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JPS6316852B2 - - Google Patents
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JPS6316852B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6316852B2
JPS6316852B2 JP6083381A JP6083381A JPS6316852B2 JP S6316852 B2 JPS6316852 B2 JP S6316852B2 JP 6083381 A JP6083381 A JP 6083381A JP 6083381 A JP6083381 A JP 6083381A JP S6316852 B2 JPS6316852 B2 JP S6316852B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
electrode
noise
magnetron
cylindrical base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP6083381A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57176645A (en
Inventor
Noritoshi Hinuma
Norio Tashiro
Kaizo Yamamoto
Hiroshi Kuronuma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Hoso Kyokai NHK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Nippon Hoso Kyokai NHK filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6083381A priority Critical patent/JPS57176645A/en
Priority to US06/385,399 priority patent/US4489254A/en
Priority to GB8215148A priority patent/GB2095896B/en
Priority to PCT/JP1981/000250 priority patent/WO1982001101A1/en
Publication of JPS57176645A publication Critical patent/JPS57176645A/en
Publication of JPS6316852B2 publication Critical patent/JPS6316852B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/02Electrodes; Magnetic control means; Screens
    • H01J23/04Cathodes
    • H01J23/05Cathodes having a cylindrical emissive surface, e.g. cathodes for magnetrons

Landscapes

  • Microwave Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はマグネトロンに係り、特にその陰極
構体の改良に関する。 一般に、電界に対して直角に磁界を与えるマグ
ネトロンは、これをとりつけた電子機器、例えば
電子レンジとして今日広く普及しているが、これ
にともなつて雑音漏洩の規制が強化されている。
この雑音規制に関して、国際的には国際無線障害
特別委員会(CISPRと称す)の規格が各国で実
施もしくは実施検討中である。従つて、この種の
電子管にあつては、当然のことながら、この電子
管自体から発する雑音の低減、不要電波の放射、
漏洩の一層の低減対策が要望されている。 マグネトロンを例にとつて、従来の構造及び雑
音発生状況を次に説明する。例えば2.45GHz帯の
電子レンジ用マグネトロンの構造は、第1図に示
すようになつている。図中の符号21はマグネト
ロン発振部本体、22はラジエータ、23,23
はフエライトマグネツト、24は継鉄、25は螺
旋状に巻かれた直熱形カソード、26はアノード
ベイン、27はアノードシリンダ、28はストラ
ツプリング、29は出力部、29aはアンテナフ
イーダ、30,30は一対のポールピース、31
はカソード入力部絶縁シリンダー32,33はカ
ソード支持体、34,35はカソード端子、36
はチヨークコイル、37は貫通形コンデンサー、
37aはカソード入力端子、38はシールドボツ
クスをあらわしている。こうしてアノードベイン
26とカソード25との間には数1000(V)の電
圧が印加され、その電子作用空間39にカソード
軸すなわち管軸と平行な方向の磁界がマグネツト
により与えられ発振動作する。発振マイクロ波の
大部分は、アンテナフイーダ29aを通じて出力
部29から外部負荷に供給される。出力部29か
ら出るマイクロ波電力の中には、基本波以外の雑
音が若干混在するが、一方、カソード端子34,
35及びこれに接続され入力導線の一部をなすチ
ヨークコイル36及びコンデンサ37からなるフ
イルタ回路を通して、不要な高周波雑音が漏洩す
る。この雑音成分は数10Hzから数GHzに分布す
る。勿論、フイルタ回路により電源トランスや商
用電力線路に向つて漏洩する雑音勢力を減衰させ
ているが、この漏洩抑制効果を完全にするには、
可成り高級なフイルタ回路を用いなければならな
い。 ところで、第1図に示すような構造のマグネト
ロンを第2図に示す測定回路により入力線路方向
に漏洩する雑音成分を測定したところ第3図に示
すように1000MHz付近までの周波数成分の雑音
がほぼ連続的に分布するスペクトラムが検知され
る。ただしこの場合は第1図のフイルタ回路すな
わちチヨークコイルとコンデンサを使用しない場
合の測定結果である。なお第2図において符号
0は第1図に示すような被測定マグネトロン、4
0は導波管、41はダミーロード、42はカソー
ド電源、43は高圧電源、44はカソード入力線
路、45はフエライトクランプのような測定プロ
ーブ、46はスペクトラムアナライザーをあらわ
している。 さてこのように連続的に分布するマグネトロン
の雑音の原因の一つとして次のような推定をする
ことができる。すなわち第4図はマグネトロンの
同軸配置されたアノードとカソードとを模式的に
示したものであるが、同図においてカソードをマ
イナス、アノードをプラスとしてカソード、アノ
ード間に数1000(V)の高電圧を加え、カソード
から熱電子が放出されるようにすると、作用空間
39においてはカソード近傍の空間電荷により図
に点線曲線aで示すように下に凹んだ電位分布と
なる。一方矢印Bで示すようにこの作用空間には
1000〜2000ガウスの直流磁界がカソード軸方向に
加わつているため、カソードを出た電子は、電界
と磁界との作用によりカソードのまわりを周回す
る。とくに直交電磁界のため、電子の走行距離が
長いため電子は残留ガスに衝突する確率が大き
く、他の直進形管等にくらべて著しく多くのプラ
スイオン()を発生する。発生したプラスイオ
ンは曲線aで示した電位分布の谷(図に符号mで
示す)に流れ込み、しだいに空間電荷界中の電子
とプラスイオンとの中和が進行し、その結果この
谷付近の電位が上昇し符号mで示すようにカソー
ド25と同等もしくはそれよりわずかに高い電位
まで高められる。その状態で作用空間中の電位分
布は実線曲線bの如くなる。次の段階として再び
空間電荷により電位の谷mが形成される。このよ
うな一連の過程が周期的にくり返される。その結
果カソード、アノード間の電流すなわち陽極電流
に複雑な脈動現象が生じ、これが雑音として外部
回路に漏洩するものと推定できる。したがつてこ
のようにして生ずる雑音は例えば1000MHz以下
という比較的周波数の低い成分を形づくつている
ものと考えられる。そしてこのような雑音成分は
主として入力線路にのつて漏洩するいわゆるライ
ンノイズとしてあらわれる。またこのような雑音
は種々の電波障害をひき起してしまう。 以上の雑音発生原因の推論から、このような雑
音成分の低減のためには、電子作用空間、とくに
カソード近傍に生ずる電位分布の谷を実質的に解
消すること、あるいはこの電位分布の谷の付近に
漂遊するプラスイオンを遅滞なく取除くことによ
りこの電位分布の谷付近の不安定な変動をなくす
るように構成すればよいと考えられる。 そこで本発明者らはこの種電子管雑音の発生を
抑制するためカソードの近傍にこのカソードと同
電位または負の電位を与える第3の電極すなわち
ドレイン電極を配置する提案をしている(特願昭
55―130762号)。 本発明は基本的には前記提案と同様にカソード
近傍に第3の電極を配置して比較的低い周波数成
分の雑音の発生を抑制するものであり、特にこれ
を実用性ある構成にまで完成させたものである。
すなわち、第3電極をカソード近傍でセラミツク
のような絶縁物体で機械的に保持しようとする
と、カソード付近は極度に高温であるためかえつ
てガスの発生を招き、イオンによる雑音発生の抑
制が充分なされない不都合が生じることがわかつ
た。そこで本発明においてはカソード近傍におい
ては絶縁物等を用いることなく第3電極を遊端状
態のままとし、カソード近傍では筒状基体を用い
て第3電極を構成し、これをカソードから充分離
れたカソードステム付近あるいはその近傍で絶縁
物を介して機械的に保持するようにしたものであ
る。 以下その実施例を図面を参照しながら説明す
る。なお同一部分は同一符号であらわす。 第5図および第6図に示す実施例のマグネトロ
ンは、次の構成を有する。同図にはマグネトロン
発振部本体のみを示しており、ラジエータ、磁気
回路、シールドボツクス、フイルタ回路等は第1
図と同様に組み立てられる。そこでカソード構体
を詳述すれば、管軸上に配置された棒状のカソー
ド支持体32の一端にエンドハツト51aおよび
エンドチツプ52が固着されており、このカソー
ド支持体の他端はカソード端子35および排気管
54に接合されている。スリーブ状のカソード支
持体33はその一端がセラミツクスペーサ55で
絶縁して同軸配置され、エンドハツト51bに接
合されており、他端はもう1つのカソード端子3
4に接合されている。そしてエンドチツプ52と
エンドハツト51bとの間にコイル状に巻かれた
トリウムタングステン直熱カソード25が接合さ
れている。これによつてカソード25はカソード
端子34,35に供給される加熱電力で通電加熱
されうるようになつている。 さて、スリーブ状カソード支持体33の内側に
は、さらに絶縁して第3電極のスリーブ状支持体
57が同軸状に配設され、絶縁シリンダー31の
上端に気密接合された第3電極端子58に結合さ
れている。そして、絶縁筒31,31a,31b
からなる入力ステム部に固定された第3電極支持
体57の下端に第3電極60が設けられている。
そこでこの第3電極60は、カソード25の内側
にこのカソード螺旋内径よりも小さい導電性筒状
基体61が設けられ、この基体61の外周で且つ
カソードの各螺旋間に突出する螺旋状突出片62
が一体的に設けられてなる。そしてこの基体61
の下端61aは絶縁物等を介することなく遊端の
ままとされ、他方エンドハツト51bよりも図の
上方すなわちポールピース30よりも上方に離れ
た位置でセラミツク絶縁体63により内側の棒状
カソード支持体32に保持され、さらに他端は第
3電極端子58の中心孔に密嵌合され機械的に保
持された第3電極支持体57に接合されている。
このようにして第3電極60はカソード25の部
分から充分離れた位置で絶縁体を介してカソード
支持体に保持され、先端は遊端のままとされてい
る。またこの第3電極60はその突出片62がカ
ソード25の螺旋間にあつてカソードの外周と同
等の位置まで突出形成されてなる。またこの第3
電極は、W、Mo、Ta、Tiのような難溶性金属
のうちから選ばれた単体又は合金で、一次、二次
電子放射性のよくない表面状態に形成されること
が望ましく、そして図のようにカソードの近傍で
且つカソードからアノードへ向かう電子の流れを
妨げないような位置に置かれる。一例として
2.45GHz帯で約800(W)の出力のマグネトロン
で、カソードのコイル線径が直径で0.58mm、カソ
ードおよび第3電極突出片の各ピツチ間隔はそれ
ぞれ2.0mm、螺旋外径が5.0mm、アノードベイン先
端の内径が10mmである。したがつてカソードの螺
旋と第3電極の螺旋とは外周面が同一面上に1mm
間隔で交互に配列される。なお図中の符号31
a,31bはセラミツク絶縁筒をあらわしてい
る。またアノードベイン26とアノードシリンダ
ーとは複数個の空胴共振器を構成しており、全体
としてアノードを形成している。 以上の構造を有する本発明の実施例のマグネト
ロン20は、第7図に示す電源回路に接続されて
動作させられる。図において符号71は一次側が
商用電源に接続され二次側に高圧巻線71aおよ
びカソード加熱用巻線71bおよび第3電極電源
用巻線71cが巻かれているリーケージトラン
ス、72は0.5μF程度の紙コンデンサ、73は高
圧整流用ダイオード、74はカソードと第3電極
との間に電位を与えるための電源整流回路をあら
わしている。 次に動作を説明すれば、カソードは加熱されて
熱電子を放出する。このカソードとアノードベイ
ンとの間には数1000(V)の高電圧が印加され、
また電子作用空間には1500ガウス程度の管軸に平
行な磁束の直流磁界が与えられており、発振動作
する。空胴共振器に発生するマイクロ波エネルギ
ーはアンテナフイーダを通じて出力部から外部負
荷に伝送される。さてカソードを加熱すると放出
電子により第4図に示した如くカソードの前面約
数10μm〜数100μm付近に電位の谷が形成される
(第3電極がない場合)が、第3電極をカソード
に対して例えば−100〜−500V程度の負の電位に
すると、電位の谷にむかつて集まるプラスイオン
は第3電極がこれよりもさらに負の電位となつて
いるためにこの第3電極にただちに捕えられる。
すなわちプラスイオンはカソード近傍にとどまる
ことなく第3電極に流入し、カソード近傍の不安
定な電子―イオン中和現象が起らない。その結
果、とくに1000MHzのオーダー以下の雑音の発
生が確実に抑制される。 そしてとくにこの発明によれば、第3電極を筒
状基体とその外周に設けた突出片により構成し、
これをカソードから離れた位置で機械的に自立ま
たは絶縁物を介して保持させられ且つカソードの
電子放射部分付近では絶縁物を介することなく遊
端状態に構成されてなるためカソードが1000数百
℃に高温となつてもその付近に第3電極を保持す
る絶縁物がなくてガス放出も起こらず、不安定動
作、雑音発生を確実に抑制することができる。し
かも第3電極を負電位に保つておけば、この第3
電極への電子のバツクボンバードも抑制され、第
3電極自身からのガス放出も生じにくい。このよ
うに本発明によれば安定な動作が維持される。 なお第3電極はカソードと同電位にしても充分
実用になる雑音抑制効果が得られる。 第3電極60の主要部は、第8図に示すよう
に、導電体薄板を丸め成形した基体61の外周に
突出片62を有する帯状体81を図示しないコイ
ル状カソードと同一ピツチで巻きつけて固定して
もよい。これによれば製作が容易である。 また第9図に示すように円筒状基体61の一部
を切り起して実質的に螺旋状に並らぶ突出片6
2,62…を形成してもよい。さらに第10図に
示す実施例は、MoやFeからなり外径がカソード
25の内径より小さい円筒状基体61の外周に導
体コイル82を巻き付け固着した第3の電極60
を使用したものであり、これは前記コイル82が
第3の電極60の主要部をなし、その外径はカソ
ード25の内径よりも大きく設定されている。 第11図に示す実施例は、コイル状カソード2
5の内側にカソードの螺旋に対応する形状とピツ
チの螺旋状凹部83および凸部84を有する円筒
状第3電極60を設けたものである。また第12
図に示す実施例は、円筒状基体61の外周にカソ
ードと同一ピツチで巻いたコイル82を設け、こ
の第3電極コイル82の両端82a,82bを基
体61に固着したものである。 そしてこれら各実施例において円筒状基体61
は、カソードから離れた位置で絶縁筒を有するカ
ソードステムに自立させるかまたは絶縁体を介し
てカソード支持体に保持させ、カソード部分の先
端は遊端のままとして構成する。 なお、上記第5図および第6図に示す実施例で
は、第3電極支持体57と筒状基体61は別個に
構成されていたが、上記他の実施例では、第3電
極支持体57と筒状基体61,83は一体化され
ている場合を示している。 このように本発明のマグネトロンは雑音抑制の
ための第3電極の動作を安定にし、実用性がすぐ
れている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a magnetron, and particularly to improvements in its cathode structure. In general, magnetrons that apply a magnetic field at right angles to an electric field are now widely used in electronic devices such as microwave ovens, and as a result, regulations regarding noise leakage have become stricter.
Regarding this noise regulation, internationally, the standards of the International Special Committee on Radio Interference (CISPR) are being implemented or are being considered for implementation in each country. Therefore, with this type of electron tube, it is natural to reduce the noise emitted from the electron tube itself, to emit unnecessary radio waves,
Measures to further reduce leakage are required. Taking a magnetron as an example, the conventional structure and noise generation situation will be explained next. For example, the structure of a 2.45 GHz microwave oven magnetron is shown in Figure 1. In the figure, reference numeral 21 is the main body of the magnetron oscillation unit, 22 is the radiator, 23, 23
24 is a ferrite magnet, 24 is a yoke, 25 is a spirally wound directly heated cathode, 26 is an anode vane, 27 is an anode cylinder, 28 is a strap ring, 29 is an output part, 29a is an antenna feeder, 30 , 30 is a pair of pole pieces, 31
are cathode input section insulating cylinders 32 and 33 are cathode supports, 34 and 35 are cathode terminals, and 36
is a chiyoke coil, 37 is a feedthrough capacitor,
37a represents a cathode input terminal, and 38 represents a shield box. In this way, a voltage of several thousand volts is applied between the anode vane 26 and the cathode 25, and a magnetic field is applied to the electron action space 39 by the magnet in a direction parallel to the cathode axis, that is, the tube axis, causing oscillation. Most of the oscillated microwaves are supplied from the output section 29 to the external load through the antenna feeder 29a. The microwave power output from the output section 29 contains some noise other than the fundamental wave, but on the other hand, the cathode terminal 34,
Unnecessary high frequency noise leaks through a filter circuit consisting of a filter circuit 35, a choke coil 36 and a capacitor 37 connected thereto and forming part of the input conductor. This noise component is distributed from several tens of Hz to several GHz. Of course, the filter circuit attenuates the noise power leaking toward the power transformer and commercial power line, but in order to fully achieve this leakage suppression effect,
A fairly sophisticated filter circuit must be used. By the way, when we measured the noise components leaking in the direction of the input line using the measurement circuit shown in Fig. 2 for a magnetron with the structure shown in Fig. 1, we found that the noise in the frequency components up to around 1000 MHz was almost the same as shown in Fig. 3. A continuously distributed spectrum is detected. However, in this case, the measurement results are obtained when the filter circuit shown in FIG. 1, that is, the choke coil and capacitor are not used. In addition, in Fig. 2, the symbol 2
0 is the magnetron to be measured as shown in Fig. 1, 4
0 is a waveguide, 41 is a dummy load, 42 is a cathode power supply, 43 is a high voltage power supply, 44 is a cathode input line, 45 is a measurement probe such as a ferrite clamp, and 46 is a spectrum analyzer. Now, one of the causes of such continuously distributed magnetron noise can be estimated as follows. In other words, Figure 4 schematically shows the coaxially arranged anode and cathode of a magnetron. In the figure, the cathode is negative and the anode is positive, and a high voltage of several 1000 (V) is generated between the cathode and the anode. When thermionic electrons are emitted from the cathode, the potential distribution in the action space 39 becomes concave downward as shown by the dotted curve a in the figure due to the space charge near the cathode. On the other hand, as shown by arrow B, this action space has
Since a DC magnetic field of 1000 to 2000 Gauss is applied in the axial direction of the cathode, the electrons leaving the cathode orbit around the cathode due to the action of the electric and magnetic fields. In particular, due to the orthogonal electromagnetic field, the traveling distance of the electrons is long, so there is a high probability that the electrons will collide with residual gas, and significantly more positive ions () are generated than in other straight tubes. The generated positive ions flow into the valley of the potential distribution shown by curve a (indicated by symbol m in the figure), and the electrons and positive ions in the space charge field gradually become neutralized, and as a result, the area near this valley The potential increases to a potential equal to or slightly higher than that of the cathode 25, as indicated by the symbol m. In this state, the potential distribution in the working space becomes like a solid line curve b. In the next step, a potential valley m is again formed by space charges. This series of processes is repeated periodically. As a result, a complicated pulsation phenomenon occurs in the current between the cathode and the anode, that is, the anode current, and it can be assumed that this leaks into the external circuit as noise. Therefore, it is considered that the noise generated in this way forms a relatively low frequency component of, for example, 1000 MHz or less. Such noise components mainly appear as so-called line noise that leaks along the input line. Furthermore, such noise causes various kinds of radio wave interference. Based on the above reasoning about the causes of noise generation, in order to reduce such noise components, it is necessary to substantially eliminate the valleys in the potential distribution that occur in the electron action space, especially near the cathode, or to It is considered that the configuration should be such that unstable fluctuations near the valleys of the potential distribution can be eliminated by removing stray positive ions without delay. Therefore, in order to suppress the generation of this kind of electron tube noise, the present inventors have proposed placing a third electrode, that is, a drain electrode, which provides the same potential or a negative potential as the cathode near the cathode (patent application
55-130762). Basically, the present invention suppresses the generation of relatively low frequency component noise by arranging a third electrode near the cathode, similar to the above proposal, and in particular, this invention has been completed to a practical configuration. It is something that
In other words, if you try to mechanically hold the third electrode near the cathode with an insulating object such as ceramic, the extremely high temperature near the cathode will lead to the generation of gas, and it will not be possible to sufficiently suppress noise caused by ions. It has been found that there are inconveniences caused by not doing so. Therefore, in the present invention, the third electrode is left in a free end state without using an insulator in the vicinity of the cathode, and the third electrode is constructed using a cylindrical base body in the vicinity of the cathode, and the third electrode is placed at a sufficient distance from the cathode. It is designed to be mechanically held at or near the cathode stem via an insulator. Examples thereof will be described below with reference to the drawings. Note that the same parts are represented by the same symbols. The magnetron of the embodiment shown in FIGS. 5 and 6 has the following configuration. The figure shows only the main body of the magnetron oscillator, and the radiator, magnetic circuit, shield box, filter circuit, etc.
Assembled as shown. To explain the cathode structure in detail, an end hat 51a and an end tip 52 are fixed to one end of a rod-shaped cathode support 32 arranged on the tube axis, and the other end of the cathode support is connected to a cathode terminal 35 and an exhaust pipe. 54. One end of the sleeve-shaped cathode support 33 is insulated by a ceramic spacer 55 and coaxially arranged and joined to the end hat 51b, and the other end is connected to another cathode terminal 3.
It is joined to 4. A thorium tungsten directly heated cathode 25 wound into a coil is connected between the end chip 52 and the end hat 51b. Thereby, the cathode 25 can be electrically heated by the heating power supplied to the cathode terminals 34 and 35. Now, inside the sleeve-like cathode support 33, a sleeve-like support 57 for a third electrode is coaxially disposed in an insulated manner, and is connected to a third electrode terminal 58 that is hermetically sealed to the upper end of the insulating cylinder 31. combined. And insulating tubes 31, 31a, 31b
A third electrode 60 is provided at the lower end of a third electrode support 57 fixed to the input stem section.
Therefore, in the third electrode 60 , a conductive cylindrical base 61 smaller than the inner diameter of the cathode spiral is provided inside the cathode 25, and a spiral protruding piece 62 is provided on the outer periphery of the base 61 and protrudes between each spiral of the cathode.
are integrally provided. And this base 61
The lower end 61a is left as a free end without intervening an insulator or the like, and a ceramic insulator 63 connects the inner rod-shaped cathode support 32 at a position above the end hat 51b in the figure, that is, above the pole piece 30. The other end is joined to a third electrode support 57 which is tightly fitted into the center hole of the third electrode terminal 58 and mechanically held.
In this way, the third electrode 60 is held on the cathode support via the insulator at a position sufficiently away from the cathode 25, and its tip remains free. Further, the third electrode 60 has a protruding piece 62 formed between the spirals of the cathode 25 and protruding to a position equivalent to the outer periphery of the cathode. Also this third
The electrode is preferably made of a single substance or an alloy selected from refractory metals such as W, Mo, Ta, and Ti, and is preferably formed in a surface condition that does not emit primary or secondary electrons, as shown in the figure. It is placed near the cathode and in a position that does not impede the flow of electrons from the cathode to the anode. As an example
It is a magnetron with an output of approximately 800 (W) in the 2.45 GHz band, the cathode coil wire diameter is 0.58 mm, the pitch spacing of the cathode and third electrode protruding pieces is 2.0 mm, the outer diameter of the spiral is 5.0 mm, and the anode The inner diameter of the vane tip is 10mm. Therefore, the outer peripheral surfaces of the cathode spiral and the third electrode spiral are on the same plane with a distance of 1 mm.
Arranged alternately at intervals. In addition, the code 31 in the figure
a and 31b represent ceramic insulating tubes. Further, the anode vane 26 and the anode cylinder constitute a plurality of cavity resonators, and together form an anode. The magnetron 20 according to the embodiment of the present invention having the above structure is operated by being connected to the power supply circuit shown in FIG. In the figure, reference numeral 71 is a leakage transformer whose primary side is connected to a commercial power supply and whose secondary side is wound with a high voltage winding 71a, a cathode heating winding 71b, and a third electrode power supply winding 71c, and 72 is a leakage transformer of about 0.5 μF. A paper capacitor, 73 a high-voltage rectifier diode, and 74 a power rectifier circuit for applying a potential between the cathode and the third electrode. Next, to explain the operation, the cathode is heated and emits thermoelectrons. A high voltage of several thousand (V) is applied between the cathode and the anode vane,
In addition, a DC magnetic field of approximately 1500 Gauss of magnetic flux parallel to the tube axis is applied to the electron action space, causing oscillation. The microwave energy generated in the cavity resonator is transmitted from the output section to the external load through the antenna feeder. Now, when the cathode is heated, a potential valley is formed in the vicinity of several tens of micrometers to several hundred micrometers in front of the cathode as shown in Figure 4 due to the emitted electrons (if there is no third electrode). For example, if the potential is set to a negative potential of about -100 to -500V, the positive ions that gather around the valley of the potential will be immediately captured by the third electrode because the potential is even more negative than this. .
That is, the positive ions do not remain in the vicinity of the cathode but flow into the third electrode, and the unstable electron-ion neutralization phenomenon in the vicinity of the cathode does not occur. As a result, the generation of noise, especially on the order of 1000 MHz or less, is reliably suppressed. In particular, according to the present invention, the third electrode is constituted by a cylindrical base and a protruding piece provided on the outer periphery of the cylindrical base,
This is mechanically independent or held via an insulator at a position away from the cathode, and the cathode has a free end structure without an insulator in the vicinity of the electron emitting portion of the cathode. Even if the temperature reaches a high temperature, there is no insulating material holding the third electrode in the vicinity, so gas release does not occur, and unstable operation and noise generation can be reliably suppressed. Moreover, if the third electrode is kept at a negative potential, this third electrode
Back bombardment of electrons to the electrode is also suppressed, and gas emission from the third electrode itself is less likely to occur. In this way, according to the present invention, stable operation is maintained. Note that even if the third electrode has the same potential as the cathode, a sufficient noise suppression effect can be obtained for practical use. As shown in FIG. 8, the main part of the third electrode 60 is made by winding a band-shaped body 81 having a protruding piece 62 around the outer periphery of a base body 61 made of a rolled conductive thin plate at the same pitch as a coiled cathode (not shown). It may be fixed. According to this, manufacturing is easy. Further, as shown in FIG. 9, a portion of the cylindrical base body 61 is cut and raised to form protruding pieces 6 arranged substantially in a spiral shape.
2, 62... may be formed. Furthermore, the embodiment shown in FIG. 10 has a third electrode 60 in which a conductive coil 82 is wound and fixed around the outer periphery of a cylindrical base 61 made of Mo or Fe and whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the cathode 25.
The coil 82 forms the main part of the third electrode 60 , and its outer diameter is set larger than the inner diameter of the cathode 25. The embodiment shown in FIG.
A cylindrical third electrode 60 having a spiral concave portion 83 and a convex portion 84 having a shape and pitch corresponding to the spiral of the cathode is provided inside the electrode 5 . Also the 12th
In the embodiment shown in the figure, a coil 82 wound at the same pitch as the cathode is provided around the outer periphery of a cylindrical base 61, and both ends 82a, 82b of this third electrode coil 82 are fixed to the base 61. In each of these embodiments, the cylindrical base 61
The cathode stem is made to stand on a cathode stem having an insulating tube at a position away from the cathode, or is held on a cathode support via an insulator, and the tip of the cathode portion remains free. In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the third electrode support 57 and the cylindrical base 61 were constructed separately, but in the other embodiments, the third electrode support 57 and the cylindrical base 61 were constructed separately. A case is shown in which the cylindrical base bodies 61 and 83 are integrated. As described above, the magnetron of the present invention stabilizes the operation of the third electrode for noise suppression and is highly practical.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はマグネトロンの一般的な構造を示す縦
断面図、第2図は雑音測定回路を示す概略図、第
3図はマグネトロンから発生する入力線路雑音特
性図、第4図はその原因を説明する模式図、第5
図は本発明の一実施例を示す要部縦断面図、第6
図はその要部拡大図、第7図は動作回路図、第8
図ないし第12図は各々本発明の他の実施例を示
す要部縦断面図である。 25…カソード、26…アノード(ベイン)、
39…電子作用空間、60…第3電極、61…円
筒状基体、62…突出片、63…絶縁物。
Figure 1 is a vertical cross-sectional view showing the general structure of a magnetron, Figure 2 is a schematic diagram showing a noise measurement circuit, Figure 3 is a characteristic diagram of the input line noise generated from the magnetron, and Figure 4 explains its causes. Schematic diagram, 5th
The figure is a vertical cross-sectional view of main parts showing one embodiment of the present invention.
The figure is an enlarged view of the main parts, Figure 7 is an operating circuit diagram, and Figure 8 is an enlarged view of the main parts.
12 through 12 are longitudinal cross-sectional views of main parts showing other embodiments of the present invention. 25... Cathode, 26... Anode (Vane),
39...Electron action space, 60 ...Third electrode, 61...Cylindrical base, 62...Protrusion piece, 63...Insulator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 絶縁筒31,31a,31bからなる入力ス
テム部に支持された一対のカソード支持体32,
33の先端部に一対のエンドハツト51a,51
bが固定され、これらエンドハツト間に螺旋状カ
ソード25が接続され、このカソードのまわりに
同軸状に空胴共振器を構成するアノードベイン2
6が配置され、これらカソードおよびアノードベ
イン間の電子作用空間39にカソード軸に平行な
磁界が与えられるマグネトロンにおいて、 上記螺旋状カソード25の内側に第3電極60
が該カソードに対して電気的に絶縁して設けら
れ、 この第3電極60は、前記カソードの内側に該
カソード内径よりも小さい外径の導電性筒状基体
61,83が同軸的に設けられるとともに該筒状
基体の外周に上記カソードの螺旋間に位置する螺
旋状突出部材62,82,84が固着され、 前記筒状基体61,83が、該筒状基体61,
83と一体または別個の第3電極支持体57を介
して上記入力ステム部に固定保持されてなること
を特徴とするマグネトロン。
[Claims] 1. A pair of cathode supports 32 supported by an input stem portion consisting of insulating cylinders 31, 31a, and 31b,
A pair of end hats 51a, 51 at the tip of 33
b is fixed, a spiral cathode 25 is connected between these end hats, and an anode vane 2 constituting a cavity resonator coaxially around this cathode.
6 is arranged, and a magnetic field parallel to the cathode axis is applied to the electron action space 39 between the cathode and the anode vane .
is provided to be electrically insulated from the cathode, and the third electrode 60 has conductive cylindrical bases 61 and 83 coaxially provided inside the cathode and having an outer diameter smaller than the inner diameter of the cathode. At the same time, spiral protruding members 62, 82, 84 located between the spirals of the cathode are fixed to the outer periphery of the cylindrical base, and the cylindrical bases 61, 83 are connected to the cylindrical base 61,
A magnetron characterized in that the magnetron is fixedly held on the input stem portion through a third electrode support 57 that is either integrated with the third electrode support 83 or separate from the third electrode support 57 .
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