇後置中間空胴15は、同調周波数可変手段24の
調節により、管の通過帯域中心に対し+2,5%はど高
い周波数に同調されている。The 20th rear intermediate cavity 15 is tuned to a frequency that is +2.5% higher than the center of the passband of the tube by adjusting the tuning frequency variable means 24.
第四のドリフト管17の長さは、出力空胴1Bの相互作
用間隙19において、電子ビーム3の集群が最大になる
よう、低減プラズマ角度で32度に選んである。The length of the fourth drift tube 17 is chosen to be 32 degrees at the reduced plasma angle to maximize the aggregation of the electron beam 3 in the interaction gap 19 of the output cavity 1B.
出力空胴18は、同調周波数可変手段25の調節により
、管の通過帯域中心周波数に同調されており、電子ビー
ム3から抽出された出力波エネルギーは、結合手段20
を介して負荷に送り出される。The output cavity 18 is tuned to the passband center frequency of the tube by adjusting the tuning frequency variable means 25, and the output wave energy extracted from the electron beam 3 is transferred to the coupling means 20.
is sent to the load via.
第2図および第3図を参照して、低減プラズマ角度で7
0度から90度のドリフト管の長さにおいて、どのよう
にして電子ビーム中の、空間電荷電界による第2高調波
の集群効果が得られるのかを詳細に述べる。7 at reduced plasma angle with reference to FIGS. 2 and 3.
We will describe in detail how the second harmonic clustering effect due to the space charge electric field in the electron beam can be obtained in the length of the drift tube from 0 degrees to 90 degrees.
第2図は、空胴の相互作用間隙に発生する高周波電圧の
大きさIVIと直流ビーム電圧V。FIG. 2 shows the magnitude of the high-frequency voltage IVI generated in the interaction gap of the cavity and the DC beam voltage V.
どの比IVI/Voをパラメータにした、電子ビーム中
の電子集群の管軸方向の変化を表わす線図である。FIG. 3 is a diagram showing changes in the electron concentration in the electron beam in the tube axis direction, using the ratio IVI/Vo as a parameter.
ここでは、電子ビーム中の高周波電流の基本波成分の大
きさ1■11 と直流ビーム電流I。Here, the magnitude of the fundamental wave component of the high-frequency current in the electron beam is 1■11 and the DC beam current I.
の比I 111/Ioを用いて、電子集群の程度を示し
、管軸方向の長さは、低減プラズマ角度θ(正規化ドリ
フト長)で表わしている。The degree of electron gathering is expressed using the ratio I111/Io, and the length in the tube axis direction is expressed by the reduced plasma angle θ (normalized drift length).
空胴の相互作用間隙に発生する高周波電圧の大きさIV
Iが小さくて、IVI/Vo=0.02のときは、θ=
90度でI 111/Ioの最大値が得られる。The magnitude of the high frequency voltage generated in the interaction gap of the cavity IV
When I is small and IVI/Vo=0.02, θ=
The maximum value of I 111/Io is obtained at 90 degrees.
l V I / V。=0゜2になると、IIII/I
oの最大値はθ=60度の点であり、高周波電圧の大き
さIVIがが増大するにつれて、l 111/Ioの最
大値が得られる点はθの小さい方に移ることがわかる。l V I/V. When = 0°2, III/I
It can be seen that the maximum value of o is at θ=60 degrees, and as the magnitude of the high frequency voltage IVI increases, the point where the maximum value of l 111/Io is obtained shifts to the smaller θ.
第3図は、第2図においてIVIVo=0.2のときの
集群の様子を詳しくみるための電子位相線図である。FIG. 3 is an electronic phase diagram for viewing in detail the state of the cluster when IVIVo=0.2 in FIG.
横軸は第2図と同様に、管軸方向の長さを正規化ドリフ
ト長θで表わしたものであり、縦軸は代表電子が管軸上
のある点に到着するときの時刻を、信号周波数の位相ψ
(電子位相)に変換したものである。As in Fig. 2, the horizontal axis represents the length in the tube axis direction as the normalized drift length θ, and the vertical axis represents the time when a representative electron arrives at a certain point on the tube axis. frequency phase ψ
(electronic phase).
θ=0度においてψ=0〜360度の間で等間隔になら
んでいた代表電子は、おのおの高周波電圧で決められた
速度が与えられるので、ψ=180度を中心とするよう
な集群を形成するように運動し、θ=60度付近で高密
度な集群が形成される。The representative electrons, which were arranged at equal intervals between ψ = 0 and 360 degrees at θ = 0 degrees, form a cluster centered at ψ = 180 degrees, since they are each given a velocity determined by the high frequency voltage. The particles move in such a manner that a dense cluster is formed near θ=60 degrees.
高密度に集まった電子はたがいに反発するような空間電
荷力が作用するため、今度はθ=80度近くからφ=9
0度と270度の2ケ所に中心を持つような集群が形成
されるように運動しはじめる。Since the space charge force that repels the electrons gathered in high density acts on each other, this time from θ = 80 degrees to φ = 9
They begin to move in such a way that a cluster is formed with two centers at 0 degrees and 270 degrees.
φ=O〜360度の間に2ケ所の集群中心が出来るわけ
であるから、これが、空間電荷力による第2高調波の集
群効果である。Since there are two cluster centers between φ=O and 360 degrees, this is the cluster effect of the second harmonic due to the space charge force.
通常、後置中間空胴の相互作用間隙に発生する高周波電
圧の大きさは、直流ビーム電圧の20〜30%であるか
ら、空間電荷電界の第2高調波戒分を利用できる後置中
間空胴間のドリフト管の長さは低減プラズマ角度で70
〜90度の範囲である。Normally, the magnitude of the high frequency voltage generated in the interaction gap of the trailing intermediate cavity is 20 to 30% of the DC beam voltage, so the magnitude of the high frequency voltage generated in the interaction gap of the trailing intermediate cavity is 20% to 30% of the DC beam voltage. The length of the drift tube between the shells is 70 at reduced plasma angle.
~90 degrees.
まず、下限の70度については、第3図および上記の説
明かられかるように+ v I /vo=0.2の場合
、ドリフト管長θが約60度のとき電子ビームは高密度
に集群され、その後は空間電荷の反発によって広がり始
めθが90度および270度の2ケ所に中心を持つよう
に運動するが、実際に2ケ所に集群、つまり第2高調波
が形成されるにはドリフト管は60度より10度程度長
い70度程度の長さを必要とする。First, regarding the lower limit of 70 degrees, as can be seen from Fig. 3 and the above explanation, when + v I /vo = 0.2, the electron beams are concentrated at high density when the drift tube length θ is about 60 degrees. , after that, it begins to spread due to the repulsion of space charges and moves so that θ is centered at two places, 90 degrees and 270 degrees, but it takes a drift tube for the second harmonic to actually form at two places. requires a length of about 70 degrees, which is about 10 degrees longer than 60 degrees.
ドリフト管長が70度を超えるとさらに第2高調波の集
群が増大するが、ドリフト管長が90度以上になって(
ると一度集群した第2高調波の集群が広がってくるよう
になり、結局第2高調波の集群効果が弱まってしまう。When the drift tube length exceeds 70 degrees, the concentration of second harmonics increases further, but when the drift tube length exceeds 90 degrees (
Then, the once-concentrated second harmonics begin to spread out, and eventually the second harmonics crowding effect weakens.
従って、第2高調波の集群効果はドリフト管長が70〜
90’度の範囲で最もよく発揮される。Therefore, the clustering effect of the second harmonic is caused by a drift pipe length of 70~
It works best in the 90' degree range.
最後に、第4図に示す多空胴クライストロンの大信号動
作計算機シュミレーションの結果を用いて、ドリフト管
の長さ配分の相違による電子ビームの集群の様子を説明
する。Finally, using the results of a computer simulation of the large-signal operation of a multi-cavity klystron shown in FIG. 4, we will explain how electron beams cluster due to differences in the length distribution of the drift tube.
第1図に示した実施例の管と、これと同じ全長で従来の
設計による多空胴クライストロンとの電子ビーム中にお
ける、高周波電流基本波成分の大きさを直流ビーム電流
によって、正規化した値を管軸方向の距離の関数として
比較して示す。A value obtained by normalizing the magnitude of the high-frequency current fundamental wave component in the electron beam of the tube of the embodiment shown in Fig. 1 and a multi-cavity klystron of the conventional design with the same overall length by the DC beam current. is compared as a function of distance in the tube axis direction.
図中5,9,12,12’。15.1Bと付番された位
置は、第1図の同じく付番された空胴における相互作用
間隙の管軸方向の中心位置と対応する。5, 9, 12, 12' in the figure. The position numbered 15.1B corresponds to the axial center position of the interaction gap in the similarly numbered cavity of FIG.
曲線31が従来の設計による関数を示し、曲線32が第
1図に示した、この発明の実施例による関数である。Curve 31 represents the function according to the conventional design, and curve 32 represents the function according to the embodiment of the invention shown in FIG.
これにより、第二のドリフト管11より第三のドリフト
管14を長くした方が、第2高調波の集群効果が利用で
きるため、変換効率で約7%改善されることがわかる。This shows that if the third drift tube 14 is made longer than the second drift tube 11, the second harmonic grouping effect can be utilized, so that the conversion efficiency is improved by about 7%.
第1図はこの発明にかかる多空胴クライストロンの概略
の構成を示す図、第2図は空胴の相互作用間隙に発生す
る高周波電圧の大きさIVIと直流ビーム電圧V。
どの比I V I /Vo をパラメータにした、電子
ビームの正規化高周波電流の基本波成分の管軸方向の変
化を表わす線図、第3図は第2図においてIVI/Vo
=0.2のときの集群の様子を詳しくみるための電子位
相線図、第4図は第1図の管と従来の設計による管との
比較のため、電子ビーム中の正規化高周波電流の基本波
成分の大きさを、管軸方向距離の関数として、示した線
図である。
なお、1は多空胴クライストロン、3は電子ビーム、5
は半同軸型人力空胴、6は入力空胴結合手段、8は第一
のドリフト管、9は前置中間空胴、11は第二のドリフ
ト管、12は第一の後置中間空胴、14は第三のドリフ
ト管、15は第二の後置中間空胴、1Tは第四のドリフ
ト管、18は出力空胴、20は出力空胴結合手段、21
.22゜23.24,25は入力空胴、前置中間空胴、
第一の後置中間空胴、第二の後置中間空胴、出力空胴用
のそれぞれの同調周波数可変手段、31 、32はそれ
ぞれ従来と本発明における電子ビーム中の正規化高周波
電流の基本波成分の大きさを示す。FIG. 1 shows a schematic configuration of a multi-cavity klystron according to the present invention, and FIG. 2 shows the magnitude of the high-frequency voltage IVI generated in the interaction gap of the cavities and the DC beam voltage V. Figure 3 is a diagram showing the change in the fundamental wave component of the normalized high-frequency current of the electron beam in the tube axis direction, using the ratio IVI/Vo as a parameter.
Figure 4 is an electron phase diagram to see in detail the state of the clustering when = 0.2, and Figure 4 shows the normalized high-frequency current in the electron beam for comparison between the tube in Figure 1 and a conventionally designed tube. FIG. 3 is a diagram showing the magnitude of the fundamental wave component as a function of the distance in the tube axis direction. Note that 1 is a multi-cavity klystron, 3 is an electron beam, and 5 is a multi-cavity klystron.
is a semi-coaxial human powered cavity, 6 is an input cavity coupling means, 8 is a first drift tube, 9 is a front intermediate cavity, 11 is a second drift tube, and 12 is a first rear intermediate cavity. , 14 is a third drift tube, 15 is a second post intermediate cavity, 1T is a fourth drift tube, 18 is an output cavity, 20 is an output cavity coupling means, 21
.. 22゜23.24, 25 are input cavities, pre-intermediate cavities,
Respective tuning frequency variable means 31 and 32 for the first rear intermediate cavity, the second rear intermediate cavity, and the output cavity are the basics of the normalized high-frequency current in the electron beam in the conventional and the present invention, respectively. Indicates the size of the wave component.
Claims (1)
ロンであって、電子ビームを速度変調する相互作用間隙
を有する1個の入力空胴と、電子ビーム路に沿って前記
の入力空胴の下流に配置された1個以上の前置中間空胴
とビーム路に沿って前記の前置中間空胴の下流に配置さ
れた2個以上の後置中間空胴とビーム路に沿って前記の
後置中間空胴の下流に配置され密度変調された電子ビー
ムから出力波エネルギーを抽出するための1個の出力空
胴と、前記すべての空胴の間に介在する複数個のドリフ
ト管とを具備し、前記の入力空胴と前置中間空胴、出力
袈小マすべて通過帯域中心周波数に対し±0.5%以内
の周波数に同調し、後置中間空胴はすべて通過帯域中心
周波数に対し+5%以内の周波数に同調しており、各空
胴の相互作用間隙中心間の長さで定義される前記のドリ
フト管の長さに関して、前記後置中間空胴の間の1つの
ドリフト管の長さは低減プラズマ角度で表わして70度
から90度の範囲にあり、残りのドリフト管の長さは低
減プラズマ角度で表わして70度以下であることを特徴
とする多空胴クライストロン。1. A multi-cavity klystron with a passband of a certain frequency width, including one input cavity with an interaction gap for velocity modulating the electron beam, and an input cavity downstream of said input cavity along the electron beam path. one or more pre-intermediate cavities disposed downstream of said pre-intermediate cavity along a beam path; and two or more post-intermediate cavities disposed downstream of said pre-intermediate cavity along a beam path; an output cavity disposed downstream of the intermediate cavity for extracting output wave energy from the density-modulated electron beam; and a plurality of drift tubes interposed between all the cavities. , the input cavity, the front intermediate cavity, and the output cap are all tuned to a frequency within ±0.5% of the passband center frequency, and the rear intermediate cavity is all tuned to a frequency within ±0.5% of the passband center frequency. %, and the length of one drift tube between said trailing intermediate cavities, with respect to said drift tube length defined by the length between interaction gap centers of each cavity. A multi-cavity klystron characterized in that the length of the drift tube is in the range of 70 degrees to 90 degrees expressed as a reduced plasma angle, and the length of the remaining drift tube is 70 degrees or less expressed as a reduced plasma angle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53011166A JPS5851655B2 (en) | 1978-02-02 | 1978-02-02 | multi-cavity klystron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53011166A JPS5851655B2 (en) | 1978-02-02 | 1978-02-02 | multi-cavity klystron |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54104282A JPS54104282A (en) | 1979-08-16 |
| JPS5851655B2 true JPS5851655B2 (en) | 1983-11-17 |
Family
ID=11770452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53011166A Expired JPS5851655B2 (en) | 1978-02-02 | 1978-02-02 | multi-cavity klystron |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5851655B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6099321U (en) * | 1983-12-13 | 1985-07-06 | 日本サ−ボ株式会社 | bearing device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104952676A (en) * | 2015-06-29 | 2015-09-30 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | RKA (relativistic klystron amplifier) output cavity with inner conductor arranged inside |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS533225B2 (en) * | 1972-04-18 | 1978-02-04 |
-
1978
- 1978-02-02 JP JP53011166A patent/JPS5851655B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6099321U (en) * | 1983-12-13 | 1985-07-06 | 日本サ−ボ株式会社 | bearing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54104282A (en) | 1979-08-16 |
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