本发明专利技术提供一种低价格可靠性高的磁控管，磁控管不使用具有可动部的机械式手段而是为简单的结构，根据来自外部的电信号以迅速的响应获得所期望频率的高输出微波，不在管球内配置开关元件，能获得宽的可变范围的振荡频率不损害生产率；特征为具有阳极、阴极、及真空结构体；阳极在圆筒状阳极壳的内周侧形成分割为多个的谐振腔；阴极在阳极壳的中心部沿其圆筒轴向设置；真空结构体具有连接在阳极壳的谐振腔内、高频耦合的同轴中心导体；同轴中心导体通过贯通孔穿过上述真空结构体的壁面引到外部，且能够保持上述谐振腔的真空地由安装在构成同轴中心导体的外部导体与中心导体间的电介质部堵塞贯通孔，引出的同轴中心导体的一部分与开关元件导通连接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种使微波振荡的电子调谐磁控管，特别是一种结构简单、根据来 自外部的电信号使振荡频率改变的磁控管的构成。
技术介绍
图11表示以往的磁控管的基本结构，磁控管在中心配置阴极管1，在其外侧与 阴极管1同心地设置阳极壳2，同时，在周向将其内部空间分割成多个地配置多个阳极翼 片3。即，该阳极翼片3相对于阴极管1成为正电极，同时，起到决定振荡频率的谐振器 的作用，所以，与阳极壳2的内壁一起形成谐振腔。另外，使磁控管的π模式振荡最稳定地使用被称为隔型带4的线状金属导体， 每次空出一个地连接作为如上述那样分割成多个的谐振腔的分隔壁的阳极翼片3。在这样 的结构的磁控管中，其振荡频率根据谐振腔的电抗和由隔型带4构成的电抗决定。如上述那样，在图11的磁控管的构成中，由于振荡频率由机械的结构决定，所 以，为了改变振荡频率，如不改变由机械结构决定的电抗，则不能改变振荡频率。作为 一般的能够实用化的频率调谐手段，存在根据下述非专利文献1的Ρ.562所示原理的手 段，该手段通过将金属插入谐振腔，改变谐振腔的电抗，从而改变频率。即，通过将金 属插入在谐振腔的内部，从而使谐振器的电感增加，特别是如插入在作为谐振腔的分隔 壁的阳极翼片3的前端附近，则电容增加，结果，振荡频率变高。另夕卜，作为机械的调谐手段，在“MIROWAVE MAGNETRON” MLT Radiation Laboratory Series的p.569 572中公开了使金属接近隔型带4、阳极翼片3而进行的方 法。另外，如在日本特开2006-100066号公报中公开的那样，具有这样的方式， 即，在管球的外侧通过孔(或狭缝)设置外部谐振腔(或外部空间)，使配置在该外部谐 振腔内的金属板(或可动金属片)的位置机械移动而调整，从而从管球外使谐振腔的电抗 变化，由此控制振荡频率。
技术实现思路
然而，在日本特开2006-100066号公报中，作为改变频率的手段，利用机械的 可动部，存在将可动部设置在成为真空的外部谐振腔内这样的制作上的困难。而且，在 具有可动部的机械式的频率改变手段中，由于响应慢，所以，虽然在使频率缓慢改变的 场合没有问题，但不能实现如在1脉冲内使频率改变的场合那样的迅速变化，例如在数 百纳秒等内的频率变化。另一方面，作为电子调谐磁控管的例子，如在日本特开昭50-133763号公报及 国际公开第92/020088号小册子公开的那样，在同轴型磁控管的管球内配置开关元件， 能够根据来自外部的信号改变配置在谐振腔内部的开关元件的导通状态，通过改变上述 谐振腔的电抗，使频率改变。然而，在这些日本特开昭50-133763号公报及国际公开第92/020088号小册子 中，需要在成为真空的管球内部装入复杂的开关元件等而制造，存在制造上的困难、成 本相关的问题。在磁控管那样的真空管的场合，如气体发生使真空度劣化，则特性容易 改变，所以，需要维持高真空度。因此，不能使用容易发生气体的材料，另外，接合也 为在高温下的锡焊，所以，在开关元件为半导体的场合等难以将其收容在管球内。在日本特开昭50-133763号公报中，具有“虽然对外部的圆形电模式空腔进行 排气，但它不是必要条件”、“在某一实施例中，陶瓷圆筒那样的习惯的气密电磁波透 过性的箱体在谐振器14的内侧处于内壁的外侧。因此，谐振器不被排气”的记载，也可 在大气侧准备电抗负荷，不产生上述制造上的困难、气体发生的问题。然而，在日本特开昭50-133763号公报的记载的专利技术中，需要多个用于合成而 决定谐振频率的多个电抗元件，存在一个负荷元件的电抗变化对整体频率变化的影响减 少的缺点。这是因为，通常的开关元件仅是本来的谐振腔或与谐振腔耦合的谐振器的一 部分能够使电抗改变，为了扩大频率可变范围，需要使用很多昂贵的开关元件。图12表示公开于日本特开昭50-133763号公报的图1的圆形电模式磁控管的谐 振电路。如图12所示，辐条式车轮谐振器与圆形模式谐振器在多个部位(在图1中为10 个部位)耦合，各个的电抗相互影响而合成，决定谐振频率。另外，为了改变圆形模式谐振器的电抗，需要对宽范围的谐振器的电抗产生大 的影响，如不在全周设置多个电抗负荷元件，则不能获得所期望的量的频率变化。开关 元件通常为了具有静电电容，存在相对于偏置电压使响应恶化的问题，在使用了多个开 关元件18a的场合，其电容变大，不能用于要求高速响应的在脉冲内的频率改变。另外，如上述那样作为合成谐振腔在作为磁控管谐振器一部分的部分插入开关 元件，所以，高频的电阻值对磁控管的谐振阻抗产生大的作用，产生使谐振的Q值下降 这样的对基本特性的影响。如日本特开昭50-133763号公报的图8所示那样，输出的电 场RF信号的电平相对于频率产生大的变化。为此，需要将二极管(开关元件)从非导通 状态迅速地切换为充分的导通状态。这样，不能在导通状态与不导通状态的中间的偏置 状态即中间的频率使用。这样的Q值的大幅度变化引起使帕克托拉姆( 々卜，a)特 性劣化的问题，成为必须解决的问题。另外，关于磁控管的可靠性质量，如在管球内配置开关元件，则在磁控管劣化 时，特别是施加了上升快的阳极电压脉冲那样的场合，即使配置在电场最小、磁场最大 的位置近旁，有时也发生高的电场，发生开关元件的耐电力破坏。Q值为表示按Q = fQ/ 迮咔)定义的谐振电路的质的无因次数。。f” ^分别为在输出峰的谐振频率、在谐振 峰的左侧振动能成为谐振峰的半值的频率、在谐振峰的右侧成为输出峰的半值的频率。 该值越大，则意味着在磁控管振荡频率越稳定。另外，关于频率调谐的必要性，具有相对于磁控管的漂移的稳定性确保这样的 被动原因和希望施加调制这样的主动原因。磁控管的振荡频率的漂移，被称为电流推动 (currentpushing)特性，有时随阳极电流的大小产生变化。该频率的漂移可认为是流动的 阳极电流的大小使从阴极飞出的电子的量改变，空间电荷变化也是一个原因。另外，关于磁控管，有时其搭载场所的周围的温度、磁控管自身发生的热使谐 振腔产生热膨胀。在该场合，出现如升温则振荡频率下降，如受到冷却则上升的现象。这样，磁控管具有振荡频率变化的因素，所以，存在调谐偏移的可能性，最好 稳定地进行振荡频率的可变控制。另外，对于在雷达等使用磁控管对受到调制了的微波信号进行振荡，解析来自 目标的反射波的场合，包含的信息量非常大，雷达的搜索功能进一步提高。该领域现在 按由容易调制的固态来解决的思路在进行研究。然而，能够按固态以良好效率振荡高输 出的元件尚未出现。本专利技术就是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种低价格、可靠性高的 磁控管，该磁控管不使用具有可动部的机械式手段，而是由简单的结构根据来自外部的 电信号以极为迅速的响应获得所期望频率的高输出微波，另外，不在管球内部配置开关 元件，能够获得宽的可变范围的振荡频率，也不损害生产率，不需要在通常的阳极谐振 器的外侧设置复杂形状的圆筒模式谐振器。本专利技术的特征在于具有阳极、阴极、及真空结构体；该阳极在圆筒状阳极壳 的内周侧形成被分割为多个的谐振腔；该阴极在该阳极壳的中心部沿其圆筒轴向设置； 该真空结构体具有连接在该阳极壳的谐振腔内、高频地耦合的同轴中心导体；该同轴中 心导体通过贯通孔而穿过上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电子调谐磁控管，其特征在于：具有阳极、阴极、及真空结构体；该阳极在圆筒状阳极壳的内周侧形成被分割为多个的谐振腔；该阴极在该阳极壳的中心部沿其圆筒轴向设置；该真空结构体具有连接在该阳极壳的谐振腔内、高频地耦合的同轴中心导体；该同轴中心导体通过贯通孔而穿过上述真空结构体的壁面引出到外部，而且能够保持上述谐振腔的真空地由安装在构成该同轴中心导体的外部导体与中心导体间的电介质部堵塞该贯通孔，引出的该同轴中心导体的一部分与开关元件导通连接。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小畑英幸，高桥邦彦，
申请(专利权)人：新日本无线株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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