JPH0453121B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は溝が刻まれたスリーブを有する導波管
とその製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

本発明はらせん形遅延線、例えば単純らせん遅
延線、“ring and bar”型遅延線、“ring and
loop”型遅延線等を有する導波管一般に関するも
のであるが、説明を簡単にするために以下の説明
で、「遅延線」とは単純らせん遅延線をさすもの
とする。

遅延線は、通常金属製の円柱状スリーブ内に絶
縁性の支持体によつて支持固定される。比較的低
いパワーレベルで動作させる導波管の場合は、遅
延線および支持体はスリーブ内で挾持されるよう
に組込まれる。遅延線は例えばタングステンで作
られ、支持体は例えば石英、アルミナ、酸化ベリ
リウム、窒化ほう素で作られる。スリーブは銅あ
るいはステンレス鋼で作られる。

比較的高いパワーレベルで動作させる導波管の
場合は、遅延線は絶縁性支持体にはんだづけさ
れ、絶縁性支持体はスリーブにはんだづけされ
る。遅延線はスリーブと同様に銅から作られ、絶
縁性支持体は例えば酸化ベリリウムで作られる。

通常３つの絶縁性支持体が用いられ、互いに
120゜だけ隔てて配置される。

導波管、特に高いパワーレベルで動作させる広
帯域導波管ではノイズが発生する。このノイズは
らせん形遅延線の２つの隣りあう山の間における
伝播する高周波の位相差がπに近くなる周波数に
おいて、波の干渉による振動現象によつて生じ
る。このような振動を避けるため、導波管の軸方
向のらせんの１まきの長さ、およびこれに対応す
るピツチ間隔を各山間で異なるようにし、動作周
波数域での同期を維持する方法が知られている。
この方法では、円錐状の心金に遅延線を巻きつ
け、ピツチとらせんの直径が同じ比率で増加する
ように形成された円錐状らせん体と呼ばれるもの
が遅延線として用いられる。

しかしながら、このような円錐状らせん体を用
いて導波管を実際に製造するには困難が伴う。特
に、遅延線、遅延性支持体、およびスリーブを互
いにはんだづけする際に技術的困難が伴う。

導波管の焦点調整を行う場合、通常一定期間ご
とに極性が交互に変化する機構の永久磁石が用い
られる。この際、環状の磁石と通常の極部材を支
持するためにスリーブの外形は円柱状であること
が好ましい。従つてスリーブは内形外形ともに円
柱状とし、絶縁性支持体はこれに適合した形状、
即ち、スリーブに接触するための円柱状面と遅延
線に接触するための円錐状面とを有する形状にす
る必要がある。このような形状を有する支持体
は、その特殊な形状のため、製造が非常に困難で
あり、またコストも高くなるという欠点がある。

このような欠点を克服するため、本願出願人は
フランス国特許第7628319号に、導波管の軸に平
行に、かつ、この軸から一定の距離をおいて平た
んな部分を有する擬似円錐状らせん体を用いる導
波管の発明を提案している。この発明によれば円
筒状スリーブと、一定の高さを有する絶縁性支持
体を用いて導波管を構成できる。

しかし、この擬似円錐状らせん体を用いた場
合、高周波のパワーが増加すると干渉による振動
のノイズが発生するという欠点がある。即ち、真
の円錐状らせん体を用いていれば振動の生ずるこ
とのないパワーレベルであつても、擬似円錐状ら
せん体を用いると高周波電磁界が最大となる導波
管領域の高周波出力に対して、πモード近傍で干
渉による振動が発生する。

真の円錐状らせん体を用いれば、導波管の軸に
沿つての１まきの長さを変えることができ、周波
数が高くなるに従つてより重要となるカツプリン
グインピーダンスを減少させることができるとい
う利点がある。即ち、πモード近傍へのエネルギ
移動を著しく減少させる効果を有し、振動をなく
すことができるのである。

計算および経験則より、従来の認識に反して、
高周波電磁界と電子線との間のカツプリングイン
ピーダンスは導波管の全長にわたつて最大である
とは限らず、特に、高周波電磁界が最大となる導
波管端面に向かつてカツプリングインピーダンス
を減少させることによつて出力の相互作用が改善
しうることが確認されている。

本発明は、円錐状らせん体と、一定の高さをも
ちらせん体に合うように製造された絶縁性支持体
と、外形が円柱状であるスリーブと、を有する導
波管を製造する際の問題点を克服したものであ
る。

英国特許第984607号、米国特許第3271614号等
に開示されている導波管は、らせん形遅延線を有
し、円柱状表面を有し、スリーブの内面には一定
の深さをもつた溝を有し、この溝には一定の高さ
をもつた絶縁性支持体が挿入されているものとし
て公知のものである。

米国特許第3374388号に開示されている導波管
は、らせん体が一定の高さをもつた絶縁性支持体
によつてのみならず、高さが次第に増加してゆく
金属部材によつても支持され、スリーブ内に固定
され、かつ、絶縁性支持体と金属部材とが深さが
次第に増加してゆく溝の中に挿入されている点で
上記の導波管とは異なる。

上述した公報記載の導波管においては、本発明
に係る導波管と同様にすべて円錐状らせん体が用
いられている。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、スリーブ内面に溝が刻まれ、
この溝に一定の高さをもつ絶縁性支持体が挿入さ
れ、この支持体によりらせん形遅延線が固定され
ている導波管において、らせん形遅延線を円錐に
内接する形状にし、溝の深さをらせん形の直径に
応じて増加させるようにした点にある。スリーブ
は芯型のまわりで槌打ちして成形される。この
後、このスリーブの外面は、周期的に極性を変え
る氷久磁石を用いた焦点調整装置を受け入れるこ
とができるように円柱状に旋盤によつて仕上げら
れる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示する実施例に基づいて詳述
する。なお各図において、同一構成要素には同一
符号を付してあるが、各構成要素の寸法および比
率については各図相互間で考慮していないことを
念のため述べておく。

第１図に示した実施例は、本発明の説明に都合
のよい導波管を選んで示したもので、例えば、電
子銃の管、電子線の集束装置等従来からよく知ら
れた装置に用いられるものである。以下この限定
された導波管について説明する。

第１図に示す実施例の分解斜視図において、ら
せん体１は円錐に内接する形状をしており、通常
円錐形をした心金にワイヤを巻きつけることによ
り形成される。なお図ではらせん体１の円錐性は
説明のため実際より誇張して描かれている。

３つのロツド、即ち支持体３は一定の高さｈを
有する絶縁材料から成り、らせん体１を支持す
る。各支持体は互いに120゜ずつ隔てて設けるのが
好ましい。支持体３は溝４に挿入される。溝４
は、その深さｐがらせん体３の直径の増加ととも
に増加するようにスリーブ２の内面に設けられ
る。スリーブ２は、通常金属製で真空中で封止さ
れ、外面は円柱状をしている。第１図に示されて
いるように、スリーブ２の内面には円柱状面５が
設けられ、支持体３が挿入される三稜形の溝４ど
うしを結びつけている。

第２図はらせん体１が最大直径を示す側のスリ
ーブ２の端面斜視図で、らせん体１および支持体
３は省略されている。スリーブ２の内面の形状
は、第１図および第２図に示す実施例における形
状に限るものではないが、溝４の部分を除いて、
この内面は管の軸について回転対象となる必要が
ある。

第１図および第２図に示すスリーブ２の特徴
は、各溝４の間に、円柱状面５を内側とし、スリ
ーブ２の外側円柱面の一部を外側とする厚みが一
様な円筒部分を有する点である。これらの厚みが
一様な円筒部分は、いくつかの円錐状らせん体か
ら成る遅延線の接続を容易にする。

本発明によればらせん体１を支持するのに用い
る絶縁性の支持体３は、一定の高さをもつた形状
でよく、規格化して製造できるため製造コストも
安価である。

第３図乃至第５図は本発明に係る導波管の横断
面図である。らせん体１は円柱状あるいは円錐状
の面をもつた絶縁性支持体３によつて支持されて
いる。各図に示す支持体３は、それぞれスリーブ
２の形状に応じて異なつている。スリーブ２は外
形が円柱状で、内面には溝４を有する。支持体３
はこの溝４に挿入される。スリーブ２は溝と溝と
の間に内側外側ともに円柱状面である一様な厚み
をもつた円筒部分を有する。

第３図乃至第５図には異なつた形状の支持体３
の断面図が示されている。第３図では、支持体３
は互いに向かいあつた２つの円柱状面６および７
を有し、それぞれらせん体１およびスリーブの溝
４に接触する。第４図では、支持体３は台形の断
面を有する。第５図では、支持体３は長方形の断
面を有する。

本発明に用いるスリーブは槌打ちによつて製造
することができる。芯型は溝をもつたスリーブの
内面に対応した形状に作られる。例えば銅製の円
柱状の管がこの芯型のまわりにおかれ、槌打ち工
程によつてこの管は芯型の形状に仕上げられる。
この後、芯型が引抜かれスリーブができ上がる。
材料としては銅に限らずステンレス鋼、チタン等
を用いてもよい。また、製造工程もドリフト工
程、爆発成形工程等の工程を用いてもよい。

また、周期的に極性を変える永久磁石を用いた
焦点調整装置を使う必要がある場合は、このスリ
ーブの外面は旋盤によつて円柱状に仕上げられ
る。焦点調整をソレノイドで行う場合には、この
最後の工程は省略できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る導波管の分解斜視図、第
２図は第１図の導波管におけるスリーブ２の端面
斜視図、第３図乃至第５図は本発明のそれぞれ異
なる実施例である導波管の横断面図である。 １……らせん体、２……スリーブ、３……支持
体、４……溝、５，６，７……円柱状面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溝が刻まれたスリーブと、前記スリーブ内に
   設けられたらせん形遅延線と、前記溝に挿入され
   前記遅延線を支持固定する一定の高さをもつた絶
   縁性の支持体と、をそなえ、 前記らせん形遅延線が円錐に内接する形状を有
   し、前記溝の深さが前記遅延線のらせんの直径の
   増加とともに増加ることを特徴とする導波管。 ２ スリーブの外面が円柱状であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の導波管。 ３ スリーブが、溝と溝との間に設けられ内側外
   側ともに円柱状で一定の厚みをもつた部分を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   導波管。 ４ 絶縁性の支持体が互いに向きあう２つの円柱
   状部分を有し、この円柱状部分の一方はらせん形
   遅延線に、もう一方はスリーブ内の溝に、それぞ
   れ接していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の導波管。 ５ 絶縁性の支持体が台形部分を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の導波管。 ６ 絶縁性の支持体が矩形部分を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の導波管。 ７ 以下の各段階からなる過程によつてスリーブ
   を製造することを特徴とする導波管の製造方法： 深さが次第に増加する溝を有するスリーブ内面
   に対応した形状を有する芯型を作る過程、 前記芯型の周囲に円柱状の筒を配する過程、 前記円柱状の筒を槌打ちして成形する過程、 前記芯型を前記円柱状の筒から抜き取り、前記
   円柱状の筒をスリーブとする過程。 ８ スリーブの外面を旋盤加工により円柱状に仕
   上げる過程を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第７項記載の導波管の製造方法。