特許 6904986 マイクロ波電子管及びマイクロ波増幅装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6904986

(24)【登録日】2021年6月28日

(45)【発行日】2021年7月21日

(54)【発明の名称】マイクロ波電子管及びマイクロ波増幅装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 23/00 20060101AFI20210708BHJP

【ＦＩ】

   H01J23/00 C

【請求項の数】6

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2018-568626(P2018-568626)

(86)(22)【出願日】2018年2月16日

(86)【国際出願番号】JP2018005495

(87)【国際公開番号】WO2018151253

(87)【国際公開日】20180823

【審査請求日】2019年7月23日

(31)【優先権主張番号】特願2017-29286(P2017-29286)

(32)【優先日】2017年2月20日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】599161890

【氏名又は名称】ＮＥＣネットワーク・センサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124154

【弁理士】

【氏名又は名称】下坂 直樹

(72)【発明者】

【氏名】益田 大志

【審査官】 鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０４−０６３５４１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５８−０８８７６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−０２５４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１５４４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１３３６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１９９４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−０８５９６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６２−０２４４６６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ２３／００

Ｈ０１Ｊ ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力部から出力部に向けて螺旋状の管内をマイクロ波が進行し得るヘリックスと、
前記へリックスに向けて電子流を放出する電子銃と、
前記電子流を、コレクタに向けて、前記へリックスの近傍を通過させる集束装置と、
前記電子流を吸収する前記コレクタと、
前記電子銃の備えるカソードと絶縁されたヒータを備えるゲッタと、
を備え、
前記ゲッタが、前記集束装置と前記コレクタの開口部との間に設置される、
マイクロ波電子管。

【請求項2】

前記ゲッタが、前記へリックスの近傍に設置される、請求項１に記載されたマイクロ波電子管。

【請求項3】

複数の前記ゲッタを備える、請求項１又は請求項２に記載されたマイクロ波電子管。

【請求項4】

前記ヒータが、前記電子銃、前記へリックス、前記集束装置及び前記コレクタのうちのいずれも駆動しない電源により駆動される、請求項１乃至請求項３のうちのいずれか一に記載されたマイクロ波電子管。

【請求項5】

マイクロ波の増幅中に前記ゲッタがガス吸着動作を行う、請求項１乃至請求項４のうちのいずれか一に記載されたマイクロ波電子管。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のうちのいずれか一に記載されたマイクロ波電子管と
前記ヒータの駆動を行う電源と、
を備えるマイクロ波増幅装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はマイクロ波を増幅するための装置に関する。

【背景技術】

【0002】

マイクロ波電子管（以下、「マイクロ波管」ともいう。）は、入力されたマイクロ波を増幅するための装置である（特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１は、電子銃部と、高周波回路部と、コレクタ部と、集束装置とを備えるマイクロ波管を開示する。前記電子銃部は、第一のヒータと第二のヒータとを備える。前記第一のヒータは、前記電子銃部の前記電子ビーム発生用のカソードに近接して配置された前記カソードの加熱用のものである。前記第二のヒータは、内部に一端が前記カソードに接続され、他端が前記カソードの外部リード線に接続された加熱用の第２のヒータを有するガス吸着用のものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−２５４５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１が開示するマイクロ波管のゲッタが備える前記第二のヒータは、前述のように、一端が前記カソードに接続され、他端が前記カソードの外部リード線に接続される。そのため、カソードへの電圧の印加により、前記第二のヒータへの電力供給が変動する。そのため、特許文献１が開示するマイクロ波管は、マイクロ波の増幅動作中と増幅動作停止との両方の状態において、ゲッタによるガス吸着動作に最適な電力を前記第二のヒータに供給することが困難である。

【0006】

本発明は、マイクロ波の増幅動作に関係なくゲッタによるガス吸着動作を良好に行い得るマイクロ波管等の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のマイクロ波電子管は、入力部から出力部に向けて螺旋状の管内をマイクロ波が進行し得るへリックスと、前記へリックスに向けて電子流を放出する電子銃と、前記電子流を、コレクタに向けて、前記へリックスの近傍を通過させる集束装置と、前記電子流を吸収する前記コレクタと、前記電子銃の備えるカソードと絶縁されたヒータを備える、ゲッタと、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明のマイクロ波管等は、マイクロ波の増幅動作に関係なくゲッタによるガス吸着動作を良好に行い得る。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態のマイクロ波増幅装置の構成を表す概念図である。

【図2】本実施形態のマイクロ波管の縦断面例を表す概念図である。

【図3】ゲッタルームの構成例を表す斜視図である。

【図4】電源の構成例を表す図である。

【図5】アノードと集束装置との間にゲッタを設置した本実施形態のマイクロ波管の構成例を表す概念図である。

【図6】二箇所にゲッタを設置した本実施形態のマイクロ波管の構成例を表す概念図である。

【図7】制御部が行う処理の処理フロー例（その１）を表す概念図である。

【図8】制御部が行う処理の処理フロー例（その２）を表す概念図である。

【図9】制御部が行う処理の処理フロー例（その３）を表す概念図である。

【図10】本発明の最小限のマイクロ波管の構成を表すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は、本実施形態のマイクロ波増幅装置の例であるマイクロ波増幅装置１００の構成を表すブロック図である。

【0011】

マイクロ波増幅装置１００は、マイクロ波管９０１と電源９３１とを備える。

【0012】

マイクロ波管９０１は、入力されたマイクロ波を増幅する。

【0013】

電源９３１は、マイクロ波管９０１の各構成に電力を供給する。

【0014】

図２は、図１に表すマイクロ波管９０１の例であるマイクロ波管１０１の構成を表す概念図である。図２はマイクロ波管１０１の縦断面を表す。マイクロ波管１０１は、ヘリックス型進行波管である。ヘリックス型進行波管については、例えば、特許文献１等に説明がある。

【0015】

マイクロ波管１０１は、電子銃５１と、へリックス１７と、集束装置１５と、コレクタ１６と、ゲッタ３１と、導体部材２６と、絶縁体１９ｂ、１９ｃとを備える。

【0016】

電子銃５１は、へリックス１７の向きに電子を放出する部分である。

【0017】

電子銃５１は、ヒータ１１と、カソード１２と、ウェネルト電極１３とアノード１４と絶縁体１９ａとを備える。カソード１２、ウェネルト電極１３、絶縁体１９ａ及びアノード１４は、同軸的に配置されている。

【0018】

ヒータ１１は、端子Ｋ−Ｊ間に印加される電力により、カソード１２を加熱する。ヒータ１１がカソード１２を加熱する加熱温度は例えば千度である。

【0019】

カソード１２は、ヒータ１１による加熱と端子Ｊ−Ｇ間に印加される電圧により、カソード１２の電子放出面５２からアノード１４に向けて電子を放出する。なお、端子Ｊは図４を参照して後述する、ヒータ電源３９、アノード電源３０、へリックス電源３４及びコレクタ電源３３の一方の端子に接続されることが想定されている。また、端子Ｋは、図４を参照して後述するヒータ電源３９の、他方の端子に接続されることが想定されている。

【0020】

ウェネルト電極１３は、略円筒形状であり、カソード１２の電子放出面５２から放出された電子がアノード１４の開口部５３を通過してへリックス１７に向けて進むよう集束させる。

【0021】

絶縁体１９ａは例えば円筒形状である。絶縁体１９ａは、カソード１２及びウェネルト電極１３と、アノード１４とを絶縁する。絶縁体１９ａは、また、電子銃５１の内部空間、及び、当該内部と開口部５３を介して接続された、へリックス１７の周囲、コレクタ１６の内部空間、ゲッタ３１の周囲等が真空に保たれるよう封止する。ここで、電子銃５１の内部空間は、電子銃５１の各構成により開口部５３以外が覆われた空間である。また、コレクタ１６の内部空間は、コレクタ１６の構成によりコレクタ１６の開口部以外の部分が覆われた空間である。

【0022】

以下において、電子銃５１の内部空間、へリックス１７の周囲、コレクタ１６の内部空間、ゲッタ３１の周囲等を、「へリックス周囲等」ということにする。

【0023】

絶縁体１９ａは例えばセラミクスである。

【0024】

電子銃５１の開口部５３から放出された電子は、端子Ｊ−Ｂ間に印加された電圧等により、開口部５３からへリックス１７及びコレクタ１６の向きに進行する。なお、端子Ｇは、図４を参照して後述するアノード電源３０の、他方の端子に接続されることが想定されている。

【0025】

集束装置１５は、例えば、電子銃５１と同心円的に配置された円筒形の磁石である。当該磁石は例えば永久磁石である。図２に表す集束装置１５は、二組の円筒形の磁石から構成されている。なお、集束装置１５を構成する磁石の数は、二組に限らず任意である。

【0026】

集束装置１５は、発生する磁界により、電子銃５１から放出された電子が、螺旋状のへリックス１７で覆われたへリックス１７近傍の空間を、コレクタ１６の方向に進行するよう、電子の進行方向を制御する。

【0027】

へリックス１７は、内部が中空の管状の細長い導体が螺旋状に成型されたものである。へリックス１７の入力部６１からは、マイクロ波がその中空の管内に入力される。入力されたマイクロ波は、出力部６２に向けて、へリックス１７の管内をへリックス１７の螺旋形状に沿って進む。そして、マイクロ波は、へリックス１７の管内を進む際に、電子銃５１から放出されへリックス１７近傍の空間を通過する電子との間で相互作用を起こす。そして、当該相互作用により当該マイクロ波は増幅される。増幅されたマイクロ波は、出力部６２から出力される。

【0028】

コレクタ１６は、コレクタ１６に向けて進行し、コレクタ１６に衝突する電子を吸収する。衝突した電子のエネルギーは熱に変換される。変換された熱はコレクタ１６の表面から外部に放出される。コレクタ１６の端子Ａは端子Ｂに接続されている。端子Ｂは、図４を参照して後述するコレクタ電源３３の、他方の端子に接続されることが想定されている。

【0029】

絶縁体１９ｂは、円筒形状であり、アノード１４と導体部材２６とを絶縁する。絶縁体１９ｂは、また、他の部材とともに、へリックス周囲等を真空に封止する。絶縁体１９ｂは、例えば、セラミクスである。

【0030】

導体部材２６は、へリックス１７の周囲を覆っている。そして、導体部材２６は、他の部材とともに、へリックス周囲等を真空に封止する。

【0031】

導体部材２６の端子Ｅは端子Ｆに接続されている。端子Ｆはグランドに接続されることが想定されている。

【0032】

絶縁体１９ｃは、例えば円筒形状であり、コレクタ16と導体部材２６とを絶縁する。絶縁体１９ｃは、また、他の部材とともに、へリックス周囲等を真空に封止する。絶縁体１９ｃは、例えば、セラミクスである。

【0033】

ゲッタ３１は、非蒸発型ゲッタである。非蒸発型ゲッタについては、特許文献１等に説明がある。

【0034】

ゲッタ３１は、ヒータ３２を備える。

【0035】

ヒータ３２の上端は導体部材２６の端子Ｃに接続されている。前述のように、導体部材２６はグランドに接続されているので、ヒータ３２の上端はグランドに接続されている。ヒータ３２の下端は端子Ｄに接続されている。端子Ｄは図４を参照して後述するゲッタ電源３５の、グランドに接続されない方の端子に接続されることが想定されている。

【0036】

ヒータ３２は、端子Ｄ−Ｆ間に印加される電力により、ゲッタ表面に形成されたゲッタ材料を加熱する。ヒータ３２が当該ゲッタ材料を加熱する加熱温度は、例えば、数百度である。

【0037】

当該ゲッタ材料は、ヒータ３２による加熱により温度が上昇すると気体分子の吸着能力が高くなる。そして、当該ゲッタ材料がゲッタ３１の周囲の真空中に残留する気体を吸着した結果、ゲッタ３１の周囲の真空度は向上する。そして、当該向上により、へリックス周囲等の内部の真空度は向上する。

【0038】

当該ゲッタ材料には、ジルコニウムを主成分としてこれにバナジウムや鉄等を添加した多孔質体の公知のものを用いることができる。

【0039】

ゲッタ３１は、ヒータ３２の加熱部の表面に直接又は間接にゲッタ材料が形成されたものであっても構わない。

【0040】

ゲッタ３１は、周囲を仕切りで囲む箱状のゲッタルーム内に設置されても構わない。ただし、当該ゲッタルームは、ゲッタ３１をへリックス周囲等の空間から完全に遮断するものではない。当該ゲッタルームは、ゲッタ３１をコレクタ１６等の、所定の電位が与えられた他の導電性部材に接触することを防止する。

【0041】

図３は、前述のゲッタルームの例であるゲッタルーム２７の構成を表す斜視図である。図３にはゲッタ３１を併せて表してある。

【0042】

ゲッタルーム２７は例えば直方体類似の形状である。

【0043】

ゲッタルーム２７は、面１８ａ乃至１８ｅと、上部４８とを備える。

【0044】

面１８ａ乃至１８ｅは、例えば、金属板により構成される。

【0045】

上部４８は、図３に表すように格子状になっている。当該格子状の部分は、例えば、金属の線材により構成されている。ゲッタルーム２７の内部の空間は、当該格子の隙間により、ゲッタルーム２７の外部の空間とつながっている。

【0046】

ゲッタ３１は、面１８ｂ上に固定されている。

【0047】

面１８ａは、金属等の板に絶縁体２８ａ及び２８ｂをはめ込んだ構成である。絶縁体２８ａには穴２９ａが、絶縁体２８ｂには穴２９ｂが、それぞれ、形成されている。

【0048】

ゲッタ３１の内部にある図示しないヒータは、ゲッタ３１の内部で互いに電気的に接続された線材３８ａ及び３８ｂを備える。そして、線材３８ａは穴２９ａを通じて、線材３８ｂは穴２９ｂを通じて、それぞれ、ゲッタルームの外部につながっている。

【0049】

図４は、図１に表す電源９３１の例である電源１３１の構成を表す図である。

【0050】

電源１３１は、ヒータ電源３９と、アノード電源３０と、コレクタ電源３３と、へリックス電源３４と、ゲッタ電源３５と、制御部３６とを備える。なお、図４に表す小さい黒丸は各電源の端子を表す。上記各電源には、図示しない電源線により、外部から電力が供給されている。

【0051】

ゲッタ電源３５の、一方の端子は、図２に表す端子Ｄに接続されることが想定されている。また、ゲッタ電源３５の、他方の端子は、図示しないグランドに接続されることが想定されている。

【0052】

制御部３６は、図示しない信号線により、ヒータ電源３９、アノード電源３０、コレクタ電源３３、へリックス電源３４及びゲッタ電源３５の各々と接続されている。そして、制御部３６は、当該信号線を通じて前記各々に制御信号を送ることにより、前記各々の動作を制御する。当該制御には、所定のタイミングで行われる、ゲッタ電源３５がゲッタ電源３５の両端子間に供給する電力のオンオフの制御が含まれる。

【0053】

ゲッタ電源３５は、制御部３６からの指示により、ゲッタ電源３５の両端子間に供給する電力のオンオフを行う。なお、当該供給電力の値は、例えば、ゲッタ３１の温度を測定し、温度と供給電力の関係を測定することにより、ゲッタ３１が有効に働く温度に相当する電力値に定める。なお、ゲッタ３１に図示しない温度センサを設置し、温度センサの出力により温度を測定しても構わない。

【0054】

ゲッタ電源３５がゲッタ電源３５の両端子間に供給する電力のオンオフの前記タイミングは、例えば、一定の時間間隔である。

【0055】

また、前記タイミングは、例えば、図２に表すマイクロ波管１０１によるマイクロ波の増幅動作開始に連動させたタイミングである。当該増幅動作にともないへリックス周囲等の真空度が悪化することが想定される。そのため、制御部３６は、例えば、当該増幅動作開始と同時又は当該開始の少し前に、当該両端子間に供給する電力をオンにする。また、当該増幅動作終了時又は当該終了後に、当該両端子間に供給する電力をオフにする。

【0056】

また、前記タイミングは、例えば、真空度を表す値に連動させたタイミングである。

【0057】

当該真空度を表す値は、例えば、へリックス周囲等に設置された、図２には図示しない真空計の出力値である。制御部３６は、当該出力値が、真空度が悪いことを表す所定の閾値を超える等の場合に、前記電力をオンする。そして、制御部３６は、当該出力値が、前記閾値を下回る等の場合に、前記電力をオフする。

【0058】

前記真空度を表す値は、あるいは、へリックス電源３４から図４には図示しない信号経路により制御部３６に送られる、へリックス電流値である。ここで、へリックス電流値は、図２に表すへリックス１７やへリックス１７と電気的に接続された導電性の部分と、図示しないグランドとの間に生じる電流の値である。へリックス電流値としては、例えば、へリックス１７を支持する図示しない導電性の支持部と、前記グランドとの間に生じる電流の値を用いる。

【0059】

へリックス電流値の増大が真空度の低下を表すことは、経験等により理解されている。その理由としては、次が考えられる。マイクロ波管内の真空度の低下すなわち管内のガス分子が増加することによって電子とガス分子の衝突する確率が上昇する。すると、電子とガス分子との衝突により、電子流の進行方向が乱れ、へリックス１７や前記導電性の部分に衝突する確率が高くなる。これにより、真空度の低下によりへリックス電流が増加する。

【0060】

制御部３６は、例えば、へリックス電流値がある閾値を超えた場合に、当該両端子間に供給する電力をオンにする。また、制御部３６は、例えば、へリックス電流値が当該閾値以下になった場合に、前記電力をオフする。

【0061】

上記のような、制御部３６による前記電力のオンオフは、図２に表すヒータ３２の一方の端子をグランドに接続し、さらにヒータ３２に対し、他の電源とは独立な図４に表すゲッタ電源３５により電力供給を行い得る構成により実現可能なことである。

【0062】

なお、本実施形態のゲッタ電源としては、制御部３６が存在しない場合も想定され得る。

【0063】

なお、図４に表すヒータ電源３９の、一方の端子は、図２に表す端子Ｋに接続されることが想定されている。また、ヒータ電源３９の、他方の端子は、図２に表す端子Ｊに接続されることが想定されている。

【0064】

また、アノード電源３０の、一方の端子は、図２に表す端子Ｊに接続されることが想定されている。また、アノード電源３０の、他方の端子は、図２に表す端子Ｇに接続されることが想定されている。

【0065】

また、コレクタ電源３３の、一方の端子は、図２に表す端子Ｊに接続されることが想定されている。また、コレクタ電源３３の、他方の端子は、図２に表す端子Ｂに接続されることが想定されている。

【0066】

また、ゲッタ電源３５の、一方の端子は、図２に表す端子Ｄに接続されることが想定されている。また、ゲッタ電源３５の、他方の端子は、図示しないグランドに接続されることが想定されている。

【0067】

また、へリックス電源３４の一方の端子は、図２に表す端子Ｊに接続されることが想定されている。また、へリックス電源３４の他方の端子は、前記グランドに接続されることが想定されている。

【0068】

図２に表すマイクロ波管１０１は、ゲッタ３１を、集束装置１５とコレクタ１６との間に備える。しかしながら、本実施形態のマイクロ波管が備えるゲッタの位置は、マイクロ波管１０１によるマイクロ波の増幅動作が妨げられず、また、ゲッタが備えるヒータの一方の端子がグランドと接続が可能な限り、任意である。

【0069】

図５は、アノードと集束装置との間にゲッタを設置した本実施形態のマイクロ波管の例であるマイクロ波管１０１ａの構成を表す概念図である。図５はマイクロ波管１０１ａの縦断面を表す。

【0070】

ゲッタ３１ａは、コレクタ１６と集束装置１５との間ではなく、アノード１４と集束装置１５との間に形成されている。

【0071】

マイクロ波管１０１ａの説明は、上記を除いて、図２に表すマイクロ波管１０１の説明と同じである。ただし、当該説明において、ゲッタ３１はゲッタ３１ａと、ヒータ３２はヒータ３２ａと、端子Ｄは、端子Ｄａと、端子Ｃは端子Ｃａと、それぞれ、読み替える。

【0072】

本実施形態のマイクロ波管が備えるゲッタの設置箇所は複数でも構わない。

【0073】

図６は、二箇所にゲッタを設置した本実施形態のマイクロ波管の例であるマイクロ波管１０１ｂの構成を表す概念図である。図６はマイクロ波管１０１ｂの縦断面を表す。

【0074】

マイクロ波管１０１ｂは、ゲッタ３１とゲッタ３１ａとの二つのゲッタを備える。マイクロ波管１０１ｂは、このように、二つのゲッタを備えることにより、へリックス周囲等の真空度をより向上させ得る。

【0075】

マイクロ波管１０１ｂの説明は、ゲッタ３１に関しては、上記を除いて、図２に表すマイクロ波管１０１の説明と同じである。また、マイクロ波管１０１ｂの説明は、ゲッタ３１ａに関しては、上記を除いて、図５に表すマイクロ波管１０１ａの説明と同じである。

【0076】

マイクロ波管１０１ｂの説明は、上記を除いて、図２に表すマイクロ波管１０１の説明と同じである。ただし、当該説明において、ゲッタ３１、ヒータ３２、端子Ｄ、端子Ｃについては、必要に応じて、適宜読み替えるものとする。
［処理フロー］
図４に表す制御部３６は、図７乃至図９のいずれかに表す処理を行う。

【0077】

図７は、図４に表す制御部３６が行う処理の処理フロー例（その１）を表す概念図である。図７が表す処理フロー例は、制御部３６が、電源部３７に対し、電力供給と停止を一定間隔で繰り返させる処理フロー例である。

【0078】

制御部３６は、例えば、制御部３６の稼動に必要な電力が外部から供給されることにより、図７に表す処理を開始する。

【0079】

そして、制御部３６は、Ｓ１０１の処理として、図４に表す電源部３７に対し、ゲッタ電源３５の両端子間への電力供給の開始を指示する。当該指示を受けて、電源部３７は、ゲッタ電源３５の両端子間への電力供給を開始する。

【0080】

次に、制御部３６は、Ｓ１０２の処理として、Ｓ１０１の処理の完了時から時間Ｔ１が経過したかについての判定を行う。ここで、制御部３６は、タイマーを利用できることを前提としている。また、時間Ｔ１は、Ｓ１０２の処理のために予め定められた時間である。

【0081】

制御部３６は、Ｓ１０２の処理による判定結果がｙｅｓの場合は、Ｓ１０３の処理を行う。

【0082】

一方、制御部３６は、Ｓ１０２の処理による判定結果がｎｏの場合は、Ｓ１０２の処理を再度行う。

【0083】

制御部３６は、Ｓ１０３の処理を行う場合は、同処理として、電源部３７に対し、ゲッタ電源３５の両端子間への電力供給の停止を指示する。当該指示を受けて、電源部３７は、ゲッタ電源３５の両端子間への電力供給を停止する。

【0084】

そして、制御部３６は、Ｓ１０４の処理として、Ｓ１０３の処理の完了時から時間Ｔ２が経過したかについての判定を行う。ここで、時間Ｔ２は、Ｓ１０４の処理のために予め定められた時間である。

【0085】

制御部３６は、Ｓ１０４の処理による判定結果がｙｅｓの場合は、Ｓ１０５の処理を行う。

【0086】

一方、制御部３６は、Ｓ１０４の処理による判定結果がｎｏの場合は、Ｓ１０４の処理を再度行う。

【0087】

制御部３６は、Ｓ１０５の処理を行う場合は、同処理として、図７に表す処理を終了するかについての判定を行う。制御部３６は、当該判定を、例えば、外部からの終了情報の入力の有無を判定することにより行う。当該終了情報は、例えば、制御部３６の稼動に必要な外部からの電力の供給が停止することにより、入力される。

【0088】

制御部３６は、Ｓ１０５の処理による判定結果がｙｅｓの場合は、図７に表す処理を終了する。

【0089】

一方、制御部３６は、Ｓ１０５の処理による判定結果がｎｏの場合は、Ｓ１０１の処理を再度行う。

【0090】

図８は、図４に表す制御部３６が行う処理の処理フロー例（その２）を表す概念図である。図８が表す処理フロー例は、図２に表すマイクロ波管１０１によるマイクロ波増幅動作に連動して、制御部３６が電源部３７に電力供給と停止とを行わせる処理フロー例である。

【0091】

制御部３６は、例えば、制御部３６の稼動に必要な電力が外部から供給されることにより、図８に表す処理を開始する。

【0092】

そして、制御部３６は、Ｓ２０１の処理として、図２に表すマイクロ波管１０１によるマイクロ波増幅動作が開始されるかについての判定を行う。制御部３６は、当該判定を、例えば、図４に表すヒータ電源３９、アノード電源３０、コレクタ電源３３及びへリックス電源３４のうちのいずれかが、対象部分への電圧供給を開始したかの判定を行うことにより行う。ここで、制御部３６が電圧供給を開始するかの判定を行う上記電源のいずれかは、当該供給を開始する場合には、制御部３６に通知することを前提としている。

【0093】

制御部３６は、Ｓ２０１の処理による判定結果がｙｅｓの場合はＳ２０２の処理を行う。

【0094】

一方、制御部３６は、Ｓ２０２の処理による判定結果がｎｏの場合はＳ２０１の処理を再度行う。

【0095】

制御部３６は、Ｓ２０２の処理を行う場合は、同処理として、図４に表す電源部３７に対し、ゲッタ電源３５の両端子間への電力供給の開始を指示する。当該指示を受けて、電源部３７は、ゲッタ電源３５の両端子間への電力供給を開始する。

【0096】

そして、制御部３６は、Ｓ２０３の処理として、図２に表すマイクロ波管１０１によるマイクロ波増幅動作が終了されたかについての判定を行う。制御部３６は、当該判定を、例えば、図４に表すヒータ電源３９、アノード電源３０、コレクタ電源３３及びへリックス電源３４のうちのいずれかが、対象部分への電圧供給を終了したかの判定を行うことにより行う。ここで、制御部３６が電圧供給を終了したかの判定を行う上記電源のいずれかは、当該供給を終了した場合には、制御部３６に通知することを前提としている。

【0097】

制御部３６は、Ｓ２０３の処理による判定結果がｙｅｓの場合はＳ２０４の処理を行う。

【0098】

一方、制御部３６は、Ｓ２０３の処理による判定結果がｎｏの場合はＳ２０３の処理を再度行う。

【0099】

制御部３６は、Ｓ２０４の処理を行う場合は、同処理として、図４に表す電源部３７に対し、ゲッタ電源３５の両端子間への電力供給の停止を指示する。当該指示を受けて、電源部３７は、ゲッタ電源３５の両端子間への電力供給を停止する。

【0100】

そして、制御部３６は、図８に表す処理を終了する。

【0101】

図９は、図４に表す制御部３６が行う処理の処理フロー例（その３）を表す概念図である。図９が表す処理フロー例は、図２に表すマイクロ波管１０１の内部の真空度にして、制御部３６が電源部３７に電力供給と停止とを行わせる場合の処理フロー例である。

【0102】

制御部３６は、例えば、制御部３６の稼動に必要な電力が外部から供給されることにより、図９に表す処理を開始する。

【0103】

そして、制御部３６は、Ｓ３０１の処理として、図２に表すマイクロ波管１０１の内部の真空度を表す値が閾値Ｔｈより大きいかについての判定を行う。ここで、閾値Ｔｈは、Ｓ３０１の処理及び後述のＳ３０３の処理のために予め設定された真空度を表す値についての閾値である。また、ここでは、真空度を表す値が大きいほどマイクロ波管１０１の内部の真空度が悪いことが想定されることを前提としている。

【0104】

制御部３６は、Ｓ３０１の処理による判定結果がｙｅｓの場合はＳ３０２の処理を行う。

【0105】

一方、制御部３６は、Ｓ３０２の処理による判定結果がｎｏの場合はＳ３０１の処理を再度行う。

【0106】

制御部３６は、Ｓ３０２の処理を行う場合は、同処理として、図４に表す電源部３７に対し、ゲッタ電源３５の両端子間への電力供給の開始を指示する。当該指示を受けて、電源部３７は、ゲッタ電源３５の両端子間への電力供給を開始する。

【0107】

そして、制御部３６は、Ｓ３０３の処理として、前記真空度を表す値が閾値Ｔｈ以下かについての判定を行う。

【0108】

制御部３６は、Ｓ３０３の処理による判定結果がｙｅｓの場合はＳ３０４の処理を行う。

【0109】

一方、制御部３６は、Ｓ３０３の処理による判定結果がｎｏの場合はＳ３０３の処理を再度行う。

【0110】

制御部３６は、Ｓ３０４の処理を行う場合は、同処理として、図４に表す電源部３７に対し、ゲッタ電源３５の両端子間への電力供給の停止を指示する。当該指示を受けて、電源部３７は、ゲッタ電源３５の両端子間への電力供給を停止する。

【0111】

そして、制御部３６は、Ｓ３０５の処理として、図９に表す処理を終了するかについての判定を行う。制御部３６は、当該判定を、例えば、外部からの終了情報の入力の有無を判定することにより行う。当該終了情報は、例えば、制御部３６の稼動に必要な外部からの電力の供給が停止することにより、入力される。

【0112】

制御部３６は、Ｓ３０５の処理による判定結果がｙｅｓの場合は、図９に表す処理を終了する。

【0113】

一方、制御部３６は、Ｓ３０５の処理による判定結果がｎｏの場合は、Ｓ３０１に表す処理を再度行う。
［効果］
本実施形態のマイクロ波管がマイクロ波管内に備えるゲッタのヒータは、当該ヒータの一方の端子が、カソードには接続されておらずグランドに接続された状態で、ゲッタ電源により駆動される。そのため、電子銃の動作のためにカソードに所定のカソード電圧を印加した状態でも、当該カソード電圧を印加していない状態でも、当該ヒータに等しい電圧を供給し、当該ヒータを動作させることができる。従い、前記マイクロ波管は、マイクロ波の増幅動作中であっても、前記ゲッタによりマイクロ波管内の真空度の向上を良好に行うことができる。すなわち、本実施形態のマイクロ波管は、マイクロ波の増幅動作に関係なくゲッタによるガス吸着動作を良好に行い得る。

【0114】

さらに、［背景］の項で説明したように、特許文献１が開示するマイクロ波管は、ゲッタを電子銃の内部に備える。これに対し、本実施形態のマイクロ波管のゲッタは、電子銃とへリックスとの間や、へリックスとコレクタとの間という、へリックスにより近い位置に設定される。そのため、特に、へリックスから放出されるガスについて、より有効な吸着動作を行い得る。

【0115】

図１０は、本実施形態の最小限のマイクロ波管の構成であるマイクロ波電子管１０１ｘの構成を表すブロック図である。

【0116】

マイクロ波電子管１０１ｘは、へリックス１７ｘと、電子銃５１ｘと、集束装置１５ｘと、コレクタ１６ｘと、ゲッタ３１ｘとを備える。

【0117】

へリックス１７ｘは、入力部から出力部に向けて螺旋状の管内をマイクロ波が進行し得る。

【0118】

電子銃５１ｘは、へリックス１７ｘに向けて電子流を放出する。

【0119】

集束装置１５ｘは、前記電子流を、コレクタ１６ｘに向けて、へリックス１７ｘの近傍を通過させる。

【0120】

コレクタ１６ｘは、前記電子流を吸収する。

【0121】

ゲッタ３１ｘは、電子銃５１ｘの備えるカソードと絶縁された図示しないヒータを備える。

【0122】

マイクロ波電子管１０１ｘがマイクロ波の増幅動作を行うためには、電子銃５１ｘが備える図示しないカソードへの電圧の供給が必要である。しかし、前記ヒータは、前記カソードと、電気的に接続されていない。そのため、ゲッタ３１ｘは、電子銃５１ｘ、前記カソードに所定の電圧を印加しているときでも、前記ヒータに電力を供給し、ガスの吸着動作を行うことができる。そのため、マイクロ波電子管１０１ｘは、マイクロ波の増幅動作を行っている間も、ゲッタによるガス吸着動作を行うことができる。

【0123】

そのため、マイクロ波電子管１０１ｘは、前記構成により、［発明の効果］の項に記載した効果を奏する。

【0124】

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で更なる変形、置換、調整を加えることができる。例えば、各図面に示した要素の構成は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。

【0125】

また、前記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記述され得るが、以下には限られない。
（付記１）
入力部から出力部に向けて螺旋状の管内をマイクロ波が進行し得るへリックスと、
前記へリックスに向けて電子流を放出する電子銃と、
前記電子流を、コレクタに向けて、前記へリックスの近傍を通過させる集束装置と、
前記電子流を吸収する前記コレクタと、
前記電子銃の備えるカソードと絶縁されたヒータを備える、ゲッタと、
を備える、マイクロ波電子管。
（付記２）
前記ヒータの一方の端子がグランドに電気的に接続されている、付記１に記載されたマイクロ波電子管。
（付記３）
前記ゲッタが、前記集束装置と前記コレクタとの間に設置される、付記１又は付記２に記載されたマイクロ波電子管。
（付記４）
前記ゲッタが、前記集束装置と前記電子銃との間に設置される、付記１乃至付記３のうちのいずれか一に記載されたマイクロ波電子管。
（付記５）
前記ゲッタが、前記へリックスの近傍に設置される、付記１乃至付記４のうちのいずれか一に記載されたマイクロ波電子管。
（付記６）
複数の前記ゲッタを備える、付記１乃至付記５のうちのいずれか一に記載されたマイクロ波電子管。
（付記７）
前記ゲッタが、前記ゲッタを収容する収容部材に設置されている、付記１乃至付記６のうちのいずれか一に記載されたマイクロ波電子管。
（付記８）
前記ヒータが、前記電子銃、前記へリックス、前記集束装置及び前記コレクタのうちのいずれも駆動しない電源により駆動される、付記１乃至付記７のうちのいずれか一に記載されたマイクロ波電子管。
（付記９）
マイクロ波の増幅中に前記ゲッタがガス吸着動作を行う、付記１乃至付記８のうちのいずれか一に記載されたマイクロ波電子管。
（付記１０）
入力部から出力部に向けて螺旋状の管内をマイクロ波が進行し得るへリックスと、
前記へリックスに向けて電子流を放出する電子銃と、
前記電子流を、コレクタに向けて、前記へリックスの近傍を通過させる集束装置と、
前記電子流を吸収する前記コレクタと、
を備える、マイクロ波電子管に設置可能な
前記電子銃の備えるカソードと絶縁されたヒータを備える、ゲッタ。
（付記１１）
付記１乃至付記９のうちのいずれか一に記載されたマイクロ波電子管と
前記ヒータの駆動を行う電源と、
を備えるマイクロ波増幅装置。
（付記１２）
前記電源が前記ヒータを駆動するタイミングの制御を行う制御部をさらに備える、付記１１に記載されたマイクロ波増幅装置。
（付記１３）
前記制御が、前記駆動及び前記駆動の停止の繰返しを行うものである、付記付記１２に記載されたマイクロ波増幅装置。
（付記１４）
前記繰返しが定期的なものである、付記１３に記載されたマイクロ波増幅装置。
（付記１５）
前記制御が、前記マイクロ波電子管によるマイクロ波の増幅の開始と連動して前記駆動を開始するものである、付記１２乃至付記１４のうちのいずれか一に記載されたマイクロ波増幅装置。
（付記１６）
前記増幅が開始される旨の開始判定を行った場合に、前記駆動を開始する、付記付記１５に記載されたマイクロ波増幅装置。
（付記１７）
前記開始判定を、前記電子銃、前記へリックス、前記集束装置、前記コレクタのうちの少なくとも一つに供給される電圧又は電流の値により行う、付記１６に記載されたマイクロ波増幅装置。
（付記１８）
前記制御が、前記増幅の終了と連動して前記駆動を終了するものである、付記１５乃至付記１７のうちのいずれか一に記載されたマイクロ波増幅装置。
（付記１９）
前記制御が、前記電子銃の内部空間、前記へリックスの周囲の空間及び前記コレクタの内部空間のいずれかにおける真空度を表す真空値と連動して、前記駆動を開始するものである、付記１２乃至付記１８のうちのいずれか一に記載されたマイクロ波増幅装置。
（付記２０）
前記制御が、前記真空値が真空度の悪化を表すものと判定された場合に、前記駆動を開始するものである、付記１９に記載されたマイクロ波増幅装置。
（付記２１）
前記制御が、前記真空値と連動して、前記駆動を終了するものである、付記１９又は付記２０に記載されたマイクロ波増幅装置。
（付記２２）
前記制御が、前記真空値が真空度の向上を表すものと判定された場合に、前記駆動を終了するものである、付記２１に記載されたマイクロ波増幅装置。
（付記２３）
前記真空値が前記いずれかに設置された真空計の出力である、付記１９乃至付記２２のうちのいずれか一に記載されたマイクロ波増幅装置。
（付記２４）
前記真空値が前記へリックス又は前記へリックスと電気的に接続された導電性部分と、記グランドとの間を流れるへリックス電流の値である、付記付記２２に記載されたマイクロ波増幅装置。
（付記２５）
入力部から出力部に向けて螺旋状の管内をマイクロ波が進行し得るへリックスと、
前記へリックスに向けて電子流を放出する電子銃と、
前記電子流を、コレクタに向けて、前記へリックスの近傍を通過させる集束装置と、
前記電子流を吸収する前記コレクタと、
を備えるマイクロ波電子管が備えるゲッタが備える、
前記電子銃の備えるカソードと絶縁されたヒータを駆動するタイミングの制御を行う制御部を備え、
前記制御が、前記マイクロ波電子管によるマイクロ波の増幅の開始と連動して前記駆動を開始するものである、電源。
（付記２６）
前記制御が、前記増幅が開始される旨の開始判定を行った場合に、前記駆動を開始するものである、付記２５に記載された電源。
（付記２７）
前記開始判定を、前記電子銃、前記へリックス、前記集束装置、前記コレクタのうちの少なくとも一つに供給される電圧又は電流の値により行う、付記２６に記載された電源。（付記２８）
前記制御が、前記増幅の終了と連動して前記駆動を終了するものである、付記２５乃至付記２７のうちのいずれか一に記載された電源。
（付記２９）
入力部から出力部に向けて螺旋状の管内をマイクロ波が進行し得るへリックスと、
前記へリックスに向けて電子流を放出する電子銃と、
前記電子流を、コレクタに向けて、前記へリックスの近傍を通過させる集束装置と、
前記電子流を吸収する前記コレクタと、
を備えるマイクロ波電子管が備えるゲッタが備える、
前記電子銃の備えるカソードと絶縁されたヒータを駆動するタイミングの制御を行う制御部を備え、
前記制御が、前記電子銃の内部空間、前記へリックスの周囲の空間及び前記コレクタの内部空間のいずれかにおける真空度を表す真空値と連動して、前記駆動を開始するものである、
電源。
（付記３０）
前記制御が、前記真空値が真空度の悪化を表すものと判定された場合に、前記駆動を開始するものである、付記２９に記載された電源。
（付記３１）
前記制御が、前記真空値と連動して、前記駆動を終了するものである、付記２９又は付記３０に記載された電源。
（付記３２）
前記制御が、前記真空値が真空度の向上を表すものと判定された場合に、前記駆動を終了するものである、付記３１に記載された電源。
（付記３３）
前記真空値が前記いずれかに設置された真空計の出力である、付記３０乃至付記３２のうちのいずれか一に記載された電源。
（付記３４）
前記真空値が前記へリックス又は前記へリックスと電気的に接続された導電性部分と、グランドとの間を流れるへリックス電流の値である、付記２９乃至付記３２のうちのいずれか一に記載された電源。

【0126】

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

【0127】

この出願は、２０１７年２月２０日に出願された日本出願特願２０１７−０２９２８６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

【符号の説明】

【0128】

１１、３２、３２ａ ヒータ
１２ カソード
１３ ウェネルト電極
１４ アノード
１５、１５ｘ 集束装置
１６、１６ｘ コレクタ
１７、１７ｘ へリックス
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ 面
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、２８ａ、２８ｂ 絶縁体
２７ ゲッタルーム
２６ 導体部材
３０ アノード電源
３１ ゲッタ
３３ コレクタ電源
３４ へリックス電源
３５ ゲッタ電源
３７ 電源部
３６ 制御部
３８ａ、３８ｂ 線材
３９ ヒータ電源
４８ 上部
５１、５１ｘ 電子銃
５２ 電子放出面
５３ 開口部
６１ 入力部
６２ 出力部
１００ マイクロ波増幅装置
１０１、１０１ａ、１０１ｂ、９０１ マイクロ波管
１０１ｘ マイクロ波電子管
１３１、９３１ 電源
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｃａ、Ｄ、Ｄａ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ 端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】