JPH0541174A - 進行波管用遅波回路外囲器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】遅波回路外囲器の寸法誤差を小さくして特性の
ばらつきをなくするとともに、真空気密の信頼性を高め
る。 【構成】磁性金属層と非磁性金属層とが交互に積層され
クラッドされた金属管の切削部４を旋盤によって切削し
てスペーサ６を形成し、残った磁性金属層をそのままポ
ールピース５とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は進行波管用遅波回路外囲
器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘリックス型遅波回路を使用する進行波
管は、電子ビームを射出する電子銃，電子ビームと信号
との相互作用により信号を増幅するヘリックス型遅波回
路，増幅作用を終えた電子ビームを捕捉するコレクタ等
から構成されている。

【０００３】電子ビームがヘリックスを通過する時、電
子ビームは空間電荷の影響により外側に拡がりヘリック
スに衝突する。ヘリックスに衝突する電子の量が多くな
ると、ヘリックス型遅波回路で信号の増幅に寄与する電
子の数が減少し、進行波管のエネルギー変換効率は低下
する。さるに電子ビームの衝突によりヘリックスは高温
に加熱され、多量のガスを放出してカソードの劣化をま
ねいたり、ヘリックスが溶断して進行波管は動作不能と
なる。このような不具合の発生を防止し、終始一定の径
に電子ビームを集束させるために周期磁界集束装置が用
いられる。

【０００４】従来、高周波数帯域で用いられるエネルギ
ー変換効率の高い進行波管の周期磁界集束装置として
は、まず図３に示すように、ワッシャ状の磁性金属から
なるポールピース５と円筒状の非磁性金属からなるスペ
ーサ６をろう材１１を介して交互に積み重ね、炉内で加
熱してろう材１１を溶融固化することによって、ポール
ピース５とスペーサ６とをろう付した進行波管用遅波回
路外囲器（以下遅波回路外囲器と記す）７の内部に、図
４に示すように、３本の誘電体支柱８によって保持され
たヘリックス９を挿入固定し、さらに、遅波回路外囲器
７の外周のポールピース５のそれぞれの間に、永久磁石
１０を配置したものが多用されている。

【０００５】ポールピース５は、周期磁界集束装置の永
久磁石１０の磁界を制御し、ヘリックス９の近傍の磁束
密度を高め、効率よく電子ビームを集束させる働きを持
つ。従って、ポールピース５の寸法及び位置精度は、周
期磁界そのものの精度、即ち進行波管のエネルギー変換
効率を左右する大きな要因となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来の遅波回路
外囲器では、ポールピースとスペーサをろう付するた
め、ポールピースとスペーサとの同芯度の精度が悪く、
ヘリックスの挿入固定が困難となり、磁界の不均一の原
因となる欠点がある。

【０００７】また、溶融後のろう材の厚さのばらつきが
積層数だけ加算されるため、完成した遅波回路外囲器の
全長が設計値から大きくずれ、所定の電子ビーム軌道が
得られないという欠点もある。

【０００８】さらに、ろう付箇所が多いため、真空気密
に関する信頼性も乏しいという欠点もある。

【０００９】本発明の目的は、磁界が均一で所定の電子
ビーム軌道が得られ、真空気密に関する信頼性の高い遅
波回路外囲器を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ワッシャ状の
磁性金属からなるポールピースと円筒状の非磁性金属か
らなるスペーサとを交互に積層してなる進行波管用遅波
回路外囲器において、磁性金属層と非磁性金属層とが軸
方向に交互に層をなし、且つ、前記磁性金属層と前期非
磁性金属層とを一体化した金属管と金属棒のうちのいず
れか一方に前期非磁性金属層を軸方向と垂直に前記金属
管と前記金属棒のうちのいずれか一方の外周面から前記
スペーサの外周面となる面まで除去することにより前記
スペーサを形成し、且つ、除去されずに残った部分が前
記ポールピースを形成する。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例の素材として用い
た金属管の一部切欠き斜視図である。

【００１３】図１に示すように、金属管３は、中心部が
内径１．８ｍｍ，外径９ｍｍの円筒で、純鉄からなる厚
さ１．８ｍｍの磁性金属層１と、ステンレス鋼からなる
厚さ２．２ｍｍの非磁性金属層２とを軸方向に交互に積
層し、クラッドにより一体化してある。金属管３は、ま
ず、中心にプランジャを持つ型のプランジャの周囲にス
テンレス鋼の微粉末と純鉄の微粉末を交互に充填し、加
圧成型した後炉内で加熱焼結させ、最後に熱間押出し成
型により所定の寸法としたものである。

【００１４】図２は本発明の一実施例の断面図である。

【００１５】金属管３の外周を寸法精度を出すために切
削した後、図２に示すように、非磁性金属層２の永久磁
石を嵌合させる位置に対応する切削部４を、旋盤によっ
て金属管３の外周から軸方向に外径４．５ｍｍを残して
切削し、スペーサ６を形成する。切削されずに残った磁
性金属層１は、そのままポールピース５となり、遅波回
路外囲器７が得られる。図２では、集束磁界の効率を高
めるために、非磁性金属層２に接する磁性金属層１の一
部も切削し、ポールピース５の内径部に円筒状の部分を
形成してある。

【００１６】こうして得た遅波回路外囲器７の内部を、
寸法精度を出すためにガンドリルによって研削し、次い
で、図４に示した従来の周期磁界集束装置と同様に焼き
ばめ法によって３本の誘電体支柱８に保持されたヘリッ
クス９を挿入し、外部のポールピース５のそれぞれの間
に永久磁石１０を挿入して周期磁界集束装置が完成す
る。

【００１７】以上の方法で得た周期磁界集束装置は、ポ
ールピースとスペーサとをろう付していないため、ろう
付に起因する寸法の誤差や同芯度の狂いがなく、ろう付
の不具合による真空気密の信頼性の低下も皆無である。
更に、多くの部品とろう材を用いる従来の方法に比べ、
製造コストを大幅に下げることが可能となる。

【００１８】なお、磁性金属層及び非磁性金属層の材料
の組み合わせは、上記の実施例に限られるものではな
く、例えば、純鉄に非磁性金属としてモネル、銅、キュ
プロニッケルなどを組み合わせたクラッド材は製造が可
能で有用である。

【００１９】また、クラッド材の形状も管に限らず、例
えば円柱状の棒も放電加工やガンドリル等で中心軸部に
孔を開けることができ、かつ、管より磁性金属層との厚
さの精度を出しやすいため、高い周波数帯の進行波管の
遅波回路外囲器として有用である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
遅波回路外囲器の素材としてポールピースを構成する磁
性金属と、スペーサを形成する非磁性金属とをクラッド
化して一体とした金属管若しくは金属棒を用いることに
より、ポールピースとスペーサとのろう付を不要とし、
安価で寸法精度と信頼性の高い遅波回路外囲器を提供で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の素材として用いた金属管の
一部切欠き斜視図である。

【図２】本発明の一実施例の断面図である。

【図３】従来の遅波回路外囲器の一例の断面図である。

【図４】図３の遅波回路外囲器を用いた従来の周期磁界
集束装置の一例の断面図である。

【符号の説明】

１ 磁性金属層 ２ 非磁性金属層 ３ 金属管 ４ 切削部 ５ ポールピース ６ スペーサ ７ 遅波回路外囲器 ８ 誘電体支柱 ９ ヘリックス １０ 永久磁石 １１ ろう材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワッシャ状の磁性金属からなるポールピ
   ースと円筒状の非磁性金属からなるスペーサとを交互に
   積層してなる進行波管用遅波回路外囲器において、磁性
   金属層と非磁性金属層とが軸方向に交互に層をなし、且
   つ、前記磁性金属層と前期非磁性金属層とを一体化した
   金属管と金属棒のうちのいずれか一方に前期非磁性金属
   層を軸方向と垂直に前記金属管と前記金属棒のうちのい
   ずれか一方の外周面から前記スペーサの外周面となる面
   まで除去することにより前記スペーサを形成し、且つ、
   除去されずに残った部分が前記ポールピースを形成する
   ことを特徴とする進行波管用遅波回路外囲器。