マイクロ波発生装置

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9.1.2 基本構成

繰り返しになるが、マグネトロンは熱電子放射を得るためのカソード(陰極)及びフィラメントと電子流を集めるアノード(陽極)を備えた二極管であり、普通の二極管と異なるのはカソードとアノードの間の空間に永久磁石或いは電磁石を利用した一定の磁界を必要とすることである。

図9.1.2 マイクロ波発振機・構成ブロック図
図9.1.2 マイクロ波発振機・構成ブロック図

これらの機能を得るため前頁の図9.1.2 マイクロ波発振機・構成ブロック図にあるようにフィラメント電源陽極電源、励磁電源が必要であり、更にそれらを操作・制御するための電源供給及び操作・制御回路からなっている。この他に、得られたマイクロ波エネルギーを外部へ取り出すための高周波結合器、マグネトロンなどの発熱部を冷却する空冷或いは水冷の機能を備えている。以下、各部電源回路の概要を記述する。

@ フィラメント(ヒータ)電源

ヒータ或いはフィラメントの加熱電源は、交流・直流どちらでも差し支えない。但し、陽極電流(Ib)のリップルの無い或いは小さいものを得るには、交流ではその脈流電圧が陽極電圧に重畳し低リップルが得難くく、リップルをより小さくするには整流・平滑回路を利用した直流電源を利用している。

A 陽極電源

陽極電圧(Eb)は、図9.1.4 に示したような50又は60Hzの交流のままでも、整流しただけの脈流でも、整流・平滑した直流でも必要陽極電圧を供給すればマグネトロンは基本的に動作する。そのため、いろいろな電源回路が用いられており、使用目的に応じた回路を採用することとなる。次項9.1.3 項で代表的な電源例を説明する。

B 励磁電源

磁界の方向は一定方向に保持する必要があり直流電源となる。リップルの程度は、得ようとする陽極電流のリップルに依存し、低リップルを得る場合は整流・平滑回路を利用した低リップル励磁電源を、必要なければ整流・非平滑電源でも問題無いが、一般には簡単な平滑回路を利用しているようである。

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