特開 2022-21583 マグネトロン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022021583

(43)【公開日】2022-02-03

(54)【発明の名称】マグネトロン

(51)【国際特許分類】

   H01J 23/05 20060101AFI20220127BHJP

   H01J 23/027 20060101ALI20220127BHJP

【ＦＩ】

H01J23/05

H01J23/027

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020125246

(22)【出願日】2020-07-22

(71)【出願人】

【識別番号】000191238

【氏名又は名称】日清紡マイクロデバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126561

【弁理士】

【氏名又は名称】原嶋 成時郎

(72)【発明者】

【氏名】安井 靖尭

(72)【発明者】

【氏名】宮本 洋之

(72)【発明者】

【氏名】小畑 英幸

(57)【要約】

【課題】マグネトロンのエンドハットの吊り構造に起因する不要モードを抑制する。
【解決手段】円筒状のアノード２と、アノード２の内面に接合された複数のベーン３と、複数のベーン３に囲まれて配設された円筒状のカソード５と、カソード５内に装着されてカソード５を支持する管状のスリーブ６と、スリーブ６内に配設されてカソード５を加熱するヒータ７と、カソード５の端部側に配設されたエンドハット８と、を有し、エンドハット８は、円筒状に形成されて内径がスリーブ６の外径よりも大きいハット筒部８１と、ハット筒部８１のうちのカソード５側の端部から外側に延出するシールド部８２と、を備え、ハット筒部８１内にスリーブ６が挿入された状態でハット筒部８１の内周面とスリーブ６の外周面との間に隙間Ｇが設けられ、隙間Ｇがハット筒部８１の外側の空間と部分的に繋がるようにハット筒部８１に穴９が設けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状のアノードと、
前記アノードの内面に接合された複数のベーンと、
前記複数のベーンに囲まれて配設された円筒状のカソードと、
前記カソード内に装着されて前記カソードを支持する管状のスリーブと、
前記スリーブ内に配設されて前記カソードを加熱するヒータと、
前記カソードの端部側に配設されたエンドハットと、を有し、
前記エンドハットは、円筒状に形成されて内径が前記スリーブの外径よりも大きいハット筒部と、前記ハット筒部のうちの前記カソード側の端部から外側に延出するシールド部と、を備え、
前記ハット筒部内に前記スリーブが挿入された状態で前記ハット筒部の内周面と前記スリーブの外周面との間に隙間が設けられ、
前記隙間が前記ハット筒部の外側の空間と部分的に繋がるように前記ハット筒部に穴が設けられる、
ことを特徴とするマグネトロン。

【請求項2】

前記ハット筒部のうちの前記カソード側とは反対側の端部が周方向において複数箇所でスポット状に前記スリーブに接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載のマグネトロン。

【請求項3】

前記ハット筒部に設けられる前記穴が、複数である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のマグネトロン。

【請求項4】

前記ハット筒部に設けられる前記穴の開口面積が、前記ハット筒部のうちの、前記ハット筒部の円筒軸心方向における中心位置よりも前記カソード側と比べて、前記カソード側とは反対側の方が大きい、
ことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のマグネトロン。

【請求項5】

前記ハット筒部に設けられる前記穴の幅が、前記カソード側と比べて、前記カソード側とは反対側の方が狭い、
ことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載のマグネトロン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、マグネトロンに関し、特に高出力のマイクロ波を発振するマグネトロンに関する。

【背景技術】

【0002】

マグネトロンは、図９に示すように、円筒状のアノード２の内面に複数のベーン３が配設され、ベーン３の内側にアノード２と同心のカソード５が配設されている。また、カソード５には、例えば酸化バリウムなどの電子放出物質が塗布、吹き付け、または含浸等され、ヒータ７で加熱することでカソード５の円筒状表面から電子（熱電子）が放出される。そして、対向して配置された一対のポールピース４の間の磁界と、アノード２とカソード５との間の高電圧印加による電界とで、カソード５から放出された電子を周回させ、ベーン３が形成する共振器に高周波電界を誘起、発振させて、高周波電力を出力するものである。

【0003】

このようなマグネトロン１では、カソード５から放出された電子が、その電荷によってカソード５の軸方向にも力を受けるため、一部がベーン３に到達しないで軸方向に漏れようとする傾向が生じる。このため、電子が軸方向に漏れるのを防止する円盤状のエンドハット８（尚、エンドシールドも同義）が、カソード５の両側に設けられる（例えば、特許文献１参照）。このエンドハット８はベーン３の先端に近いため、これらエンドハット８とベーン３との間の電界強度が最も高くなり、エンドハット８の温度が上がると暗流（別言すると、電子放出）の原因ともなり、マグネトロン動作に悪影響を与える。さらに、エンドハット８は、通常、カソード５と接している（または、接近している）ため、その温度はカソード５の温度と同等にまで達する。そこで、カソード５をできる限り低い温度（具体的には、９５０～１０５０℃程度）で使用することで、エンドハット８の温度も低く保つことができ、マグネトロンの安定動作が図られる。

【0004】

図９に示すように、エンドハット８の温度の低減を目的として、エンドハット８をスリーブ６から吊り下げる方法が知られている。エンドハット８は、通常、ヒータ７や電子のバックボンバードメント（即ち、カソード５から放出された電子が高周波電界からエネルギーを得てカソード５へと戻り、衝突する現象）によるカソード５の熱がスリーブ６を介して熱伝導されることにより、または、ヒータ７からの熱がスリーブ６を介して直接伝達されることにより、昇温する。この熱伝導を妨げるために、エンドハット８を吊り構造としてハット筒部８１の熱伝達の経路を延長したり、ハット筒部８１の厚さを薄くしたりすることによって熱抵抗を増大させて、熱伝導を妨げることによって温度低減を図ることが行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－７１９９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、マグネトロンを高出力化する場合は、入力電力を大きくする必要がある。磁力一定の下では陽極電流を増加させれば比例して出力が増加するものの、カソード５の電子放出能力（具体的には、単位面積当たりの電子放出量）には限界があるため、陽極電流のみを増加させることによる高出力化には限界がある。そこで、磁力を大きくすることで陽極電圧を上げ、加えてカソード５の電子放出部面積を大きくすることで陽極電流を増加させることにより、マグネトロンをさらに高出力化することができる。

【0007】

一方、マグネトロンを高出力化すると、バックボンバードメントのエネルギーも大きくなる。バックボンバードメントのエネルギーが大きくなると、カソード５は加熱され、その温度は１０５０℃を超えることもある。前述のとおり、通常はエンドハット８もカソード５の温度と同等の温度まで上昇するため、エンドハット８からの熱電子や２次電子の放出が増加し、暗流に加えてアーキングも誘発して、マグネトロンの動作を不安定にする、という問題がある。また、エンドハット８の昇温を抑制するために従来から用いられている、図９に示すようなエンドハット８をスリーブ６から吊り下げる方法では、マグネトロンの空胴共振器内に図９に示すような同軸構造を設けると、新たな共振モードを作り出してしまうことになる。このような共振モードを有すると、マグネトロンを動作させた時に共振モードによって不要な発振が起こり、不安定動作の原因になる、という問題がある。パルスで動作させる場合においては、特に、パルスの立上りや立下りで他モードに遷移して不安定発振を起こすことになる、という問題がある。

【0008】

そこでこの発明は、マグネトロンのエンドハットの吊り構造に起因する不要モードを抑制することが可能なマグネトロンを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、円筒状のアノードと、前記アノードの内面に接合された複数のベーンと、前記複数のベーンに囲まれて配設された円筒状のカソードと、前記カソード内に装着されて前記カソードを支持する管状のスリーブと、前記スリーブ内に配設されて前記カソードを加熱するヒータと、前記カソードの端部側に配設されたエンドハットと、を有し、前記エンドハットは、円筒状に形成されて内径が前記スリーブの外径よりも大きいハット筒部と、前記ハット筒部のうちの前記カソード側の端部から外側に延出するシールド部と、を備え、前記ハット筒部内に前記スリーブが挿入された状態で前記ハット筒部の内周面と前記スリーブの外周面との間に隙間が設けられ、前記隙間が前記ハット筒部の外側の空間と部分的に繋がるように前記ハット筒部に穴が設けられる、ことを特徴とする。

【0010】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のマグネトロンにおいて、前記ハット筒部のうちの前記カソード側とは反対側の端部が周方向において複数箇所でスポット状に前記スリーブに接続される、ことを特徴とする。

【0011】

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のマグネトロンにおいて、前記ハット筒部に設けられる前記穴が、複数である、ことを特徴とする。

【0012】

請求項４に記載の発明は、請求項１から３に記載のマグネトロンにおいて、前記ハット筒部に設けられる前記穴の開口面積が、前記ハット筒部のうちの、前記ハット筒部の円筒軸心方向における中心位置よりも前記カソード側と比べて、前記カソード側とは反対側の方が大きい、ことを特徴とする。

【0013】

請求項５に記載の発明は、請求項１から４に記載のマグネトロンにおいて、前記ハット筒部に設けられる前記穴の幅が、前記カソード側と比べて、前記カソード側とは反対側の方が狭い、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

請求項１に記載の発明によれば、エンドハットのハット筒部の内周面とスリーブの外周面との間に隙間が設けられるため、ヒータによる熱やバックボンバードメントによる熱がエンドハットに伝導することを阻害することができ、エンドハットの昇温を抑制することが可能となる。加えて、スリーブとハット筒部の内周面との間に存在する同軸の空間による不要共振の発生を防止することができるため、エンドハットからの電子放出、放出電子によるアーキング、さらに同軸空間の不要共振に起因する不安定発振を抑制することが可能となり、高出力のマイクロ波を安定して発振することが可能となる。つまり、高出力であってもマグネトロンの安定した動作を確保することが可能となる。

【0015】

請求項２ないし請求項５に記載の発明によれば、スリーブとハット筒部の内周面との間の同軸の空間による不要共振の発生を抑制したり、共振の強さであるＱを低減したり、共振周波数をモーディングやアーキングが発生しにくい領域にずらしたりすることができ、エンドハットからの電子放出、放出電子によるアーキング、さらに同軸空間の不要共振に起因する不安定発振を一層的確に抑制することが可能となり、高出力のマイクロ波を一層確実に安定して発振することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】この発明の第１実施例に係るマグネトロンの管球部の断面図（即ち、スリー ブの軸心方向断面図）である。

【図2】この発明の第１実施例に係るマグネトロンの特にエンドハットの構造を示す 側面図（即ち、スリーブの軸心方向面図）である。

【図3】この発明に係るマグネトロンの共振特性図である。

【図4】エンドハットの構造の例を示す図である。（Ａ）はエンドハットの平面図（ 即ち、スリーブの軸心方向直交面図）である。（Ｂ）はエンドハットのＡ－ Ａ断面図（即ち、スリーブの軸心方向断面図）である。

【図5】この発明の第２実施例に係るマグネトロンの特にエンドハットの構造を示す 側面図（即ち、スリーブの軸心方向面図）である。

【図6】この発明の第３実施例に係るマグネトロンの特にエンドハットの構造を示す 側面図（即ち、スリーブの軸心方向面図）である。

【図7】この発明の第４実施例に係るマグネトロンの特にエンドハットの構造を示す 側面図（即ち、スリーブの軸心方向面図）である。

【図8】第１実施例ないし第４実施例を組み合わせた実施例に係るマグネトロンの特 にエンドハットの構造を示す側面図（即ち、スリーブの軸心方向面図）であ る。

【図9】従来のマグネトロンの管球部の断面図（即ち、スリーブの軸心方向断面図） である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、この発明を図示の実施例に基づいて説明する。

【0018】

図１は、この発明の第１実施例に係るマグネトロン１の概略構成を示す管球部の断面図である。このマグネトロン１は主としてエンドハット８が従来のマグネトロンと構成が異なり、従来のマグネトロンと同等の構成についての説明を省略するが、概略以下のような構成となっている。

【0019】

すなわち、円筒状のアノード２の内面に複数のベーン３が配設され、アノード２の上下（即ち、円筒軸心方向）の両端にポールピース４がそれぞれ配設され、さらに、ベーン３の内側に円筒状のカソード５がアノード２と同心（即ち、各々の軸心位置が一致する）に配設されている。

【0020】

ベーン３は、それぞれ、板状に形成され、一辺がアノード２の内周面に接合されたうえで、前記一辺と対向する辺がアノード２の軸心へと向けられて配設される。ベーン３の、前記一辺と対向する辺によって囲まれる円柱状の空間にカソード５が配設される。

【0021】

カソード５には、この実施例では、電子放出物質である酸化バリウムなどが塗布され、加熱されることでカソード５から電子が放出される。カソード５内に、カソード５よりも長尺で管状のスリーブ６が装着されることで、カソード５が支持される。また、スリーブ６内に、カソード５を加熱するための螺旋コイル状のヒータ７が配設される。そして、対向する一対のポールピース４でカソード５の円筒軸心方向に磁力を与えつつ、アノード２とカソード５との間に高電圧を印加することで、カソード５から放出された電子を周回させ、ベーン３が形成する共振器に高周波電界を誘起、発振させて、高周波電力を出力する。

【0022】

カソード５やヒータ７の配設関係などについて説明すると、図１に示すように、カソード５の円筒中空部に各々の軸心を一致させてスリーブ６が配置され、スリーブ６内にヒータ７が配設される。ヒータ７の一端側（図中上側）にはヒータ支持体７１が接続され、このヒータ支持体７１がスリーブ６の内面に固定される。また、ヒータ７の他端側（図中下側）には、図示しないヒータ端子が設けられたヒータリード７２が電気的に接続される。

【0023】

そして、この発明の第１実施例に係るマグネトロン１は、円筒状のアノード２と、アノード２の内面に接合された複数のベーン３と、複数のベーン３に囲まれて配設された円筒状のカソード５と、カソード５内に装着されてカソード５を支持する管状のスリーブ６と、スリーブ６内に配設されてカソード５を加熱するヒータ７と、カソード５の端部側に配設されたエンドハット８と、を有し、エンドハット８は、円筒状に形成されて内径がスリーブ６の外径よりも大きいハット筒部８１と、ハット筒部８１のうちのカソード５側の端部から外側に延出するシールド部８２と、を備え、ハット筒部８１内にスリーブ６が挿入された状態でハット筒部８１の内周面とスリーブ６の外周面との間に隙間Ｇが設けられ、隙間Ｇがハット筒部８１の外側の空間と部分的に繋がるようにハット筒部８１に穴９が設けられる、ようにしている。

【0024】

エンドハット８は、カソード５から放出された電子が円筒軸心方向にリークするのを防止するための部品であり、カソード５の円筒軸心方向における両側のそれぞれに、スリーブ６を挿入／挿通させて配設される。エンドハット８は、図２に示すように、円筒状のハット筒部８１と、ハット筒部８１の円筒軸心方向における一端から外側に延出するシールド部８２とを備え、ハット筒部８１とシールド部８２とは一体的に形成される。

【0025】

ハット筒部８１の内径は、スリーブ６の外径よりも大きく設定され、ハット筒部８１内にスリーブ６が挿入／挿通された状態で、ハット筒部８１の内周面とスリーブ６の外周面との間に隙間Ｇが形成される。隙間Ｇは、スリーブ６の外周面を全周にわたって取り囲んで、円筒状の空間として形成される

【0026】

ハット筒部８１の円筒軸心方向の長さは、加熱されるヒータ７やカソード５の表面で発生するバックボンバードメントによる熱の伝導によってエンドハット８が所定の温度以上に昇温しない長さに調節される。ハット筒部８１の円筒軸心方向の長さは、具体的には、ハット筒部８１のうちのカソード５側とは反対側の端部が、スリーブ６内のヒータ７から、円筒軸心方向において離れた位置へと至る寸法に調節される。

【0027】

入力と反対側（図中上側）のエンドハット８は、ハット筒部８１内にスリーブ６が挿入され、スリーブ６の上端の接続部８３がロウ付けなどで接合されることで、ハット筒部８１の内周面とスリーブ６の外周面との間に隙間Ｇが設けられた状態でスリーブ６に対して固定される。なお、図４に示す例では、ハット筒部８１の厚さｄ３と接続部８３の厚さｄ２とは同じに設定されている。

【0028】

入力側（即ち、電力が供給される側；図中下側）のエンドハット８は、ハット筒部８１内にスリーブ６が挿通され、スリーブ６の下端の接続部８３がロウ付けなどで接合されることで、ハット筒部８１の内周面とスリーブ６の外周面との間に隙間Ｇが設けられた状態でスリーブ６に対して固定される。

【0029】

このように、接続部８３のみがスリーブ６に接合されて、ハット筒部８１のうちのカソード５側とは反対側の端部が周方向においてスリーブ６に接続される。

【0030】

このような構成のマグネトロン１によれば、エンドハット８のハット筒部８１の内周面とスリーブ６の外周面との間に隙間Ｇが設けられ、加えて、ハット筒部８１のうちのカソード５側とは反対側の端部が、ハット筒部８１の円筒軸心方向の長さの調節によってヒータ７から離れた位置においてスリーブ６に接続される。このため、ヒータ７による熱やバックボンバードメントによる熱がエンドハット８に伝わりにくく、エンドハット８の昇温が抑制される。シールド部８２が加熱されたとしても、その熱が低温のハット筒部８１に伝わるため、シールド部８２を含むエンドハット８全体がカソード５の温度と同等の高温にまで上昇するのを抑制することができる。この結果、エンドハット８からの電子放出や放出電子に起因するアーキングを抑制することができ、高出力のマイクロ波を安定して発振することが可能となる。つまり、高出力であってもマグネトロン１の安定した動作を確保することが可能となる。

【0031】

ここで、スリーブ６とハット筒部８１とが同軸に配設されて隙間Ｇが形成される状態では、この隙間Ｇが共振特性を生み出す。例えば、スリーブ６の外径をφ１４．５ｍｍとするとともにハット筒部８１の内径をφ１５．２ｍｍとした場合、周波数４～７ＧＨｚの強い共振を発生させ、この共振は同軸モードにより発生するため、寸法を変えたり、隙間Ｇに構造物を付加したりしても消し去ることが困難である。

【0032】

これに対し、ハット筒部８１に穴９を設けることにより、ハット筒部８１の内周面とスリーブ６の外周面との間の隙間Ｇとしての空間がハット筒部８１の外側の空間と部分的に繋がり（言い換えると、部分的に開放され）、不要なリアクタンスを持たずに不要共振の発生を抑えることができることを発明者は見出した。

【0033】

上述の効果により、図３に示すように、発生する共振の周波数を低下させ、且つ、共振特性はブロードになって共振の強さであるＱ（尚、「Ｑ値」とも呼ばれる）を低下させ得る。これにより、不要な共振モードの発生を抑制することができる。したがって、マグネトロン内に同軸モードによる共振が発生しても、その共振での発振は発生しにくくなり、パルスで動作させた場合においても、立上りや立下りでそのモードの発振を起こすことがなくなる。これにより、パルス陽極電圧が立上りにおいて上昇しても不要共振による発振が起こらず、不要な陽極電流は流れずに、基本モードであるπモードでの発振が安定して開始される。また、立上りでのモード遷移や過渡的なインピーダンスの不整合が起こらないため、アーキングの発生も防止することが可能となる。

【0034】

すなわち、隙間Ｇがスリーブ６およびハット筒部８１と同軸の円筒状に全周にわたって存在すると、マグネトロン１の動作周波数周辺の周波数帯域で共振が発生し、動作が不安定となるおそれがあるのに対し、隙間Ｇが部分的に開放されているために、このような共振が発生せず、マグネトロン１の安定した動作を良好に確保することが可能となる。

【0035】

図４は、エンドハット８の構造を示す図である。

【0036】

シールド部８２は、ハット筒部８１の円筒軸心方向における一端から外側に延出するドーナツ盤状で、その外径は、カソード５からの電子が円筒軸心方向にリークするのを効果的に防止でき、且つ、ベーン３などに接近しすぎないように調節される。

【0037】

ハット筒部８１の円筒軸心方向における他端部の開口周縁には、内周面から円筒軸心位置へと向けて径方向に突出する複数の接続部８３が、開口周縁に沿ってスポット的（別言すると、点在的）に形成される。複数の接続部８３により、ハット筒部８１の他端部が周方向において複数箇所でスポット状にスリーブ６に接続／接合される。なお、図４に示す例では４個の接続部８３が形成されるようにしているが、接続部８３の個数は、４個に限定されるものではなく、スリーブ６に対してエンドハット８を安定して固定することができるのであれば、３個以下でもよく、また、５個以上でもよい。

【0038】

接続部８３の突出量（即ち、突出の程度／寸法）と形成位置とは、スリーブ６が挿入／挿通されてスリーブ６の外周面と接続部８３の先端とが当接した状態で、ハット筒部８１の内周面とスリーブ６の外周面との間に隙間Ｇが形成され、且つ、ハット筒部８１とスリーブ６との各々の軸心位置が一致するように調節されて設定される。

【0039】

このように接続部８３を突出させて形成することにより、スリーブ６とエンドハット８とが限定的に接続することになるので、スリーブ６からの熱伝導を制限してハット筒部８１の、延いてはエンドハット８の昇温を抑制することができるとともに、スリーブ６とハット筒部８１との接合部において突出部以外の部分では隙間Ｇとしての空間が開放されることになり、これにより、隙間Ｇによって生じる共振の周波数を低下させ且つ共振Ｑを低下させることが可能となる。ハット筒部８１に穴９を設けることに加えて、接続部８３を突出させて形成することにより、隙間Ｇとしての空間が一層開放され、安定した発振の実現に寄与することができる。

【0040】

図５は、この発明の第２実施例に係るマグネトロン１の特にエンドハット８の構造を示す図である。

【0041】

発明者は、ハット筒部８１に設ける穴９の形状と隙間Ｇで発生する共振の周波数やＱとの間の関係（別言すると、法則性）を見出した。そのうちの一つが、カソード５の円筒軸心方向と直交する方向（言い換えると、円筒周方向に沿う方向）における穴９の幅が狭い方が好ましいということである。すなわち、円筒周方向に沿う方向における幅が大きい１個の穴９を形成するよりも、複数の穴９を形成する方が、特に前記幅が小さい複数の穴９を形成する方が有効である。したがって、穴９の個数は、１個に限定されるものではなく、マグネトロンが基本波を安定に発振する領域まで隙間Ｇの共振周波数を低減させ得るように複数個とすることにより、特に円筒周方向に沿う方向における幅が小さい複数個とすることにより、マグネトロンの安定発振を良好に実現することが可能となる。

【0042】

図６は、この発明の第３実施例に係るマグネトロン１の特にエンドハット８の構造を示す図である。

【0043】

この実施例も、ハット筒部８１に設ける穴９の形状と隙間Ｇで発生する共振の周波数やＱとの間の関係（別言すると、法則性）に基づき、穴９の開口面積（尚、複数の穴９の開口の合計面積の意味を含む）について、ハット筒部８１のうちの、円筒軸心方向における中心位置Ｃよりもシールド部８２側（別言すると、カソード５側）と比べて、シールド部８２側とは反対側（別言すると、カソード５側とは反対側）の方を大きくすることが有効である結果を得た。これにより、マグネトロンの安定発振を良好に実現することが可能となる。

【0044】

図７は、この発明の第４実施例に係るマグネトロン１の特にエンドハット８の構造を示す図である。

【0045】

この実施例も、ハット筒部８１に設ける穴９の形状と隙間Ｇで発生する共振の周波数やＱとの間の関係（別言すると、法則性）に基づき、穴９の形状について、シールド部８２側（別言すると、カソード５側）と比べて、シールド部８２側とは反対側（別言すると、カソード５側とは反対側）の方を狭くすることが有効である結果を得た。図７に示す例では、穴９の、円筒周方向に沿う方向における幅について、シールド部８２側とは反対側を円弧状にすることにより、シールド部８２側と比べて狭くしている。これにより、マグネトロンの安定発振を良好に実現することが可能となる。

【0046】

図８は、第１実施例ないし第４実施例の内容を組み合せた実施例に係るマグネトロン１の特にエンドハット８の構造を示す図である。

【0047】

具体的には、カソード５の円筒軸心方向における両側のそれぞれに一対で配置されるエンドハット８のハット筒部８１に設けられる穴９の形状は一対の各々で同じである必要は無く、また、穴９の個数も一対の各々で同じである必要は無い。スリーブ６は、軸心方向における一方は管球部内で終端し、他方は入力部の絶縁シールを通して管球部の外方まで延長される。したがって、高周波的な同軸のリアクタンスや位相が同じとならないため、同じ形状の穴９が隙間Ｇの共振の周波数やＱを最も低減できることには必ずしもならず、第１実施例ないし第４実施例に関する形状の範囲で組み合せて穴９の最適な個数および形状が適用されるようにしても構わない。

【0048】

このような構成のマグネトロン１によれば、エンドハット８のハット筒部８１の内周面とスリーブ６の外周面との間に隙間Ｇが設けられるため、ヒータ７による熱やバックボンバードメントによる熱がエンドハット８に伝導することを阻害することができ、エンドハット８の昇温を抑制することが可能となる。加えて、スリーブ６とハット筒部８１の内周面との間に存在する同軸の空間による不要共振の発生を防止することができるため、エンドハット８からの電子放出、放出電子によるアーキング、さらに同軸空間の不要共振に起因する不安定発振を抑制することが可能となり、高出力のマイクロ波を安定して発振することが可能となる。つまり、高出力であってもマグネトロン１の安定した動作を確保することが可能となる。

【0049】

このような構成のマグネトロン１によれば、また、スリーブ６とハット筒部８１の内周面との間の同軸の空間による不要共振の発生を抑制したり、共振の強さであるＱを低減したり、共振周波数をモーディングやアーキングが発生しにくい領域にずらしたりすることができ、エンドハット８からの電子放出、放出電子によるアーキング、さらに同軸空間の不要共振に起因する不安定発振を一層的確に抑制することが可能となり、高出力のマイクロ波を一層確実に安定して発振することが可能となる。

【0050】

以上、この発明の実施例について説明したが、具体的な構成は、上記の第１実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の第１実施例では、図１に示すマグネトロン１に対してこの発明が適用されるようにしているが、この発明が適用され得るマグネトロン１の具体的な構造は図１に示す例に限定されるものではない。この発明は、スリーブに対して同心の吊り構造でエンドハットが装着される構造を有するマグネトロンに対して適用され得る。

【0051】

具体的には例えば、上記の第１実施例では複数の接続部８３によってハット筒部８１の端部が周方向において複数箇所でスポット状にスリーブ６に接続／接合されるようにしているが、このような構造はこの発明において必須の構成ではない。すなわち、ハット筒部８１の端部の開口周縁の全周にわたって途切れることなく接続部８３が形成されるようにしても、ハット筒部８１の穴９によってハット筒部８１の内周面とスリーブ６の外周面との間の隙間Ｇとしての空間がハット筒部８１の外側の空間と繋がることによってこの発明の作用効果は発揮され得る。

【産業上の利用可能性】

【0052】

この発明に係るマグネトロンによれば、高出力のマイクロ波を高い安定度で発振することができるので、例えば、特に高出力で高安定度を必要とする医療用や非破壊検査用Ｌｉｎａｃシステムに使用されるマイクロ波源として有用であり、また、大出力によって遠方の物標を高精度に探知するレーダーの分野において有用である。

【符号の説明】

【0053】

１ マグネトロン
２ アノード
３ ベーン
４ ポールピース
５ カソード
６ スリーブ
７ ヒータ
７１ ヒータ支持体
７２ ヒータリード
８ エンドハット
８１ ハット筒部
８２ シールド部
８３ 接続部
Ｃ 中心位置
Ｇ 隙間
９ 穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】