JPH03500946A - 入力ロッキング信号の方向性結合用マイクロ波管 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 入力ロッキング信号の方向性結合用マイクロ波管発明の分野 本発明は、マグネトロン発振器の構造シて類似したマイクロ波管に関し、特にリ エントラント・アノード回路と、入力信号の方向性結合用の入力ボートと、独立 した出力ポートとを有するマイクロ波管に関する。このマイクロ波管は、入力信 号が動作において開始位相を制御するが、又は発振周波数及び位相の両者を制御 する同期発振器として利用可能である。これに代わり、本発明のマイクロ波管は 増幅器として利用可能である。

マグネトロン・マイクロ波管は、パルス・モードが、又は連続モードの高電力発 振器として最も一般的に利用されている。例えば、フェーズド・アレー・レーダ 及びコヒーレント・レーダ装置のように多くの応用面で、基準信号に位相及び周 波数をロッキング（同期）させた発振器の出力信号を確保することが必要である 。マイクロ波管の技術分野では、マグネトロン型の装置に信号を注入して発振器 として機能させることが周知である。マグネトロンは反射型のマイクロ波増幅器 における負抵抗として用いられる。

従来技術の装置では、入力信号をマイクロ波す−キュレークによりマグネトロン の出力ポートに結合即ち注入している。このマグネトロンは伝送線路にインピー ダンス整合されていないので、入力信号の一部はマグネトロンの出力ポートによ り反射され、その残りがマイクロ波管に結合される。サーキュレータの機能は反 射された入力電力から注入信号源を絶縁させることである。反射された信号電力 とマイクロ波管に結合された有効信号との間の入力信号の差は、共振回路の結合 に関連した不整合量に依存している。

マグネトロン発振器は、２つの方法により信号注入するために、即ちマグネトロ ン注入プライミングを得るため、又はマグネトロン注入同期を得るために用いら れていた。マグネトロン注入プライミングでは、入力信号をマグネトロン発振器 の開始位相を制御するために用いるが、マグネトロン発振器が最大電力で動作し ているときは、発振器の周波数及び位相をほとんど制御することができない。入 力レベルが比較的に低電力のときは、マグネトロンの開始位相を制御することが できる。注入プライミングは利用が限定されていた。

マグネトロン注入ロッキングにおいて、入力信号の電力レベルは、プライミング よりはるかに大きいのが典型的である。発振器に結合された信号が充分に太き（ 、かつ周波数がマグネトロン発振器の自走周波数に充分に接近しているときは、 発振器の周波数及び位相が共に入力信号に固定された関係にある。有効な注入ロ ッキングは発振器のプライミングのものよりかなり低いゲインでのみ可能であっ た。

注入ロッキングマグネトロンの出力は選択した帯域幅にわたり制御されることが 望ましい。しかし、マイクロ波管に結合された部分的な入力電力は、入力信号が 発振器のアノード回路の共振周波数から離れるに従って減少し、従って付加的な 入力電力が必要となる。帯域幅を増加させるためには、負荷された発振器の共振 回路の外部Ｑを低下させてもよい。しかし、この場合に、ロツキンその結果、実 際の装置応用の許容帯域幅は中程度のゲインのときにしか得られず、装置適用で は交差電界（ｃｒｏｓｇａｄ　−／ｉｇｊｄ　）増幅器のような装置がより広範 に用いられていた。

マグネトロン装置を反射増幅器として用いるために、ロードされた複合共振回路 の外部Ｑを発振器の内部Ｑより大幅に低（して、適当な帯域幅を得るようにして いる。

１〜３パーセント又はそれ以上の帯域幅にわたり反射増幅器の動作が達成された 。しかし、反射増幅器として用いるマグネトロン装置により得られたゲイン及び 帯域幅は、広範な利用を見出すのには充分でなかった。このような装置は、現存 する交差電界増幅器と比較して有利ではない。

従来の信号注入技術の欠点にもかかわらず、マグネトロン型の装置は、他の交差 電界装置に対して、より低雑音の出力、より良好な入出力間の位相トラッキング 、周波数設定の容易さ、均一なアノード電力損失、及び小さくした寸法、軽減し た重量及び製造コストを含む多（の効果が得られる。従って、出力周波数及び位 相を入力信号にロッキングさせ、同時に高ゲイン及び広帯域を達成したマグネト ロン型装置を得ることが長さにわたる開発努力の目顔であった。

本発明の概要的な目的は、マイクロ波管を改良することにある。

本発明の他の目的は、入力信号をアノード回路に結合すると共に、内部で発生し た電力が前記入力ポートを通過するのを阻止するための方向性入力ポートを有す るマグネトロンに、構造が類似したマイクロ波管を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、方向性入力ポート・及び独立した出力ポートを有する マグネトロンに、構造が類似したマイクロ波管を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、出力周波数及び位相を比較的に高いレベルのゲインで 、かつ比較的に広帯域にわたって入力信号の周波数及び位相に同期させたマグネ トロンに、構造が類似したマイクロ波管を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、比較的に高いゲイン及び比較的に広帯域を有する増幅 器として利用可能なマグネトロンに、構造が類似したマイクロ波管を提供するこ とにある。

本発明の更に他の目的は、高い出力電力レベルを有するマグネトロンに、構造が 類似したマイクロ波管を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、比較的に寸法が小さく、重量が軽減され、かつ製造コ ストが安いマイクロ波管を提供することにある。

発明の概要 本発明によれば、これらの目的、他の目的及び効果は、電子流を発生するカソー ドと、前記電子流の周辺に真空を確保する真空室と、前記電子流と相互的な関係 にある電磁界を維持するり工／トラント・アノード回路とを備えると共に、 前記アノード回路が周期的な低速波構造と、前記カソードと前記アノード回路と の間に電界を印加する手段と、前記電子流の領域に電界に垂直な磁界を印加する 手段と、前記アノード回路から負荷に電磁波を結合させる出力ポートと、その入 力信号を前記アノード回路に順方向に方向性結合させると共に、前記マイクロ波 管の所望の動作周波数で内部で発生した電磁波エネルギをその逆方向に転送する のを阻止する入力ポート及び入力結合手段とを備えることにより、達成される。

本発明のマイクロ波管は、従来技術の注入同期マグネトロンの欠点を、独立した 入力ポート及び出力ポートと、所望の動作周波数で内部で発生したＲＦエネルギ を逆方向に前記入力ポートを介してその入力信号源へ転送するのを実質的に阻止 する入力信号結合回路手段とを備えるこ、とにより、解決する。各ボートから前 記アノード回路への結合は、これらの間における相互作用が比較的に少なく、独 立して調整可能である。このマイクロ波管は、交差電界増幅器と、注入同期マグ ネトロンとの特性を兼ね備えている。非方向性増幅特性は交差電界増幅器に類似 している。しかし、前記マイクロ波管内の電子的な相互作用は、交差電界増幅器 の場合のように増大する進行波に代わりに、マグネトロン発振器に発生する定在 波に類似した、前記アノード回路上で共振する定在波によって発生する。本発明 のマイクロ波管は、同期発振器として又は増幅器としてよ（動作し、比較的に高 ゲインかつ広帯域のものが得られる。

前記入力結合手段は、前記アノード回路に存在する定在波の位相及び振幅が同一 の２点間に結合された導電性のアノード・ループと、前記入力信号を前記アノー ド・ループに誘導結合するように配置された導電性の入力ループと、前記入力信 号を前記入力ループに誘導結合させる同軸伝送線路とを備えている。前記アノー ド・ループは前記アノード回路上の同−位相及び振幅の点に接続されているので 、内部で発生した動作周波数のＲＦエネルギは、前記アノード・ループに電流を 誘導することはな（、電力を前記アノード・ループと前記入力ポートとの間の容 量結合により前記マイクロ波管から前記入力ポートのみを介して転送する。前記 容量結合は、前記入力結合手段を適当に構成することにより比較的に小さく作成 される。

本発明の他の重要な特徴によれば、前記入力信号をリッジ導波管を用いて前記入 力ループに結合することができる。この構成は、インピーダンスの整合に柔軟性 のあり、かつ高周波で比較的に高電力を処理することができる。更に、二重リッ ジ導波管を用いたときは、入力結合手段を対称にして、容量結合された前記マイ クロ波管からの逆方向電力を平衡させ、発生源に逆流する電力をなくす。

好ましい実施例において、前記アノード回路は偶数のセグメントを備え、前記セ グメントはそれらの間に対称な構造の共振空洞を定めることにより、隣接する共 振空洞における電界が位相を１８０°異にしたＰｉ　モードで前記マイクロ波管 を動作させるようにする。この実施例では、少な（とも一つの導電性アノード・ ループが、同相であり、かつ同一のＲＦ電圧値を有するアノード回路の一つ置き のセグメント間に結合されている。

他の好ましい実施例において、前記アノード回路は第１の分散特性を有する第１ のセクションと、第２の分散特性を有する第２のセクションとを有すると共に、 前記第１及び第２のセクションの分散特性は前記Ｐｉモードの動作で交差又はほ ぼ交差する。好ましいものとして、前記第１のセクションは前進波特性を有し、 前記第２のセクションは後進波特性を有し、前記アノード回路の前記第１及び第 ２のセクションはそれぞれ複数の羽根型又はバー型アノード要素を有し、少な（ とも一つの導電性アノード・ループは、同一の動作位相及び大きさを有するアノ ード回路の要素間に結合されている。

本発明の他の重要な特徴によれば、前記入力結合手段を利用して内部で発生した スプリアス信号及び雑音を補助負荷に結合することができる。その入力信号発生 器及び補助負荷を前記入力ポートに結合するためにサーキュレータを用いてもよ く、また前記補助負荷を結合するために独立した結合回路を備えてもよい。スプ リアス信号は前記補助負荷に吸収されるので、マイクロ波管から送出される出力 信号の信号対雑音比が改善される。

図面の簡単な説明 本発明を更に他の目的、効果及び構成と共に、よ（理解するために、ここで、参 照することにより関連される添付図面を参照する。図面において、 第１図は従来技術による注入同期マグネトロンのブロック図、 第２Ａ図〜第２Ｆ図は従来技術による羽根型マグネトロンのアノード回路の構造 を示す図、 第３図は本発明によるマイクロ波管を概要的に示す図、第４Ａ図及び第４Ｂ図は 本発明のマイクロ波管に結合された方向性入力信号を示す図、 第５Ａ図及び第５Ｇ図は本発明の入力結合回路を表わす等何回路の図、 第６Ａ図〜第６Ｆ図は本発明による種々の入力信号の結合構成を示す図、 第７図は本発明のマイクロ波管に用いる適当なアノード回路の他の実施例の図、 第８図は第７図に示すアノード回路の分散特性を表わす特性図、 第９Ａ図〜第９Ｃ図は好ましい他の入力結合技術を示す図、 第１０図〜第１２図は本発明の入力結合回路を用いてスプリアス信号及び雑音を 減衰させる技術を示す概要図、第１３図は結合回路網を有するマグネトロン発振 器及びスプリアス信号及び雑音を減衰させる負荷を示す概要図である。

従来技術の説明 従来技術の注入同期マグネトロン装置を第１図に示す。

マグネトロン１０はそのＲＦ出力ポート１２がサーキュレータ１４のうちの１入 力ポートに結合され、注入信号源１６はサーキュレータ１４の他の入力ポートに 結合され、また負荷１８はサーキュレータ１４の出力ポートに結合されている。

動作において、ロッキング信号は信号源１６からサーキュレータ１４を介してマ グネトロン１０のＲＦ出力ポート１２に供給される。ロッキング信号の一部はマ グネトロンｌＯに結合され、一部が反射される。ロッキング信号が充分な振幅を 有し、周波数がマグネトロン１０の自然共振周波数に充分近いときは、マグネト ロン１０はロッキング信号と同一の周波数及び位相で発振する。第１図の構成は 、開始期間ではマグネトロン１０の注入プライミングに、また信号源１６に対す る増幅器として動作に用いることが可能とされる。前述のように、第１図の構成 は、ゲイン及び帯域幅が限定されており、広く用いられていない。

マグネトロン発振器は当該技術分野で周知であり、基本的な要素として、電子流 を放射するカソードと、前記電子流の周辺を真空に保持する真空室と、カソード の周辺に配置されたアノード回路と、前記カソードと前記アノード回路との間に 電界を印加する手段と、前記電子流の領域に電界に垂直な磁界を印加する手段と を備えている。従来技術の羽根型アノード回路のい（つかの構成例を第２Ａ図〜 第２Ｆ図に示す。各アノード回路は複数の放射セグメントを備えており、これら の間に共振空洞を定めている。第２Ａ図に示すアノード回路２４は孔２８に結合 されたスロット２６を備えている。アノード回路２４は中央に位置するカソード ３０に対して対称である。

二重ストラップ式のスロット及び孔のアノード回路３２を第２Ｂ図に示す。第１ のストラップ３４はアノード回路３２の一つ置きの放射セグメントを一緒に結合 し、第２のストラップ３６はストラップ３４に結合していない複数対の一つ置き の放射セグメントを結合している。ストラップ３４及び３６は、マイクロ波管を 強制的にＰｉモードの動作にし、Ｐｉモードではアノード回路３２の隣接セグメ ントが１８０°位相を異にしている。ライズイングサン型のアノード回路４０及 び４２を第２Ｃ図及び第２Ｄ図にそれぞれ示す。第２Ｃ図のアノード回路４０は 放射の大きさが異なる一つ置きの放射スロットを備えている。第２Ｄ図の回路４ ２はスロット及び孔が交互する型の共振器を有する放射スロットを備えている。

複数の均等な放射スロットを有するアノード回路４４を第２Ｅ図に示す。放射羽 根５０を後壁５２から伸延させたアノード回路４８を第２Ｆ図に示す。

発明の詳細な説明 本発明によるマイクロ波管の簡単な図を第３図に示す。

このマイクロ波管は、信号源６２からの入力信号を当該マイクロ波管へ結合させ る入力ポートロ０と、以下で詳細に説明する管構造６４と、マイクロ波管から負 荷６８に電磁波エネルギを結合する出力ポートロ６とを備えている。方向性入力 結合回路７０は入力信号をマイクロ波管に結合させると共に、内部で発生した所 望の動作周波数もＲＦエネルギが入力ポートロ０を介して逆方向に転送するのを 阻止する。方向性入力結合回路７０は以下で詳細に説明される。

本発明のマイクロ波管は”パイマドロン（ＰｉＭａｔｒｏｎ）”と命名された。

これは、交差電界増幅器及び注入同期マグネトロンの特性を兼ね備えたバイブリ ド交差電界管である。基本的な装置は交差電界増幅器に類似した非方向性増幅特 性を有すると共に、入力ボートと、出力ボートとを有する。しかし、マイクロ波 管内の電子的な相互作用は、交差電界増幅器に発生するアノード上で増大する進 行波の代わりに、マグネトロン発振器に発生する共振定在波に類似したものがそ のアノード上に発生する。各ボートからアノード回路への結合は、それらの間で の比較的に僅かな相互作用だけで調整可能である。

管構造６４はマグネトロン発振器のものに類似して℃・る。これは、電子流を発 生する中央に位置するカソード７２と、電子流の周辺に真空を保持する真空室（ 図示なし）と、電子流と相互作用的な関係により電磁界を維持するりエンドラン ト・アノード回路７４とを備えている。

リエントラント・アノード回路７４は、典型的なものとして、複数の放射セグメ ント７６を有する周期的な低速波構造であり、放射セグメント７６はそれらの間 に共振空洞７８を定めている。環状の相互作用空間８０はリエントラント・アノ ード回路７４とカソード７２との間に定められる。放射電界８２は、カン−ドア ２とリエントラント・アノード回路７４との間に接続されている電源（図示なし ）から相互作用空間８０に印加される。磁石（図示なし）は、相互作用空間８０ における放射電界８２に垂直な磁界８４を形成する。電磁波エネルギは出力ポー トロ６を介してリエントラント・アノード回路７４から供給される。リエントラ ント・アノード回路７４は、スロット及び孔構造を有するものとして、第３図に 示されている。本発明により、リエントラント・アノード回路７４を第２Ｂ図〜 第２Ｆ図に示すいずれかのアノード回路と、又は周知のマグネトロン型アノード 回路により置換することができる。マグネトロン発振器の詳細な構造は、当該技 術分野に習熟する者には周知のものである。

方向性入力結合回路７０を第４Ａ図及び第４Ｂ図に概要形により示す。羽根及び スロット型のアノード回路８８は、理解を容易にするために直線構造に引き伸ば した破断図により示されている。アノード回路８８は、後壁９６から伸延する複 数の羽根９０〜９４を備えている。

通常、マグネトロン発振器はアノード共振回路のＰｉモードのフィールド・パタ ーンにより動作する。Ｐｉモ′　−ドにおいては、隣接する共振器ギャップのＲ Ｆ電圧間で１８０°の位相シフトがある。これは、アノード回路の一つ置きの羽 根要素は振幅及び位相が等しい電圧を有するということを意味する。この特性は 、第２Ｂ図に示すように、ストラップ式の羽根マグネトロン・アノード回路に用 いられ、これらの７ノ一ド回路は一つ置きの羽根要素間に導電性ストラップを接 続してアノードのモード特性を制御するようにしている。マグネトロン発振器が Ｐｉモードで動作しているときは、羽根の接続点における各ストラップ終端に印 加されている電圧が等しいので、結合された羽根間に電流が存在しない。

第４Ａ図を再び参照すると、方向性入力結合回路７０はアノード回路の一つ置き の羽根９１と羽根９２との間に結合され、かつ中間羽根９２に接触しないように 配置された導電性アノード・ループ１０２を有する。一つの中間羽根要素により 分離されているこの種のアノード回路では、導電性アノード・ループ１０２を任 意対の羽根要素間に接続することができる。導電性アノード−ループ１０２と導 電性入力ループ１０４との間が誘導結合となるように、導電性入力ループ１０４ が導電性アノード・ループ１０２に隣接して配置されている。典型的なものとし て、導電性入力ループ１０４及びアノード・ループ１０２は誘導結合するように 、互いに平行させ、かつ相対的に接近して配置されている。導電性入力ループ１ ０４の一端がＲＦ接地１０６に結合されている。実際において、アノード回路８ ８の後壁９６はＲＦ接地であり、接地された導電性入力ループ１０４の終端な後 壁９６に接続してもよい。導電性入力ループ１０４の他端は同軸伝送線路１１０ の中心導体１０９に接続され、同軸伝送線路１１０の外導体１０９はＲＦ接地１ ０６に接続されている。実際において、導電性入力ループ１０４は導電性アノー ド・ループ１０２とアノード回路の後壁９６との間に配置されている。ループ１ ０２及び１０４は、好ましいものとして、形状がアーチ状をなし、その共通の中 心がアノード回路の中心軸にほぼ対応している。

動作において、信号源６２から同軸伝送線路１１０に印加されたＲＦ入力信号は 、ＲＦ電流を中心導体１０８、導電性入力ループ１０４を介してＲＦ接地１０６ へ流す。

次いで、電流が後壁９６のＲＦ接地を介して同軸伝送線路１１０の外導体１０９ へ流れることにより電気的な回路を完結する。導電性入力ループ１０４と導電性 アノード・ループ１０２との間のＲＦ電磁結合は、入力信号により羽根９１と羽 根９３との間にＲＦ電圧を誘起させる。

導電性アノード・ループ１０２と導電性入力ループ１０４との間の結合量は、こ れらのループの幾何学的及び相対的な位置により制御される。導電性アノード・ ループ１０２の接触点間の要素は誘起された電圧に対してＲＦインピーダンスを 呈する。ＲＦ電流はこのインピーダンスを介して流れ、羽根９１と羽根９２との 間、及び羽根９２と羽根９３との間の開口にＲＦ電圧を発生させる。

前述のようＫ、マグネトロン装置がアノード回路のＰｉモード共振周波数で発振 しているときは、隣接する共振器に発生する電圧は位相を１８０°異にしており 、一つ置きの羽根の先端における電圧の値及び位相は同一である。従って、導電 性アノード・ループ１０２の２端が一つ置きの羽根の先端に結合されたときは、 このループを介して電圧を誘起させるＲＦ電流は存在しない。導電性アノード・ ループ１０２にＲＦ電流が流れないので、逆方向に導電性入力ループ１０４へ電 圧を誘起させるＲＦの誘導結合は存在せず、また信号源６２へ逆流する誘導結合 の電力も存在しない。

方向性入力結合回路７０は、アノード・ループを一つ置きの羽根の先端間に接続 しているＰ４モードの動作に関連して説明した。同一の入力結合回路は、定在波 を維持する一つ置きのアノード回路構造に適用されてもよい。

このような場合は、位相及び電圧値が等しいアノード回路上の２点間にアノード ・ループが接続されているので、内部で発生した電流がアノード・ループを通過 する。

方向性入力結合回路７０を介して逆方向に、内部に発生した動作周波数のＲＦエ ネルギの誘導結合は存在しないが、導電性アノード・ループ１０２及び導電性入 力ループ１０４との間には分布した容量結合が存在する。分布容量を第４Ａ図に 想像線により集約して示す一素子のコンデンサ１１２により表わすことができる 。導電性アノード・ループ１０２は羽根９１及び９３において同一の電圧により 駆動される。導電性アノード・ループ１０２を介して流れる電流が存在しなくて も、導電性アノード・ループ１０２の電圧はコンデンサ１１２を介して容量結合 される。導電性入力ループ１０４では、逆方向にコンデンサ１１２により結合さ れたＲＦエネルギの平行な２経路が存在する。第１の経路１１４は導電性入力ル ープ１０４を介してＲＦ接地１０６へ行（ものであり、第２の経路１１６は導電 性入力ループ１０４、同軸伝送線路１１０の中心導体１０８、信号源６２及び同 軸伝送線路１１０の外導体１０９を介してＲＦ接地１０６に戻るものである。い ずれの場合も、電気的な回路は、それぞれ接地に沿ったアノードの羽根、羽根９ １．９３の根元、羽根９１．９３に対する導電性アノード・ループ１０２の接点 １０２Ｇ、１０２６を介して完結する。方向性入力結合回路７０のパラメータを 適当に設定することにより、第１の平行路１１４は、第２の平行路１１６に対し て非常に低いインピーダンスを示すように、作成されてもよいので、はぼ容量結 合された全てのＲＦ電力が第２の平行路１１６から側路される。その結果、信号 源６２は内部で発生した電力から効果的に絶縁される。

方向性入力結合回路７０は、内部で発生した動作周波数のＲＦ電力を入力ポート ロ０を介して信号源６２に転送するのを阻止する。しかし、入力信号は、内部で ＲＦ電力を発生している全期間で誘導結合によりアノード回路８８に効果的に結 合される。

入力結合回路７０の諸機能は、集中素子等価回路を検討することによってよりよ （理解されるものである。第５図Ａにおいて示した集中素子等価回路は、理想信 号源１２０およびそれの直列抵抗１２２によって表わされるところの内部インピ ーダンス、送電線１１０の中心導体１０８と入力ループ１０４との間の導体の自 己インダクタンスを表わすインダクタンス１２４、入力ループ１０４とアノード ・ループ１０２の組合せを表す理想変圧器１２６、そして入力ループ１０４の別 の１端とＲＦ接地１０６との間の導体の自己インダクタンスを表わすインダクタ ンス１２８を含んでいる。管に変圧されて送られた出力負荷６８との共振時のア ノード回路の等価抵抗負価インピーダンスは、変圧器１２６の負荷として接続さ れる抵抗１３０によって表わされろ。ループ１０２と１０４との間の結合は、最 大限可能な電力が信号源から管内に転送されるように、最適な結合を得るように 調節されている。第５図Ｂにおいて、ループ１０２．１０４を代表する変圧器１ ２６および負荷インピーダンス１３０は、変圧器１２６の一次側に変換された等 価抵抗１３２によって置換され、変圧器１２６の自己インダクタンスはインダク タンス１２４．１２８の値に吸収されている。

抵抗１２２と１３２とが例えば５０オームの等しい値で、且つインダクタンス１ ２４および１２８の正味の直列誘導インピーダンスが正味の直列抵抗１２２およ び１３２を合せたものに対して比較的に小さなものである場合に、最大電力が管 内に伝達される。管がマイクロ波出力を発生しているときの等価負荷回路を第５ 図Ｃに示す。管の内部発振器は、理想電力発生器１４０と等価直列抵抗１４２と によって置換されている。出力負荷６８は抵抗１４４によって代表されている。

入力ループ１０４およびアノード・ループ１０２は、各ループ間の分布静電容量 を代表するところの静電容量１１２によって置換されている。インダクタンス１ ２４および１２８と抵抗１２２は、第５図ＡおよびＢでのものと同様の要素を表 わしている。第５図Ｂにおいて信号源１２０と共に示した等価負荷回路と、第５ 図Ｃにおいて内部管見振器１４０と共に示した等価負荷回路との間には大きな相 違点があることは明らかである。これら二つの回路の特性を正しく適合させるこ と１（よって、入力信号源を内部管見振器から分離しながら、最大の入力信号結 合を得ることができる。

比較的低い周波数においては、インダクタンス１２８の誘導リアクタンスは、直 列のインダクタンス１２４おヨヒ抵抗１２２（５０オーム）の誘導リアクタンス に比較して極めて小さいものとなり得る。その場合、内部発振器１４０に関して いうならば、信号源１２０の入力端子にかけて事実上の短絡が生じ、内部的に発 生した電力が信号源１２０に逆向することはない。しかし、信号源１２０にみら れる入力インピーダンスは、インダクタンス１２４および１２８の誘導リアクタ ンスと合せてループの正味の抵抗である。ループ回路列を、第５図りに示すよう なループの正味の誘導リアクタンスと等しい容量りアクタンスを有する直列静電 容量１４６を入力パス１１６において加えることによって、共振させることが望 ましい。管への最大入力電力が得られ、インダクタンス１２８の近似短絡インピ ーダンスによって発振１１２０への逆方向電力流が防がれる。

実用的な動作周波数においては、インダクタンス１２４および１２８の無効イン ピーダンスは無視できず、別の手法を用いた（てはならない。一つの方法は、上 述したように静電容量１４６を加え、パス１１４において第５図Ｅに示すような インダクタンス１２８の誘導リアクタンスに等しい容量リアクタンスを有する静 電容量１４７を追加することである。この場合、両方のパス１１４および１１６ は、直列共振であり、注入源は管からの逆方向電力から分離される。

高い動作周波数においては、インダクタンス１２４および１２８両方の誘導リア クタンスは比較的に大きくなる。その場合、入力信号源１２０の等何間回路を第 ５図Ｆに示すような直列共振ループにするために、インダクタンス１２８とＲＦ 接地との間に静電容量１４８を直列に加えることができる。インダクタンス１２ ４の誘導リアクタンスの値は、等個直列抵抗１２２より１０倍以上大きくな（で はいけない。静電容量１４８の容量リアクタンスがインダクタンス１２４および １２８のリアクタンスの和に等しい場合に、直列ループインピーダンスが完全に 抵抗となり、抵抗１２２と１３２とが等しいときに臨界結合（整合負荷）におい て最大限の電力転送が起こる。第５図Ｆの回路に内部電力を生じている場合の管 の等価負荷回路を第５図Ｇに示す。ＲＦ接地へのパスは、インダクタンス１２４ の誘導リアクタンスにほぼ等しい大きな容量リアクタンスを有している。入力ル ープは、伝達容量１１２に接続される並列共振回路を呈している。

抵抗１２２に対するインダクタンス１２４の誘導リアクタンスの比が１０の場合 、信号源１２０が整合負荷に対し電力をもたらすにもかかわらず、入力源１２０ には管内に生成された電力から１３　ｄｂの分離があることを示すことができる 。

上述の入力結合回路７０は、最大スカ信号結合に指向特性をもたらし、入力信号 源の内部電力発生源からの良好な分離をもたらす。第３図に示した上述のマイク ロ波管は、注入プライミング、注入ロッキングに、あるいは増幅器として用いる ことのできる２ポート装置である。

それぞれの場合において反射による入力電力損失を引起すＲＦ入力点における不 整合損失がないことから、第１図に示した従来の技術による構造と比較して利得 が向上している。本発明のマイクロ波管の入力および出力ポートに対する結合調 節がほぼ独立したものであることは、注入プライムドまたは注入ロックド発振器 あるいは増幅器のいずれに用いるかにかかわりな（、管の相対的な利得／バンド 幅生成を、最善の動作に適合させることができる。この管が入力ポートと出力ポ ートとを有することから、一般に注入プライミングおよび注入ロッキングとして 知られる構造も、不発明においては増幅器の一形式としてみなすことができる。

これら二つの構造の間の大きな違いは、出力ポートからみての装荷Ｑの値である 。

広域バントｒａに相当する装荷Ｑの極めて小さな値は、入力信号の存在しないと きに発振または安定的な動作を支えない事が有り得る。発振器（注入プライムド または注入ロックド）の発振器として、この管は、共振によるビルトイン再生に よって、より大きな利得を有する。したがって、本発明のマイクロ波管は、利得 ／バンド幅生成を生じる。上で述べたように、マグネトロン発振器の多くは、共 振Ｐｉモードフィールドパターンで発振させることを意図したアノード回路を用 いたものである。最も一般的に用いられるものとしては、四分の一波長共振器ス ロットからなるストラップなしのアノード、−重または二重にストラップを付し たアノード、ライジングサン型アノードおよび同軸または反転同軸マグネトロン に用いられるタイプのものがある。これらのアノード°回路は総て、この技術分 野ではよく知られたものである。上述の分離された入力および出力ポートを利用 し、入力信号をアノード回路に結合する新規の入力結合回路を利用する構造は、 等しい振幅および位相の必要電圧が交互の羽根要素にみい出されることがら、こ れらアノード回路またはそれらの変形例のいずれにも用いることができる。

上下両面間に複数のアノード・バーを配した棒（バー）型アノード回路もよ（知 られた技術である。棒型アノード回路は、特に冷却液を中空棒要素の中に直接通 すことのできる超高平均パワーマイクロ波管に有効である。棒型アノード構造を 、本発明のマイクロ波管釦用いることができる。この場合、アノード・ループは 、動作中に同一の振幅と位相の電圧を有するバーの間で結合する。

マグネトロンのＰｉモード発振に用いられるストランプなしのアノード回路には 偶数の同等な四分の一波長共振スロットが含まれている。第５図Ａ−Ｆにおいて 、入力結合回路の種々の構造を示すための例として、このストラップなしのアノ ードを用いている。１２共振器のストラップなしのアノードの等価回路を、第６ 図Ａに示す。

各スロット共振器は、その共振器を代表する等価インピーダンス１５０によって 置換されている。各インピーダンス１５０の間の区域は、アノード回路の後側か ら延びる共振器羽根を表わしている多くのマグネトロン発振器で行なわれるよう に、１つの共振器部分から１つのＲＦ出力１５２を取り出す。

単独の入力結合ループを第６図Ａに示す。アノード・ループ１５４は２個おきの 羽根要素に結合し、２個の等価インピーダンス１５０に相当する２共振器間隔を ブリッジする。入力ループ１５６はその一端が同軸伝送線１５８の中心導体に接 続している。入力ループ１５６の別の１端は、ＲＦ接地に接続し、送伝線１５８ の外側導体は、ＲＦ接地に接続している。ループ１５４および１５６は互いに対 しほぼ平行に延び、上述したような誘導結合を生じるように接近している。アノ ード回路に結合した入力信号は、２つのブリッジ共振器部分間に直列電圧を発生 させる。入力信号は一対の共振器間に供給されるものであるが、−次駆動回路と 平列な別個の直列回路としての残りの共振器間にかかる電圧があることがわかる 。入力信号は、総ての共振器間に分布する。アノード・ループ１５４は、ＲＦ出 力１５２が取り出されるところの共振器部分を横断して結合することができる。

このような位置は、入力および出力ボート間の低速波回路位相長を最小限にし、 ＲＦ駆動の大きさの相違および管に供給される電圧の変化によるより良好な位相 安定をはかるのに効果的である。

本発明の別の実施例を第６図Ｂに示す。アノード・ループ１５４は、入力伝送線 １５８からより離れた位置に設けられている。したがって入力ループ１５６と伝 送線】５８との間には、より長い導体とより大きなインピーダンスが存在してい る。より長い導体によって、内部的に生成された電力と信号源との分離を上述し たように向上させるのに用℃・ることのできる付加的なインダクタンスがもたら される。

第６図Ｃに、別の入力結合回路構成を、２個の並列な入力結合ループ１６０およ び１６２と２個のアノード・ループ１６４および１６６と共に示す。アノード・ ループ１６４．１６６は、交互の羽根要素に接続し、入力信号が直列の四つの共 振器に供給されるようにしている。

第６図Ｃに示した結合回路網を二つ用いた回路構成を第６図りに示す。この回路 構成は、特に多数の部分を含んだアノード回路において、より対称的な励振をも たらす。

これによって又、共振器ギャップを横断するＲＦ電界の正しい方向性と、ギャッ プ電圧の相対的位相との両方を保つことを確実にする。第６図Ｅに、多重接続ア ノード・ループ１７０．１７２および１７４と、単一の入力ループ１７８を備え た構成を示す。アノード・ループ１７０．１７２．１７４のそれぞれは、それら 総てが単一の入力ループ１７８によって誘導的に駆動させられているにもかかわ らず、独立して機能するものである。第６図Ｆに、単一の拡張入力ループ１８４ によって誘導的に駆動させられる二つの非接続アノード・ループ１８０および１ ８２を含む構成を示す。

他の入力結合回路も、又本発明の範囲に含まれることは、当業者には理解される ところである。例えば、上述の各入力結合構成およびその変化例を、７ノード構 造の一端または両端において用いることができる。ストラップを付した共振器シ ステムの場合、ストラップ・ループは交互の羽根要素を接続する。このストラッ プ・ループはストラップ・ループに対する入力ループからの誘導結合が可能であ ることを条件として、アノード結合ループとして用いることができる。入力ルー プは、アノード回路の反対側に位置する一方ストラップのいずれか一方または両 方を利用することが可能である。二重ストラップを付したアノードの場合、入力 ループは、入力ループを外側ストラップと管の後壁との間に設け、より大きな直 径のストラップと結合するようにすることが望ましい。

本発明の入力結合回路は、同軸マグネトロン・アノード回路にも利用することが できる。同軸マグネトロンにおける安定化空洞の存在から、入力信号を発振器の 性能を妨害することなしにアノード回路に結合するためには、特別な配列を必要 とする。入力信号を運ぶ同軸伝送線は、アノード構造のどちらか一端または両端 において管の端スペースを通過することができる。別の技法としては、同軸伝送 線を安定化共振空洞に直接半径方向に通し、それがＴＥ０１１空洞モードのＲＦ 電界の総ての成分に対して直交するようにするものがある。逆回軸マグネトロン においての同軸伝送線は、ＲＦ蓄積エネルギの殆どない安定化円形導波管空洞の 中心軸に沿った部分を通過する。

アノード羽根システムにおいて、同軸伝送線は直角に曲げられ、アノード壁へ半 径方向に通過し、共振空洞の内のＲＦ電界に常に直交するようになっている。同 軸線は、アノード構造の背面壁を通過し、上で述べたように羽根システムに結合 する。

第２図ＣおよびＤに、ライジングサン型アノード回路を示す。ライジングサンの 名称は２周期システムを伴ったアノードの幾何学的な形状を指すのに用いられる 。このようなアノード回路においては、一つおきの要素は同様なものであるが、 隣合う要素は互いに異なっている。

この２周期システムは、システムの自然共振モードを、低周波グループと高周波 グループとの二つのグループに分ける。マグネトロンが発振する共振周波数は、 二つの独立した共振器のそれぞれの自然共振周波数の中間にある。二つの自然共 振周波数の間の周波数において直列に接続された性質の異なる二つの共振器への 入力端子にまたがる入力インピーダンスは、直列の誘導リアクタンスと容量リア クタンスとのそれである。直列接続の誘導および容量リアクタンスを横断して生 じる電圧は位相が１８０°ずれたものである。電流についていえば、１８０゜の 位相差は、真のＰｉモモ−パターンで発振しているマグネトロンの隣り合う共振 器の間に存在する位相差と全く同じものである。したがって、ライジングサン型 アノードの隣り合う二つのセルにまたがって接続される本発明の入力結合回路は 、入力周波数においてアノードを作動し、各駆動要素にまたがるその周波数にお けるＰｉモードフィールドパターンを確立する。多重アノード・ループを第６図 Ｃ−Ｆに示したように用いた場合は、アノード回路のかなりの部分において請求 められるところのＰｉモモ−パターンを確立することができる。結果として、入 力信号は、管の操作の制御に大きな力を発揮する。

同軸伝送線から入力結合回路にかけてのインピーダンス整合には、入力および例 えば導体の大きさ、長さ、分離度等の７ノード・ループのパラメータの調整が含 まれる。もう一つの重要なパラメータは、アノード回路ベーン（羽根）上のアノ ード・ループが接続する点である。

ストラップなしのアノードの理想スロット式共振器の平列側間において生じるイ ンピーダンスゆスロットの１端におけるゼロから開放端における大きな値へとタ ンジェント関数に従って変化をする。これと類似したインピーダンス変化は、他 のアノード形状についても生じる。

したがって、アノード・ループ上の成端インピーダンスは、アノード・ループが ベーンに接続される点によって制御される。

入力整合を、例を用いて説明する。本発明の管をＸバンド動作用に設計したもの と仮定し、更に入力ループとアノード・ループとの間の誘導結合の並列域の長さ が０．２５０インチであると仮定する。ループの導体はそれぞれ直径が０．２５ ０インチである。２本の線の間の相互インダクタンスおよび静電容量は、よく知 られている式を用いて、１０１°の周波数において計算されている。相互誘導リ アクタンスは２５ミルの分離における約１７０オームの値と、１５０ミルの分離 における約６２オームとの間で変化する。容量リアクタンスは５０ミルの分離に おける約１２０オームの値と、１５０ミルの分離における約２２０オームとの間 で変化する。

以上において、本発明のマイ、クロ波管を、カソードについて対称なアノード回 路について説明してきた。従来の技術で知られているもう一つの効果的な７ノ一 ド回路構成は、干渉モード間に比較的大きな分離を伴ったＰｉモード動作を達成 するために、いわゆる混合線構成を用いている。この混合線構成は１９６９年２ 月１１日付のＦａｒｎｅｙに対する米国特許／％　３，４２７，４９９および１ ９６９年５月２０日付のＭｃＤｏｗｇｌｌに対する米国特許／％３，４４５．７ １Ｆ（において説明されているものであり、これらをここでの参考とする。第７ 図において、適当なストラップ付ベーン複合体混合線アノード回路を示す。

この回路は、導体後壁から外側に突き出す一列の四分の一波長ベーン要素２２２ からなり、これらが隣り合うベーン２２２との間のスペースに一列のスロット型 共振器２２１を形づくる。この複合回路には、後進波セクションと前進波セクシ ョンが含まれる。後進波セクションは、ベーン２２２の上、下端にその終端近（ で重なる一対のストラップ２２４および２２５を含んでいる。隣り合うベーン２ ２２は対のストランプの相対するストラップに導体タブ部分２２６および２２７ を介して接続していて、インクディジタルな部分を形成している。この複合線回 路の前進波セクションは、ベーン共振器回路のストラップを付していないセクシ ョンによって形成されている。

第７図の回路は、わかり易くするために直線的な形状で示したものであり、この 回路は一般に、内油した構成でカソードを囲むものであるものであることを理解 すべきである。

第８図に、この混合線アノード回路のばらつき特性を示す。このアノード回路の 前進波部分は曲線２３０によって示されるばらつき特性を示し、後進波部分は曲 線２３２によって示されるばらつき特性を有する。後進および前進波セクション 間に部分反射を伴うインピーダンス整合が得られる場合に、この複合回路のばら つき特性は、２つの枝路を合わせたものである。前進波および後進波セクション のそｉシぞ九が、そのセクションの共振器の数に等しい数の共振モードを有して いる。それぞれのセクションがＰｉモードを有するためには、各セクション内の 共振器の数は偶数でなげればいけない。モード分離は、各セクション内の共振器 数が、アノード回路内の共振器の総数に比較して少ないことから起る。

第７図に示した混合線アノード回路について、可能な発振モードをばらつき特性 の実点線によって示す。これら二つの回路セクションが共通のＰｉモード動作周 波数を有するように設定されている場合は、競合する可能性のあるモードはＰｉ モードから大きく分離されている。

したがって、第７図に示し且つその特性を第８図に示した混合線アノード回路は 、大幅に向上したモード分離を可能にするものである。この複合アノード回路を 、後進および前進波が交互するタイプの多数の連続する相互作用回路に分解する ことができることから、スロット共振器の総数を大きく増加させたものについて 強化されたモード分離を得るものである。このような構造のばらつき特性は、第 ８図に示した２セクション回路についてのもののままである。各競合モードは基 本的Ｐｉモードからより大幅に分離されていることから、本発明のマイクロ波管 においては、競合するモードからの干渉なしに、ずっと大きな帯域幅を得ること ができる。広帯域増幅器をもたらすためにふたつの回路セクションを、周波数で 隔てられたＰｉモードで設計することができる。この複合反応は各個別のセクシ ョンより幅の広い帯域幅を有する。

第７図に示した混合線アノード回路構造を本発明のマイクロ波管に用いると、広 帯域動作と高出力が得られる。

米国特許！３，４４５，７１８で開示されたような棒型アノード構造を用いた混 合線アノード回路も、本発明のマイクロ波管に利用できる。

本発明の上述の各実施例においては、入力結合回路の入力ループは、マイクロ波 管へのＲＦ入カポートとしての役目をする同軸伝送線の中心導体に取り付けられ ている。本発明の別の重要な一面にしたがえば、入力ループを、その入力ループ を入力信号源に結合する一重またはダブルリッジの導波管に結合することができ る。第９図に示したダブルリッジ導波管３１０は、矩形の導波管３１２を含み、 この導波管３１２はその長壁の中心にリッジ３１４および３１６を有している。

リッジ導波管は当技術分野においてよく知られている。入力結合ループ３２０は 、リッジ３１４および３１６の先端３１４ａおよび３１６ａに結合している。ア ノード・ループ３２２は入力ループ３２０と誘導的に結合しその端３２２ｃＬお よび３２２ｂにおいて、アノード回路上の上述したように等しい大きさと位相の 電圧を有する点に結合している。

リッジ導波管入力線を用いることによる効果がいくつかある。リッジ導波管の寸 法を、渡りのための広範な出力インピーダンス値に合わせて設計し、入力結合回 路へと、マイクロ波管および負荷へとのインピーダンス整合を容易にすることが できる。加えて高周波数において、リッジ導波管を、主モード同軸伝送線よりも 大きなピークＲＦ電力レベルを取り扱うように設計することができる。

特別な効果は、ダブルリッジ導波管３１０、入力ループ３２０およびアノード・ ループ３２２の組合せが平面３２６について対称である形状に関連している。対 称面３２６は、リッジ３１４と３１６との中間面であり、入力ループ３２０およ びアノード・ループ３２２の中心線を通っている。入力ループ３２０およびアノ ード・ループ３２２を通る電流パターンは、上述のものと同様なものである。し かしこの場合、ループ３２２と３２０との間の静電結合によって励磁され、マイ クロ波管の内部発電機によって駆動される２個の並列な通路は互いに等しいもの である。同軸伝送線の場合には、このような対称性は存在しない。第９図Ａの実 施例において、マイクロ波管からの逆方向電流の結果リッジ３１４および３１６ のそれぞれに生じる電圧は、互いに位相および大きさが等しいものである。した がって、逆方向電力によってリッジ導波管３１０にかかる正味の駆動電圧は、理 論上はゼロに等しく、逆方向電力がリッジ導波管３１０に結合することはない。

原則として、信号源分離は無限大であり、完全な信号源保護をもたらす。

第９図Ｂに、単一リッジ導波管３３０を用いた実施例を示す。矩形の導波管３３ ２は、その長壁の一つの中心上に単一のリッジ３３６を有する。入力ループ３３ ８は、リッジ３３６の先端３３６Ｇと、導波管３３２の反対側の壁との間に結合 している。アノード・ループ３４０は、入力ループ３３８に誘導的に結合してお り、その端３４０αおよび３４０ｂにおいて、前述したものと同様にアノード回 路に結合している。第９図Ｂの構成は、入力インピーダンスのより良い制御と高 出力（豊能の効果を有している。しかしこれ１才、！９図Ａに示した構成の対称 性を欠いている。

第９図Ｃに、別の対称構成を示す。この例では、入力信号は、信号導体３５２． ３５４および接地シールド３５６を有する双子ワイヤー送電線３５０を経由して 結合される。入力ループ３５８は信号導体３５２，３５４に結合し、アノード・ ループ３６０は入力ループ３５８に誘導的に結合している。アノード回路３６０ は、その端３６０ｃＬ、３６０ｂにおいて、上述のものと同様にアノード回路に 結合している。第９図Ｃの構成を線３６２について対象なものとすることが可能 であり、これによって、第９図Ａについて上述したように、逆方向電力が入力信 号源に達することをな（している。

マグネトロンを、隣り合う共振器間の位相差が１８０゜でない共振モードにおい て作動することが可能である。

くぼみ型アノード厄路上に非Ｐｉモードフィールドパターンが確立されると、各 共振器にかかるピーク電圧が等しくない定在波パターンが存在する。非ｐ６モー ドフイールドパターンにおいて、この定在波フィールドパターンは１個以上の共 振器について対称で有り得る。この場合、対称点から対称に離れて位置するとこ ろの電力生成中に等しい位相と大きさのＲＦ道圧を有するアノード共振器ベーン （羽根）要素をみつげることが必要である。

アノード・ループを二つのこのようなベーン要素の間に取り付けることができ、 入力結合回路の上述の動作を適用することができる。これの単純な例の一つが、 総てのベーン要素が等し℃・電圧を有することのできるいわゆるゼロモードであ る。

ゼロモードでは全ての電圧は互いに同相になるが電圧の大きさは必らずしも同じ にはならない。ライズイングサン型共振モードと呼ばれるゼロモードでは全ての 電圧は同じ位相になるが隣り合う羽根の電圧の大きさは同一ではなく、従って電 圧は理想状態ではない。スロット付のアノードは上側通過域のゼロモードの空間 高調波動作（２７”ｉモード）で使用した場合、全ての共振器は、大きさと位相 が同一になる。従ってアノード結合ループは隣り合う羽根間に接続してもよいし 、その間に任意の数の（偶数、又は奇数の）共振器を介在させた矢羽根間に接続 してもよい。

これまで本発明のマイクロ波管を所望の動作周波数で定在波パターンを有するア ノード構造に関して説明してきた。理解されるように、望ましくないアノード回 路モード等のノイズ信号モードでは、所望の出力信号と同一の定在波パターンは 形成されないためアノード・ループの接続点における電圧は同一位相、同一振幅 にはならない。このような内部的に生成されたノイズ信号（スプリアス信号及び ノイズ）によりアノードループに電流が流れ電磁エネルギーが入力結合ループに 逆戻りする。この結合電力の大きさは励起電圧の大きさと周波数に依存する。こ のような電力が入力信号源に向って逆方向に流れることになる。

この発明のもう一つの側面によれば、奉書で開示した入力結合構成を用いること により望ましくないノイズ信号を吸収して出力ポートから負荷へのノイズの供給 を防止してマイクロ波管の出力信号のＳＮ比を改善することができる。望ましく ないノイズ信号を吸収する構成を第１０図にブロック図で示す。マイクロ波管４ ００はこれまでに図示し、説明した本発明の任意の構成例にしたがって構成され る。マイクロ波管４００の出゛カボート４００には負荷４０４が結合する。入力 信号源４０６はサーキュレータ４０８の一つのボートに結合する。サーキュレー タ４０８の第２ポートはマイクロ波管４０００Åカポ−）４１０に結合する。入 力ポート４１０は上述したような入力結合回路に結合する。サーキュレータ４０ ８の第３ボートは補助負荷４１２に結合する。第１０図に示す構成の場合入力信 号源４０６からの入力信号はサーキュレータ４０８を介して入力ポート４１０に 結合することによりマイクロ波管４００を入力信号にロック（同期）させる。内 部的に発生したノイズ信号は入力ポート４１０とサーキュレータ４０８に逆方向 に結合して負荷４１２で消費される。このように補助負荷４１２においてノイズ 信号が吸収されるので出力負荷４０８に供給されるノイズ信号電力ば減少する。

逆方向のノイズ電力はマイクロ波管４０００フルピークと平均電力よりはるかに 小さい。このためサーキュレータ４０８と補助負荷４１２の電力処理能力はほど ほどでよい。負荷４０４にも若干のノイズ信号電力が結合するが望ましくな℃・ 出力電力の一部を入力ポート４１０から補助負荷４１２にバイパスさせることに より信号対ノイズ（あるいはその他の望ましくない信号）の比を改善することが できる。

第１０図の構成において入力結合回路の形状は信号源４０６からの入力信号に対 して最適に動作するように設計され、負荷４１２へのノイズ信号の戻りは規制さ れない。所望のモードの電力は入力結合回路に逆戻りしないので同様の構成の入 力結合回路を１以上マイクロ波管に追加することができる。このような構成を第 １１図に示す。マイクロ波管４２０は負荷４２４に結合する出カポ−）４２０を 有する。信号源４２６は入力信号を第１の入力ポート４２８から供給する。負荷 ４３０はマイクロ波管４２０の第２人力ボート４３２に結合する。入カポ−）４ ２８と４３２は上述した入力結合回路に結合する。

２つの入力ポート４２８と４３２に対する入力結合回路のパラメーターは必らず しも同一ではない。入力ポート４２８に対する結合回路は入力信号をマイクロ波 管４２０に結合するように最適化され、一方入力ポート４３２に対する入力結合 回路は望ましくないノイズ信号を負荷４３０に結合するように最適化される。

さらに別の態様として第１０図に示した構成をマイクロ波管４２０の入力ポート ４２８．４３２の少な（とも一方に用いることができる。二つの負荷により望ま しくないノイズ信号を吸収し、所望であれば二つの入力信号をマイクロ波管４２ ０　Ｋ結合することができる。各入力構成は入力信号の結合に対しであるいはノ イズ信号の逆結合に対して最適化できる。

望ましくないノイズ信号を吸収する更に別の構成例を第１２図に示す。本発明に よるマイクロ波管は上述したようにして構成され、アノード回路４．４０と入力 ポート４４２と出力ポート４４４を備える。信号源４４６で発生した入力信号は 入カポ−）４４０を通じて上述したような入力結合回路４４８に送られ、マイク ロ波管の出力は出力ポート４４４を介して負荷４５０に送られる。この構成では 結合回路と負荷をマイクロ波管の真空室内に配置している。アノード・ループ４ ５２はアノード回路４４０上において定在波の同−像幅、同一位相の電圧点間に 結合する入力結合のためには使用しない２次ループ４５４をアノード・ループ４ ５２に誘導結合し、抵抗負荷４５６を２次ループ４５４に結合する。この場合ル ープ４５２と４５４間の誘導結合はアノード回路４４０の望ましくないノイズ信 号に対して最適化するように設計される。抵抗負荷４５６はＲＦ接地から絶縁さ れ抵抗負荷４５６から接地への所望の信号モード（Ｐｉモードあるいはその他の 所望の定在波モード）の信号が容量結合（静電結合）するのを防止する。この結 果容量結合回路はオープン状態になり、所望モードの電流は負荷回路には流れな い。このような望ましくないノイズ信号電力に対する抵抗負荷における吸収は出 力ポートより大きくでき、これにより出力信号のＳＮ比が改善される。理解され るようにマイクロ波管内にループ４５２．４５４及び負荷４５６を含む負荷構成 を２以上設けることができる。

本発明のマイクロ波管における望ましくないノイズ信号を吸収する回路は、第１ ３図に示す通常のマグネトロン発振管にも応用できる。マグネトロン発振管は図 示のようにアノード回路４６０、カソード４６２及び負荷４６６に結合する出力 ポート４６４を含む。マグネトロンの詳細は周知であるので簡略化のために図示 を省略しである。アノード回路４６０は通常の動作中に定在波を発生し通常のＰ ｉモードに対してアノード回路４６０の一つおきの要素が同一の位相と大きさの 電圧をもつ。アノード・ループ４７０は１つおきの２つのアノード回路要素間に 結合し、２次ループ４７２がアノード・ループ４７０と誘導結合する。抵抗負荷 ４７４が２次ループ４７０の両端に結合する。この構成の場合、所望のモードの 信号はアノード・ループ４７０に何の電圧も電流も生じさせず、従って抵抗負荷 ４７４には結合しない。しかしノイズ信号はアノード・ループ４７０に電流を発 生させ、その電力が２次ループ４７２に誘導結合し、負荷４７４で消費される。

この結果マグネトロン出力におげる望ましくないノイズ信号のレベルは低減され る。

以上本発明のマイクロ波管で使用される入力結合回路を所望の動作周波？におい て定在波を発生する循環アノード回路を有する交差電磁界デバイスを主な対象と して説明してきた。しかしながら理解されるように本書で述べた入力結合技術は 定在波で特徴づけられる任意の回路に応用可能である。入力結合回路を用いて入 力信号を大きさと位相が等しい電圧をもつ２点に結合することにより定在波周波 数の電力の逆戻りを大巾に低減もしくは除去することができる。

以上、本発明の好ましい実施にについて説明してきたが請求の範囲に示す本発明 の範囲から逸脱することなく種々の変形、変更が当業者には明らかである。

浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、ＩＩ 平成　２年　５月　１日 ＰＣＴ／ＵＳ８８１０３８Ｂ２ ２、発明の名称 入力ロッキング信号の方向性結合用マイクロ波管３、特許出願人 氏　名　ファーニー、ジョージ・ケイ ５、補正書の提出日 平成　２年　１月１２日 ［請求の範囲の全文訂正］ 請求の範囲 １、電子流を発生するためのカソードを有するカソード手段、上記電子流の回り に真空を保持するための真空室、上記電子流と相互作用関係にある定在波電磁界 を保持するためのりエンドラントアノード回路であって、周期的な低速波構造を 有するリエントラント・アノード回路、上記カソード手段とアノード回路との間 に電子界を提供する手段、 上記電子流の領域に、上記電界と直交関係にある磁界を提供する手段、 上記アノード回路からの電磁波エネルギーを負荷に供給するための出力ポート、 及び 上記出力ポートから分離されている入力ポート、及び上記入力ポートから上記ア ノード回路に順方向に入力信号を指向供給し、上記入力ポートからのマイクロ波 管の所定の動作周波数において内部的に発生された電磁波の逆方向への転送を実 質的に阻止するようにするための入力結合手段、を具備していることを特徴とす るマイクロ波管。

２、請求項１記載のマイクロ波管において、上記入力結合手段は、上記アノード 回路における定在波が同位相で同振幅である２つの点の間に結合された導電性ア ノード・ループ、該アノード・ループに入力信号を誘導結合するように配置され た導電性入力ループ、及び該入力ループに入力信号を供給するための手段から構 成されていることを特徴とするマイクロ波管。

３、請求項１記載のマイクロ波管において、上記アノード回路は、セグメント間 に共振空間を形成する複数のセグメントを具備しており、上記入力結合手段は定 在波が同位相及び同振幅であるセグメント間に接続された導電性アノード・ルー プ、該アノード・ループに入力信号を誘導結合するように配置された導電性入力 ループ、及び該入力ループに入力信号を供給する手段を具備していることを特徴 とするマイクロ波管。

４、請求項１記載のマイクロ波管において、上記アノード回路は偶数のセグメン トを有し、該セグメント間に空間を形成して肢管がｐｆモードで動作するよう構 成されており、隣接するセグメントは１８０°の位相差を有しており、上記入力 結合手段は上記アノード回路の１つおきのセグメント間に接続された少なくとも １つの導電性アノード・ループ、該少な（とも１つのアノード・ループに入力信 号を誘導結合するよう配置された少なくとも１つの導電性入力ループ、及び該入 力ループに入力信号を供給するための手段を具備していることを特徴とするマイ クロ波管。

５、請求項４記載のマイク波管において、上記入力信号を上記入力ループに供給 するための手段は、中心導体が上記入力ループの一端に接続されかつ外部導体が ＲＦ接地に接続された同軸伝送線で構成されており、上記入力ループの他端はＲ Ｆ接地に接続されていることを特徴とするマイクロ波管。

６、請求項４記載のマイクロ波管において、上記少なくとも１つのアノード・ル ープはアノード回路の１つおきのセグメント間にその端部において接続されてい ることを特徴とするマイクロ波管。

７、請求項５記載のマイクロ波管において、上記入力結合手段はさらに、上記同 軸伝送線の中心導体に直列接続された容量性リアクタンスを含んでいることを特 徴とするマイクロ波管。

８、請求項５記載のマイクロ波管において、上記入力結合手段はさらに、上記入 力ループの他端とＲＦ接地との間に接続された容量性リアクタンスを含んでいる ことを特徴とするマイクロ波管。

９、請求項１記載のマイクロ波管において、上記アノード回路はカソードに対し て対称な構造で構成されていることを特徴とするマイクロ波管。

１０、請求項１記載のマイクロ波管において、上記アノード回路は、第１の分布 定数特性を有する第１セクシヨン及び第２分布定数特性を有する第２セクシヨン を含んでいることを特徴とするマイクロ波管。

１１、請求項第１０記載のマイクロ波管において、上記第１セクシヨンは進行波 特性を有し、上記第２セクシヨンは逆行波特性を有することを特徴とするマイク ロ波管。

１２、請求項１１記載のマイクロ波管において、上記第１及び２セクシヨンはそ れぞれ、複数のセグメントを具備して該セグメント間に共振空間を形成するよう 構成され、上記入力結合手段は、定在波において同位相及び同振幅を有するセグ メント間に接続された少なくとも１つの導電性アノード・ループ、該アノード・ ループに入力信号を導電結合するよう配置された導電性入力ループ、及び該入力 ループに入力信号を供給するための手段を有していることを特徴とするマイクロ 波管。

１３、請求項２記載のマイクロ波管において、上記入力ループに入力信号を供給 するための手段は、上記入力ループに接続された少なくとも１つのリッジを有す るリッジ導管で構成されていることを特徴とするマイクロ波管。

１４、請求項２記載のマイクロ波管において、上記入力ループに入力信号を供給 するための手段は、相対する側壁にリッジを有するダブルリッジ導波管で構成さ れ、上記入力ループは該２つのリッジに対して反対側の端部に接続されているこ とを特徴とするマイクロ波管。

１５、請求項１４記載のマイクロ波管において、上記入力ループ及びアノード・ ループは、上記ダブルリッジ導波管の中心導体に対して対称的に上記リッジ間の 中央部に配置されていることを特徴とするマイクロ波管。

１６、請求項２記載のマイクロ波管において、上記入力ループに入力信号を供給 するための手段は、シールドされた２ワイヤ伝送線で構成されており、上記入力 ループは該伝送線の２つのワイヤに相対する端部において接続されていることを 特徴とするマイクロ波管。

１７、請求項３記載のマイクロ波管において、上記アノード回路のセグメントは 放射状の羽根で構成されていることを特徴とするマイクロ波管。

１８、請求項３記載のマイクロ波管において、上記アノード回路のセグメントは 、軸の回りのバーで構成されていることを特徴とするマイクロ波管。

１９、請求項１１記載のマイクロ波管において、上記第１及び２セクシヨンは、 周波数が異なっているｐｉ動作モードを有し、増加した複合周波数帯域を提供す ることを特徴とするマイクロ波管。

２０、電子を放射するカソード、 該カソードの回りに配置されるリエントラント・アノード回路であって、該アノ ード回路とカソードとの間に環状相互作用空間を形成し、上記電子と相互作用す る定在波電界を供給するための周期的低速波構造を有していると共に共振空間を それらの間に形成する複数の要素を含んでいるリエントラント・アノード回路、 上記カソードとアノード回路の間に電界を供給する手段、上記相互作用空間に、 軸の回りの磁界を供給する磁気手段、上記相互作用空間に真空を保持するための 真空室、上記アノード回路から負荷に内部的に生じたＲＦエネルギーを供給する だめの出力ポート、及び 上記出力ポートと分離されている入力ボート、及び上記アノード回路に進行方向 に入力信号を指向供給し、かつ逆行方向には上記マイクロ波管の所定の動作周波 数において内部的に発生されたＲＦエネルギーの上記入力ボートを介しての転送 を実質的に阻止する入力結合回路であって、上記アノード回路における定在波が 同位相及び同振幅であるの２つの点の間に結合された導電性アノード・ループ、 該アノード・ループに誘導結合された導電性入力ループ、該入力ループに入力信 号を供給するための手段を含んでいる入力結合回路、 からなることを特徴とするマイクロ波管。

２１、請求項２０記載のマイクロ波管において、上記入力ループに接続された第 １ポート、上記入力信号を受け取るための第２ポート、補助負荷に接続された第 ３ポートを有するサーキュレータを含み、上記入力信号が上記アノード回路に供 給されると共に内部的に発生されたスプリアス信号及びノイズが入力結合回路を 介して上記補助負荷に逆方向に結合されることを特徴とするマイクロ波管。

２２、請求項２０記載のマイクロ波管において、上記アノード回路における定在 波が同位相及び同振幅である２つの点の間に接続された第２アノード・ループ、 該第２アノード・ループに誘導結合された２次ループ、該２次ループに接続され た補助負荷とを有する第２結合回路を含み、内部的に発生されたスプリアス信号 及びノイズが上記補助負荷に結合されることを特徴とするマイクロ波管。

２３、請求項２２記載のマイクロ波管において、上記２次ループに接続された第 １ポート、第２人力信号を受け取るための第２ポート、上記補助負荷に接続され る第３ポートを有するサーキュレータを含んでいることを特徴とするマイクロ波 管。

２４、請求項２２記載のマイクロ波管において、上記補助負荷、第２アノード・ ループ及び２次ループは、真空室内に配置されていることを特徴とするマイクロ 波管。

２５、定在波電磁界を保持するための周期的低速波構造を有するリエントラント ・アノード回路、及び負荷に該アノード回路からの電磁波エネルギーを供給する ための出力ポートを有するマグネトロン管、並びに 上記出力ポートから分離されている入力ポート、及び上記アノード回路へ入力ポ ートを介して入力信号を進行方向に指向供給し、かつマイクロ波管の所定の動作 周波数において内部的に発生された電磁波エネルギーを上記入力ポートを介して 逆方向に転送することを実質的に阻止する入力結合手段で構成されており、上記 入力信号は上記アノード回路に供給されて、オシレータの動作位相及び周波数を 上記入力信号の位相及び周波数にロックするように構成されていることを特徴と するマイクロ波管。

２６、請求項２５記載のマイクロ波管において、上記アノード回路は、上記アノ ード回路における定在波が同位相及び同振幅である２つの点の間に接続された導 電性アノード・ループ及び該アノード・ループに上記入力信号を誘導結合するた めの手段から構成されていることを特徴とするマイクロ波管。

２７、請求項２５記載のマイクロ波管において、上記アノード回路は、セグメン トの間に空間を形成する偶数のセグメントで構成されて、マイクロ波管がｐｉモ ードで動作するように構成されており、隣接するセグメントは１８０°の位相差 を有しており、かつ上記入力結合手段は、上記アノード回路の１つおきのセグメ ントの間に接続された少なくとも１つの導電性アノード・ループ、該受なくとも １つのアノード・ループにロック用信号を誘導結合するよう配置された少なくと も１つの導電性入力ループ及び該入力ループに入力信号を供給するための手段と から構成されていることを特徴とするマイクロ波管。

２８、マグメトロンオシレータ管の位相及び周波数を入力信号にロックするため の方法において、 定在波電磁界を保持するための周期的低速波構造を有するリエントラント・アノ ード回路及び該アノード回路からの電磁エネルギーを供給するための出力ポート を含んでいるマグネトロンオシレータ管を提供し、 上記アノード回路において定在波が同位相及び同振幅である２つの点の間に結合 された導電性アノード・ループを提供して、上記マグネトロンオシレータの所定 の動作周波数において内部的に発生された電磁波エネルギーによって、上記アノ ード・ループに電流が誘導されないようにし、 上記アノード・ループに入力信号を誘導結合することを特徴とする方法。

手続補正書 平成　２年　６月メ２日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 ＰＣＴ／ＵＳ８８１０３８３２ ２、発明の名称 入力ロッキング信号の方向性結合用マイクロ波管３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所 氏名　ファーニー、ジョージ・ケイ ４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ５、補正の対象 （１）委任状及び翻訳文 国際調査報告 −〜−″″ＩｅＭｌ＾・−に歯竜−”−ＰＣＴ／ＵＳ　８８７０３８３２国際調 査報告

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. １．電子流を発生するカソードを含むカソード手段と、前記電子流のまわりに真 空を確保する真空室と、前記電子流と相互作用する電磁界を支持する周期的な低 速波構造を有するリエントラント・アノード回路と前記カソード手段と前記アノ ード回路間に電界を加える手段と、前記電子流の領域に前記電界に直交する磁界 を与える手段と、 前記アノード回路からの電磁波エネルギーを負荷に結合する出力ポートと、 入力ポート、及び入力信号を入力ポートから前記アノード回路に順方向結合させ るとともに内部で発生したマイクロ波管の所望動作周波数の電磁波エネルギーが 前記入力ポートを介して逆方向に戻されるのを実質上阻止する入力結合手段と、 を含むマイクロ波管。
2. ２．請求項１記載のマイクロ波管において、前記入力結合手段は前記アノード回 路における定在波の位相と大きさが等しい２点間に結合される導電性のアノード ・ループと前記アノード・ループに対し、入力信号を誘導結合する導電性の入力 ループと入力信号を前記入力ループに結合する手段とを含むマイクロ波管。
3. ３．請求項１記載のマイクロ波管において、前記アノード回路は共振空洞を間に 形成するようにした複数のセグメントを有し、前記入力結合手段は定在波におけ る位相と振幅が同一のセグメント間に結合する導電性のアノード・ループと、前 記アノード・ループに対し入力信号を誘導結合するように配置された導電性入力 ループと、入力信号を前記入力ループに結合する手段とを含むマイクロ波管。
4. ４．請求項１記載のマイクロ波管において、前記アノード回路はマイクロ波管が Ｐｉモードで動作するように空洞を間に形成した偶数個のセグメントを含み、Ｐ ｉモードにおいて隣り合うセグメントの位相が１８０度異なり、前記入力結合手 段は前記アノード回路の１つおきのセグメント間に結合される少なくとも１つの 導電性のアノード・ループと、前記少なくとも１つのアノード・ループに対し入 力信号を誘導結合するように配置された少なくとも１つの導電性入力ループと前 記入力ループに対し、入力信号を結合する手段とを含むマイクロ波管。
5. ５．請求項４記載のマイクロ波管において、前記入力ループに対し入力信号を結 合する前記手段は、前記入力ループの一端に結合される中心導体とＲＦ接地に結 合される外部導体とを有する同軸伝送線を含み、前記入力ループの他端はＲＦ接 地に結合するマイクロ波管。
6. ６．請求項４記載のマイクロ波管において、前記少なくとも１つのアノード・ル ープはループ端において１つおきのアノード回路のセグメント間に結合するマイ クロ波管。
7. ７．請求項５記載のマイクロ波管において、前記入力結合手段は前記同軸伝送線 の中心導体に直列結合する容量リアクタンスをさらに含むマイクロ波管。
8. ８．請求項５記載のマイクロ波管において、前記入力結合手段は前記入力ループ の他端とＲＦ接地との間に結合する容量リアクタンスをさらに含むマイクロ波管 。
9. ９．請求項１記載のマイクロ波管において、前記アノード回路はカソードの回り に対称な構造を有するマイクロ波管。
10. １０．請求項１記載のマイクロ波管において、前記アノード回路は第１の分散特 性を有する第１セクシヨンと第２の分散特性を有する第２のセクシヨンとを含む マイクロ波管。
11. １１．請求項１０記載のマイクロ波管において、前記第１セクシヨンは前進波特 性を有し、前記第２セクシヨンは後進波特性を有すること。
12. １２．請求項１１記載のマイクロ波管において、前記第１と第２セクシヨンはそ れぞれ共振空洞を間に形成する複数のセグメントを含み、前記入力結合手段は定 在波において位相と振幅が同一のセグメント間に結合される少なくとも１つの導 電性のアノード・ループと、前記アノード・ループに対し入力信号を誘導結合す るように配置された少なくとも１つの導電性入力ループと、前記入力ループに対 し入力信号を結合する手段とを含むマイクロ波管。
13. １３．請求項２記載のマイクロ波管において、前記入力ループに対し入力信号を 結合する前記手段は前記入力ループに結合する少なくとも１つのリツジを有する リツジ導波管を含むマイクロ波管。
14. １４．請求項２記載のマイクロ波管において、前記入力ループに入力信号を結合 する前記手段は対向する側壁にリツジを設けたダブルリツジ導波管を含み、前記 入力ループの両端がこの２つのリツジに結合するマイクロ波管。
15. １５．請求項１４記載のマイクロ波管において、前記入力ループと前記アノード ・ループは前記リツジの中間における前記ダブルリツジ導波管の中央面に関して 対称に配置されるマイクロ波管。
16. １６．請求項２記載のマイクロ波管において、前記入力ループに対して入力信号 を結合する前記手段は、シールドされた２芯伝送線を含み、前記入力ループの両 端が前記伝送線に結合されているマイクロ波管。
17. １７．請求項３記載のマイクロ波管において、前記アノード回路のセグメントは 径方向の羽根を有しているマイクロ波管。
18. １８．請求項３記載のマイクロ波管において、前記アノード回路のセグメントは 軸方向のバーを有しているマイクロ波管。
19. １９．請求項１１記載のマイクロ波管において、前記第１セクシヨンと前記第２ セクシヨンは帯域中を広くするために隔たつた周波数のＰｉモードを有するマイ クロ波管。
20. ２０．電子を放出するカソードと、 前記カソードのまわりに配置され、前記カソードとの間に環状の相互作用空間を 形成し、前記電子と相互作用する電界を発生する周期的な低速波構造をもち、複 数のセグメント間に共振空胴を形成して成るリエントラントアノード回路と、 前記カソードと前記アノード回路との間に電界を加える手段と、 前記相互作用空間に軸方向の磁界を加える手段と、前記相互作用空間に真空を確 立する真空室と、前記アノード回路の内部で発生したＲＦエネルギーを負荷に結 合する出力ポートと、 入力信号を前記アノード回路に対して順方向結合しつつ、内部で発生した、マイ クロ波管の所望動作周波数のＲＦエネルギーが前記入力ポートを介して逆方向に 送られるのを実質上防止する入力結合回路とを含み、この入力結合回路は、前記 アノード回路上の定在波における位相と振幅が同一の２点間に結合される導電性 のアノード・ループと、前記アノード・ループに対して誘導結合する導電性入力 ループと、前記入力ループに対して入力信号を結合する手段とを含む、 マイクロ波管。
21. ２１．請求項２０記載のマイクロ波管において、前記入力ループに結合される第 １ポートと、前記入力信号を受ける第２ポートと、補助負荷に結合する第３ポー トとを有するサーキユレータを更に含み、これにより、前記入力信号は前記アノ ード回路に結合し、内部で発生したノイズ信号は前記入力結合回路を介して前記 補助負荷に対して逆方向で結合されるマイクロ波管。
22. ２２．請求項２０記載のマイクロ波管において、前記アノード回路上における定 在波の位相と振幅が同一の２点間に結合される第２アノード・ループと、この第 ２アノード・ループに誘導結合される２次ループと、この２次ループに結合され る補助ループとを更に含み、これにより内部で発生したノイズ信号が前記補助負 荷に結合されるマイクロ波管。
23. ２３．請求項２２記載のマイクロ波管において、前記２次ループに結合される第 １ポートと、第２の入力信号を受ける第２ポートと、前記補助負荷に結合される 第３ポートとを有するサーキユレータを更に含むマイクロ波管。
24. ２４．請求項２２記載のマイクロ波管において、前記補助負荷、前記第２アノー ド・ループ及び前記２次ループは前記真空室内に設けられているマイクロ波管。
25. ２５．周期的な低速波構造をもつリエントラント・アノード回路と、このアノー ド回路から負荷に電磁波エネルギーを結合する出力ポートとを含むマグネトロン 管と、前記出力ポートと分離された入力ポート及び入力信号を前記入力ポートを 介して前記アノード回路に順方向結合しつつ、内部で発生した、マイクロ波管の 所望動作周波数の電磁波エネルギーが前記入力ポートを介して逆方向に戻される のを実質上防止して、発振器の動作の位相と周波数が前記入力信号の位相と周波 数に合致するように前記入力信号を前記アノード回路に結合する入力結合手段と 、 を含むマイクロ波管。
26. ２６．請求項２５記載のマイクロ波管において、前記入力結合手段は、前記アノ ード回路上における定在波の位相と振幅が同一となる２点間に結合される導電性 のアノード・ループと、前記アノード・ループに対して入力信号を結合する手段 とを含むマイクロ波管。
27. ２７．請求項２５記載のマイクロ波管において、前記アノード回路は、偶数個の セグメント間に空胴が形成されるように構成されて、隣り合うセグメント間の位 相が１８０°ずれるＰｉモードでマイクロ波管が動作し、前記入力結合手段は、 前記アノード回路の１つ置きのセグメント間に結合される少なくとも１つのアノ ード・ループと、この少なくとも１つのアノード・ループに対し、ロツキング信 号を誘導結合するように配置された少なくとも１つの入力ループと、前記入力ル ープに入力信号を結合する手段と、を含むマイクロ波管。
28. ２８．マグネトロン発振管の位相と周波数を入力信号にロックする方法において 、 周期的な低速波構造をもつりエントラント・アノード回路とこのアノード回路か らの電磁波エネルギーに結合する出力ポートとを含むマグネトロン発振管を用意 する工程と、 前記アノード回路上における定在波の位相と振幅が等しい２点間に結合する導電 性アノード・ループを用意して、内部で発生した、前記マグネトロン発振管の所 望動作周波数における電磁波エネルギーによつて、前記アノード・ループに電流 が誘導されないようにする工程と、入力信号を前記アノード・ループに誘導結合 する工程と、 を含む方法。
29. ２９．電子流を発生するカソードと、前記電子流と相互作用する電磁波を支持す るアノード回路と、前記電子流の領域に交差する電界と磁界を印加する手段と、 電磁波エネルギーを負荷に結合する出力ポートとを含むマグネトロン発振管にお いて、 前記アノード回路上における、定在波の位相と振幅が等しい２点間に結合される 導電性アノード・ループと、前記アノード・ループに誘導結合されるように配置 された導電性２次ループと、 前記２次ループに結合されて、このループを介して結合するスプリアス信号とノ イズを吸収する補助負荷と、を含むことを特徴とするマグネトロン発振管。