(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】P2022084562
(43)【公開日】2022-06-07
(54)【発明の名称】マグネトロン
(51)【国際特許分類】
H01J 23/20 20060101AFI20220531BHJP
【ＦＩ】
H01J23/20 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】34
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021191071
(22)【出願日】2021-11-25
(31)【優先権主張番号】2018624.3
(32)【優先日】2020-11-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(71)【出願人】
【識別番号】320003301
【氏名又は名称】テレダイン・ユーケイ・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100189555
【弁理士】
【氏名又は名称】徳山 英浩
(74)【代理人】
【識別番号】100100479
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 三喜夫
(72)【発明者】
【氏名】ミネーオ，マウロ
(72)【発明者】
【氏名】サリーム，ケサル
(72)【発明者】
【氏名】クレイ，ダニエル ジェイムズ
(57)【要約】 （修正有）
【課題】マグネトロン用のアノードや複数のストラップリングの構造と製造方法を提供する。
【解決手段】アノード１０１、及び、カソード１０２を収容するための円筒形のアノードシェル１０３と、カソード１０２の周りに角度間隔で配置された複数のベーン１０４とを備え、隣接するベーン１０４の間の角距離が、マグネトロン１００の空洞共振器を提供するように構成される。各ベーン１０４は、アノードシェル１０３から中心に向かって半径方向内向き及び長手方向軸と平行に延びる。複数の環状ストラップリング１１３は、アノードシェルの長手方向軸と同心状に配置される。交互配列のベーン１０４は、交互配列のストラップリング１１３を支持するように構成される。各ベーン１０４がストラップリング１１３に連結し、少なくとも第１ストラップリング１１３と第２ストラップリングの断面寸法が異なる。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】アノード１０１、及び、カソード１０２を収容するための円筒形のアノードシェル１０３と、カソード１０２の周りに角度間隔で配置された複数のベーン１０４とを備え、隣接するベーン１０４の間の角距離が、マグネトロン１００の空洞共振器を提供するように構成される。各ベーン１０４は、アノードシェル１０３から中心に向かって半径方向内向き及び長手方向軸と平行に延びる。複数の環状ストラップリング１１３は、アノードシェルの長手方向軸と同心状に配置される。交互配列のベーン１０４は、交互配列のストラップリング１１３を支持するように構成される。各ベーン１０４がストラップリング１１３に連結し、少なくとも第１ストラップリング１１３と第２ストラップリングの断面寸法が異なる。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マグネトロン用のアノードであって、
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心、長手方向軸を定義する円筒形シェルと、
シェルの周りに角度間隔で配置された複数のベーンであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するように構成され、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、複数のベーンと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングであって、長手方向の間隔でシェルの長手方向軸と同心円状に配置される複数の環状ストラップリングとを備え、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違する、アノード。
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心、長手方向軸を定義する円筒形シェルと、
シェルの周りに角度間隔で配置された複数のベーンであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するように構成され、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、複数のベーンと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングであって、長手方向の間隔でシェルの長手方向軸と同心円状に配置される複数の環状ストラップリングとを備え、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違する、アノード。
【請求項2】
前記少なくとも第１ストラップリングの断面寸法は、交互配列のアノードベーンの間に延びるストラップリングの少なくとも一部において、前記少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違する、請求項１に記載のアノード。
【請求項3】
少なくとも、隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔が、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔とは相違する、請求項１または２に記載のアノード。
【請求項4】
複数のストラップリングのうちの少なくとも１つのストラップリングの半径が、複数のストラップリングのうちの少なくとも他のストラップリングの半径とは相違する、請求項１～３のいずれか１つに記載のアノード。
【請求項5】
ストラップリングは、実質的に正方形および長方形の形状のうちの少なくとも１つである断面を有する、請求項１～４のいずれか１つに記載のアノード。
【請求項6】
各ストラップリングは、各ストラップリングの断面寸法に基づいて、予め決定した配置に従ってシェルに渡って配置される、請求項１～５のいずれか１つに記載のアノード。
【請求項7】
第１ストラップリングは、第２ストラップリングよりも大きい断面寸法を有し、
第１ストラップリングは、個々のベーンの長手方向端部に向けて配置される、請求項１～６のいずれか１つに記載のアノード。
第１ストラップリングは、個々のベーンの長手方向端部に向けて配置される、請求項１～６のいずれか１つに記載のアノード。
【請求項8】
第２ストラップリングは、第１ストラップリングよりも、個々のベーンの長さに沿ってより中央に配置される、請求項７に記載のアノード。
【請求項9】
少なくとも第１ストラップリングの断面寸法は、起動したマグネトロンのカソードによって発生した場合に、ベーンに沿った無線周波数ＲＦ電界をベーンの長さ全体に均一に分布するように予め決定されている、請求項１～８のいずれか１つに記載のアノード。
【請求項10】
複数の環状ストラップリングは、ベーンの第１サブセットに連結された第１グループのストラップリングと、ベーンの第２サブセットに連結された第２グループのストラップリングとを含み、
少なくとも第１ストラップリングおよび少なくとも第２ストラップリングは、第１グループまたは第２グループのストラップリングの同じものに属する、請求項１～９のいずれか１つに記載のアノード。
少なくとも第１ストラップリングおよび少なくとも第２ストラップリングは、第１グループまたは第２グループのストラップリングの同じものに属する、請求項１～９のいずれか１つに記載のアノード。
【請求項11】
マグネトロン用のアノードであって、
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心、長手方向軸を定義する円筒形シェルと、
シェルの周りに角度間隔で配置された複数のベーンであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するように構成され、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、複数のベーンと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングであって、長手方向の間隔でシェルの長手方向軸と同心円状に配置される複数の環状ストラップリングとを備え、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、隣接ストラップリングのうちの第１ペア間の間隔が、隣接ストラップリングのうちの第２ペア間の間隔とは相違する、アノード。
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心、長手方向軸を定義する円筒形シェルと、
シェルの周りに角度間隔で配置された複数のベーンであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するように構成され、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、複数のベーンと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングであって、長手方向の間隔でシェルの長手方向軸と同心円状に配置される複数の環状ストラップリングとを備え、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、隣接ストラップリングのうちの第１ペア間の間隔が、隣接ストラップリングのうちの第２ペア間の間隔とは相違する、アノード。
【請求項12】
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法および半径のうちの少なくとも１つが、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの個々の断面寸法および半径とは相違する、請求項１１に記載のアノード。
【請求項13】
隣接ストラップリングの第１ペアは、隣接ストラップリングの第２ペアよりもマグネトロン内でより中心に配置され、
隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔は、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔よりも大きい、請求項１１または１２に記載のアノード。
隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔は、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔よりも大きい、請求項１１または１２に記載のアノード。
【請求項14】
ストラップリング間の間隔は、起動したマグネトロンのカソードによって発生した場合に、ベーンに沿った無線周波数ＲＦ電界をベーンの長さ全体に均一に分布するように予め決定されている、請求項１１～１３のいずれか１つに記載のアノード。
【請求項15】
マグネトロン用のアノードであって、
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心、長手方向軸を定義する円筒形シェルと、
シェルの周りに角度間隔で配置された複数のベーンであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するように構成され、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、複数のベーンと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングであって、長手方向の間隔でシェルの長手方向軸と同心円状に配置される複数の環状ストラップリングとを備え、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの半径が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの半径とは相違する、アノード。
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心、長手方向軸を定義する円筒形シェルと、
シェルの周りに角度間隔で配置された複数のベーンであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するように構成され、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、複数のベーンと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングであって、長手方向の間隔でシェルの長手方向軸と同心円状に配置される複数の環状ストラップリングとを備え、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの半径が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの半径とは相違する、アノード。
【請求項16】
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違する、請求項１５に記載のアノード。
【請求項17】
隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔が、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔とは相違する、請求項１５または１６に記載のアノード。
【請求項18】
少なくとも第１ストラップリングの半径は、起動したマグネトロンのカソードによって発生した場合に、ベーンに沿った無線周波数ＲＦ電界をベーンの長さ全体に均一に分布するように予め決定されている、請求項１５～１７のいずれか１つに記載のアノード。
【請求項19】
複数の環状ストラップリングは、ベーンの第１サブセットに連結された第１グループのストラップリングと、ベーンの第２サブセットに連結された第２グループのストラップリングとを含み、
少なくとも第１ストラップリングおよび少なくとも第２ストラップリングは、第１グループまたは第２グループのストラップリングの同じものに属する、請求項１５～１８のいずれか１つに記載のアノード。
少なくとも第１ストラップリングおよび少なくとも第２ストラップリングは、第１グループまたは第２グループのストラップリングの同じものに属する、請求項１５～１８のいずれか１つに記載のアノード。
【請求項20】
マグネトロンの空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数のストラップリングであって、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法および半径のうちの少なくとも１つが、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの個々の断面寸法および半径の少なくとも１つとは相違する、複数のストラップリング。
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法および半径のうちの少なくとも１つが、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの個々の断面寸法および半径の少なくとも１つとは相違する、複数のストラップリング。
【請求項21】
請求項１～２０のいずれか１つに記載のアノードを含むマグネトロン。
【請求項22】
マグネトロン用のアノードを製造する方法であって、
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心を有し、長手方向軸を定義する円筒形シェルを用意するステップと、
シェルの周りに角度間隔で配置される複数のベーンを用意するステップであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するためであり、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、ステップと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングを用意するステップと、
該ストラップリングを、シェル内部に長手方向の間隔で、シェルの長手方向軸と同心円状に配置するステップと、含み、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違する、方法。
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心を有し、長手方向軸を定義する円筒形シェルを用意するステップと、
シェルの周りに角度間隔で配置される複数のベーンを用意するステップであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するためであり、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、ステップと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングを用意するステップと、
該ストラップリングを、シェル内部に長手方向の間隔で、シェルの長手方向軸と同心円状に配置するステップと、含み、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違する、方法。
【請求項23】
ストラップリングは、各ストラップリングの断面寸法に基づいて、予め定めた配置に従って配置される、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
第１ストラップリングは、第２ストラップリングよりも大きい断面寸法を有し、
第１ストラップリングは、個々のベーンの長手方向端部に向けて配置され、
第２ストラップリングは、第１ストラップリングよりも、個々のベーンの長さに沿ってより中央に配置される、請求項２２または２３に記載の方法。
第１ストラップリングは、個々のベーンの長手方向端部に向けて配置され、
第２ストラップリングは、第１ストラップリングよりも、個々のベーンの長さに沿ってより中央に配置される、請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項25】
ストラップリングは、少なくとも、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔とは相違する隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔を提供するように配置される、請求項２２～２４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項26】
複数のストラップリングのうちの少なくとも１つのストラップリングの半径が、複数のストラップリングのうちの少なくとも他のストラップリングの半径とは相違する、請求項２２～２５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項27】
マグネトロン用のアノードを製造する方法であって、
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心を有し、長手方向軸を定義する円筒形シェルを用意するステップと、
シェルの周りに角度間隔で配置される複数のベーンを用意するステップであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するためであり、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、ステップと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングを用意するステップと、
該ストラップリングを、シェル内部に長手方向の間隔で、シェルの長手方向軸と同心円状に配置するステップと、含み、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔が、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔とは相違する、方法。
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心を有し、長手方向軸を定義する円筒形シェルを用意するステップと、
シェルの周りに角度間隔で配置される複数のベーンを用意するステップであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するためであり、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、ステップと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングを用意するステップと、
該ストラップリングを、シェル内部に長手方向の間隔で、シェルの長手方向軸と同心円状に配置するステップと、含み、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔が、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔とは相違する、方法。
【請求項28】
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違する、請求項２７に記載の方法。
【請求項29】
隣接ストラップリングの第１ペアは、隣接ストラップリングの第２ペアよりもマグネトロン内でより中心に配置され、
隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔は、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔よりも大きい、請求項２７または２８に記載の方法。
隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔は、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔よりも大きい、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項30】
マグネトロン用のアノードを製造する方法であって、
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心を有し、長手方向軸を定義する円筒形シェルを用意するステップと、
シェルの周りに角度間隔で配置される複数のベーンを用意するステップであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するためであり、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、ステップと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングを用意するステップと、
該ストラップリングを、シェル内部に長手方向の間隔で、シェルの長手方向軸と同心円状に配置するステップと、含み、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの半径が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの半径とは相違する、方法。
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心を有し、長手方向軸を定義する円筒形シェルを用意するステップと、
シェルの周りに角度間隔で配置される複数のベーンを用意するステップであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するためであり、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、ステップと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングを用意するステップと、
該ストラップリングを、シェル内部に長手方向の間隔で、シェルの長手方向軸と同心円状に配置するステップと、含み、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの半径が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの半径とは相違する、方法。
【請求項31】
各ストラップリングには、各ストラップリングを個々のベーンの開口に通すための少なくとも１つの切断部が設けられる、請求項２２～３０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項32】
各ストラップリングは、一体的に形成される、請求項２２～３１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項33】
配置されたストラップリングおよびベーンを一緒にろう付けするステップをさらに含む、請求項２２～３２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項34】
ベーンを、シェルの内壁にろう付けするステップをさらに含む、請求項２２～３３のいずれか１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、マグネトロン用のアノード、その複数のストラップリング、マグネトロンおよびマグネトロン用のアノードを製造する方法に関する。装置および方法は、特定の用途を見つけてもよいが、限定的ではなく、例えば、粒子加速器での使用のためのマイクロ波発生の分野である。
【背景技術】
【0002】
マグネトロンが、種々の異なる目的で無線周波数（ＲＦ）エネルギー（例えば、マイクロ波など）を発生するために使用できる。例えば、マグネトロンによって発生したＲＦエネルギーは、粒子加速器（例えば、リニア加速器など）に提供され、帯電粒子、例えば、電子などの加速のための加速電磁界を確立するために使用される。いくつかの用途では、加速された電子がターゲット材料（例えば、タングステンなど）に入射するように方向付けられ、これにより電子のエネルギーの一部がターゲット材料からＸ線として放出される。
【0003】
発生したＸ線は、いくつかの用途では、医療イメージングおよび／または治療の目的のために使用できる。例えば、Ｘ線は、患者の身体の全部または一部に入射するように方向付けでき、１つ以上のセンサは、患者の身体によって透過および／または反射したＸ線を検出するように位置決めできる。検出されたＸ線を使用して、患者の身体の全部または一部の画像を形成でき、これにより身体の内部構造の詳細を解像可能になる。Ｘ線は、治療目的のために患者の身体の特定の部分に入射するように追加または代替として方向付けできる。例えば、Ｘ線は、体内で検出された腫瘍に入射するように方向付けして、腫瘍内の癌細胞を破壊することによって腫瘍を治療することができる。
【0004】
代替として、加速された電子は、治療目的のために患者の身体の特定の部分（例えば、腫瘍など）に入射するように方向付けできる。例えば、粒子加速器（例えば、リニア加速器など）から出力された電子は、コリメートされ、患者の身体の一部に入射するように方向付けできる。
【0005】
更なる用途では、粒子加速器を使用して、非医療目的のＸ線を発生できる。例えば、発生したＸ線は、撮像対象の非医療ターゲットに入射するように方向付けできる。１つ以上のセンサが、撮像ターゲットから透過および／または反射したＸ線を検出するように位置決めできる。検出されたＸ線を使用して、撮像ターゲットの内部構造を解像できる画像を形成できる。Ｘ線イメージングは、セキュリティ関連の用途で特定の使用を見つけることができ、別の方法で視界から隠されている物品を解像可能であるためである。例えば、Ｘ線イメージングを使用して、貨物が保管されているコンテナの外側から貨物を撮像できる。Ｘ線画像は、貨物の内容を識別するために、隠された貨物の一部を形成する様々な物体を解像可能である。
【0006】
マグネトロンのいくつかの用途を上述したが、そこでは発生したＲＦエネルギーを使用して、電子などの荷電粒子を加速している。しかしながら、マグネトロンは、他の用途、例えば、レーダーでの使用のためのＲＦエネルギーの発生など見つけることができる。
【0007】
この文脈において、本開示が考案された。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明によれば、マグネトロン用のアノードが提供され、該アノードは、
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心、長手方向軸を定義する円筒形シェルと、
シェルの周りに角度間隔で配置された複数のベーン（羽根）であって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離(angular separation)が、マグネトロンの空洞共振器を提供するように構成され、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、複数のベーンと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングであって、長手方向の間隔でシェルの長手方向軸と同心円状に配置される複数の環状ストラップリングとを備え、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違する。
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心、長手方向軸を定義する円筒形シェルと、
シェルの周りに角度間隔で配置された複数のベーン（羽根）であって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離(angular separation)が、マグネトロンの空洞共振器を提供するように構成され、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、複数のベーンと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングであって、長手方向の間隔でシェルの長手方向軸と同心円状に配置される複数の環状ストラップリングとを備え、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違する。
【0009】
上述のアノードがマグネトロンに実装された場合、使用中のマグネトロンのパワー出力は、従来のマグネトロンのパワー出力と比較して増加できる。ベーンの長さに沿って分布する異なる寸法を備えたストラップを提供することによって、ストラップの各々が同じ寸法を有する先行技術と比べて、アノードのベーンに沿って生成されるＲＦ電界は、ベーンの長さに沿ってより均一に分布できるようになる。マグネトロンで発生するＲＦ電界の強度は、ベーンの長さに沿って比較的一定にできるため、これにより電気力学的相互作用プロセスの効率を改善し、ベーンに沿って発生する局所的加熱のリスクを減少させ、そうでなければ、マグネトロンで発生する電磁界に影響を与える可能性がある。従って、これによりアノードのベーンの電気的特性を改善し、マグネトロンに渡るＲＦ電界全体がより精度良く正確に制御可能になり、マグネトロンによって出力されるパワーを改善することができる。さらに、ベーンに沿った局所的加熱のリスクが著しく減少するため、これによりベーンが時間経過とともに侵食されるリスクを低減し、マグネトロンの寿命を改善する。先行技術のマグネトロンと比較して、本開示の分散ストラップ手法は、調整された寸法を有する複数のストラップの使用を可能にし、こうして安定性およびパワー処理能力を改善する。
【0010】
少なくとも第１ストラップリングの断面寸法および、少なくとも第２ストラップリングの断面寸法は、ベーン間に延びるストラップリングの部分の断面寸法を参照することがある。より詳細には、各ストラップリングは、それらが電気的に接触しているベーン（各交互配列のベーン）の間に延びる第１部分と、ストラップリングがベーンと直接接触している第２部分とを含む。ストラップリングの第２部分は、各ストラップリングについてストラップリングと各交互配列のベーンとの間の電気的接続を提供する（個々のベーンとストラップリングとの間の境界面において）。ストラップリングの第１部分は、交互配列のベーン間の電気的接続を提供する。少なくとも第１ストラップリングの第１部分の断面寸法が、少なくとも第２ストラップリングの第１部分の断面寸法とは相違してもよい。従って、交互配列のベーン間のストラップリングによって提供される電気接続の断面寸法が、異なるストラップリングについて相違してもよい（即ち、少なくとも第１ストラップリングおよび少なくとも第２ストラップリングについて相違する）。少なくともいくつかの例では、交互配列のベーン間のストラップリングによって提供される電気接続の断面積が、異なるストラップリングについて相違することがある（即ち、少なくとも第１ストラップリングおよび少なくとも第２ストラップリングについて相違する）。
【0011】
少なくとも、隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔が、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔とは相違してもよい。ストラップリングは、ベーンの長さに沿って不均一に分布してもよい。このようにストラップリングを配置することによって、先行技術と比較して、ベーンの長さ全体に沿ってより均一に分布したＲＦ電界を生成でき、それにより使用時に、アノードが実装されたマグネトロンのパワー出力を改善でき、マグネトロンの寿命および電気的特性も改善できる。
【0012】
複数のストラップリングのうちの少なくとも１つのストラップリングの半径が、複数のストラップリングのうちの少なくとも他のストラップリングの半径とは相違してもよい。このようにストラップリングを配置することによって、先行技術と比較して、ベーンの長さ全体に沿ってより均一に分布したＲＦ電界を生成でき、それにより使用時に、アノードが実装されたマグネトロンのパワー出力を改善でき、マグネトロンの寿命および電気的特性も改善できる。ここで説明したように、ストラップリングの半径は、ストラップリングの断面半径ではなく、ストラップリング全体の半径（実質的にリング状の形状を有してもよい）を参照することがある。即ち、ここで説明したように、ストラップリングの半径は、ストラップリングによって定義されるリング形状の半径を参照することがある。ストラップリングの半径は、長手方向軸からリングの中心半径位置までの半径距離として定義できる。
【0013】
ストラップリングは、実質的に正方形および長方形の形状のうちの少なくとも１つである断面を有してもよい。こうした断面プロファイルを備えたストラップリングは、製造および組み立ての容易さを改善できる。
【0014】
同じ断面寸法を有するストラップリングは、各ストラップリングの断面寸法に基づいて、予め定めた配置に従ってシェルに渡って配置できる。そうすることで、これはさらに、ベーンの長さに沿って発生するＲＦ電界をより均一にするように貢献するとともに、局所的加熱を減少させることによって、より大きな構造的完全性(structural integrity)を提供する。例えば、第１ストラップリングは、第２ストラップリングよりも大きい断面寸法を有してもよく、第１ストラップリングは、個々のベーンの長手方向端部に向けて配置してもよい。第２ストラップリングは、第１ストラップリングよりも、個々のベーンの長さに沿ってより中央に配置してもよい。比較的厚いストラップをベーンの端部に向かって配置してもよく、一方、比較的小さいストラップをベーンに沿ってより中央に配置してもよい。
【0015】
少なくとも第１ストラップリングの断面寸法は、起動したマグネトロンのカソードによって発生した場合に、ベーンに沿った無線周波数ＲＦ電界をベーンの長さ全体に均一に分布するように予め決定してもよい。
【0016】
上述したように、各ベーンは交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングは交互配列のベーンに連結する。従って、複数の環状ストラップリングは、第１グループのストラップリングおよび第２グループのストラップリングを含むと見なすことができ、第１グループのストラップリングは、ベーンの第１サブセットに連結し、第２グループのストラップリングは、ベーンの第２サブセットに連結する。第１グループのストラップリングに属するストラップリングは、第２グループのストラップリングに属するストラップリングと交互に配置される。即ち、各交互配列のストラップリングは、ストラップリングの同じグループに属する。
【0017】
少なくともいくつかの例によれば、第１グループのストラップリングに属する少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、第１グループのストラップリングに属する少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違してもよい。第２グループのストラップリングに属する少なくとも第３ストラップリングの断面寸法が、第２グループのストラップリングに属する少なくとも第４ストラップリングに属する断面寸法とは相違してもよい。即ち、第１グループのストラップリングおよび／または第２グループのストラップリングは、異なる断面寸法を有する異なるストラップリングを含んでもよい。上述したように、ここで参照する断面寸法は、交互配列のベーンの間に延びて、ベーン間の電気的接続を提供する、ストラップリングの少なくとも第１部分の断面寸法に対応してもよい。少なくともいくつかの例では、第１グループのストラップリングおよび／または第２グループのストラップリングは、異なる断面積を有する異なるストラップリング（交互配列のベーン間の電気的接続を提供する）を含んでもよい。
【0018】
少なくとも第１ストラップリングの断面寸法は、交互配列のアノードベーンの間に延びるストラップリングの少なくとも一部において、少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違してもよい。
【0019】
複数の環状ストラップリングは、ベーンの第１サブセットに連結された第１グループのストラップリングと、ベーンの第２サブセットに連結された第２グループのストラップリングとを含んでもよい。少なくとも第１ストラップリングおよび少なくとも第２ストラップリングは、第１グループまたは第２グループのストラップリングの同じものに属してもよい。
【0020】
本開示の第２態様によれば、マグネトロン用のアノードが提供され、該アノードは、
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心、長手方向軸を定義する円筒形シェルと、
シェルの周りに角度間隔で配置された複数のベーンであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するように構成され、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、複数のベーンと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングであって、長手方向の間隔でシェルの長手方向軸と同心円状に配置される複数の環状ストラップリングとを備え、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、隣接ストラップリングのうちの第１ペア間の間隔が、隣接ストラップリングのうちの第２ペア間の間隔とは相違する。
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心、長手方向軸を定義する円筒形シェルと、
シェルの周りに角度間隔で配置された複数のベーンであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するように構成され、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、複数のベーンと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングであって、長手方向の間隔でシェルの長手方向軸と同心円状に配置される複数の環状ストラップリングとを備え、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、隣接ストラップリングのうちの第１ペア間の間隔が、隣接ストラップリングのうちの第２ペア間の間隔とは相違する。
【0021】
上述のアノードがマグネトロンに実装された場合、使用中のマグネトロンのパワーを増加できる。ベーンの長さに沿って不均一に分布するストラップを提供することによって、ストラップがマグネトロン全体に均一に分布する場合と比較して、アノードのベーンに沿って生成されるＲＦ電界は、アノードベーンの長さに沿ってより均一に分布できる。マグネトロンで発生するＲＦ電界の強度は、ベーンの長さに渡って比較的一定にできるため、これによりベーンに沿って発生する局所的加熱のリスクを減少させ、そうでなければ、マグネトロンで発生する電磁界に影響を与える可能性がある。従って、これによりアノードのベーンの電気的特性を改善し、マグネトロンに渡るＲＦ電界全体がより精度良く正確に制御可能になり、マグネトロンによって出力されるパワーを改善することができる。さらに、ベーンに沿った局所的加熱のリスクが著しく減少するため、これによりベーンが時間経過とともに侵食されるリスクを低減し、マグネトロンの寿命を改善する。先行技術のマグネトロンと比較して、本開示の分散ストラップ手法は、調整された寸法を有する複数のストラップの使用を可能にし、こうして安定性およびパワー処理能力を改善する。
【0022】
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法および半径のうちの少なくとも１つが、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの個々の断面寸法および半径とは相違してもよい。このようにストラップリングの断面寸法（異なる断面積をもたらしてもよい）を変化させることによって、これにより先行技術と比較して、ベーンの長さに沿ってより均一に分布するＲＦ電界を生成でき、それにより使用時に、アノードが実装されたマグネトロンのパワー出力を改善することができ、マグネトロンの寿命および電気的特性を改善する。
【0023】
第１態様を参照して上述したように、ここで参照する断面寸法は、交互配列のベーンの間に延びて、ベーン間の電気的接続を提供する、ストラップリングの少なくとも第１部分の断面寸法に対応してもよい。さらに上述するように、ここで説明するストラップリングの半径は、ストラップリングの断面半径ではなく、全体としてのストラップリングの半径（実質的にリング状の形状を有してもよい）を参照することがある。即ち、ここで説明するストラップリングの半径は、ストラップリングによって定義されるリング形状の半径を参照してもよい。ストラップリングの半径は、長手方向軸からリングの中心半径位置までの半径距離として定義してもよい。
【0024】
隣接ストラップリングの第１ペアは、隣接ストラップリングの第２ペアよりもマグネトロン内でより中心に配置してもよく、隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔は、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔よりも大きい。そうすることで、これはさらに、ベーンの長さに沿って発生するＲＦ電界をより均一にすることに貢献するとともに、局所的加熱を減少させることによって、より大きな構造的完全性を提供する。
【0025】
ストラップリング間の間隔は、起動したマグネトロンのカソードによって発生した場合に、ベーンに沿った無線周波数ＲＦ電界をベーンの長さ全体に均一に分布するように予め決定してもよい。そうすることで、これにより局所的加熱が減少し、これによりベーン侵食のリスクを減少させる。上述したように、各ベーンは、交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングは交互配列のベーンに連結する。従って、複数の環状ストラップリングは、第１グループのストラップリングおよび第２グループのストラップリングを含むと見なすことができ、第１グループのストラップリングは、ベーンの第１サブセットに連結し、第２グループのストラップリングは、ベーンの第２サブセットに連結する。第１グループのストラップリングに属するストラップリングは、第２グループのストラップリングに属するストラップリングと交互に配置される。即ち、各交互配列のストラップリングは、ストラップリングの同じグループに属する。
【0026】
少なくともいくつかの例によれば、第１グループのストラップリング（これは第１グループ内で互いに隣接している）に属するストラップリングの第１ペア間の間隔が、第１グループのストラップリング（これは第１グループ内で互いに隣接している）に属するストラップリングの第２ペア間の間隔とは相違してもよい。第２グループのストラップリング（これは第２グループ内で互いに隣接している）に属するストラップリングの第１ペア間の間隔が、第２グループのストラップリング（これは第２グループ内で互いに隣接している）に属するストラップリングの第２ペア間の間隔とは相違してもよい。即ち、第１グループのストラップリングおよび／または第２グループのストラップリングは、それらの間に異なる間隔を有するストラップリングの異なるペア（該グループ内で互いに隣接している）を含んでもよい。
【0027】
本開示の第３態様によれば、マグネトロン用のアノードが提供され、該アノードは、
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心、長手方向軸を定義する円筒形シェルと、
シェルの周りに角度間隔で配置された複数のベーンであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するように構成され、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、複数のベーンと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングであって、長手方向の間隔でシェルの長手方向軸と同心円状に配置される複数の環状ストラップリングとを備え、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの半径が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの半径とは相違する。
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心、長手方向軸を定義する円筒形シェルと、
シェルの周りに角度間隔で配置された複数のベーンであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するように構成され、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、複数のベーンと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングであって、長手方向の間隔でシェルの長手方向軸と同心円状に配置される複数の環状ストラップリングとを備え、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの半径が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの半径とは相違する。
【0028】
上述のアノードがマグネトロンに実装された場合、使用中のマグネトロンのパワーを増加できる。ベーンの長さに沿って不均一に分布するストラップを提供することによって、ストラップがマグネトロン全体に均一に分布する場合と比較して、アノードのベーンに沿って生成されるＲＦ電界は、アノードベーンの長さに沿ってより均一に分布できる。マグネトロンで発生するＲＦ電界の強度は、ベーンの長さに渡って比較的一定にできるため、これによりベーンに沿って発生する局所的加熱のリスクを減少させ、そうでなければ、マグネトロンで発生する電磁界に影響を与える可能性がある。従って、これによりアノードのベーンの電気的特性を改善し、マグネトロンに渡るＲＦ電界全体がより精度良く正確に制御可能になり、マグネトロンによって出力されるパワーを改善することができる。さらに、ベーンに沿った局所的加熱のリスクが著しく減少するため、これによりベーンが時間経過とともに侵食されるリスクを低減し、マグネトロンの寿命を改善する。先行技術のマグネトロンと比較して、本開示の分散ストラップ手法は、調整された寸法を有する複数のストラップの使用を可能にし、こうして安定性およびパワー処理能力を改善する。
【0029】
上述のように、ここで説明するストラップリングの半径は、ストラップリングの断面半径ではなく、全体としてストラップリングの半径（実質的にリング状の形状を有してもよい）を参照することがある。即ち、ここで説明するストラップリングの半径は、ストラップリングによって定義されるリング形状の半径を参照することがある。ストラップリングの半径は、長手方向軸からリングの中心半径位置までの半径距離として定義できる。
【0030】
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違してもよい。上述したように、ここで参照する断面寸法は、交互配列のベーンの間に延びて、ベーン間の電気的接続を提供する、ストラップリングの少なくとも第１部分の断面寸法に対応してもよい。隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔が、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔とは相違してもよい。
【0031】
少なくとも第１ストラップリングの半径は、起動したマグネトロンのカソードによって発生した場合に、ベーンに沿った無線周波数ＲＦ電界をベーンの長さ全体に均一に分布するように予め決定してもよい。
【0032】
上述したように、各ベーンは、交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングは交互配列のベーンに連結する。従って、複数の環状ストラップリングは、第１グループのストラップリングおよび第２グループのストラップリングを含むと見なすことができ、第１グループのストラップリングは、ベーンの第１サブセットに連結し、第２グループのストラップリングは、ベーンの第２サブセットに連結する。第１グループのストラップリングに属するストラップリングは、第２グループのストラップリングに属するストラップリングと交互に配置される。即ち、各交互配列のストラップリングは、ストラップリングの同じグループに属する。
【0033】
少なくともいくつかの例によれば、第１グループのストラップリングに属する少なくとも第１ストラップリングの半径は、第１グループのストラップリングにも属する少なくとも第２ストラップリングの半径とは相違してもよい。第２グループのストラップリングに属する少なくとも第３ストラップリングの半径は、第２グループのストラップリングにも属する少なくとも第４ストラップリングの半径とは相違してもよい。即ち、第１グループのストラップリングおよび／または第２グループのストラップリングは、異なる半径を有する異なるストラップリングを含んでもよい。
【0034】
複数の環状ストラップリングは、ベーンの第１サブセットに連結された第１グループのストラップリングと、ベーンの第２サブセットに連結された第２グループのストラップリングとを含んでもよい。少なくとも第１ストラップリングおよび少なくとも第２ストラップリングは、第１グループまたは第２グループのストラップリングの同じものに属してもよい。
【0035】
【0036】
本開示の第４の態様によれば、マグネトロンの空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数のストラップリングが提供され、複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法および半径のうちの少なくとも１つが、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの個々の断面寸法および半径の少なくとも１つとは相違する。
【0037】
上述のように、ここで参照される断面寸法は、交互配列のベーン間に延びており、交互配列のベーン間の電気的接続を提供する、ストラップリングの少なくとも第１部分の断面寸法に対応してもよい。さらに上述するように、ここで説明するストラップリングの半径は、ストラップリングの断面半径ではなく、全体としてのストラップリングの半径（実質的にリング状の形状を有してもよい）を参照することがある。即ち、ここで説明するストラップリングの半径は、ストラップリングによって定義されるリング形状の半径を参照することがある。ストラップリングの半径は、長手方向軸からリングの中心半径位置までの半径距離として定義してもよい。
【0038】
本開示の第５の態様によれば、ここで説明するようなアノードを含むマグネトロンが提供される。
【0039】
本開示の第６の態様によれば、マグネトロン用のアノードを製造する方法が提供される。該方法は、
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心を有し、長手方向軸を定義する円筒形シェルを用意するステップと、
シェルの周りに角度間隔で配置される複数のベーンを用意するステップであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するためであり、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、ステップと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングを用意するステップと、
該ストラップリングを、シェル内部に長手方向の間隔で、シェルの長手方向軸と同心円状に配置するステップと、含み、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違する。
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心を有し、長手方向軸を定義する円筒形シェルを用意するステップと、
シェルの周りに角度間隔で配置される複数のベーンを用意するステップであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するためであり、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、ステップと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングを用意するステップと、
該ストラップリングを、シェル内部に長手方向の間隔で、シェルの長手方向軸と同心円状に配置するステップと、含み、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違する。
【0040】
ストラップリングは、各ストラップリングの断面寸法に基づいて、予め定めた配置に従って配置してもよい。第１ストラップリングは、第２ストラップリングよりも大きい断面寸法を有してもよく、第１ストラップリングは、個々のベーンの長手方向端部に向けて配置してもよい。第２ストラップリングは、第１ストラップリングよりも、個々のベーンの長さに沿ってより中央に配置してもよい。
【0041】
ストラップリングは、少なくとも、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔とは相違する隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔を提供するように配置してもよい。
【0042】
複数のストラップリングのうちの少なくとも１つのストラップリングの半径が、複数のストラップリングのうちの少なくとも他のストラップリングの半径とは相違してもよい。
【0043】
本開示の第７の態様によれば、マグネトロン用のアノードを製造する方法が提供される。該方法は、
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心を有し、長手方向軸を定義する円筒形シェルを用意するステップと、
シェルの周りに角度間隔で配置される複数のベーンを用意するステップであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するためであり、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、ステップと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングを用意するステップと、
該ストラップリングを、シェル内部に長手方向の間隔で、シェルの長手方向軸と同心円状に配置するステップと、含み、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
少なくとも、隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔が、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔とは相違する。
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心を有し、長手方向軸を定義する円筒形シェルを用意するステップと、
シェルの周りに角度間隔で配置される複数のベーンを用意するステップであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するためであり、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、ステップと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングを用意するステップと、
該ストラップリングを、シェル内部に長手方向の間隔で、シェルの長手方向軸と同心円状に配置するステップと、含み、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
少なくとも、隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔が、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔とは相違する。
【0044】
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違してもよい。
【0045】
隣接ストラップリングの第１ペアは、隣接ストラップリングの第２ペアよりもマグネトロン内でより中心に配置してもよく、隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔は、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔よりも大きい。
【0046】
本開示の第８の態様によれば、マグネトロン用のアノードを製造する方法が提供される。該方法は、
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心を有し、長手方向軸を定義する円筒形シェルを用意するステップと、
シェルの周りに角度間隔で配置される複数のベーンを用意するステップであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するためであり、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、ステップと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングを用意するステップと、
該ストラップリングを、シェル内部に長手方向の間隔で、シェルの長手方向軸と同心円状に配置するステップと、含み、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの半径が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの半径とは相違する。
マグネトロンのカソードを収容するためのシェルの中心を有し、長手方向軸を定義する円筒形シェルを用意するステップと、
シェルの周りに角度間隔で配置される複数のベーンを用意するステップであって、各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するためであり、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する、ステップと、
空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリングを用意するステップと、
該ストラップリングを、シェル内部に長手方向の間隔で、シェルの長手方向軸と同心円状に配置するステップと、含み、
交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、
複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの半径が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの半径とは相違する。
【0047】
各ストラップリングには、各ストラップリングを個々のベーンの開口に通すための少なくとも１つの切断部(break)が設けられてもよい。これは、アノードの迅速かつ効率的な組み立てのために特に有益になることがある。
【0048】
各ストラップリングは、一体的に形成してもよい。
【0049】
該方法は、配置されたストラップリングおよびベーンを一緒にろう付けするステップをさらに含んでもよい。該方法は、ベーンを、シェルの内壁にろう付けするステップをさらに含んでもよい。
【0050】
ここで説明する態様および／または例のいずれかにおいて、各ストラップリングは、ストラップリング全体の周りに実質的に均一な断面を有してもよい。即ち、ストラップリングの断面寸法、プロファイルおよび／または断面積は、ストラップリング全体の周りで実質的に一定でもよい。
【0051】
ここで説明する態様および／または例のいずれかにおいて、ストラップリングの各々は、それらがベーンを通過するときに各ベーンによって囲まれるように配置できる。例えば、ベーンは、ストラップリングが通過する孔を含んでもよく、ストラップリングは、それらがベーンを通過するポイントにおいて孔によって完全に囲まれる。ベーンは、単一のストラップリングだけがベーンの各孔に位置決めされるように、各ストラップリング用の孔を含むことができる。各ベーンは、第１グループのストラップリングのための第１グループの孔と、第２グループのストラップリングのための第２グループの孔とを含んでもよい。各ベーンにおいて、第１グループおよび第２グループの孔の一方は、ベーンが、これらの孔を通過するストラップリングと電気的に接触するように寸法設定できる。第１グループおよび第２グループの孔の他方は、これらの孔を通過するストラップリングがこれらの孔でベーンと電気的に接触しないように寸法設定できる。第１グループの孔に属する孔は、アノードベーンに沿った第２グループの孔に属する孔と交互に配列してもよい。こうしてベーンは、交互配列のストラップリングとの電気的接触を介して、交互配列のストラップリングに連結する。
【0052】
ストラップリングがベーンを通過する際、ストラップリングを囲むベーンを提供することによって、ストラップリングは、アノードベーン間のギャップにおいてカソードに対して露出するだけである。従って、アノードベーンの両端に露出しているストラップリングは、回避できる。アノードベーンの両端に露出しているストラップリングは、マグネトロンの不安定な動作のリスクを生じさせることがある。
【0053】
上述のように、複数のストラップリングは、ストラップリングの断面寸法、ストラップリングの半径、および隣接ストラップリングまでの間隔のうちの１つ以上が、異なるストラップリングについて異なるように配置できる。こうした配置の結果として、所定のストラップリングとアノード内の別のストラップリングとの間（例えば、ストラップリングと隣接ストラップリングとの間）のキャパシタンスが、異なるストラップリングについて異なってもよい。追加または代替として、所定のストラップリングとアノードの他のコンポーネント（例えば、アノードベーンなど）との間のキャパシタンスが、異なるストラップリングについて異なってもよい。即ち、アノードの異なる個々のコンポーネント間のキャパシタンスが、ここで説明するストラップリングの変化（例えば、断面寸法、半径、および／またはストラップリング間の間隔）の結果として、アノードの長さに沿って変化してもよい。キャパシタンスのこうした変化は、アノードに沿ったＲＦ電界分布を平滑化するように機能する配置を提供するために使用できる。
【0054】
本願の範囲内で、前述の段落、請求項および／または下記説明および図面、特にその個々の特徴に記載された種々の態様、実施形態、例および代替物が独立にまたは任意の組合せで解釈できることは明確に意図している。即ち、任意の実施形態の全ての実施形態および／または特徴は、こうした特徴が互換性がない場合を除いて、任意の方法および／または組合せで組み合わせできる。
【図面の簡単な説明】
【0055】
本発明の１つ以上の実施形態は、添付図面において例としてのみ概略的に示されている。
【図1A】ここで想定されるタイプのマグネトロンの概略図である。
【図2A】チューニングアセンブリを含むマグネトロンの概略図である。
【図3】本開示の第１例に係るマグネトロンの概略図である。
【図4】異なるストラップリングセットを備えた、その長手方向にベーンを横断するＲＦ電場分布の振幅の概略図である。
【図5】本開示の第２例に係るマグネトロンの概略図である。
【図6】本開示の第３例に係るマグネトロンの概略図である。
【図7】本開示の第１方法に係るフローチャートである。
【図8】本開示の第２方法に係るフローチャートである。
【0056】
説明および図面の全体を通して、類似の参照番号は類似の部品を指す。
【発明を実施するための形態】
【0057】
本発明の特定の例を説明する前に、本開示は、ここで説明する特定の実施形態に限定されないことを理解すべきである。ここで使用する用語は、特定の例を説明するためにのみ使用され、請求項の範囲を制限することを意図していないことも理解すべきである。
【0058】
図１Ａと図１Ｂは、ここで検討したタイプの例示のマグネトロン１００の概略図である。図１Ａは、マグネトロン１００を通る長手方向の切断面を示し、図１Ｂは、図１Ａに示す平面Ａ－Ａに沿ったマグネトロン１００を通る断面を示す。
【0059】
マグネトロン１００は、アノード１０１およびカソード１０２を含む。図１Ａと図１Ｂに示す例示のアノード１０１は、略円筒形のアノード壁１０３と、アノード壁１０３から内向きに延びる複数のアノードベーン１０４とを含む。以下でさらに詳細に説明するように、アノードベーンは、第１グループのアノードベーン１０４ａと、第２グループのアノードベーン１０４ｂとを備えてもよい。
【0060】
カソード１０２は、少なくとも部分的にアノード１０１の内側に位置し、アノードベーン１０４を含むアノード１０１に対して所定の位置に保持される。カソード１０２は、支持アーム１０５によって支持され、アノード１０２に対して所定の位置に保持される。支持アーム１０５は、支持構造１０６によってカソード１０２の遠位端で所定の位置に固定され、カソード１０２を支持するカンチレバーを形成する。
【0061】
カソード１０２および、アノード１０１の少なくとも内部部分（例えば、アノード壁１０３の内側の空間）は、真空エンベロープ１１０の内側に設置される。他の真空電子デバイスと同様に、ＲＦエネルギーを発生するために、真空エンベロープ１１０の内側空間は、真空圧力条件にポンプ吸引される。
【0062】
カソード１０２を支持し、カソード１０２をアノード１０１に対して所定の位置に保持することに加えて、支持アームはまた、カソード１０２およびヒータ１３１（一般にはカソード１０２内に含まれる）との電気接続を提供できる。図示の例では、電気接続は、支持アーム１０５（例えば、支持アーム１０５を形成する外部ケーシング）を経由してカソード１０２まで確立できる。支持アーム１０５は、支持構造１０６と電気的に接続できる。支持構造１０６は、支持アーム１０５に電気的に接続された導電性材料（例えば、銅）を含み、カソード１０２との電気接続を確立するための接続端子として機能できる。図示の例では、支持アーム１０５は、ヒータ１３１と接続端子１０８との間に延びる電気接続部１０７（これは、図１Ａに示すように、支持アーム１０５に沿って内部に延びている）をさらに含む。ヒータ１３１は、例えば、フィラメントを含んでもよく、カソード１０２を加熱するように構成できる（例えば、カソード１０２からの電極の熱電子放出を促進する）。接続端子１０８は、電気絶縁部材１３２によって支持アーム１０５のケーシングおよび支持構造１０６から電気絶縁される。
【0063】
接続端子１０８および／または支持構造１０６は、ＤＣ電源（例えば、パルスＤＣ電源を含む）などの電源（不図示）との接続のために配置でき、電源とカソード１０２および／またはヒータ１３１との間の電気接続を提供する。実際、カソード１０２は、数キロボルトの電圧に保持できる（アノード１０１に対して）。例えば、支持構造１０６は、外部電源（不図示）に電気的に接続でき、カソード１０２とアノード１０１との間に（支持構造１０６および支持アーム１０５を経由して）ある電圧を確立する。
【0064】
ヒータ１３１は、抵抗エレメントを含むことができ、これを経由して電流が通過して抵抗加熱を発生する。こうした例では、ヒータ１３１は、加熱電流が流れる２つの電気端子を備えることができる。第１端子は、接続端子１０８とすることができ、第２端子は、ヒータ１３１とカソード１０２との間にある接続部とすることができる（接続部は不図示）。接続端子１０８は、カソード１０２に対してある電位差（例えば、数ボルトの）に保持でき、ヒータ電流がヒータ１３１を通って流れるのを促進する。
【0065】
支持アーム１０５は、マグネトロンのセクション１０９に沿って延びており、これはサイドアーム１０９と称される。図示の例では、サイドアーム１０９は、真空エンベロープ１１０の一部を形成し、こうしてサイドアーム１０９の内部空間は、真空圧力条件にポンプ吸引できる。図示の例では、サイドアーム１０９の外部構造は、支持構造１０６および、支持構造１０６とアノード１０１との間に延びるケーシング１１１によって画定される。ケーシング１１１は、電気絶縁または誘電材料、例えば、セラミックなどで形成できる。
【0066】
サイドアーム１０９は、アノード１０１と、接続端子１０８と、そしてカソード１０２およびアノード１０１の遠位側のサイドアーム１０９の実質的に端部に位置する支持構造１０６との間にホールドオフ距離を提供するように機能できる。支持構造１０６を使用して、アノード１０１とカソード１０２との間に電圧差を確立することができ、支持構造１０６とアノード１０１および／またはマグネトロンの他のコンポーネントとの間に比較的高い電圧が存在し得る。例えば、動作の際、アノード１０１は電気的に接地でき、カソード１０２は、支持構造１０６を経由して高電圧に保持できる。例えば、数キロボルトの電圧差（例えば、３ｋＶ以上の電圧差）が、カソード１０２とアノード１０１との間に提供できる。使用される電圧が比較的高いため、マグネトロンのコンポーネントは、電気的破壊およびコンポーネント間のアーク発生のリスクを低減するように配置できる。
【0067】
空気中の電圧ホールドオフ要件は、一般に、真空圧力条件の要件よりもはるかに厳しい（例えば、約８倍）。例えば、アノード１０１と支持構造１０６との間の空気中の適切な電圧ホールドオフは、ケーシング１１１（誘電体材料を含んでもよい）の設計を通じて達成できる。例えば、ケーシング１１１の形状および長さは、ケーシング１１１に沿った粒子追跡のリスクを低減するように設計できる（これは、支持構造１０６とアノード１０１との間の電気的破壊を導く可能性がある）。適切な電圧ホールドオフを維持しつつ、サイドアーム１０９の長さを短縮するために使用できる複雑なケーシング１１１の形状を提供することが可能であろう。しかしながら、これらは複雑でおよび／または高価になることがあり、簡単な円筒形（または他の簡単な形状）のケーシング１１１が使用できる。一般に、所定形状のケーシング１１１では、支持構造１０６とアノード１０１との間に充分な電圧ホールドオフを提供するために必要となるサイドアーム１０９の最小長さが存在し得る。
【0068】
マグネトロン１００は、マグネトロン１００の動作中に発生したＲＦエネルギーをマグネトロン１００から外へ結合させるための出力部１１５をさらに含む。出力部１１５は、ＲＦエネルギーを１つ以上の外部コンポーネントに提供するために、マグネトロン１００を、マグネトロン１００の外部にある１つ以上のコンポーネント（不図示）（例えば、粒子加速器など）に結合させるための任意の適切な構造を備えてもよい。図には示していないが、マグネトロン１００はさらに、真空エンベロープ１１０を外部環境から隔離しつつ、発生したＲＦエネルギーが出力される出力窓を備えてもよい。
【0069】
上述のように、マグネトロン１００の動作中に、ある電圧（例えば、数キロボルトの高電圧でもよい）が、カソード１０１とアノード１０２との間に印加できる。特にここで検討される例では、アノード１０１は電気的に接地してもよく、カソード１０２は、接地されたアノード１０１に対して高電圧に保持してもよい。
【0070】
カソード１０２は、例えば（必ずではないが）、熱電子放出によって電子を放出するように構成され、これは、カソード１０２とアノード１０１との間に維持される電圧のためにアノードに向かって引き寄せられる。上述したように、カソード１０２を加熱して、カソード１０２からの熱電子放出を促進できる。カソード１０２の熱放出特性は、カソード１０２の放出表面の温度および材料特性によって駆動することができる。
【0071】
図１Ｂに示すように、アノード１０１は、複数のアノードベーン１０４を含み、これらはそれらの間に偶数個の空洞１１２を画定する。図には示していないが、マグネトロン１００は、マグネトロン軸（図１Ａでは左から右、図１Ｂではページから外へ）と略平行に延在する磁界に曝される。磁界は、１つ以上の永久磁石および／または電磁石の任意の適切な配置によって発生できる。
【0072】
カソード１０２から放出された電子雲が、（両者間の電圧のために）アノード１０１とカソード１０２との間に確立された電界、およびマグネトロン内に確立された磁界の両方の影響を受ける。これらの電磁界の組合せ効果は、アノード１０１とカソード１０２との間の相互作用領域の周りで電子の回転を引き起こすことである。空洞１１２を通過する電子雲の回転は、ＲＦ電磁界を誘導し、これは空洞１１２の共振モードを励起するように機能する。ＲＦ電界の誘導により、電子雲は、電子の角速度に基づいて空洞共振器の共振モードを励起できる。そして、相対的位相に応じて、アノード１０１でのＲＦ電界に起因して電子を加速または減速できる。電子がベーン１０４を横切って移動すると、正フィードバック効果が生成され、それによって共振モードのエネルギーが増加する。実際、これは、電子雲を変形させて、スポーク付ホイール効果（または空間電荷ホイール）を受ける。
【0073】
電子雲とアノード１０１との間の相互作用は、アノード１０１によって支持される任意の共振モードを介して生じ得る。実際、マグネトロン内で有用なＲＦパワーを生成するための最も効果的なモードは、πモードと称され、アノード１０１の各空洞１１２の振動は、隣接する各空洞１１２での振動と実質的に１８０°（πラジアン）位相ずれである。即ち、πモードでは、マグネトロン内の各交互配列の空洞１１２は、互いに実質的に同相で振動する。
【0074】
いくつかのマグネトロンでは、πモード周波数と他の共振モードの周波数との間の分離が小さすぎて、マグネトロンの安定動作を確保できない。πモード周波数を他の共振モードから分離するために、アノードストラッピング(strapping)と称される手法が使用できる。図１Ａと図１Ｂに示すマグネトロンでは、アノードは、アノード１０１の周りおよびアノードベーン１０４の間に延びる複数のアノードストラップ／ストラップリング１１３を含む。例えば、図１Ｂから判るように、各アノードストラップ１１３は、各交互配列のアノードベーン１０４と電気的に接触しており、他の全てのアノードベーン１０４の適切に配置された開口１１４を通過する。例えば、図１Ｂに示す断面では、アノードストラップ１１３は、通過する。アノードベーン１０４ａの第１グループに位置決めされた開口１１４を通過し、アノードベーン１０４ｂの第２グループの各々と電気的に接触している。図１Ａに見えるように、他のアノードストラップ１０３は、アノードベーン１０４ａの第１グループの各々と電気的に接触し、アノードベーン１０４ｂの第２グループに設置された開口／孔１１４を通過するように配置される。こうしてベーン１０４は、アノードストラップ／ストラップリング１１３を支持して、各ベーンが交互配列のストラップ１１３と連結し、各ストラップが交互配列のベーンと連結している。交互配列のベーン１０４を電気的に接続することによって、πモード周波数は、他の共振モードの周波数から分離できる。
【0075】
マグネトロン１００のいくつかの用途では、マグネトロンの動作中にマグネトロンの出力の１つ以上のパラメータを変更することが望ましいことがある。例えば、マグネトロン１００によって発生するＲＦエネルギーの周波数（波長も）を変化させる（典型的には、所定の周波数帯域内で）ことが望ましいことがある。特に、マグネトロン１００によって発生する共振πモードの周波数を変化させることが望ましいことがある。マグネトロン１００によって発生するＲＦエネルギーが粒子加速器（例えば、リニア加速器）を駆動するために使用される用途では、マグネトロン１００の周波数は、加速器の周波数（それ自体が動作中に変化する可能性がある）に一致させるために変更できる。一般に、マグネトロン１００の周波数は、マグネトロン１００が動作するシステムの要件に一致するように（例えば、マグネトロン１００の出力によって駆動される１つ以上のサブシステムと整合するように）変更できる。
【0076】
図２Ａと図２Ｂは、チューニングアセンブリ２０１を含む例示的なマグネトロンの概略図である。図１Ａおよび図１Ｂと同様に、図２Ａは、マグネトロン１００を通る長手方向切断面を示し、図２Ｂは、図２Ａに示されている平面ＡＡでのマグネトロン１００を通る断面を示す。図２Ａおよび図２Ｂに示すマグネトロン１００は、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述したものと同じコンポーネントおよび特性の多くを含み、同じ参照符号は、対応するコンポーネントを示すために図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａおよび図２Ｂで使用している。従って、対応するコンポーネントの詳細な説明は、図２Ａおよび２Ｂを参照して提供していない。
【0077】
一般に、アノード１０１の共振モードスペクトルは、アノード空洞１１２の幾何形状およびそれらの相対的配置に依存する。図２Ａおよび図２Ｂに示すチューニングアセンブリ２０１は、アノード１０１に連結され、それ自体の共振周波数スペクトルを有する共振構造を備える。チューニングアセンブリ２０１の共振周波数スペクトルは、チューニングアセンブリ２０１の共振周波数スペクトルの基本モードに対応する自然共振周波数によって特徴付けできる。アノード１０１と共振チューニングアセンブリ２０１との間の結合は、アノード１０１の共振モードスペクトルが、アノード空洞１１２の幾何形状および共振チューニングアセンブリ２０１の自然共振周波数の両方に依存し、そしてアノード１０１とチューニングアセンブリ２０１との間の結合度にも依存することを意味する。チューニングアセンブリ２０１は、チューニングアセンブリ２０１の１つ以上のコンポーネントの移動によってチューニングアセンブリ２０１の共振周波数が変化可能なように構成される。チューニングアセンブリ２０１とアノード１０１との間の結合の結果として、アノード１０１の共振モードスペクトルは、チューニングアセンブリ２０１の自然共振周波数を変化させることによって変更できる。例えば、チューニングアセンブリ２０１は、マグネトロンによって発生するπモードの周波数を変更するために使用できる。
【0078】
チューニングアセンブリ２０１は、チューニング部材２０２と、移動機構２０３と、シール構造２０４と、ケーシング２０５とを含む。チューニング部材２０２は、チューニング部材２０２の移動がチューニングアセンブリ２０１の共振周波数の変動をもたらすように構成された導電性材料の配置を含む。図示の例では、チューニング部材２０２は、導電性プレート２０２を含む。チューニング部材２０２は、容量性ギャップ２１１によって、アノード１０１の少なくとも一部から分離している。ギャップ２１１間のキャパシタンス（静電容量）は、ギャップ２１１の長さの関数であり、これは、チューニング部材２０２の移動によって変化する。従って、チューニング部材２０２の移動は、チューニングアセンブリ２０１のキャパシタンスの変化を生じさせ、これはチューニングアセンブリ２０１の自然共振周波数において対応する変化をもたらす。チューニング部材２０２は、例えば、銅などの任意の適切な導電性材料を含むでもよい。
【0079】
移動機構２０３は、例えば、アノード１０１に対してチューニング部材２０２を移動させるように構成される。例えば、移動機構２０３は、図２Ａおよび図２Ｂで２２０とラベル付けされた両方向矢印で示すように、チューニング部材２０２をアノード１０１に向けて、および／またはアノード１０１から離れるように移動させるように構成できる。上述したように、チューニング部材２０２のこうした移動は、チューニングアセンブリ２０１のキャパシタンス（そして共振周波数）の対応する変動を生じさせる。図２Ａおよび図２Ｂに示す図では、移動機構２０３は、チューニング部材２０２に取り付けられた単一の可動部分２０３で表現される。可動部分２０３の移動（例えば、矢印２２０で示す方向）は、チューニング部材２０２の対応する移動をもたらす。移動機構２０３はさらに、チューニング部材２０２の移動を駆動するため（例えば、図２Ａおよび図２Ｂに示す可動部分の移動を駆動することによって）の任意の適切なアクチュエータ（不図示）を備えてもよい。
【0080】
図２Ａおよび図２Ｂに示す配置では、アノード壁１０３は、切り欠き２２１を含み、
チューニングアセンブリ２０１がその周囲に位置するアノードベーン１０４ａ’は、切り欠き２２２を含む。アノード１０１（例えば、アノードベーン１０４ａ’）に対するチューニングアセンブリ２０１の配置は、共振チューニングアセンブリ２０１とアノード１０１との間の結合度を決定できる。その結果、アノード壁１０３の切り欠き２２１、チューニング部材２０２の少なくとも１つが、真空エンベロープ１１０の内側に少なくとも部分的に位置しており、これがチューニングアセンブリ２０１のケーシング２０５の中に延びている。
チューニングアセンブリ２０１がその周囲に位置するアノードベーン１０４ａ’は、切り欠き２２２を含む。アノード１０１（例えば、アノードベーン１０４ａ’）に対するチューニングアセンブリ２０１の配置は、共振チューニングアセンブリ２０１とアノード１０１との間の結合度を決定できる。その結果、アノード壁１０３の切り欠き２２１、チューニング部材２０２の少なくとも１つが、真空エンベロープ１１０の内側に少なくとも部分的に位置しており、これがチューニングアセンブリ２０１のケーシング２０５の中に延びている。
【0081】
シール構造２０４は、移動機構２０３の少なくとも一部を真空エンベロープ１１０から封止するように構成される。例えば、シール構造２０４は、移動機構２０３の少なくとも一部の周りに気密シールを提供できる。シール構造２０４は、移動機構２０３の周りのシールを維持しながら、移動機構２０３の移動に順応するように構成された可撓性の境界面を備えてもよい。図示の例では、シール構造２０４は、チューニング機構２０３の移動に順応するために膨張および収縮するベローズ（蛇腹）の形態で配置される。
【0082】
チューニングアセンブリの特定の設計が図２Ａおよび図２Ｂを参照して上述したが、一般に、マグネトロン１００の共振周波数を変化させるために、任意の適切なチューニングアセンブリが使用できる。例えば、可変共振モードスペクトルを有し、アノード１０１に連結された任意の適切な共振構造を使用して、共振チューニング構成を形成できる。共振チューニング構成を上述したが、代替の例では、空洞１１２の共振周波数（よってマグネトロン１００の周波数）は、空洞１１２自体のキャパシタンスおよび／またはインダクタンスを変化させることによって変更できる。こうした構成は、容量性および／または誘導性チューナと称することがある。
【0083】
図１Ａおよび図２Ａに示すように、ストラップリング１１３は、一般に、それぞれ同じ寸法および断面形状を有する。しかしながら、本発明者は、同一の幾何学的寸法を有する各ストラップリング１１３を設けることにより、マグネトロン１００が、アノード１０１のベーン１０４ａ，１０４ｂの長さに沿って均一に分布しないＲＦ電界を発生できることに気付いた。特に、本発明者は、発生したＲＦ電界を調査し、このことがアノードの中央領域に高度に集中するＲＦ電界をもたらし、アノードの長手方向端部にはより弱いＲＦ電界を備えることを発見した。ＲＦ電界は、ベーン１０４ａ，１０４ｂの長さに渡って均一に分布していないため、このことは、ＲＦ電界が高度に集中しているベーン１０４ａ，１０４ｂの領域に局所的加熱を生じさせるリスクを生じさせる。本発明者は、こうした局所的加熱により、ベーンがそれらの領域で侵食され、それにより動作アノードモードの安定性およびそれらの電気的特性に影響を及ぼし、生ずるＲＦ電界の強度を減少させ、そしてマグネトロンによって出力されるパワーを減少させることがあることを発見した。特に、本発明者は、ベーン１０４ａ，１０４ｂの長さに渡る不均一な分布に起因して、電磁場がアノードによって、予測したほどは精度良くまたは正確には生成されないことがあるがあることに気付いた。
【0084】
さらに、図１Ａおよび図２Ａに示すように、ストラップリング１１３は、一般に、ベーン１０４ａ，１０４ｂの長さに沿って均等に分布している。本発明者は、ストラップリング１１３をベーン１０４ａ，１０４ｂに沿って均一に分布させることにより、マグネトロン１００は、アノード１０１のベーン１０４ａ，１０４ｂの長さに沿って均一に分布しないＲＦ電界を発生させることがあり、そしてベーンのＲＦ電界の高度に集中した領域で局所的加熱を引き起こし、それにより上述と同じ理由で、ベーンが侵食され、マグネトロンによって出力されるパワーが減少するというリスクを生じさせることに気付いた。
【0085】
マグネトロンの長さに沿ったＲＦ電界の許容できない変動を克服する１つの手法が、アノードの長さを増加させることである。しかしながら、本発明者は、マグネトロンのサイズを増加させると、より多くの共振空洞を含むアノードをもたらし、そしてアノード空洞のモードスペクトルを変化させ、基本動作モードが不安定になるリスクを生じさせることに気付いた。さらに、より長いマグネトロンアノードは、磁気回路がより高いコストになり、そのサイズを著しく増加させる可能性がある。
【0086】
【0087】
アノード３０１は、円筒形シェル３０３と、複数のベーン３０４ａ，３０４ｂと、複数のストラップまたはストラップリング３１３ａ，３１３ｂ，３１３ｃ，３１３ｄ，３１３ｅ，３１３ｆ（まとめてストラップリング３１３と称する）を備える。ここで使用される「円筒形」とは、略／実質的に円筒形を意味すると理解される。シェル３０３は、長手方向軸（図３では左から右）を定義し、これはマグネトロン軸と実質的に一致してもよい。シェル３０３は、図１Ａ～図２Ｂに関連して説明したアノード壁１０３とすることができる。ベーンは、ベーン３０４ａの第１グループおよびベーン３０４ｂの第２グループとして提供され、これらの各々は、シェル３０３から内向きに、シェル３０３の周りに角度間隔で延びるように配置される。「角度間隔」とは、各ベーンとそれに隣接するベーンとの間に方位角(azimuth)分離が設けられることを意味すると理解できる。図３に示すように、ベーン３２０ａの第１グループは、ベーン３２０ｂの第２グループと角度的に交互配列する。ベーン３２０ａ，３２０ｂは、ストラップリング３１３が通過する複数の孔３１４を含む。特に、ストラップリング３１３は、長手方向の間隔で、シェル３０３の長手方向軸と同心状に配置され、ベーン３０４ａ，３０４ｂを通過して、交互配列したベーンと電気的に接続する。ベーンの孔を通過することによって、ストラップリングは、ベーンによって効果的に包まれるため、使用中にストラップリングが空洞共振器を通過する際にカソードに露出するだけとなる。このようにストラップリングを包むことによって、空洞共振器内の所望のπモード周波数への改変のリスクを減少させ、それによりストラップリングによる共振空洞の周波数を設定するより高い精度および正確さを可能にする。
【0088】
第１ベーン３０４ａは、図３に示すように、ベーン２０４ａの細長い軸に沿って長手方向に間隔を置いて配置された複数の孔３１４を含む。孔３１４は、互いに交互配列した第１孔および第２孔を含む。交互に配列した第１孔は、それを通過するストラップリングの断面形状にほぼ対応する断面形状を有するように寸法設定され、該ストラップリングとそれが通過するベーンとの間の電気的接触を容易にする。第１孔と交互配列する残りの第２孔は、それを通過するストラップリングの断面形状よりも大きい断面形状を有するように寸法設定され、ストラップリングは、それらが通過する際に個々のベーンに接触することなく第２孔を通過するように配置され、両者間に連結を提供しないようにする。図３に示すように、孔３１４のこの配置は、第１ベーン３０４ａが交互に配列したストラップリング３１３ａ，３１３ｃ，３１３ｅによって互いに電気的に接続されることを可能にし、一方、孔３１４のために、第１ベーン３０４ａがストラップリング３１３ｂ，３１３ｂ，３１３ｄ，３１３ｆと電気的に接触しない。同様に、第２ベーン３０４ｂは、交互に配列したストラップリング３１３ｂ，３１３ｄ，３１３ｆによって互いに連結され、一方、孔３１４のために、第２ベーン３０４ｂは、ストラップリング３１３ａ，３１３ｃ，３１３ｅと電気的に接触しない。第１ベーン３０４ａおよび第２ベーン３０４ｂの各々は、カソード３０２の長さとほぼ同じ長さでもよい。
【0089】
図３の例およびここで図示し説明している他の例に見えるように、環状ストラップリング３１３は、それらがアノードベーン３０４ａ，３０４ｂを通過する位置においてアノードベーン内に囲まれてもよい。ベーン３０４ａ，３０４ｂを通過する際にストラップリング３１３を囲むベーン３０４ａ，３０４ｂを設けることによって、アノードベーン３０４ａ，３０４ｂの両端に露出するストラップリングが回避できる。アノードベーン３０４ａ、３０４ｂの両端に露出しているストラップリングは、マグネトロンの不安定な動作のリスクを生じさせることがある。
【0090】
図３の例およびここで図示し説明している他の例にも見られるように、各ストラップリング３１３は、ストラップリング３１３全体の周りに実質的に均一な断面を有してもよい。即ち、ストラップリング３１３の断面寸法および／または断面積は、ストラップリング３１３全体の周りで実質的に一定でもよい。
【0091】
本開示の第１例では、ストラップリングの少なくとも１つは、他のストラップリングの幾何学的寸法とは異なる幾何学的寸法、例えば、他のストラップリングの個々の断面形状および／または半径とは異なる断面形状および／または異なる半径を有する。図３は、スケールどおりでないことに留意する。図３に示す特定の例では、ストラップリング３１３ａ，３１３ｆは、実質的に長方形であり、第１半径を有する第１断面プロファイルを有し、一方、ストラップリング３１３ｂ，３１３ｅは、実質的に正方形であり、ストラップリング３１３ａ，３１３ｆの第１半径を有してもよい第２断面プロファイルを有する。ストラップリング３１３ｃは、ストラップリング３１３ａ，３１３ｆの第１断面プロファイルを有してもよいが、ストラップリング３１３ａ，３１３ｂ，３１３ｅ，３１３ｆの第１半径よりも大きい第２半径を有する。ストラップリング３１３ｄは、長方形の第１および第２断面プロファイルの配向とは異なる配向を有する長方形プロファイルを有する第３断面プロファイルを有し、他のストラップリングの第１および第２半径とは異なる第３半径を有してもよい。こうして各ストラップリングは、予め定めた断面プロファイルおよび半径を有してもよい。しかしながら、本開示はこれに限定されず、ストラップリングの１つ以上が、他のストラップリングとは異なる断面プロファイルを有してもよく、および／または、ストラップリングの１つ以上が、他のストラップリングとは異なる半径を有してもよいことが理解されよう。さらに、孔３１４の寸法は、ストラップリング３１３の断面に従って調整されて予め定められる。図３の特定の例では、ストラップリング３１３は、マグネトロン３００の長さに渡って均一に配置され、各ストラップリングは、隣接するストラップリングから同じ分離距離で分離している。
【0092】
図３に示す例（およびここで説明し図示す他の例）では、ストラップリング３１３は、２つのグループのうちの一方に属すると見なすことができ、ストラップの同じグループに属する各ストラップリングは、同じ交互配列のアノードベーンと電気的に接触している。即ち、ストラップリングの第１グループは、アノードベーン３０４ａの第１グループと電気的に接触しており、ストラップリングの第２グループは、アノードベーン３０４ｂの第２グループと電気的に接触している。図３の上半分に示すアノードベーン３０４ａと接触することが示されるストラップリング３１３ａ，３１３ｃ，３１３ｅは、ストラップリングの第１グループに属すると見なしてもよい。図３の下半分に示すアノードベーン３０４ｂと接触することが示されるストラップリング３１３ｂ，３１３ｄ，３１３ｆは、ストラップリングの第２グループに属すると見なしてもよい。少なくともいくつかの例では、ストラップリングの各グループに属するストラップリングの少なくとも１つは、ストラップリングの同じグループに属する少なくとも１つの他のストラップリングとは異なる断面プロファイルおよび／または面積を有してもよい。例えば、ストラップリングの第１グループに属するストラップリング３１３ａは、ストラップリングの同じグループに属するストラップリング３１３ｃ，３１３ｅとは異なる半径または断面プロファイルを有する。
【0093】
ベーンの長さに沿って分布する異なる幾何学的寸法をストラップリングに設けることによって、マグネトロン内で動作中にアノードのベーンに渡って生成されるＲＦ電界は、ストラップの各々が同じ寸法を有する先行技術と比較して、アノードベーンの長さ全体に渡ってより均等に分布できる。マグネトロンで発生するＲＦ電界の強度は、ベーンの長さ全体に渡って比較的一定にできるため、このことはベーンに沿って発生する局所的加熱のリスクを好都合に低減する。従って、これは、アノードのベーンの電気的特性を改善し、マグネトロンに渡る全体的なＲＦ電界をより精度良くかつ正確に制御することができ、マグネトロンによって出力されるパワーを改善できる。さらに、ベーンに沿った局所的加熱のリスクが著しく減少するため、これによりベーンが時間経過とともに侵食されるリスクを低減し、マグネトロンの寿命を改善する。先行技術のマグネトロンと比較して、本開示の分散ストラップ手法は、調整された寸法を有する複数のストラップの使用を可能にし、安定性およびパワー処理能力を改善する。
【0094】
このことは、図４に特に示されており、動作中のマグネトロンの長さに渡るＲＦ電界を定性的に示し、それぞれが幾何学的に同一であるストラップリング（点線で示す）を有するマグネトロン３５０（例えば、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ｂおよび図２Ｂに示すようなマグネトロン）、および他のストラップリングの幾何学的寸法とは異なる幾何学的寸法を有する少なくとも１つのストラップリング（実線で示す）を有するマグネトロン３６０、例えば、変化する断面プロファイル（および／または面積）および／または半径を備えたストラップリング３１３を有する図３のマグネトロン３００など、のＲＦ電界を比較している。特に、図４は、ＲＦ電界がマグネトロン３５０の中央でピークに達し、そこでＲＦ電界がほぼ中央に集中していることを示す。しかしながら、異なる幾何形状を有するストラップリングを含めることによって、使用時に発生するＲＦ電界は、マグネトロン３６０に渡って実質的により均一になる。
【0095】
図３の特定の例では、ベーン３０４ａ，３０４ｂの長手方向軸に沿って対称のエレメントも存在しており、同じ断面プロファイルを有するストラップリングは、ベーンの両端に配置されている。例えば、第１断面プロファイルおよび第１半径を有するストラップリング３１３ａ，３１３ｆは、ベーン３０４ａ，３０４ｂの遠位端に配置される。特に、ストラップリング３１３ａ，３１３ｆの第１断面プロファイル（それに対応してその断面積）は、ストラップリング３１３ｂ，３１３ｅの第２断面プロファイルよりも大きい。そうすることで、より大きな断面プロファイル（および面積）を有するストラップリング３１３ａ，３１３ｆは、ベーン３０４ａ，３０４ｂの中心から離れて配置され、一方、より小さな断面プロファイル（および面積）を有するストラップリング３１３ｂ，３１３ｅは、ベーン３０４ａ，３０４ｂの長さに沿ってより中央に配置される。これによりベーン３０４ａ，３０４ｂの長さに沿ってＲＦ電界を好都合に平滑化し、そうでなければベーンに対して中央に集中するであろう。こうしてベーンは、過熱(overheatを生じさせる可能性のある集中したＲＦ電界の同じ領域を経験しないため、これによりベーンが侵食するリスクを軽減し、使用時にマグネトロンによって出力されるより大きいパワーに生成される電磁界を改善する。
【0096】
しかしながら、本開示は、図３に示すマグネトロン３００に限定されない。ストラップリング３１３は、任意の適切な断面形状および半径を有してもよく、マグネトロンの周波数範囲および／またはパワーに従って、使用時にベーンを横断するＲＦ電界を平滑化するように調整し、予め定められることが理解されよう。図３の特定の実施形態では、マグネトロンは、Ｓバンド（約２～４ＧＨｚ）の周波数を有するマイクロ波を発生するように動作可能であり、ストラップリング３１３の断面長さは、最大５ｍｍにできる。しかしながら、任意の適切な断面寸法および半径が予め定めてもよいことは理解されよう。
【0097】
マグネトロン３００は、アノードの共振モードスペクトルを同調させるためのチューニングアセンブリ（不図示）をさらに含んでもよい。チューニングアセンブリは、図２Ａおよび図２Ｂのチューニングアセンブリ２０１に実質的に対応してもよい。マグネトロン３００がチューニングアセンブリを含む場合、ストラップリング３１３の断面形状および寸法は、ベーン内のチューニングアセンブリを支持するシェル３０３およびベーン３０４ａ，３０４ｂの構造的完全性を乱さないように決定できる。特に、シェル３０３内の切り欠き２２１，２２２とベーン３０４ａ，３０４ｂとの間の分離距離は、チューニングアセンブリを支持するのに充分である必要があり、こうして両者間の最小分離距離を提供する必要があり、これはマグネトロンのサイズに基づいて決定される。従って、ストラップリング３１３の断面は、チューニングアセンブリ用の切り欠き２２１，２２２間の分離距離に基づいて予め定められる。
【0098】
図５は、本開示の第２例に係るマグネトロン４００を示す。図５に示すマグネトロン４００は、アノード４０１およびカソード４０２を含み、アノード４０１は、シェル４０３と、図３を参照して上述した方法でシェル４０３の周りに互いに角度的に交互配列した第１ベーン４０４ａおよび第２ベーン４０４ｂとを含む。従って、対応するコンポーネントの詳細な説明は、図５を参照して提供していない。
【0099】
マグネトロン４００は、複数のストラップリング４１３ａ，４１３ｂ，４１３ｃ，４１３ｄ，４１３ｅ，４１３ｆ（まとめてストラップリング４１３と称する）を含み、これらは、ベーン４０４ａ，４０４ｂの孔４１４を通過する。図３のマグネトロン３００のストラップリング３１３とほぼ同じ方法で、交互配列したストラップリング４１３ａ，４１３ｃ，４１３ｅは、第１ベーン４０４ａに連結し、一方、残りのストラップリング４１３ｂ，４１３ｄ，４１３ｆは、第２ベーン４０４ｂに連結する。しかしながら、図５のストラップリング４１３は、下記の点で図３のストラップリング３１３とは相違しており、幾何学的には、ストラップリング４１３は、それぞれ同じであり、同一の断面プロファイルを有し、隣接するストラップリングの第１ペアの間の少なくとも１つの間隔が、隣接するストラップリングの第２ペアの間の間隔とは相違する。図５の特定の例では、間隔４２０ａは、ストラップリング４１３ａ，４１３ｂを分離し、間隔４２０ｂは、ストラップリング４１３ｂ，４１３ｃを分離し、間隔４２０ｃは、ストラップリング４１３ｃ，４１３ｄを分離し、間隔４２０ｄは、ストラップリング４１３ｄ，４１３ｅを分離し、間隔４２０ｅは、ストラップリング４１３ｅ，４１３ｆを分離している。間隔４２０ａ，４２０ｅは、間隔４２０ｂ，４２０ｄよりも狭くてもよく、間隔４２０ｃとは相違してもよい。間隔４２０ａ，４２０ｂ，４２０ｃ，４２０ｄ，４２０ｅ，４２０ｆは、まとめて間隔４２０と称している。しかしながら、本開示はこれに限定されず、間隔の１つ以上が他の間隔とは相違してもよいことは理解されよう。さらに、孔４１４の寸法および配置は、ストラップリング４１３の寸法および配置に従って調整され予め定められる。図５の特定の実施形態では、マグネトロンは、Ｓバンド（約２～４ＧＨｚ）の周波数を有するマイクロ波を発生するように動作可能であり、間隔４２０は、３～５ｍｍの範囲でもよい。しかしながら、マグネトロンの周波数範囲および／またはパワーに基づいて、任意の適切な間隔が予め定められることは理解されよう。
【0100】
ベーンの長さに沿って不均一に分布したストラップを設けることによって、均一に分布したストラップリングを有するマグネトロンと比較して、アノードのベーンに渡って生成されるＲＦ電界は、アノードベーンの長さに渡ってより均一に分布させることができる。マグネトロンで発生するＲＦ電界の強度は、ベーンの長さに渡って比較的一定にできるため、これによりベーンに沿って発生する局所的加熱のリスクを軽減し、そうでなければマグネトロンで発生する電磁界に影響を与える可能性がある。従って、これによりアノードのベーンの電気的特性を改善し、マグネトロンを横断するＲＦ電界全体がより精度良くより正確に制御可能になり、マグネトロンによって出力されるパワーを改善できる。さらに、ベーンに沿った局所的加熱のリスクが著しく減少するため、これによりベーンが時間経過とともに侵食するリスクを減少させ、マグネトロンの寿命を改善する。先行技術のマグネトロンと比較して、本開示の分散ストラップ手法は、調整された寸法を有する複数のストラップの使用を可能にし、安定性およびパワー処理能力を改善する。従って、マグネトロン全体に不均一に分布するストラップリングにより、図４に示す可変の幾何学的寸法を有するマグネトロン３６０と同じマグネトロンＲＦ電界の平滑化を生じさせることができる。
【0101】
図５の特定の例では、ベーン４０４ａ，４０４ｂの長手方向軸に沿って対称のエレメントが存在し、同じ間隔で分離した隣接ストラップリングがベーンの両端に配置されている。例えば、同じ間隔を有する第１間隔４２０ａ，４２０ｅは、ベーン４０４ａ，４０４ｂの遠位端に配置され、一方、同じ間隔を有する第２間隔４２０ｂ，４２０ｄは、より中央に配置される。特に、第１間隔４２０ａ，４２０ｅは、第２間隔４２０ｂ，４２０ｄより小さい。そうすることで、共により接近するようにより小さい間隔を有するストラップリング４１３ａ，４１３ｂは、ベーン４０４ａ，４０４ｂの中心から離れて配置され、一方、さらに離間するようにより大きい間隔を有するストラップリング４１３ｃ，４１３ｄは、ベーン４０４ａ，４０４ｂの長さに沿ってより中央に配置される。これによりベーン４０４ａ，４０４ｂの長さに沿ってＲＦ電界を好都合に平滑化し、そうでなければベーンに対して中央に集中するであろう。こうしてベーンは、過熱を生じさせる可能性のある集中したＲＦ電界の同じ領域を経験しないため、これによりベーンが侵食するリスクを軽減し、使用時にマグネトロンによって出力されるより大きいパワーに生成される電磁界を改善する。
【0102】
上述したように、ストラップリング４２０は、２つのグループのうちの１つに属すると見なすことができ、ストラップリングの同じグループに属する各ストラップリングは、同じ交互配列のアノードベーンと電気的に接触している。即ち、ストラップリングの第１グループは、アノードベーン４０４ａの第１グループと電気的に接触しており、ストラップリングの第２グループは、アノードベーン４０４ｂの第２グループと電気的に接触している。図５の上半分に示すアノードベーン４０４ａと接触することが示されるストラップリング４１３ａ，４１３ｃ，４１３ｅは、ストラップリングの第１グループに属すると見なしてもよい。図５の下半分に示すアノードベーン４０４ｂと接触することが示されるストラップリング４１３ｂ，４１３ｄ，４１３ｆは、ストラップリングの第２グループに属すると見なしてもよい。いくつかの例では、ストラップリングの同じグループに属するストラップリングの異なる隣接ペアは、互いに異なる間隔を有してもよい。例えば、ストラップリング４１３ａ，４１３ｃは、ストラップリングの第１グループにおいて互いに隣接しており、それらの間に第１間隔を有する。ストラップリング４１３ｃ，４１３ｅも、ストラップリングの第１グループにおいて互いに隣接しており、それらの間に第２間隔を有する。一方、図５には明確に示していないが、いくつかの例では、第１間隔は第２間隔とは相違してもよく、そのためストラップリングの同じグループ内の隣接ストラップリングの異なるペアは、それらの間で異なる間隔を有する。
【0103】
マグネトロン４００は、アノードの共振モードスペクトルを同調させるためのチューニングアセンブリ（不図示）をさらに含んでもよい。チューニングアセンブリは、図２Ａおよび図２Ｂのチューニングアセンブリ２０１に実質的に対応してもよい。マグネトロン４００がチューニングアセンブリを含む場合、隣接ストラップリング４１３のペアの間の間隔は、ベーン内のチューニングアセンブリを支持するシェル４０３およびベーン４０４ａ，４０４ｂの構造的完全性を乱さないように決定できる。特に、シェル４０３の切り欠き２２１，２２２とベーン４０４ａ，４０４ｂとの間の分離距離は、チューニングアセンブリを支持するのに充分である必要があり、こうして両者間の最小分離距離が提供する必要があり、これはマグネトロンのサイズに基づいて決定される。従って、ストラップリング４１３の隣接ペアの間の間隔は、チューニングアセンブリ用の切り欠き２２１，２２２間の分離距離に基づいて制限される。
【0104】
図６は、本開示の第３例に係るマグネトロン５００を示す。図６に示すマグネトロン５００は、アノード５０１およびカソード５０２を含み、アノード５０１は、シェル５０３と、図３を参照して上述した方法でシェル５０３の周りに互いに角度的に交互配列した第１ベーン５０４ａおよび第２ベーン５０４ｂとを含む。従って、対応するコンポーネントの詳細な説明は、図６を参照して提供していない。
【0105】
マグネトロン５００は、複数のストラップリング５１３ａ，５１３ｂ，５１３ｃ，５１３ｄ，５１３ｅ，５１３ｆ（まとめてストラップリング５１３と称する）を含み、これらは、ベーン５０４ａ，５０４ｂの孔５１４を通過する。図３のマグネトロン３００のストラップリング３１３とほぼ同じ方法で、交互配列したストラップリング５１３ａ，５１３ｃ，５１３ｅは，第１ベーン５０４ａに連結し、一方、残りのストラップリング５１３ｂ，５１３ｄ，５１３ｆは、第２ベーン５０４ｂに連結する。しかしながら、図６の特定の例では、ストラップリング５１３は幾何学的に変化し、そのため、少なくとも１つのストラップリング５１３は、他のストラップリング５１３とは異なる断面プロファイルおよび／または半径を有し、ストラップリング５１３もベーン５０４ａ，５０４ｂの長さに沿って不均一に分布しており、ストラップリング５１３ａ，５１３ｂの第１隣接ペア間の間隔５２０ａが、隣接ストラップリング５１３ｂ，５１３ｃの第２ペア間の間隔５２０ｂとは相違する。従って、マグネトロン５００は、図３および図５に提供されるストラップリングの特徴を組み合わせている。幾何学的変化は、図３に関連して説明しており、それらの間で変化する間隔５２０ａ，５２０ｂ，５２０ｃ，５２０ｄ，５２０ｅ，５２０ｆ（まとめて間隔５２０と称する）を備えた不均一分布は、図５に関連して説明しているため、図６を参照して詳細な説明は提供していない。マグネトロン５００全体に渡って幾何学的かつ不均一にストラップリング５１３を変化させることによって、マグネトロン全体のＲＦ電界の平滑化がさらに改善できる。
【0106】
異なるストラップリングが異なる断面プロファイル、面積および／または寸法を有する種々の例を説明し図示した。こうした例は、図３、図５および図６を参照して説明した。これらの例では、ストラップリングは、ストラップリング全体の周りに実質的に均一な断面を有する。即ち、ストラップリングの断面寸法、プロファイルなどは、ストラップリングの周りの各位置で実質的に同じである。しかしながら、他の例では、ストラップリングは、ストラップリングの周りの異なる位置で異なる断面を有してもよい。例えば、ストラップリングは、それがアノードベーンと電気的に接触している位置で、ストラップリングがアノードベーンの間に延びる位置でのその断面とは異なる断面を有してもよい。機能的な観点から、ストラップリングの重要な部分は、それが電気的に接続される交互配列のアノードベーンの間に延びる部分であることが理解されよう。理由は、これがアノードベーン間のＲＦ電流の経路を提供する部分であるためである。
【0107】
ストラップリングの断面寸法、プロファイルおよび／または面積などへの参照は、少なくともベーン間に延びるストラップリングの一部の断面寸法、プロファイルおよび／または面積などを参照すると解釈できる。より詳細には、各ストラップリングは、それらが電気的に接触しているベーン（各交互配列ベーン）の間に延びる第１部分と、ストラップリングがベーンと直接接触している第２部分とを含むと見なしてもよい。ストラップリングの第２部分は、ストラップリングと、各ストラップリングの各交互配列ベーンとの間の電気的接続を提供する（個々のベーンとストラップリングとの間の境界面において）。ストラップリングの第１部分は、交互配列ベーン間の電気的接続を提供する。異なる断面寸法、プロファイルおよび／または面積などを有するストラップリングへの参照は、異なる断面寸法、プロファイルおよび／または面積などを有する第１部分（アノードベーン間に延びる）を有するストラップリングを参照すると解釈できる。従って、交互配列ベーン間のストラップリングによって提供される電気接続の断面寸法、プロファイルおよび／または面積などは、異なるストラップリングについて相違してもよい。
【0108】
ここで説明するように、複数のストラップリングは、ストラップリングの断面寸法、ストラップリングの半径、および隣接ストラップリングの間隔のうちの１つ以上が、異なるストラップリングについて相違するように配置してもよい。こうした配置の結果として、アノード内の所定のストラップリングと他のストラップリングとの間（例えば、ストラップリングと隣接ストラップリングとの間）のキャパシタンスは、異なるストラップリングについて相違してもよい。追加または代替として、所定のストラップリングと、アノードの他のコンポーネント（例えば、アノードベーンなど）との間のキャパシタンスが、異なるストラップリングについて相違してもよい。即ち、アノードの異なる個々のコンポーネント間のキャパシタンスが、ここで説明するようなストラップリングの変化（例えば、断面寸法、半径および／またはストラップリング間の間隔）の結果として、アノードの長さに沿って変化してもよい。キャパシタンスのこうした変化は、アノードに沿ったＲＦ電界分布を平滑化するように機能する配置を提供するために使用できる。
【0109】
【0110】
該方法は、略円筒形のシェル、複数のベーン、および複数のストラップリングを用意するステップを含み、これらの各々は実質的に、図３の開示の第１例に関連して説明したようなシェル３０３、ベーン３０４ａ，３０４ｂおよびストラップリング３１３とすることができる。特に、ストラップリングは、複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違するように用意される。ステップ６１０において、ベーンは、シェル３０３の周りに角度間隔で配置され、シェル３０３から半径方向内向きに延びており、第１ベーン３０４ａは、第２ベーン３０４ｂと交互配列する。各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、空洞共振器を提供するためである。ステップ６２０において、ストラップリングは、長手方向間隔で、シェルの長手方向軸の周りに同心円状に配置され、そのため第１ストラップリングが第１ベーンと電気的に接続し、第２ストラップリングが第２ベーンと電気的に接続する。
【0111】
該方法の第１例では、ストラップリングは、図３に関連して上述した方法のいずれか１つで配置してもよい。例えば、より大きな断面を有するストラップリング３１３ａ，３１３ｆは、ベーン３０４ａ，３０４ｂの遠位端に向けて配置され、一方、より小さな断面を有するストラップリング３１３ｂ，３１３ｅは、ベーン３０４ａ，３０４ｂの長手方向に対してより中央に配置される。
【0112】
該方法の第１例では、ストラップリング３１３が製造されるが、本開示の他の例では、ストラップリングは既製品で提供してもよいことが理解されよう。ストラップリングは、本開示の第１例では以下のように製造される。
【0113】
各ストラップリングの断面プロファイルは、最初に、コンピュータ／数学モデリングに従って予め決定される。いったん寸法が予め決定されると、ストラップリングは、任意の適切な成形ツールを用いて形成できる。例えば、銅を含む金属ブロックが用意され、そこからストラップリングを整形し切削される。他の例では、ストラップリングは、任意の適切なモールド形成手法を用いて鋳型(mould)を用いて形成できる。
【0114】
方法の第１例では、ベーンは製造しているが、本開示の他の例では、ベーンは既製品で提供してもよいことが理解されよう。ベーンは、本開示の第１例において以下のように製造される。
【0115】
最初に複数のベーンを形成するために、複数の金属直方体が提供される。各直方体は、例えば、切削によって、得られるベーンの所望の長さおよび幅に対応する長さおよび幅を有するように整形できる。そして、複数の直方体は半分に分割され、第１グループの直方体と第２グループの直方体を提供し、それぞれ同じ数の直方体を有する。
【0116】
該方法の第１例では、第１孔パターンが、第１グループの直方体の深さを通って形成され、第１ベーン３０４ａを形成する。直方体に孔を開けるために、任意の適切な孔形成ツールが実装できる。第１孔パターンは、本開示の第１例に関連して説明した孔３１４を含む。特に、第１孔および第２孔は、ベーンの長さに沿って交互配列している。各第１孔は、それを通過する個々のストラップリングの断面に対応する断面を有するように寸法設定され、ストラップリングが、個々のベーンに連結しながらそこを通過できるようする。各第２孔は、それを通過する個々のストラップリングの断面よりも大きい断面を有するように寸法設定され、ストラップリングが、個々のベーンに連結することなくそこを通過できるようにする。製造の容易さのために、各孔の断面は、形成される前に、コンピュータ／数学モデリングに従って予め決定できる。
【0117】
同様に、第２孔パターンが、第２グループの直方体の深さを通って形成され、第２ベーン３０４ｂを形成する。第２孔パターンは、本開示の第１例に関連して説明した孔３１４を含む。特に、第１孔および第２孔は、ベーンの長さに沿って交互配列している。各第１孔は、それを通過する個々のストラップリングの断面に対応する断面を有するように寸法設定され、ストラップリングが、個々のベーンに連結しながらそこを通過できるようする。各第２孔は、それを通過する個々のストラップリングの断面よりも大きい断面を有するように寸法設定され、ストラップリングが、個々のベーンに連結することなくそこを通過できるようにする。
【0118】
しかしながら、ベーンは、他の適切な方法によって、例えば、積層造形(additive manufacturing)手法を使用することによって形成できることが理解されよう。
【0119】
該方法の第１例では、ベーン３０４ａ，３０４ｂの各第１孔とそれに隣接する第２孔との間の間隔は同じであり、ストラップリング３１３がそれを通過する場合、ストラップリング３１３はベーンの長さに沿って均一に配置される。
【0120】
該方法の第１例では、ストラップリング３１３は、それを通る少なくとも１つの切断部を含むように切断されるが、そうでなければ、ストラップリング３１３は、それを通る切断部を有するように形成できる。そして、各ストラップリング３１３は、例えば、治具を用いて、ベーン３０４ａ，３０４ｂに形成された孔３１４を通すことができ、ストラップリング３１３およびベーン３０４ａ，３０４ｂを一緒に配置するようにする。
【0121】
該方法の第１例では、シェル３０３は、ベーン３０４ａ，３０４ｂがシェルの周りに配置される位置に対応するインジケータでマーク付与され、そのためベーンは目的の位置に正確に配置できる。例えば、シェル３０３は、ベーン３０４ａ，３０４ｂを着座させるための溝を含んでもよい。こうした例では、該方法は、任意の適切な溝形成手法を用いて、シェル３０３の内壁に溝を形成することを含んでもよい。そして、ベーン３０４ａ，３０４ｂは、それを通過するストラップリング３１３と共に、シェル３０３と共に配置される。特に、ベーンは、シェル３０３の周りに角度間隔で配置され、第１ベーン３０４ａは、例えば、治具を用いて、第２ベーン３０４ｂと交互に配列する。そして、ストラップリング３１３およびベーン３０４ａ，３０４ｂが配置されたシェル３０３は、適切な温度で一緒にはんだ付け／ろう付けされ、アノード３１０を形成する。
【0122】
【0123】
該方法は、略円筒形のシェル、複数のベーン、および複数のストラップリングを用意するステップを含み、これらの各々は実質的に、図５の開示の第２例に関連して説明したような、シェル４０３、ベーン４０４ａ，４０４ｂおよびストラップリング４１３とすることができる。ステップ７１０において、ベーンは、シェル４０３の周りに角度間隔で配置され、シェル４０３から内向きに延びており、第１ベーン４０４ａは、第２ベーン４０４ｂと交互配列する。各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、空洞共振器を提供するためである。ステップ７２０において、ストラップリングは、長手方向間隔で、シェルの長手方向軸の周りに同心円状に配置され、そのためストラップリングの第１グループが第１ベーンと電気的に接続し、ストラップリングの第２グループが第２ベーンと電気的に接続し、少なくとも、隣接ストラップリングの第１ペア間の間隔が、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔とは相違する。
【0124】
該方法の第２例では、ストラップリングは、図５に関連して上述した方法のいずれか１つで配置してもよい。例えば、ストラップリング４１３は、ベーンの遠位端に向けて配置された隣接ストラップリング４１３ａ，４１３ｂの間の間隔４２０ａが、ベーンの長手方向に対してより中央に配置された隣接ストラップリング４１３ｂ，４１３ｃの間の間隔４２０ｂよりも小さくなるように配置できる。
【0125】
該方法の第２例では、ストラップリング４１３が製造されるが、本開示の他の例では、ストラップリングは既製品で提供してもよいことが理解されよう。該方法の第２例では、ストラップリング４１３は、それぞれが同じ断面プロファイルおよび寸法を有するように製造され、任意の適切な形成またはモールド成形手法を用いて形成してもよい。
【0126】
該方法の第２例では、ベーン４０４ａ，４０４ｂが製造されるが、本開示の他の例では、ベーンは既製品で提供してもよいことが理解されよう。ベーン４０４ａ，４０４ｂは、本開示の第２例では以下のように製造される。
【0127】
各ストラップリングの配置は、最初にコンピュータ／数学モデリングに従って予め決定される。特に、各ストラップリングとその隣接ストラップリングとの間の間隔４２０は、予め決定されている。いったん間隔４２０が予め決定されると、ベーン４０４ａ，４０４ｂが形成できる。
【0128】
第１に、複数の金属直方体が提供され、上述した開示の第１例のように、第１グループおよび第２グループに等しく分割される。
【0129】
本開示の第２例では、第１孔パターンが、直方体の第１グループの深さを通って形成され、第１ベーン４０４ａを形成する。直方体に孔を開けるために、任意の適切な孔形成ツールが実装できる。第１孔パターンは、本開示の第１例に関連して説明した孔４１４を含む。特に、第１孔および第２孔は、ベーンの長さに沿って交互配列しており、ストラップリング４１３について予め定めた間隔４２０に対応する間隔で配置される。各第１孔は、それを通過する個々のストラップリングの断面に対応する断面を有するように寸法設定され、ストラップリングが、個々のベーンに連結しながらそこを通過できるようする。各第２孔は、それを通過する個々のストラップリングの断面よりも大きい断面を有するように寸法設定され、ストラップリングが、個々のベーンに連結することなくそこを通過できるようにする。
【0130】
同様に、第２孔パターンが、第２グループの直方体の深さを通って形成され、第２ベーン４０４ｂを形成する。第２孔パターンは、本開示の第１例に関連して説明した孔４１４を含む。特に、第１孔および第２孔は、ベーンの長さに沿って交互配列しており、ストラップリングについて予め定めた間隔に対応する間隔で配置される。各第１孔は、それを通過する個々のストラップリングの断面に対応する断面を有するように寸法設定され、ストラップリングが、個々のベーンに連結しながらそこを通過できるようする。各第２孔は、それを通過する個々のストラップリングの断面よりも大きい断面を有するように寸法設定され、ストラップリングが、個々のベーンに連結することなくそこを通過できるようにする。
【0131】
本開示の第２例では、ベーン４０３ａ，４０３ｂでの第１孔の各々は、同じ断面プロファイルを有し、ベーン４０３ａ，４０３ｂでの第２孔の各々は、第１孔の断面プロファイルよりも大きい同じ断面プロファイルを有する。
【0132】
そして、ストラップリング４１３は、図７の方法の第１例に関して上述したものと実質的に同じ方法で、ベーン４０４ａ，４０４ｂおよびシェル４０３と一緒に配置されて、ろう付けされ、アノード４０１を形成できる。
【0133】
該方法の第３例（不図示）が、マグネトロンのアノードを製造するために使用でき、少なくとも１つのストラップリングは、残りのストラップリングの幾何学的寸法とは異なる幾何学的寸法を有し、隣接ストラップリングのペア間の間隔が、隣接ストラップリングの第２ペア間の間隔とは相違する。第３方法は、図６に示すマグネトロン５００のアノード５０１を製造するために使用できる。
【0134】
第３方法は、上述した図７および図８の第１方法と第２方法を組み合わせたステップを含む。特に、第３方法は、図７に関連して上述した方法で異なる幾何学的寸法（例えば、断面プロファイルおよび／または半径）を有するようにストラップリング５１３を用意するステップを含み、図８に関連して上述したように、不均一に配置された間隔を備えた孔を有するベーン５０４ａ，５０４ｂを提供する。そして、ストラップリング５１３、ベーン５０４ａ，５０４ｂおよびシェル５０３は、一緒に組み立ててはんだ付けし、実質的に図７と図８に関連して上述した方法でアノード５０１を形成できる。従って、対応するステップの詳細な説明は、第３方法を参照して提供していない。
【0135】
そして、第１方法、第２方法および第３方法によってそれぞれ形成されたアノードは、個々のマグネトロンに組み立てできる。例えば、アノード３０１は、マグネトロン３００に組み立てでき、アノード４０１は、マグネトロン４００に組み立てでき、アノード５０１は、マグネトロン５００に組み立てできる。
【0136】
ここでは、マグネトロン用のアノード（３００）が提供され、該アノードは、マグネトロンのカソード（３０２）を収容するためのシェルの中心、長手方向軸を定義する円筒形シェル（３０３）と、シェルの周りに角度間隔で配置された複数のベーン（３０４ａ，３０４ｂ）とを備える。各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するように構成され、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する。空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリング（３１３）は、長手方向の間隔で、シェルの長手方向軸と同心円状に配置される。交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、複数のストラップリングのうちの少なくとも第１ストラップリングの断面寸法が、複数のストラップリングのうちの少なくとも第２ストラップリングの断面寸法とは相違する。
【0137】
ここでは、マグネトロン（４００）用のアノード（４０１）も提供され、該アノードは、マグネトロンのカソード（４０２）を収容するためのシェルの中心、長手方向軸を定義する円筒形シェル（４０３）と、シェルの周りに角度間隔で配置された複数のベーン（４０４ａ，４０４ｂ）とを備える。各ベーンとその隣接ベーンとの間の角距離が、マグネトロンの空洞共振器を提供するように構成され、各ベーンは、シェルからシェルの中心に向かって半径方向内向きに延びる幅を有し、シェルの長手方向軸と平行に長手方向に延びる長さを有する。空洞共振器の共振モードスペクトルを設定するための複数の環状ストラップリング（４１３）は、長手方向の間隔で、シェルの長手方向軸と同心円状に配置される。交互配列のベーンは、交互配列のストラップリングを支持するように構成され、そのため各ベーンが交互配列のストラップリングに連結し、各ストラップリングが交互配列のベーンに連結し、少なくとも、隣接ストラップリングのうちの第１ペア間の間隔（４２０）が、隣接ストラップリングのうちの第２ペア間の間隔とは相違する。
【0138】
説明した実施形態の変形例が想定される。例えば、本明細書に開示した全ての特徴（添付した請求項、要約および図面を含む）、および／またはそのように開示した任意の方法またはプロセスのステップの全ては、こうした機能および／またはステップの少なくともいくつかが相互に排他的である組合せを除いて、任意の組合せで組み合わせてもよい。
【0139】
ここで無線周波数への参照は、約３０Ｈｚから３００ＧＨｚの間の任意の周波数を意味すると解釈できる。無線周波数は、マイクロ波周波数を含むことを明確に意図している。ここでマイクロ波周波数への参照は、約３００ＭＨｚから３００ＧＨｚの間の任意の周波数を意味すると解釈できる。
【0140】
ここで想定されるマグネトロンの例は、Ｓバンド（約２から４ＧＨｚ）、Ｃバンド（約４から８ＧＨｚ）および／またはＸバンド（約８から１２ＧＨｚ）の周波数を有するマイクロ波を発生するように動作可能でもよい。いくつかの例では、マグネトロンが、約３ＧＨｚより高い周波数を有するマイクロ波を発生するように動作可能でもよい。マグネトロンは、約１２ＧＨｚ未満の周波数を有するマイクロ波を発生するように動作可能でもよい。
【0141】
ここに提供される全ての範囲および値（例えば、パワーおよび／または周波数の値および／または範囲）は、例示目的のみで提供されており、限定する効果を有すると解釈されるべきではない。
【0142】
本発明の特定の態様、実施形態または例に関連して説明した特徴、整数または特性は、それらと互換性がない場合を除き、ここで説明したいずれか他の態様、実施形態または例に適用可能であると理解されるべきである。本明細書（添付の請求項、要約および図面を含む）に開示した特徴の全て、および／またはそのように開示した任意の方法またはプロセスのステップの全ては、こうした特徴および／またはステップの少なくともいくつかが相互に排他的である組合せを除いて、任意の組合せで組合せできる。本発明は、前述の実施形態のいずれの詳細に限定されない。本発明は、本明細書（添付の請求項、要約および図面を含む）に開示した特徴の任意の新規のもの、または任意の新規の組合せに、あるいは、そのように開示した任意の方法またはプロセスのステップの任意の新規のもの、または任意の新規の組合せに及ぶ。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【外国語明細書】