JPH02165544A - 遅延線と外部マイクロ波回路との間に不透過性の結合装置を有する進行波管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） この発明は、遅延線と外部マイクロ波回路との間に不透
過性の結合装置を有する進行波管に関する。

この発明は、特にその遅延線がヘリックス構造の形状又
はヘリックスから得た形状を有する広帯域電力進行波管
に関する。

（従来技術の説明） この種の進行波管は本質的に直角方向に電子流を発射す
るように設計された電子銃と、電子銃の下流に配置され
ると共に、電子銃と同軸のシリンダ状のシースに取囲ま
れた遅延線と；この電子流は遅延線の長軸の延長方向に
発射され、終端から終端まで交差している。従って、遅
延線のシースにおいては、電子流と遅延線により導かれ
たマイクロ波との間に干渉が発生する。遅延線には、注
入装置と、マイクロ波エネルギを抽出する装置とが備え
られる。

遅延線のシースと同軸、かつ遅延線の全長に伸延してい
る永久磁石収束構造と； この収束構造は遅延線のシースに磁界を形成する。この
磁界は、電子流の電子の経路を直線に保持する効果があ
る。

遅延線の下流の電子流を収集するように設計されたコレ
クタを備えている。

一般に、進行波管は、外部マイクロ波回路の伝送線の一
方の終端を形成する結合素子により、遅延線の入力側及
びその出力側がこれら外部マイクロ波回路に接続される
。一般に、遅延線の入力側において、１マイクロ波エネ
ルギを注入する結合素子は、注入するエネルギ・レベル
が低いので、同軸線構造を有する。遅延線の出力側にお
いて、この結合素子は、増幅されたマイクロ波エネルギ
を抽出するものであり、抽出するエネルギ・レベルに従
って、遅延線か、又はうねりを持たせた導波管構造を有
する。

公知の方法では、接続素子と遅延線の終端との間の電磁
結合を結合ピンによって行なっている。

この結合ピンは、遅延線を形成するヘワックスの対応す
る終端にろう付けされた一端を有し、中央導体又は結合
素子のうねりの端面に面するように配置された結合面を
有する。結合ピンと結合素子との間には、機械接点が存
在しない。

異なる進行波管の素子及び結合素子は複数の連通空洞と
共に一セットをなす。このセットの部品は不透過性にア
ッセンブリされる。セットそのものはハーメティク・・
シールされるので、その空洞に電子銃の動作に必要とさ
れる高真空（１０−’〜１０−＠Ｔｏｒｒ）を発生させ
ることができる。従って、進行波管の対向する結合素子
の終端はマイクロ波窓と呼ぶ窓により遮断さられている
。この窓はマイクロ波エネルギに対しては透過性である
が、ガスに対しては不透過性である。

進行波管及び外部回路に対する結合素子の構成は、従来
技術の一部をなすものであり、大きな欠点がある。

一般に、進行波管及び結合素子の全ての空洞においてポ
ンプ処理するガスの体積は、真空を作り出すために機能
上で必要な空洞、即ち電子が移動する空洞の体積より遥
かに多い。実際において、結合素子の内部体積は、進行
波管自体の内部体積と同一のものがまれではい。通常、
ポンプ処理は遅延線のシース位置で行なわれるが、その
内部の大きさは、進行波管の相互作用領域を分離する限
り、進行波管の動作周波数に逆比例する。従って、高周
波進行波管におけるポンプ処理の時間は工業的な規模で
の製造の条件と両立しない値になる。

更に、得られる真空が常時所望する程度になるとは限ら
ない。

（発明の概要） この発明は、これらの欠点を克服するためのものであり
、進行波管にその遅延線と外部のマイクロ波回路の伝送
線との間に不透過性の結合装置を備える。

この発明は、シースにより内包された遅延線と、この遅
延線と、外部のマイクロ波回路の伝送線とを結合する結
合ピンとを有する進行波管に適用可能であって、前記進
行波管は端面な有する内部導体コアを備え、前記結合ピ
ンは伝送線の導体コアの端面に対面するように配置され
た結合面を有する。

この発明によれば、進行波管は結合ピンの結合面と前記
伝送線の導体コアの端面との間に伸延し、マイクロ波エ
ネルギに対して透過性の壁を有する、マイクロ波窓を備
えている。前記マイクロ波窓はガスに対して不透過性で
あり、かつガスに対して不透過性の前記進行波管に固定
されている。

この構成により、前記進行波管内に存在するガスをポン
プ処理すると、前記進行波管自体にのみ真空状態にし、
この動作に必要とする時間は、従来技術が前記進行波管
のポンプ処理に要した時間よりもかなり減少する。

この発明は、好ましい実施例の説明により以下詳細に説
明される。

その説明を、付図を参照して行なうものとする。

（好ましい実施例の説明） 第１図は進行波管と、この進行波管からマイクロ波エネ
ルギを抽出する外部回路との間の接続点のレベルに位置
する進行波管の一部分を示す。

遅延線１はｘ−ｘ’軸を有するヘリックス３を有する。

ヘリックス３は例えば銅からなり、互いに１２０度オフ
セットされた３つの絶縁支持棒５により、シリンダ状の
金属シース４の中心に保持される。絶縁支持棒５は、例
えば水晶、アルミナ、酸化ベリリューム又は窒化ボロン
からなるものでもよ（、ヘリックス３にろう付は又はク
ランプされる。遅延線１の出力側に配置されている金属
シース４の終端（図に示す端）は、進行波管のコレクタ
（図示なし）に伸延しているシリンダ状の導管６の一端
に接している。

収束構造は絶縁支持棒５及び導管６に対して同心円上に
配置されている。この収束構造は、環状の永久磁石のｘ
−ｘ’軸に沿って連続的に形成されている。隣接する２
つの永久磁石は極性が逆である。

磁石７は環状ボール・ピース８により互いに分離されて
いる。

進行波管からマイクロ波エネルギを抽出する外部回路の
伝送線は、遅延線ｌに接続されている。

進行波管において、伝送線はうねりを持たせた長方形の
導波管を有する結合素子２を備えている。

この結合素子２は遅延線１と外部回路の導波管（図示な
し）との間の接合を設定するのに用いられる。結合素子
２は底９及びカバー１０を有する。

底９は、Ｅ状の断面を有し、ベース、ベースにおける２
つの垂直フィン２１、及び垂直フィン２１から等距離の
リッジ１１を備えている。リッジ１１は導体コアを形成
する。結合素子２は・、その終端が断面を定でおり、収
束構造の２つの環状ボール・ピース８間に伸延しており
、その長軸は遅延線ｌのｘ−ｘ’軸に垂直である。

遅延線１と結合素子２との間のマイクロ波結合は、フィ
ン１３及び１４に垂直な２つの面を有する金属の結合ピ
ン１２により設定されている。

方のフィン１３は、台形をなし、あきとなっているフィ
ン１３の終端にろう付けされている。他方のフィン１４
は長方形をなし、金属シース４の終端に形成されている
ノツチ１５の箇所で金属シース４の延長により金属シー
ス４に固定されている。

ノツチ１５は結合ピンの周りのあきスペース１６を形成
している。このあきスペース１６はインピーダンス整合
に用いられる。

結合ピン１２のフィン１４は結合素子２の終端断面と平
行するように、かつリッジ１１に対面するように金属シ
ース４に固定されている。図示の実施例では、金属シー
ス４はその厚みに形成されど共に、その軸に平行して伸
延するスロット１７を有する。このスロット１７はほぼ
結合ピン１２の直角なフィン１４と同一の厚さを有する
。このフィン１４の終端はスロット１７に嵌込まれてお
り、金属シース４に対する結合ピン１２の固定はろう付
けによっている。

結合ピン１２は、ヘリックス３−と結合素子２のリッジ
１１との間に機械接点を設けることはない。

電磁的な結合は、ここでは考慮しなければならないマイ
クロ波窓１８を介して、結合ピン１２の直角なフィン１
４の外面とリッジ１１の端面との間の容量によっている
。

マイクロ波窓１８は、長方形であり、結合素子２の縦断
面に存在し、例えば鉄ニッケルからなる金属フレーム１
９と、例えば高純度のアルミナ又はサファイアからなる
低損失の誘電体材料からなる平板２０とを有する。平板
２０は、例えば縁の部分で行なっているろう付けにより
金属フレーム１９に固定されている。このようにして作
成されたマイクロ波窓１８は、マイクロ波エネルギに対
して透過性であるが、ガスに対しては不透過性である。

マイクロ波窓１８は、結合素子２の一部分が伸延してい
る２つの環状ボール・ピース８の間で、そのフレームに
より進行波管に対して不透過性に固定されている。マイ
クロ波窓１８は結合ピン１２に対面するように固定され
ているので、その平板２０がフィン１４に対して、即ち
結合素子２の終端の断面に対しても平行となっている。

平板２０の内面と結合ピン１２の長方形のフィン１４と
の間の隙間もできるだけ狭くなるようにしている、平板
２０の外面とりッジ１１の終端断面との間の隙間につい
ても同一のことが成立する。

このため、図示の実施例のように、金属フレーム１９が
平板２０より厚いときは、リッジ１１が結合素子２の終
端断面から突起するように、結合素子２の終端を構成し
てもよい。

インピーダンス整合のために、導管６の終端はマイクロ
波窓１８の前で角度を持たせているので、平板２０の内
面は全体として遅延線１の終端に開放されている。

この発明では、結合装置を含む進行波管の組立てを次の
ようにして行なう。

（ａ）結合素子２のカバー１０に隣接する環状ボール・
ピース８の部分を配置して固定する。

（ｂ）結合素子２のベース９に隣接する環状ボール・ピ
ース８の部分を配置して固定する。

（Ｃ）結合素子２を嵌合させることになる収束構造の２
つの環状ボール・ピース８の間にマイクロ波窓１８を固
定する。

（ｄ）環状ボール・ピース８及び結合素子２をアッセン
ブリする。

（ｅ）遅延線１により形成され、先にアッセンブリされ
たセット、金属シース４及び結合ピン１２を、環状ボー
ル・ピース８及び結合素子２により形成されたセットに
アッセンブリし、かつろう付けする。これらのセットの
うちの最初のものについては、以下のようにアッセンブ
リする。結合ピン１２を金属シース４にろう付けし、ヘ
リックス３を絶縁支持棒５にろう付けする。ヘリックス
３及び絶縁支持棒５により形成されたセットを金属シー
ス４に挿入し、これにろう付けする。最後に、ヘリック
ス３の終端を結合ピン１２にろう付けする。

遅延ＩＩ　１と結合素子２との間には機械な結合は存在
しないので、例えば総合的なアッセンブリ段階でろう付
けする前に、種々のセットの素子が正しく動作すること
を測定してチエツクする。これによって、最終的なアッ
センブリの前に、欠陥のある素子又はセットを排除する
ことができる。

測定結果が可となったときは、ろう付けにより前記の２
つのセットの素子をアッセンブリする段階を完了する。

その後、電子銃及びコレクタをそれぞれ遅延線１に各端
に組立てる。最後に、進行波管の空洞に存在するガスを
排出する。

第３図及び第４図はこの発明の他の実施例を示し、外部
回路の結合素子が同軸線素子を備えている場合に適用さ
れる。第３図及び第４図に示す進行波管の部分で第１図
及び第２図に示す進行波管の部分と同一の部分は、同一
の番号により表わされている。これらの２つの実施例は
、これら結合素子３０及びマイクロ波窓４０の２つを一
致させることを除き、それらの素子の数又は各構成に相
違がない。

結合素子３０は、誘電体３３により分離された中空のシ
リンダの形式でヘリックス３及び外部導体３２により形
成されている。中央導体３１は導体コアを形成している
。マイクロ波窓４０は、金属フレーム４１及び誘電体板
４２を備えており、円形をなす。

この発明は、ここで説明した実施例に限定されない。特
許請求の範囲を超えることなく、当該技術分野に習熟す
る者が知る範囲内で変形及び修飾が可能である。特に、
結合ピン１２は、リングの周辺から内部に向って半径方
向に伸延しており、金属シース４の終端にろう付けされ
たリングにより固定することができる。外部のマイクロ
波回路の伝送線は、結合素子を用いることなく、進行波
管に直接接続することができる。結合ピンの表面、結合
素子及びマイクロ波窓は、結合素子の断面に対して斜め
の面に平行でもよい。これらの同一面は平面でなく、や
や曲っていてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はへリックス構造とうねりを持っ導波管との間に
ある不透過性の結合装置を備えている進行波管の長さ方
向の部分断面図、 第２図は第１図に示す進行波管の部分断面図、第３図は
へリックス構造の遅延線と同軸線との間に、この発明に
よる結合装置を備えている進行波管の長さ方向の部分断
面図、 第４図は第３図に示され進行波管の横方向の部分断面図
である。 ■・・・遅延線、 ５・・・絶縁支持棒、 ７・・・磁石、 １２・・・結合ピン、 １７・・・スロット、 ４・・・金属シース、 ６・・・シリンダ状導管、 ８・・・環状ボール・ピース、 １３．１４・・・フィン、 １８・・・マイクロ波窓。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＸＸ′軸を有し、シースにより内包された遅延線
   と、前記遅延線の伸延に存在することなく外部のマイク
   ロ波回路の伝送線と前記遅延線とを接続する結合ピンと
   を備えると共に、 前記遅延線は端面を有する内部導体コアを備え、前記結
   合ピンは前記伝送線の導体コアの端面に対面するように
   配置された結合面を有し、 前記進行波管は結合ピンの結合面と前記伝送線における
   導体コアの端面との間に伸延し、マイクロ波エネルギに
   対して透過性の壁を有するマイクロ波窓を備え、 前記マイクロ波窓はガスに対して不透過性であり、かつ
   前記ガスに対して不透過性で前記進行波管に固定されて
   いることを特徴とする進行波管。
2. （２）請求項１記載の進行波管において、 前記マイクロ波窓は前記伝送素子の縦断面内にあること
   を特徴とする進行波管。