JP2007082172A - Magnetron oscillation device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To supply output power of a magnetron efficiently to a load. <P>SOLUTION: An isolator 7 consisting of a circulator 71 and a dummy load 72 is provided in a reference signal supply section 6. First terminal of a circulator 62 is connected with the other end of an impedance generator 5, the second terminal is connected with a load, and the third terminal is connected with the first terminal of the circulator 71. Second terminal of the circulator 71 is connected with the dummy load 72 and the third terminal is connected with a reference signal generator 61. Consequently, a microwave M from a magnetron 2 is fed via the impedance generator 5 and the circulator 62 to the load. Since the microwave M passes only through one circulator 62, output power of the magnetron 2 can be supplied efficiently to the load. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、マグネトロンを発振管とするマグネトロン発振装置に関し、特に、マグネトロンよりも出力電力が低くかつ発振周波数が安定した基準信号発振器を設け、この基準信号発振器が発振する基準信号をマグネトロンに注入しマグネトロンの発振周波数を基準信号発振器の発振周波数に固定（同期）することにより、マグネトロンの周波数安定度を向上させるマグネトロン発振装置に関する。   The present invention relates to a magnetron oscillation device using a magnetron as an oscillation tube, and in particular, a reference signal oscillator having a lower output power than that of a magnetron and a stable oscillation frequency is provided, and a reference signal generated by the reference signal oscillator is injected into the magnetron. The present invention relates to a magnetron oscillation device that improves the frequency stability of a magnetron by fixing (synchronizing) the oscillation frequency of the magnetron to the oscillation frequency of a reference signal oscillator.

マイクロ波帯の発振装置の一つに、トランジスタを増幅器として使用する半導体発振装置がある。この半導体発振装置は、１０００ＭＨｚ程度までの周波数帯に用いられる。しかし、プラズマ生成に必要な２４５０ＭＨｚの周波数帯においては、使用可能な半導体素子の種類が少なくかつ高価であるので、半導体発振装置は大変高コストとなる。   One of the oscillation devices in the microwave band is a semiconductor oscillation device that uses a transistor as an amplifier. This semiconductor oscillation device is used in a frequency band up to about 1000 MHz. However, in the frequency band of 2450 MHz necessary for plasma generation, the number of usable semiconductor elements is small and expensive, so that the semiconductor oscillation device is very expensive.

２４５０ＭＨｚ帯の発振器としては、クライストロン発振装置およびマグネトロン発振装置がある。クライストロン発振装置は、周波数安定度および振幅制御性等に優れているが、クライストロンが高価であり、クライストロンの駆動用電源の価格も比較的高いので、これらを含めると装置全体が非常に高コストになる。   Examples of the 2450 MHz band oscillator include a klystron oscillator and a magnetron oscillator. The klystron oscillator is excellent in frequency stability, amplitude controllability, etc., but the klystron is expensive and the price of the power supply for driving the klystron is relatively high. Become.

これに対し、マグネトロン発振装置は、プラズマ生成に必要な出力電力１０ｋＷ程度までのマグネトロンが量産されていて、安価で入手できる。また、マグネトロンの駆動用電源は、構成が簡単で、安価で製作できる。したがって、マグネトロン発振装置は、プラズマ生成用のマグネトロン電源等として多用されている。   On the other hand, magnetron oscillators are mass-produced with magnetrons with an output power of up to about 10 kW necessary for plasma generation, and can be obtained at low cost. The magnetron drive power supply is simple in configuration and can be manufactured at low cost. Therefore, the magnetron oscillation device is frequently used as a magnetron power source for generating plasma.

以下、マグネトロン発振装置に用いられるマグネトロンの特性について説明する。図８は、マグネトロンの負荷特性を示すリーケダイアグラムである。このダイアグラムは、マグネトロンに取り付けられたテスト用ランチャの出力端に負荷を接続し、この負荷のインピーダンスを変化させて得られた出力電力および発振周波数と負荷インピーダンスとの関係を、出力電力一定、周波数一定の条件でスミスチャート上に表示したものである。出力電力一定の場合のグラフが実線で、周波数一定の場合のグラフが点線で示されている。図８から分かるように、マグネトロンは、負荷インピーダンスにより、出力電力および発振周波数が変化する。負荷インピーダンスにより発振周波数が変化する現象を「プリング現象」という。   Hereinafter, the characteristics of the magnetron used in the magnetron oscillation device will be described. FIG. 8 is a Reike diagram showing the load characteristics of the magnetron. This diagram shows the relationship between output power and oscillation frequency and load impedance obtained by connecting a load to the output end of a test launcher attached to the magnetron and changing the impedance of this load. It is displayed on the Smith chart under certain conditions. A graph when the output power is constant is indicated by a solid line, and a graph when the frequency is constant is indicated by a dotted line. As can be seen from FIG. 8, the output power and the oscillation frequency of the magnetron change depending on the load impedance. The phenomenon in which the oscillation frequency changes depending on the load impedance is called “pulling phenomenon”.

図９は、マグネトロンの動作特性を示すパフォーマンスチャートである。このチャートは、マグネトロンに取り付けられたテスト用ランチャの出力端に整合負荷を接続した上で、マグネトロンを動作状態とし、アノード電流を変化させたときのアノード電圧、出力電力および発振周波数の変化を示したものである。グラフ２０１がアノード電圧の変化を、グラフ２０２が出力電力の変化を、グラフ２０３が発振周波数の変化をそれぞれ示している。図９のグラフ２０１〜２０３から分かるように、アノード電流に対し、アノード電圧はほぼ一定で、出力電力はほぼ比例して変化し、発振周波数は規格値内ではあるが変化する（周波数変化は１５ＭＨｚであり、その変化率は０．６％である）。   FIG. 9 is a performance chart showing the operating characteristics of the magnetron. This chart shows changes in anode voltage, output power, and oscillation frequency when a matching load is connected to the output end of a test launcher attached to the magnetron, the magnetron is in an operating state, and the anode current is changed. It is a thing. A graph 201 shows a change in anode voltage, a graph 202 shows a change in output power, and a graph 203 shows a change in oscillation frequency. As can be seen from the graphs 201 to 203 in FIG. 9, the anode voltage is substantially constant with respect to the anode current, the output power changes almost proportionally, and the oscillation frequency changes within the standard value (frequency change is 15 MHz). And its rate of change is 0.6%).

また、マグネトロンは、アノード電流を変化させて出力電力が変化し、ある値以下になると、発振モードがジャンプし、異なった周波数で発振し、発振状態が不安定になる。この現象を「モーディング」という。モーディングが起こると、間歇発振になり、発振周波数も一定しないので、負荷側に接続した整合回路等が正常に動作しなくなるなどの不具合が生じる（例えば、非特許文献１参照）   Also, when the output power of the magnetron is changed by changing the anode current and falls below a certain value, the oscillation mode jumps, oscillates at a different frequency, and the oscillation state becomes unstable. This phenomenon is called “moding”. When the mode occurs, intermittent oscillation occurs and the oscillation frequency is not constant, so that there is a problem that the matching circuit connected to the load side does not operate normally (for example, see Non-Patent Document 1).

このように、マグネトロンは、プリング現象により負荷インピーダンスに応じて発振周波数が変化する上に、出力電力（アノード電流）によっても発振周波数が変化する。さらに、モーディングにより、出力電力が小さい領域で発振周波数および発振状態が不安定になる。   As described above, in the magnetron, the oscillation frequency changes according to the load impedance due to the pulling phenomenon, and the oscillation frequency also changes depending on the output power (anode current). Furthermore, due to the moding, the oscillation frequency and the oscillation state become unstable in a region where the output power is small.

したがって、マグネトロンを用いたマグネトロン発振装置は、発振周波数の固定および周波数の安定化が困難であり、この問題は、マグネトロン発振装置をプラズマ生成用のマイクロ波電源等に用いるために解決しなければならない問題である。   Therefore, it is difficult to fix the oscillation frequency and stabilize the frequency in the magnetron oscillation device using the magnetron, and this problem must be solved in order to use the magnetron oscillation device for a microwave power source for plasma generation or the like. It is a problem.

この問題を解決するものとして、マグネトロンよりも発振周波数が安定した基準信号発振器を設け、この基準信号発振器が発振する基準信号をマグネトロンに注入してマグネトロンの発振周波数を基準信号発振器の発振周波数（基準周波数）に固定し、かつ、マグネトロンの周波数安定度を基準信号発振器の安定度に等しくする技術が提案されている。基準信号の注入により発振器の発振周波数を固定することを「インジェクションロッキング」という（例えば、特許文献１参照）。   In order to solve this problem, a reference signal oscillator having a more stable oscillation frequency than that of the magnetron is provided, a reference signal generated by the reference signal oscillator is injected into the magnetron, and the oscillation frequency of the magnetron is set to the oscillation frequency of the reference signal oscillator (reference frequency). Frequency) and the frequency stability of the magnetron is made equal to the stability of the reference signal oscillator. Fixing the oscillation frequency of the oscillator by injecting a reference signal is called “injection locking” (see, for example, Patent Document 1).

次の関係式が成り立つときに、インジェクションロッキングが可能となる。
ＢＷ＝２Ｆ0 ／（Ｑe・Ｇ1/2） ・・・（１）
Ｇ＝Ｐo／Ｐi ・・・（２）
ここで、
ＢＷ：インジェクションロッキング動作時と非動作時との発振周波数の差
Ｆ0 ：基準信号の周波数（基準周波数）
Ｑe ：マグネトロンの負荷Ｑ
Ｐo ：マグネトロンの出力電力
Ｐi ：マグネトロンに注入される基準信号の電力（注入電力） Injection locking is possible when the following relational expression holds.
BW = 2F 0 / (Q e · G 1/2 ) (1)
G = P o / P i ··· (2)
here,
BW: Difference in oscillation frequency between injection locking operation and non-operation F 0 : Reference signal frequency (reference frequency)
Q e : Magnetron load Q
P o : Output power of magnetron P i : Power of reference signal injected into magnetron (injection power)

図１０に基準信号発振器を設けた従来のマグネトロン発振装置の一例を示す。このマグネトロン発振装置１’は、マグネトロン２と、マグネトロン電源３と、ランチャ４と、基準信号供給部６と、アイソレータ７とから構成される。   FIG. 10 shows an example of a conventional magnetron oscillation device provided with a reference signal oscillator. The magnetron oscillation device 1 ′ includes a magnetron 2, a magnetron power supply 3, a launcher 4, a reference signal supply unit 6, and an isolator 7.

マグネトロン２は、マグネトロン発振装置１’の発振管であり、マイクロ波Ｍを発振し、アンテナ２１から放射する。マグネトロン電源３は、マグネトロン２のヒータおよびカソードに電圧および電流を供給する電源である。ランチャ４は、発振したマグネトロン２から効率よく出力電力を取り出す高周波結合器であり、一端がショートされた矩形導波管からなる。   The magnetron 2 is an oscillation tube of the magnetron oscillation device 1 ′, oscillates the microwave M, and radiates it from the antenna 21. The magnetron power source 3 is a power source that supplies voltage and current to the heater and cathode of the magnetron 2. The launcher 4 is a high-frequency coupler that efficiently extracts output power from the oscillated magnetron 2, and is composed of a rectangular waveguide whose one end is short-circuited.

基準信号供給部６は、基準信号Ｓをマグネトロン２に供給するものであり、少なくとも基準信号発振器６１と３端子サーキュレータ６２とを有する。基準信号発振器６１は、基準信号Ｓを発振する発振器であり、マグネトロン２よりも出力電力が低くかつ発振周波数が安定した発振器が用いられる。   The reference signal supply unit 6 supplies the reference signal S to the magnetron 2 and includes at least a reference signal oscillator 61 and a three-terminal circulator 62. The reference signal oscillator 61 is an oscillator that oscillates the reference signal S, and an oscillator having an output power lower than that of the magnetron 2 and having a stable oscillation frequency is used.

３端子サーキュレータ６２は、第１端子からの入力電力を第２端子へ、第２端子からの入力電力を第３端子へ、第３端子からの入力電力を第１端子へそれぞれ低損失で伝送し、その逆方向へは伝送しない非可逆部材である。ここでは、第１端子はランチャ４の出力端に接続され、第２端子はアイソレータ７に接続され、第３端子は基準信号発振器６１に接続される。したがって、基準信号発振器６１からの基準信号Ｓは、ランチャ４のみに送られ、マグネトロン２からのマイクロ波Ｍはランチャ４からアイソレータ７のみに送られる。   The three-terminal circulator 62 transmits input power from the first terminal to the second terminal, input power from the second terminal to the third terminal, and input power from the third terminal to the first terminal with low loss. The nonreciprocal member does not transmit in the opposite direction. Here, the first terminal is connected to the output terminal of the launcher 4, the second terminal is connected to the isolator 7, and the third terminal is connected to the reference signal oscillator 61. Therefore, the reference signal S from the reference signal oscillator 61 is sent only to the launcher 4, and the microwave M from the magnetron 2 is sent from the launcher 4 only to the isolator 7.

アイソレータ７は、負荷で反射されたマイクロ波（反射電力）Ｒを吸収するものであり、３端子サーキュレータ７１とダミーロード７２とを有する。３端子サーキュレータ７１は、上述した３端子サーキュレータ６２と同様の非可逆部材であり、第１端子はサーキュレータ６２の第２端子に接続され、第２端子は負荷に接続され、第３端子はダミーロード７２に接続される。したがって、負荷で反射されたマイクロ波Ｒはダミーロード７２のみに送られ、マグネトロン２からのマイクロ波Ｍは基準信号供給部６から負荷の方向のみに送られる。   The isolator 7 absorbs the microwave (reflected power) R reflected by the load, and has a three-terminal circulator 71 and a dummy load 72. The three-terminal circulator 71 is a non-reciprocal member similar to the three-terminal circulator 62 described above. The first terminal is connected to the second terminal of the circulator 62, the second terminal is connected to a load, and the third terminal is a dummy load. 72. Therefore, the microwave R reflected by the load is sent only to the dummy load 72, and the microwave M from the magnetron 2 is sent from the reference signal supply unit 6 only in the direction of the load.

ダミーロード７２は、電力を効率よく吸収する機能をもつ。負荷からの反射が全反射の場合でも耐えられるように、マグネトロン２の最大出力値でも耐えられる吸収能力を有するものが用いられる。   The dummy load 72 has a function of efficiently absorbing power. In order to withstand even when the reflection from the load is total reflection, the one having an absorption capability that can withstand the maximum output value of the magnetron 2 is used.

国際公開第２００４／０６８９１７号パンフレットInternational Publication No. 2004/068917 Pamphlet 特開平２−２４９３０１号公報JP-A-2-249301 電気学会マイクロ波プラズマ調査専門委員会編、「マイクロ波プラズマの技術」、オーム社、平成１５年９月２５日、ｐ．２４０−２４３Edited by the Electromagnetic Society Microwave Plasma Research Committee, “Microwave Plasma Technology”, Ohm, September 25, 2003, p. 240-243

しかしながら、上述した従来のマグネトロン発振装置１’では、マグネトロン２で発振したマイクロ波Ｍが負荷に至るまでに２つのサーキュレータ６２，７１を通過する。サーキュレータの挿入損失は一般に０．５ｄＢ程度であり、２つのサーキュレータ６２，７１をマイクロ波Ｍが通過することによって、マグネトロン２の出力電力の負荷への供給効率が低下するという問題があった。
また、上述した従来のマグネトロン発振装置１’では、マグネトロン２の出力電力（アノード電流）を大きくすると、式（２）よりＧの値が大きく、式（１）よりＢＷの値が小さくなるため、インジェクションロッキングが外れやすくなり、マグネトロン２の発振周波数が不安定になるという問題があった。 However, in the conventional magnetron oscillation device 1 ′ described above, the microwave M oscillated by the magnetron 2 passes through the two circulators 62 and 71 before reaching the load. The insertion loss of the circulator is generally about 0.5 dB, and there is a problem that the efficiency of supplying the output power of the magnetron 2 to the load is lowered by the microwave M passing through the two circulators 62 and 71.
Further, in the above-described conventional magnetron oscillation device 1 ′, when the output power (anode current) of the magnetron 2 is increased, the value of G is larger than Equation (2) and the value of BW is smaller than Equation (1). There is a problem that the injection locking is easily released and the oscillation frequency of the magnetron 2 becomes unstable.

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、マグネトロンの出力電力を効率よく負荷に供給することができるマグネトロン発振装置を提供することにある。
また、マグネトロンの出力電力を効率よく負荷に供給することができ、かつ、周波数安定度がよく、出力電力を変化させても周波数が変動しないマグネトロン発振装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a magnetron oscillation device capable of efficiently supplying the output power of a magnetron to a load.
It is another object of the present invention to provide a magnetron oscillation device that can efficiently supply the output power of a magnetron to a load, has good frequency stability, and does not fluctuate in frequency even when the output power is changed.

このような目的を達成するために、本発明に係るマグネトロン発振装置は、マグネトロンのアノード電流を変化させ、出力電力を可変とするマグネトロン発振装置であって、マグネトロンの出力電力を取り出すランチャと、このランチャの出力端に接続され、マグネトロンの出力よりも低電力かつ周波数が安定した基準信号をマグネトロンに供給する基準信号供給部とを備え、基準信号供給部は、基準信号を発振する基準信号発振器と、基準信号発振器に一端が接続された接続されたアイソレータと、アイソレータの他の一端とランチャの出力端と負荷とに接続された非可逆部材とを備え、非可逆部材は、ランチャからのマグネトロンの出力電力を負荷の方向へ導くとともに、負荷からの反射電力をアイソレータへ導き、アイソレータは、非可逆部材からの反射電力を吸収するとともに、基準信号発振器からの基準信号を非可逆部材へ導き、非可逆部材は更に、アイソレータからの基準信号をランチャへ導くことを特徴とする。   In order to achieve such an object, a magnetron oscillation device according to the present invention is a magnetron oscillation device that changes the anode current of a magnetron and makes the output power variable, and a launcher that extracts the output power of the magnetron, A reference signal supply unit that is connected to the output terminal of the launcher and supplies a reference signal having a lower power and a stable frequency than the output of the magnetron to the magnetron, and the reference signal supply unit includes a reference signal oscillator that oscillates the reference signal; An isolator connected at one end to the reference signal oscillator, and an irreversible member connected to the other end of the isolator, the output end of the launcher, and a load, and the irreversible member is connected to the magnetron from the launcher. The output power is directed toward the load and the reflected power from the load is guided to the isolator. With absorbing the reflected power from the reverse member guides the reference signal from the reference signal oscillator to irreversible member, lossy member is further characterized in that for guiding the reference signal from the isolator to the launcher.

この発明において、マグネトロンからのマイクロ波は、ランチャを介し非可逆部材を経由して負荷に送られる。基準信号発振器からの基準信号は、非可逆部材を経由しランチャに送られる。また、負荷で反射されたマイクロ波は、非可逆部材をを経由して、アイソレータに送られる。ここで、マグネトロンで発振したマイクロ波の伝播経路に着目すると、マグネトロンからのマイクロ波は負荷に至るまでに１つの非可逆部材しか通過しない。これにより、マグネトロンの出力電力を効率よく負荷に供給することが可能となる。   In this invention, the microwave from a magnetron is sent to a load via a nonreciprocal member via a launcher. The reference signal from the reference signal oscillator is sent to the launcher via the nonreciprocal member. Further, the microwave reflected by the load is sent to the isolator via the nonreciprocal member. Here, paying attention to the propagation path of the microwave oscillated by the magnetron, the microwave from the magnetron passes through only one nonreciprocal member before reaching the load. As a result, the output power of the magnetron can be efficiently supplied to the load.

本発明のマグネトロン発振装置において、基準信号の電力をマグネトロンの出力電力に連動して可変するようにしてもよい。また、ランチャの出力端をインピーダンス発生器を介して基準信号供給部に接続するようにし、マグネトロンの負荷インピーダンスをマグネトロンの出力電力に連動して可変するようにしてもよい。マグネトロンの出力電力に連動して基準信号の電力やマグネトロンの負荷インピーダンスを調整することにより、マグネトロンの発振周波数の変化幅を縮小させ、周波数安定度を高め、出力電力を変化させても周波数が変動しないようにすることが可能となる。   In the magnetron oscillation device of the present invention, the power of the reference signal may be varied in conjunction with the output power of the magnetron. Further, the output end of the launcher may be connected to the reference signal supply unit via an impedance generator, and the load impedance of the magnetron may be varied in conjunction with the output power of the magnetron. By adjusting the power of the reference signal and the load impedance of the magnetron in conjunction with the output power of the magnetron, the change width of the oscillation frequency of the magnetron is reduced, the frequency stability is increased, and the frequency fluctuates even if the output power is changed. It becomes possible not to do.

本発明によれば、基準信号供給部を基準信号発振器とアイソレータと非可逆部材とで構成し、非可逆部材によって、ランチャからのマグネトロンの出力電力を負荷の方向へ導くとともに、負荷からの反射電力をアイソレータへ導き、アイソレータからの基準信号をランチャへ導くようにしたので、マグネトロンからのマイクロ波が負荷に至るまでに１つの非可逆部材しか通過せず、マグネトロンの出力電力を効率よく負荷に供給することができるようになる。
また、本発明によれば、マグネトロンの出力電力に連動して基準信号の電力やマグネトロンの負荷インピーダンスを調整することにより、マグネトロンの発振周波数の変化幅を縮小させ、周波数安定度を高め、出力電力を変化させても周波数が変動しないようにすることが可能となる。 According to the present invention, the reference signal supply unit includes a reference signal oscillator, an isolator, and a nonreciprocal member, and the nonreciprocal member guides the output power of the magnetron from the launcher toward the load, and also reflects the reflected power from the load. Since the reference signal from the isolator is guided to the launcher, only one nonreciprocal member passes through the microwave from the magnetron to the load, and the output power of the magnetron is efficiently supplied to the load. Will be able to.
In addition, according to the present invention, by adjusting the power of the reference signal and the load impedance of the magnetron in conjunction with the output power of the magnetron, the change width of the oscillation frequency of the magnetron is reduced, the frequency stability is increased, and the output power It is possible to prevent the frequency from changing even if the value is changed.

以下、図面を参照し、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るマグネトロン発振装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係るマグネトロン発振装置１は、マグネトロン２と、マグネトロン電源３と、ランチャ４と、インピーダンス発生器５と、基準信号供給部６と同期制御部１１とから構成される。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a magnetron oscillation device according to an embodiment of the present invention. The magnetron oscillation device 1 according to the present embodiment includes a magnetron 2, a magnetron power supply 3, a launcher 4, an impedance generator 5, a reference signal supply unit 6, and a synchronization control unit 11.

マグネトロン２は、マグネトロン発振装置１の発振管であり、マイクロ波Ｍを発振する。マグネトロン発振装置１がプラズマ生成用のマイクロ波電源として用いられる場合には、例えば発振周波数が２４５０ＭＨｚ、出力電力が数ｋＷ〜１０ｋＷのマグネトロン２を用いることができる。   The magnetron 2 is an oscillation tube of the magnetron oscillation device 1 and oscillates the microwave M. When the magnetron oscillation device 1 is used as a microwave power source for plasma generation, for example, a magnetron 2 having an oscillation frequency of 2450 MHz and an output power of several kW to 10 kW can be used.

マグネトロン電源３は、マグネトロン２のヒータおよびカソードに電圧および電流を供給する電源である。マグネトロン電源３としては、安定度のよいスイッチングレギュレータ方式を用いた電源を使用し、電源変動による周波数変動を極力抑制することも必要である。   The magnetron power source 3 is a power source that supplies voltage and current to the heater and cathode of the magnetron 2. As the magnetron power supply 3, it is necessary to use a power supply using a switching regulator system with good stability and suppress frequency fluctuations due to power supply fluctuations as much as possible.

ランチャ４は、発振したマグネトロン２から効率よく出力電力を取り出す高周波結合器であり、一端がショートされた矩形導波管からなる。マグネトロン２はランチャ４の上に配設され、ランチャ４の内部に突出したマグネトロン２のアンテナ２１からマイクロ波Ｍが放射される。   The launcher 4 is a high-frequency coupler that efficiently extracts output power from the oscillated magnetron 2, and is composed of a rectangular waveguide whose one end is short-circuited. The magnetron 2 is disposed on the launcher 4, and the microwave M is radiated from the antenna 21 of the magnetron 2 protruding into the launcher 4.

インピーダンス発生器５は、インピーダンスを任意の値に設定する機能を有するものであり、定在波発生器としても作用する。インピーダンスを変化させる方式は、後述するように多種類ある。また、使用される伝送線路により、導波管系、同軸系等に分類される。インピーダンス発生器５は、その一端がランチャ４の出力端に接続され、マグネトロン２の負荷インピーダンスの調整に用いられる。   The impedance generator 5 has a function of setting the impedance to an arbitrary value, and also acts as a standing wave generator. There are many methods for changing the impedance, as will be described later. Moreover, it is classified into a waveguide system, a coaxial system, etc. according to the transmission line used. The impedance generator 5 has one end connected to the output end of the launcher 4 and is used for adjusting the load impedance of the magnetron 2.

基準信号供給部６は、基準信号Ｓをマグネトロン２に供給するものであり、基準信号発振器６１と３端子サーキュレータ６２とアイソレータ７を有する。アイソレータ７は、３端子サーキュレータ７１とダミーロード７２とからなり、基準信号供給部６内に設けられている。   The reference signal supply unit 6 supplies the reference signal S to the magnetron 2 and includes a reference signal oscillator 61, a three-terminal circulator 62, and an isolator 7. The isolator 7 includes a three-terminal circulator 71 and a dummy load 72 and is provided in the reference signal supply unit 6.

具体的には、３端子サーキュレータ６２の第１端子はインピーダンス発生器５の他端に接続され、第２端子は負荷に接続され、第３端子は３端子サーキュレータ７１の第１端子に接続される。また、３端子サーキュレータ７１の第２端子はダミーロード７２に接続され、第３端子は基準信号発振器６１に接続される。３端子サーキュレータ６２，７１は、第１端子からの入力電力を第２端子へ、第２端子からの入力電力を第３端子へ、第３端子からの入力電力を第１端子へそれぞれ低損失で伝送し、その逆方向へは伝送しない非可逆部材である。なお、サーキュレータ６２，７１の代わりに、方向性結合器や単なる分岐、または結合器を使用してもよい。しかし、この場合は、結合度や負荷インピーダンス等の制限が生ずる。   Specifically, the first terminal of the three-terminal circulator 62 is connected to the other end of the impedance generator 5, the second terminal is connected to the load, and the third terminal is connected to the first terminal of the three-terminal circulator 71. . The second terminal of the three-terminal circulator 71 is connected to the dummy load 72, and the third terminal is connected to the reference signal oscillator 61. The three-terminal circulators 62 and 71 have low loss in input power from the first terminal to the second terminal, input power from the second terminal to the third terminal, and input power from the third terminal to the first terminal, respectively. It is an irreversible member that transmits but does not transmit in the opposite direction. Instead of the circulators 62 and 71, a directional coupler, a simple branch, or a coupler may be used. However, in this case, the coupling degree, the load impedance, and the like are limited.

基準信号発振器６１は、基準信号Ｓを発振する発振器であり、マグネトロン２よりも出力電力が低くかつ発振周波数が安定した発振器が用いられる。例えば、水晶発振器または誘電体共振器を使用したＤＲＯ等を原振とし、数Ｗ〜数１０Ｗの出力電力を得る。基準信号発振器６１の発振周波数、すなわち基準信号Ｓの周波数は、マグネトロン２の発振周波数を固定する所望の周波数に設定される。例えば、マグネトロン２の発振周波数を２４５０ＭＨｚに固定する場合には、その２４５０ＭＨｚの基準信号Ｓが用いられる。   The reference signal oscillator 61 is an oscillator that oscillates the reference signal S, and an oscillator having an output power lower than that of the magnetron 2 and having a stable oscillation frequency is used. For example, a DRO or the like using a crystal oscillator or a dielectric resonator is used as an original vibration, and an output power of several watts to several tens of watts is obtained. The oscillation frequency of the reference signal oscillator 61, that is, the frequency of the reference signal S is set to a desired frequency that fixes the oscillation frequency of the magnetron 2. For example, when the oscillation frequency of the magnetron 2 is fixed to 2450 MHz, the reference signal S of 2450 MHz is used.

ダミーロード７２は、電力を効率よく吸収する機能をもつ。負荷からの反射が全反射の場合でも耐えられるように、マグネトロン２の最大出力値でも耐えられる吸収能力を有するものが用いられる。   The dummy load 72 has a function of efficiently absorbing power. In order to withstand even when the reflection from the load is total reflection, the one having an absorption capability that can withstand the maximum output value of the magnetron 2 is used.

同期制御部１１は、マグネトロン２のアノード電流および出力電力を検出し、その検出結果に基づきインピーダンス発生器５および基準信号供給部６を制御するものである。同期制御部１１としては、マイクロコンピュータ、シーケンサ等が用いられる。この同期制御部１１については、後で詳しく説明する。   The synchronization control unit 11 detects the anode current and output power of the magnetron 2 and controls the impedance generator 5 and the reference signal supply unit 6 based on the detection result. As the synchronization control unit 11, a microcomputer, a sequencer, or the like is used. The synchronization control unit 11 will be described in detail later.

このような構成のマグネトロン発振装置１では、マグネトロン２のアンテナ２１からランチャ４の内部に放射されたマイクロ波Ｍは、インピーダンス発生器５を経由して、サーキュレータ６２を通過し負荷へ送られる。基準信号発振器６１からの基準信号Ｓは、３端子サーキュレータ７１および６２を経由してインピーダンス発生器５に送られる。また、負荷で反射されたマイクロ波Ｒは、３端子サーキュレータ６２および７１を経由して、ダミーロード７２に送られて吸収される。   In the magnetron oscillation device 1 having such a configuration, the microwave M radiated from the antenna 21 of the magnetron 2 into the launcher 4 passes through the circulator 62 via the impedance generator 5 and is sent to the load. The reference signal S from the reference signal oscillator 61 is sent to the impedance generator 5 via the three-terminal circulators 71 and 62. The microwave R reflected by the load is sent to the dummy load 72 via the three-terminal circulators 62 and 71 and absorbed.

ここで、マグネトロン２で発振したマイクロ波Ｍの伝播経路に着目すると、図１０に示した従来のマグネトロン発振装置１’ではマイクロ波Ｍが負荷に至るまでに２つのサーキュレータ６２，７１を通過するのに対し、本実施の形態のマグネトロン発振装置１では１つのサーキュレータ６２しか通過しない。サーキュレータの挿入損失は一般に０．５ｄＢ程度である。したがって、本実施の形態のマグネトロン発振装置１のような構成とすることにより、マグネトロン２の出力電力を効率よく負荷に供給することができるようになる。   Here, paying attention to the propagation path of the microwave M oscillated by the magnetron 2, in the conventional magnetron oscillation device 1 ′ shown in FIG. 10, the microwave M passes through the two circulators 62 and 71 before reaching the load. On the other hand, in the magnetron oscillation device 1 of the present embodiment, only one circulator 62 passes. The insertion loss of the circulator is generally about 0.5 dB. Therefore, by adopting a configuration like the magnetron oscillation device 1 of the present embodiment, the output power of the magnetron 2 can be efficiently supplied to the load.

一方、基準信号発振器６１からの基準信号Ｓは、サーキュレータ７１，６２によりインピーダンス発生器５を経由してランチャ４に送られ、アンテナ２１からマグネトロン２に注入される。基準信号Ｓがマグネトロン２に注入されると、マグネトロン２の発振周波数が基準信号Ｓの周波数Ｆ0 に近く、式（１）および式（２）が成り立つ場合には、マグネトロン２の発振周波数が基準信号Ｓの周波数Ｆ0 に引き寄せられて固定される（インジェクションロッキング）。基準信号Ｓは周波数安定度がよいので、その基準信号Ｓの周波数Ｆ0 にマグネトロン２の発振周波数を固定し、マグネトロン２の発振周波数を安定化させることができる。 On the other hand, the reference signal S from the reference signal oscillator 61 is sent to the launcher 4 by the circulators 71 and 62 via the impedance generator 5 and injected from the antenna 21 to the magnetron 2. When the reference signal S is injected into the magnetron 2, the oscillation frequency of the magnetron 2 is close to the frequency F 0 of the reference signal S, and when the equations (1) and (2) hold, the oscillation frequency of the magnetron 2 is the reference. The signal S is attracted and fixed to the frequency F 0 (injection locking). Since the reference signal S has good frequency stability, the oscillation frequency of the magnetron 2 can be fixed to the frequency F 0 of the reference signal S, and the oscillation frequency of the magnetron 2 can be stabilized.

また、本実施の形態では、インピーダンス発生器５を用いて、マグネトロン２の負荷インピーダンスを変化させることができる。負荷インピーダンスが変化すると、プリング現象により、インジェクションロッキング非動作時のマグネトロン２の発振周波数が変化する。したがって、インピーダンス発生器５を用いて負荷インピーダンスを調整することにより、インジェクションロッキング非動作時のマグネトロン２の発振周波数を制御することが可能となる。   In the present embodiment, the load impedance of the magnetron 2 can be changed using the impedance generator 5. When the load impedance changes, the oscillation frequency of the magnetron 2 when the injection locking is not operating changes due to the pulling phenomenon. Therefore, by adjusting the load impedance using the impedance generator 5, the oscillation frequency of the magnetron 2 when the injection locking is not operating can be controlled.

この原理を用いて、本実施の形態では、インジェクションロッキング非動作時のマグネトロン２の発振周波数を基準信号Ｓの周波数Ｆ0 とほぼ等しくする。すなわち、式（１）のＢＷの値を小さくする。これにより、式（１）の関係から、Ｇの値を大きくすることができる。この結果、式（２）から次のような効果が導かれる。 Using this principle, in this embodiment, the oscillation frequency of the magnetron 2 when the injection locking is not in operation is made substantially equal to the frequency F 0 of the reference signal S. That is, the value of BW in Expression (1) is reduced. Thereby, the value of G can be enlarged from the relationship of Formula (1). As a result, the following effects are derived from the equation (2).

（イ）マグネトロン２の出力電力Ｐo が一定ならば、基準信号Ｓの電力、すなわち注入電力Ｐi を小さくすることができる。すなわち、マグネトロン２の出力電力Ｐo よりも十分に小さい注入電力Ｐi 、例えば１／１００以下の注入電力Ｐi でインジェクションロッキングを容易に行うことができる。
（ロ）注入電力Ｐi が一定ならば、マグネトロン２の出力電力Ｐo を大きくすることができる。すなわち、インジェクションロッキングが外れないマグネトロン２の出力電力Ｐo の範囲を広くすることができる。 (B) if the output power P o of the magnetron 2 is constant, the power of the reference signal S, i.e. it is possible to reduce the injection power P i. That is, the output power P o sufficiently small injection power P i than the magnetron 2 can be easily performed injection locking, for example 1/100 following injection power P i.
(B) If the injection power P i is constant, the output power P o of the magnetron 2 can be increased. That is, it is possible to widen the range of the output power P o of the magnetron 2 which injection locking does not come off.

インピーダンス発生器５を用いて発振周波数を制御することにより、発振周波数の変化幅を縮小させることができる。その結果、ＢＷの値が小さくなり、マグネトロン２の出力電力Ｐo を変化させるなどしても、マグネトロン２の発振周波数を基準信号Ｓの周波数Ｆ0 に固定し、発振周波数が安定した出力電力Ｐo の範囲を広くすることができる。 By controlling the oscillation frequency using the impedance generator 5, the variation range of the oscillation frequency can be reduced. As a result, the value of BW decreases, even if such changes the output power P o of the magnetron 2, to fix the oscillation frequency of the magnetron 2 to the frequency F 0 of the reference signal S, the output power P oscillation frequency is stabilized The range of o can be widened.

図２は、インピーダンス発生器５により、マグネトロン２の負荷ＶＳＷＲ（電圧定在波比）を一定にして、負荷位相を変化させたときのマグネトロン２の発振状態を表すグラフであり、マグネトロン２の出力電力Ｐo を一定にしたときの発振周波数範囲の変化を示している。 FIG. 2 is a graph showing the oscillation state of the magnetron 2 when the load phase is changed with the impedance generator 5 making the load VSWR (voltage standing wave ratio) of the magnetron 2 constant. A change in the oscillation frequency range when the power Po is constant is shown.

このグラフからも分かるように、マグネトロン２の出力電力Ｐo を変えても、インピーダンス発生器５を用いて負荷インピーダンスを調整することにより、マグネトロン２の発振周波数を基準信号Ｓの周波数Ｆ0 に合わせることができ、その結果、インジェクションロッキングが可能な出力電力Ｐo の範囲を広くすることができる。 As it can be seen from this graph, changing the output power P o of the magnetron 2, by adjusting the load impedance using an impedance generator 5, adjust the oscillation frequency of the magnetron 2 to the frequency F 0 of the reference signal S it can, as a result, it is possible to increase the range of the output power P o which can be injection locking.

次に、本実施の形態に係るマグネトロン発振装置１の各部の構成について、さらに説明する。
［マグネトロン２およびマグネトロン電源３］
図３は、マグネトロン２およびマグネトロン電源３の構成を示すブロック図である。
マグネトロン２は、カソードとヒータとが一体となったヒータ／カソードＨ／Ｋと、アノードＡとを有している。図示しないが、アノードＡは複数に分割され、これらが振動回路（共振回路）により接続されている。また、アノードＡと同心的にヒータ／カソードＨ／Ｋが設けられている。 Next, the configuration of each part of the magnetron oscillation device 1 according to the present embodiment will be further described.
[Magnetron 2 and magnetron power supply 3]
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the magnetron 2 and the magnetron power supply 3.
The magnetron 2 includes a heater / cathode H / K in which a cathode and a heater are integrated, and an anode A. Although not shown, the anode A is divided into a plurality of parts, which are connected by a vibration circuit (resonance circuit). A heater / cathode H / K is provided concentrically with the anode A.

ヒータ／カソードＨ／Ｋの両端には、マグネトロン電源３のヒータ電源３１が接続されている。ヒータ電源３１でヒータ／カソードＨ／Ｋにヒータ電圧を印加することにより、ヒータ／カソードＨ／Ｋが加熱され、ヒータ／カソードＨ／Ｋから電子が放出される。   A heater power supply 31 of a magnetron power supply 3 is connected to both ends of the heater / cathode H / K. By applying a heater voltage to the heater / cathode H / K by the heater power supply 31, the heater / cathode H / K is heated and electrons are emitted from the heater / cathode H / K.

ヒータ／カソードＨ／Ｋの一端にはさらに、マグネトロン電源３のアノード電源３２が接続されている。アースに接続されたアノードＡに対し、負の電圧をアノード電源３２からヒータ／カソードＨ／Ｋに印加することにより、ヒータ／カソードＨ／ＫとアノードＡとの間に電界が形成され、ヒータ／カソードＨ／ＫからアノードＡに向けて電子が放出される。
この状態で、ヒータ／カソードＨ／Ｋと平行（電界と直角方向）に磁界を印加すると、マイクロ波Ｍが発振する。 An anode power supply 32 of the magnetron power supply 3 is further connected to one end of the heater / cathode H / K. By applying a negative voltage from the anode power source 32 to the heater / cathode H / K with respect to the anode A connected to the ground, an electric field is formed between the heater / cathode H / K and the anode A. Electrons are emitted from the cathode H / K toward the anode A.
In this state, when a magnetic field is applied parallel to the heater / cathode H / K (perpendicular to the electric field), the microwave M oscillates.

このようにしてマグネトロン２を動作させると、ヒータ／カソードＨ／ＫからアノードＡに向けて放出された電子のうち、ヒータ／カソードＨ／Ｋに戻ってきた電子が衝突することにより、ヒータ／カソードＨ／Ｋが異常に加熱される現象が起きる。この現象を「バックヒーティング」という。発振を強くするほど、すなわち出力電力Ｐo を大きくするほど、バックヒーティングが激しく起こり、ヒータ／カソードＨ／Ｋの温度が必要以上に高くなる。 When the magnetron 2 is operated in this way, among the electrons emitted from the heater / cathode H / K toward the anode A, the electrons returning to the heater / cathode H / K collide with each other. A phenomenon occurs in which H / K is abnormally heated. This phenomenon is called “back heating”. The stronger the oscillation, that is, the higher the output power Po , the more intense back heating occurs, and the heater / cathode H / K temperature becomes higher than necessary.

マグネトロン２の出力電力Ｐo に応じてアノード電流が大きくなるので、本実施の形態では、ヒータ電源３１を用いてアノード電流に逆比例してヒータ電圧を下げ、ヒータ／カソードＨ／Ｋへの加熱を抑制する。 Since the anode current increases in accordance with the output power P o of the magnetron 2, in this embodiment, to lower the heater voltage inversely proportional to the anode current with the heater power supply 31, the heating of the heater / cathode H / K Suppress.

図４は、アノード電流とヒータ電圧との関係を示すグラフである。「Ｍａｘ」はアノード電流に対するヒータ電圧の上限、「Ｍｉｎ」は下限をそれぞれ表している。このグラフにしたがい、ヒータ電源３１を用いてヒータ電圧を制御することにより、バックヒーティングを防止することができる。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the anode current and the heater voltage. “Max” represents the upper limit of the heater voltage with respect to the anode current, and “Min” represents the lower limit. According to this graph, back heater can be prevented by controlling the heater voltage using the heater power supply 31.

［インピーダンス発生器５］
導波管系のインピーダンス発生器５の構成例について説明する。
図５（ａ）は、リアクタンススタブ方式のインピーダンス発生器の一構成例を示す断面図である。このインピーダンス発生器５ａは、矩形導波管５０の管壁から管内へ３本のスタブ５１ａ，５１ｂ，５１ｃが突出する構造を有する。これらのスタブ５１ａ〜５１ｃは、矩形導波管５０の軸線Ｚ方向にλg／８，λg／４等の間隔で配設される。「λg 」は矩形導波管５０の管内波長である。スタブ５１ａ〜５１ｃは断面が円形の金属棒からなり、矩形導波管５０の管内に突出する長さによりスタブ５１ａ〜５１ｃのリアクタンスが変化し、それに応じて矩形導波管５０内のインピーダンスが変化する。なお、スタブの数は、１本以上であればよいが、３本の場合が主である。また、スタブは通常、矩形導波管５０のＨ面に配設されるが、Ｅ面に配設されるＥスタブ方式であってもよい。 [Impedance generator 5]
A configuration example of the waveguide impedance generator 5 will be described.
FIG. 5A is a cross-sectional view showing a configuration example of a reactance stub type impedance generator. The impedance generator 5a has a structure in which three stubs 51a, 51b, 51c protrude from the tube wall of the rectangular waveguide 50 into the tube. These stubs 51 a to 51 c are arranged in the direction of the axis Z of the rectangular waveguide 50 at intervals of λg / 8, λg / 4, and the like. “Λg” is the guide wavelength of the rectangular waveguide 50. The stubs 51a to 51c are made of metal bars having a circular cross section, and the reactance of the stubs 51a to 51c changes depending on the length of the stubs 51a to 51c protruding into the tube, and the impedance in the rectangular waveguide 50 changes accordingly. To do. The number of stubs may be one or more, but is mainly three. In addition, the stub is normally disposed on the H surface of the rectangular waveguide 50, but may be an E stub system disposed on the E surface.

図５（ｂ）は、導波管分岐形のインピーダンス発生器の一構成例を示す断面図である。このインピーダンス発生器５ｂは、矩形導波管５０の管壁に対して垂直に３本の分岐導波管５２ａ，５２ｂ，５２ｃが接続された構造を有する。これらの分岐導波管５２ａ〜５２ｃは、矩形導波管５０の軸線Ｚ方向にλg／８，λg／４等の間隔で配設される。分岐導波管５２ａ〜５２ｃのそれぞれは、一端が矩形導波管５０内に開口し、他端がショート板５３ａ〜５３ｃにより電気機能的にショートされている。分岐導波管５２ａ〜５２ｃのそれぞれの一端から他端までの長さを変化させることにより、直列リアクタンスが変化し、矩形導波管５０内のインピーダンスが変化する。   FIG. 5B is a cross-sectional view showing a configuration example of the waveguide branch type impedance generator. The impedance generator 5b has a structure in which three branch waveguides 52a, 52b, and 52c are connected perpendicularly to the tube wall of the rectangular waveguide 50. These branching waveguides 52 a to 52 c are arranged in the direction of the axis Z of the rectangular waveguide 50 at intervals of λg / 8, λg / 4, and the like. Each of the branched waveguides 52a to 52c has one end opened in the rectangular waveguide 50, and the other end is electrically short-circuited by the short plates 53a to 53c. By changing the length from one end to the other end of each of the branching waveguides 52a to 52c, the series reactance changes, and the impedance in the rectangular waveguide 50 changes.

この他に、移相器とスタブチューナとを組み合わせたもの、３ｄＢ結合器と可変短絡器との組み合わせによるインピーダンス発生器、導波管４分岐形チューナ（例えば、特許文献２参照）、スラグチューナ等をインピーダンス発生器５として用いることができる。
また、同軸系のインピーダンス発生器５は、上述した導波管系の矩形導波管を同軸管に置き換えたものである。 In addition, a combination of a phase shifter and a stub tuner, an impedance generator by a combination of a 3 dB coupler and a variable short circuit, a waveguide four-branch tuner (see, for example, Patent Document 2), a slag tuner, etc. Can be used as the impedance generator 5.
The coaxial impedance generator 5 is obtained by replacing the above-described waveguide rectangular waveguide with a coaxial tube.

［同期制御部１１］
図６は、同期制御部１１の構成を示すブロック図である。同期制御部１１は、検出部１１１と、データ記憶部１１２と、制御部１１３とを有している。検出部１１１は、マグネトロン電源３からマグネトロン２に供給されるアノード電流と、マグネトロン電源３の出力電力を検出する回路部である。検出部１１１がアノード電流および出力電力を同時に検出するようにしてもよいし、それぞれ異なるタイミングで検出するようにしてもよい。なお、図１には、マグネトロン２の出力電力をランチャ４において検出する例が示されているが、基準信号供給部６またはアイソレータ７の負荷側に方向性結合器、プローブ等を配置し、マグネトロン２の出力電力を検出することもできる。 [Synchronization control unit 11]
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the synchronization control unit 11. The synchronization control unit 11 includes a detection unit 111, a data storage unit 112, and a control unit 113. The detection unit 111 is a circuit unit that detects the anode current supplied from the magnetron power supply 3 to the magnetron 2 and the output power of the magnetron power supply 3. The detection unit 111 may detect the anode current and the output power at the same time, or may detect them at different timings. 1 shows an example in which the output power of the magnetron 2 is detected by the launcher 4. However, a directional coupler, a probe, and the like are arranged on the load side of the reference signal supply unit 6 or the isolator 7, and the magnetron Two output powers can also be detected.

データ記憶部１１２は、マグネトロン２の負荷特性や動作特性などの諸特性から得られる特性データを記憶する回路部である。データ記憶部１１２に記憶される特性データとしては、図９のパフォーマンスチャートによって表されるアノード電流と出力電力との関係、アノード電流と発振周波数との関係、図８のリーケダイアグラムによって表される負荷インピーダンスと出力電力との関係、負荷インピーダンスと発振周波数との関係を示すデータなど挙げられる。データ記憶部１１２は更に、インジェクションロッキングの条件式（１），（２）も記憶している。
制御部１１３は、検出部１１１の検出結果に基づき、データ記憶部１１２の記憶内容を参照して、インピーダンス発生器５および基準信号供給部６を制御する回路部である。 The data storage unit 112 is a circuit unit that stores characteristic data obtained from various characteristics such as load characteristics and operation characteristics of the magnetron 2. The characteristic data stored in the data storage unit 112 includes the relationship between the anode current and the output power represented by the performance chart of FIG. 9, the relationship between the anode current and the oscillation frequency, and the load represented by the Reike diagram of FIG. Examples include data indicating the relationship between impedance and output power, and the relationship between load impedance and oscillation frequency. The data storage unit 112 further stores injection locking conditional expressions (1) and (2).
The control unit 113 is a circuit unit that controls the impedance generator 5 and the reference signal supply unit 6 with reference to the storage contents of the data storage unit 112 based on the detection result of the detection unit 111.

通常、マグネトロン２のアノード電流を大きくして出力電力Ｐo を大きくすると、式（２）よって表されるＧの値が大きくなり、式（１）によって表されるＢＷの値が小さくなるため、インジェクションロッキングが外れやすくなる。
このような場合に、同期制御部１１は、マグネトロン２のアノード電流および出力電力の検出値に対し、マグネトロン２の発振周波数を基準信号Ｓの周波数に固定可能にする負荷インピーダンスおよび注入電力Ｐi の値を算出し、負荷インピーダンスおよび注入電力Ｐi がその値となるようにインピーダンス発生器５および基準信号発振器６１のそれぞれに制御信号を出力する。負荷インピーダンスおよび注入電力Ｐi の算出を行わず、予め用意されているマグネトロン２のアノード電流および出力電力と制御信号との対応表にしたがって制御信号を出力するようにしてもよい。 Usually, when the anode current of the magnetron 2 is increased and the output power Po is increased, the value of G represented by the equation (2) increases and the value of BW represented by the equation (1) decreases. Injection locking is easy to come off.
In such a case, the synchronization control unit 11 has the load impedance and injection power P i that can fix the oscillation frequency of the magnetron 2 to the frequency of the reference signal S with respect to the detected values of the anode current and output power of the magnetron 2. A value is calculated, and a control signal is output to each of the impedance generator 5 and the reference signal oscillator 61 so that the load impedance and the injected power P i become the values. The control signal may be output according to a correspondence table of the anode current and output power of the magnetron 2 and the control signal prepared in advance without calculating the load impedance and the injected power P i .

インピーダンス発生器５および基準信号発振器６１が制御信号にしたがって動作することにより、マグネトロン２の出力電力Ｐo に連動して、マグネトロン２の負荷インピーダンスおよび基準信号発振器６１の出力電力が自動的に調整される。すなわち、図８に示したリーケダイアグラムの周波数一定の線（点線）に沿う形で、マグネトロン２の負荷インピーダンスおよび基準信号発振器６１の出力電力が自動的に調整される。その結果、インジェクションロッキング非動作時のマグネトロン２の発振周波数が基準信号Ｓの周波数に近づき、また注入電力Ｐi が大きくなってＧの値が小さくなるので、インジェクションロッキングが維持される。このため、マグネトロン２の出力電力Ｐo を大きくしてもインジェクションロッキングが外れなくなり、発振周波数が安定した出力電力Ｐo の範囲を広くすることができる。 By impedance generator 5 and the reference signal oscillator 61 is operated according to the control signal, in conjunction with the output power P o of the magnetron 2, the output power of the load impedance and the reference signal oscillator 61 of the magnetron 2 is automatically adjusted The That is, the load impedance of the magnetron 2 and the output power of the reference signal oscillator 61 are automatically adjusted along the constant frequency line (dotted line) of the Reike diagram shown in FIG. As a result, close to the frequency of the oscillation frequency of the reference signal S of the magnetron 2 at the time of injection locking inoperative, also the value of the injected power P i is increased by G decreases, the injection locking is maintained. Therefore, increasing the output power P o of the magnetron 2 can not disconnected injection locking, the oscillation frequency can be widened the scope of stable output power P o.

ここでは同期制御部１１がインピーダンス発生器５および基準信号供給部６の両方を同時に制御する例を説明したが、インピーダンス発生器５および基準信号供給部６の何れか一方のみを制御するようにしてもよい。
また、同期制御部１１がマグネトロン２のアノード電流および出力電力を検出し、これらの検出結果に基づき制御を行なう例を説明したが、同期制御部１１がマグネトロン２のアノード電流および出力電力のいずれか一方のみを検出し、その検出結果に基づき制御を行なうようにしてもよい。この場合には、同期制御部１１の検出部１１１は、マグネトロン２のアノード電流および出力電力のいずれかを検出する機能さえ備えていればよい。また、制御信号を出力する際に用いられる上記対応表は、アノード電流と制御信号、または、出力電力と制御信号、のいずれかの対応表でよい。 Here, an example has been described in which the synchronization control unit 11 controls both the impedance generator 5 and the reference signal supply unit 6 at the same time. However, only one of the impedance generator 5 and the reference signal supply unit 6 is controlled. Also good.
Moreover, although the synchronous control part 11 detected the anode current and output power of the magnetron 2, and demonstrated the example which controls based on these detection results, either of the anode current and output power of the magnetron 2 is demonstrated. Only one of them may be detected, and control may be performed based on the detection result. In this case, the detection unit 111 of the synchronization control unit 11 only needs to have a function of detecting either the anode current of the magnetron 2 or the output power. Further, the correspondence table used when outputting the control signal may be a correspondence table of either the anode current and the control signal or the output power and the control signal.

次に、本実施の形態に係るマグネトロン発振装置１の適用例について説明する。
［プラズマ処理装置］
マグネトロン発振装置１は、プラズマ処理装置のマイクロ波電源として用いることができる。図７は、マグネトロン発振装置１が用いられたプラズマ処理装置の一構成例を示す図である。 Next, an application example of the magnetron oscillation device 1 according to the present embodiment will be described.
[Plasma processing equipment]
The magnetron oscillation device 1 can be used as a microwave power source for a plasma processing apparatus. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a plasma processing apparatus in which the magnetron oscillation device 1 is used.

この図に示すプラズマ処理装置は、上部が開口した有底円筒形の処理容器８１を有している。処理容器８１の底面中央部には、絶縁板８２を介して載置台８３が固定されている。載置台８３の上面に、処理対象の基板８４が配置される。
処理容器８１の底面周縁部には、真空排気用の排気口８５が設けられている。処理容器８１の側壁には、処理容器８１内にガスを導入するガス導入用ノズル８６が設けられている。例えばプラズマ処理装置がエッチング装置として用いられる場合には、ノズル８６からＡｒ等のプラズマガスと、ＣＦ4等のエッチングガスとが導入される。 The plasma processing apparatus shown in this figure has a bottomed cylindrical processing container 81 having an open top. A mounting table 83 is fixed to the center of the bottom surface of the processing container 81 via an insulating plate 82. A substrate 84 to be processed is disposed on the upper surface of the mounting table 83.
An exhaust port 85 for evacuation is provided in the peripheral edge of the bottom surface of the processing vessel 81. A gas introduction nozzle 86 for introducing gas into the processing container 81 is provided on the side wall of the processing container 81. For example, when the plasma processing apparatus is used as an etching apparatus, a plasma gas such as Ar and an etching gas such as CF 4 are introduced from the nozzle 86.

処理容器８１の上部開口は、誘電体板８７で閉塞されている。なお、処理容器８１の側壁上面と誘電体板８７との間にＯリングなどのシール部材８８を介在させ、処理容器８１内の気密性を確保している。
誘電体板８７の上には、処理容器８１内にマイクロ波Ｍを供給するマイクロ波供給装置９０のアンテナであるラジアルラインスロットアンテナ（ＲＬＳＡ）９９が配設されている。ＲＬＳＡ９９および誘電体板８７の外周は、処理容器８１の側壁上に環状に配置されたシールド材８９によって覆われ、ＲＬＳＡ９９から処理容器８１内に供給されるマイクロ波が外部に漏れない構造になっている。 The upper opening of the processing container 81 is closed with a dielectric plate 87. A sealing member 88 such as an O-ring is interposed between the upper surface of the side wall of the processing container 81 and the dielectric plate 87 to ensure airtightness in the processing container 81.
On the dielectric plate 87, a radial line slot antenna (RLSA) 99 which is an antenna of the microwave supply device 90 for supplying the microwave M into the processing container 81 is disposed. The outer peripheries of the RLSA 99 and the dielectric plate 87 are covered with a shield material 89 arranged in an annular shape on the side wall of the processing vessel 81, and the microwave supplied from the RLSA 99 into the processing vessel 81 does not leak to the outside. Yes.

マイクロ波供給装置９０は、マイクロ波電源としてのマグネトロン発振装置１と、伝送モードがＴＥ10の矩形導波管９１と、伝送モードをＴＥ10からＴＥ11またはＴＭ01に変換する矩形円筒変換器９２と、伝送モードがＴＥ11またはＴＭ01の円筒導波管９３と、円筒導波管９３に設けられた負荷整合器９４と、円筒導波管９３に接続されるラジアル導波路９５と、ラジアル導波路９５の下面に形成されるＲＬＳＡ９９とを有している。 Microwave supply apparatus 90 includes a magnetron oscillator 1 as a microwave power supply, the rectangular waveguide 91 in the transmission mode TE 10, the rectangular cylindrical converter for converting a transmission mode from the TE 10 to TE 11 or TM 01 92 A cylindrical waveguide 93 having a transmission mode of TE 11 or TM 01 , a load matching device 94 provided in the cylindrical waveguide 93, a radial waveguide 95 connected to the cylindrical waveguide 93, and a radial guide RLSA 99 formed on the lower surface of the waveguide 95.

ここで、ラジアル導波路９５は、互いに平行な２枚の円形導体板９６，９７と、これら２枚の導体板９６，９７の外周部を接続してシールドする導体リング９８とを有する。ラジアル導波路９５の上面となる導体板９６の中心部には、円筒導波管９３が接続される。また、ラジアル導波路９５の下面となる導体板９７には、複数のスロットが形成され、これらのスロットからＲＬＳＡ９９が構成される。   Here, the radial waveguide 95 includes two circular conductor plates 96 and 97 that are parallel to each other, and a conductor ring 98 that connects and shields the outer peripheral portions of the two conductor plates 96 and 97. A cylindrical waveguide 93 is connected to the central portion of the conductor plate 96 that is the upper surface of the radial waveguide 95. In addition, a plurality of slots are formed in the conductor plate 97 serving as the lower surface of the radial waveguide 95, and the RLSA 99 is configured from these slots.

このような構成のプラズマ処理装置において、マグネトロン発振装置１がマイクロ波Ｍを発振すると、このマイクロ波Ｍは矩形導波管９１、矩形円筒変換器９２および円筒導波管９３を介して、ラジアル導波路９５に導入される。そして、ラジアル導波路９５に導入されたマイクロ波Ｍは、ラジアル導波路９５の中心部から周縁部へ向かって放射状に伝搬しつつ、ラジアル導波路９５下面のＲＬＳＡ９９から徐々に処理容器８１内に供給される。処理容器８１内では、供給されたマイクロ波Ｍにより、ノズル８６から導入されたプラズマガスが電離してプラズマＰが生成され、基板８４に対する処理が行われる。   In the plasma processing apparatus having such a configuration, when the magnetron oscillation device 1 oscillates the microwave M, the microwave M is transmitted through the rectangular waveguide 91, the rectangular cylindrical converter 92, and the cylindrical waveguide 93 through the radial guide. It is introduced into the waveguide 95. The microwave M introduced into the radial waveguide 95 is gradually supplied from the RLSA 99 on the lower surface of the radial waveguide 95 into the processing container 81 while propagating radially from the central portion to the peripheral portion of the radial waveguide 95. Is done. In the processing container 81, the plasma M introduced from the nozzle 86 is ionized by the supplied microwave M to generate plasma P, and the substrate 84 is processed.

マグネトロン発振装置１は、マグネトロン２を発振管とするため、半導体発振装置やクライストロン発振装置と比較して、はるかに安価で製造することができる。このため、このマグネトロン発振装置１をプラズマ処理装置のマイクロ波電源として用いることにより、プラズマ処理装置の製造コストを抑制することができる。   Since the magnetron oscillation device 1 uses the magnetron 2 as an oscillation tube, it can be manufactured at a much lower cost than a semiconductor oscillation device or a klystron oscillation device. For this reason, the manufacturing cost of a plasma processing apparatus can be suppressed by using this magnetron oscillation apparatus 1 as a microwave power supply of a plasma processing apparatus.

しかも、マグネトロン発振装置１は、半導体発振装置やクライストロン発振装置と同じく周波数安定度がよく、モーディングも起きない。このため、周波数依存性のある要素を多く含むプラズマ処理装置の動作を安定化し、かつ、一定化することができる。また、帯域特性を考慮しなくてもよいので、プラズマ処理装置の放電電極（本実施の形態においては、ラジアル導波路９５およびＲＬＳＡ９９）等の設計が容易になる。   In addition, the magnetron oscillation device 1 has good frequency stability and does not cause any moding, similar to the semiconductor oscillation device and the klystron oscillation device. For this reason, the operation of the plasma processing apparatus including many frequency-dependent elements can be stabilized and made constant. Further, since it is not necessary to consider the band characteristics, the design of the discharge electrode (radial waveguide 95 and RLSA 99 in the present embodiment) of the plasma processing apparatus becomes easy.

なお、マグネトロン発振装置１は、他方式のプラズマ処理装置にも用いることができる。例えば、電子サイクロトロン共鳴（electron-cyclotron-resonance：ＥＣＲ）プラズマ処理装置にも用いることができる。   The magnetron oscillation device 1 can also be used in other types of plasma processing apparatuses. For example, it can also be used in an electron cyclotron-resonance (ECR) plasma processing apparatus.

また、上述したマグネトロン発振装置１では、ランチャ４と基準信号供給部６との間にインピーダンス発生器５を設けるようにしたが、インピーダンス発生器５を設けない構成としてもよい。また、同期制御部１１を設けない構成としてもよい。   In the magnetron oscillation device 1 described above, the impedance generator 5 is provided between the launcher 4 and the reference signal supply unit 6, but the impedance generator 5 may not be provided. Further, the synchronization controller 11 may not be provided.

［通信等］
今まで、本実施の形態で用いられるマグネトロン２と同じ連続発振のマグネトロンを用いたマグネトロン発振装置は、マグネトロンの特性により通信等には不向きとされてきた。しかし、本実施の形態により周波数安定度を向上できたことから、マグネトロン発振装置を通信、医用加速器等にも利用できる可能性が生じた。
これら通信、医用加速器等では現在、発振管としてクライストロンが用いられている。このクライストロンは非常に高価である。このため、通信、医用加速器等にマグネトロンが利用できると、その波及効果は非常に大きい。 [Communications, etc.]
Until now, the magnetron oscillation device using the same continuous oscillation magnetron as the magnetron 2 used in the present embodiment has been unsuitable for communication or the like due to the characteristics of the magnetron. However, since the frequency stability can be improved by this embodiment, there is a possibility that the magnetron oscillation device can be used for communication, medical accelerators, and the like.
In these communications and medical accelerators, a klystron is currently used as an oscillation tube. This klystron is very expensive. For this reason, if a magnetron can be used for communication, a medical accelerator, etc., the ripple effect is very large.

本発明の一実施例に係るマグネトロン発振装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the magnetron oscillation apparatus which concerns on one Example of this invention. インピーダンス発生器によりマグネトロンの負荷ＶＳＷＲを一定にして、負荷位相を変化させたときのマグネトロンの発振状態を表すグラフである。It is a graph showing the oscillation state of a magnetron when the load VSWR of a magnetron is made constant by an impedance generator and the load phase is changed. マグネトロンおよびマグネトロン電源の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a magnetron and a magnetron power supply. アノード電流とヒータ電圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an anode current and a heater voltage. 導波管系のインピーダンス発生器の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of the impedance generator of a waveguide type | system | group. 同期制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a synchronous control part. 本発明の一実施例に係るマグネトロン発振装置が用いられたプラズマ処理装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of 1 structure of the plasma processing apparatus with which the magnetron oscillation apparatus which concerns on one Example of this invention was used. マグネトロンの負荷特性を示すリーケダイアグラムである。It is a Reike diagram which shows the load characteristic of a magnetron. マグネトロンの動作特性を示すパフォーマンスチャートである。It is a performance chart which shows the operating characteristic of a magnetron. 従来のマグネトロン発振装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional magnetron oscillation apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１…マグネトロン発振装置、２…マグネトロン、３…マグネトロン電源、４…ランチャ、５，５ａ，５ｂ…インピーダンス発生器、６…基準信号供給部、７…アイソレータ、２１…アンテナ、３１…ヒータ電源、３２…アノード電源、５０…矩形導波管、５１ａ〜５１ｃ…スタブ、５２ａ〜５２ｃ…分岐導波管、５３ａ〜５３ｃ…ショート板、６１…基準信号発振器、６２，７１…３端子サーキュレータ、７２…ダミーロード、８１…処理容器、８２…絶縁板、８３…載置台、８４…基板、８５…排気口、８６…ガス導入用ノズル、８７…誘電体板、８８…シール部材、８９…シールド材、９０…マイクロ波供給装置、９１…矩形導波管、９２…矩形円筒変換器、９３…円筒導波管、９４…負荷整合器、９５…ラジアル導波路、９６，９７…円形導体板、９８…リング部材、９９…ラジアルラインスロットアンテナ（ＲＬＳＡ）、Ａ…アノード、Ｈ／Ｋ…ヒータ／カソード、Ｍ…マイクロ波、Ｓ…基準信号、Ｒ…マイクロ波（反射電力）、１１…同期制御部、１１１…検出部、１１２…データ記憶部、１１３…制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetron oscillation apparatus, 2 ... Magnetron, 3 ... Magnetron power supply, 4 ... Launcher, 5, 5a, 5b ... Impedance generator, 6 ... Reference signal supply part, 7 ... Isolator, 21 ... Antenna, 31 ... Heater power supply, 32 ... Anode power supply, 50 ... rectangular waveguide, 51a-51c ... stub, 52a-52c ... branch waveguide, 53a-53c ... short plate, 61 ... reference signal oscillator, 62, 71 ... 3-terminal circulator, 72 ... dummy Load, 81 ... Processing vessel, 82 ... Insulating plate, 83 ... Placing table, 84 ... Substrate, 85 ... Exhaust port, 86 ... Nozzle for gas introduction, 87 ... Dielectric plate, 88 ... Seal member, 89 ... Shielding material, 90 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Microwave supply apparatus, 91 ... Rectangular waveguide, 92 ... Rectangular cylindrical converter, 93 ... Cylindrical waveguide, 94 ... Load matching device, 95 ... Radial waveguide, 96, 97 ... Shaped conductive plate, 98 ... ring member, 99 ... radial line slot antenna (RLSA), A ... anode, H / K ... heater / cathode, M ... microwave, S ... reference signal, R ... microwave (reflected power), DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Synchronization control part, 111 ... Detection part, 112 ... Data storage part, 113 ... Control part.

Claims (4)

マグネトロンのアノード電流を変化させ、出力電力を可変とするマグネトロン発振装置であって、
前記マグネトロンの出力電力を取り出すランチャと、
このランチャの出力端に接続され、前記マグネトロンの出力よりも低電力かつ周波数が安定した基準信号を前記マグネトロンに供給する基準信号供給部とを備え、
前記基準信号供給部は、
基準信号を発振する基準信号発振器と、
前記基準信号発振器に一端が接続された接続されたアイソレータと、
前記アイソレータの他の一端と前記ランチャの出力端と負荷とに接続された非可逆部材とを備え、
前記非可逆部材は、前記ランチャからの前記マグネトロンの出力電力を前記負荷の方向へ導くとともに、前記負荷からの反射電力を前記アイソレータへ導き、
前記アイソレータは、前記非可逆部材からの反射電力を吸収するとともに、前記基準信号発振器からの基準信号を前記非可逆部材へ導き、
前記非可逆部材は更に、前記アイソレータからの基準信号を前記ランチャへ導くことを特徴とするマグネトロン発振装置。 A magnetron oscillation device that changes the anode current of the magnetron and makes the output power variable,
A launcher for extracting the output power of the magnetron;
A reference signal supply unit connected to the output end of the launcher, and supplying a reference signal having a lower power and a stable frequency than the output of the magnetron to the magnetron;
The reference signal supply unit includes:
A reference signal oscillator for oscillating a reference signal;
A connected isolator having one end connected to the reference signal oscillator;
A nonreciprocal member connected to the other end of the isolator, an output end of the launcher, and a load;
The nonreciprocal member guides the output power of the magnetron from the launcher in the direction of the load, and guides reflected power from the load to the isolator,
The isolator absorbs reflected power from the nonreciprocal member and guides a reference signal from the reference signal oscillator to the nonreciprocal member,
The nonreciprocal member further guides a reference signal from the isolator to the launcher. 請求項１に記載のマグネトロン発振装置において、
前記基準信号の電力は、前記マグネトロンの出力電力に連動して可変されることを特徴とするマグネトロン発振装置。 In the magnetron oscillation device according to claim 1,
The magnetron oscillation device characterized in that the power of the reference signal is varied in conjunction with the output power of the magnetron. 請求項１に記載のマグネトロン発振装置において、
前記ランチャの出力端は、前記マグネトロンの負荷インピーダンスを調整するインピーダンス発生器を介して前記基準信号供給部に接続されていることを特徴とするマグネトロン発振装置。 In the magnetron oscillation device according to claim 1,
An output end of the launcher is connected to the reference signal supply unit via an impedance generator that adjusts a load impedance of the magnetron. 請求項３に記載のマグネトロン発振装置において、
前記マグネトロンの負荷インピーダンスは、前記マグネトロンの出力電力に連動して可変されることを特徴とするマグネトロン発振装置。 In the magnetron oscillation device according to claim 3,
The magnetron oscillation device characterized in that the load impedance of the magnetron is varied in conjunction with the output power of the magnetron.
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WO2014024546A1 (en) * 2012-08-09 2014-02-13 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus and high frequency generator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4528870B1 (en) * 2009-06-05 2010-08-25 日本高周波株式会社 Magnetron oscillation apparatus and plasma processing apparatus
JP2010283678A (en) * 2009-06-05 2010-12-16 Nihon Koshuha Co Ltd Magnetron oscillator and plasma treatment device
WO2014024546A1 (en) * 2012-08-09 2014-02-13 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus and high frequency generator
KR20150040918A (en) 2012-08-09 2015-04-15 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Plasma processing apparatus and high frequency generator
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