JPH07262931A - 非共振無線周波数損失スラブを有する直線ビーム空洞回路 - Google Patents
非共振無線周波数損失スラブを有する直線ビーム空洞回路Info
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- JPH07262931A JPH07262931A JP6318435A JP31843594A JPH07262931A JP H07262931 A JPH07262931 A JP H07262931A JP 6318435 A JP6318435 A JP 6318435A JP 31843594 A JP31843594 A JP 31843594A JP H07262931 A JPH07262931 A JP H07262931A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/16—Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
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- H01J23/24—Slow-wave structures, e.g. delay systems
- H01J23/30—Damping arrangements associated with slow-wave structures, e.g. for suppression of unwanted oscillations
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- Microwave Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、カットオフ周波数で発振を生ぜ
ずに滑らかな広帯域応答を提供し、低いパワー反射との
良好な回路整合を行うＲＦ損失誘電体材料を効果的に使
用したを提供することを目的とする。 【構成】 電子ビームと電磁波との相互作用領域を包囲
する管壁を有し、予め定められた動作周波数範囲内に無
線周波数電磁界を支持するスペーサリング36とディスク
38の交互の積層体で構成されている管と、この管壁中の
複数の開口中に設置され、管の内部に露出され、管中の
無線周波数電磁界に実質的に非共振無線周波数損失位置
を提供するように構成されている無線周波数損失誘電体
材料の各スラブ46とを具備していることを特徴とする。
スラブは約15％以上のＳｉＣ等の導電性材料を含有する
ＢｅＯ等の誘電体材料で構成されている。
ずに滑らかな広帯域応答を提供し、低いパワー反射との
良好な回路整合を行うＲＦ損失誘電体材料を効果的に使
用したを提供することを目的とする。 【構成】 電子ビームと電磁波との相互作用領域を包囲
する管壁を有し、予め定められた動作周波数範囲内に無
線周波数電磁界を支持するスペーサリング36とディスク
38の交互の積層体で構成されている管と、この管壁中の
複数の開口中に設置され、管の内部に露出され、管中の
無線周波数電磁界に実質的に非共振無線周波数損失位置
を提供するように構成されている無線周波数損失誘電体
材料の各スラブ46とを具備していることを特徴とする。
スラブは約15％以上のＳｉＣ等の導電性材料を含有する
ＢｅＯ等の誘電体材料で構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は結合空洞進行波管（ＴＷ
Ｔ）およびクライストロンのような直線ビーム空洞回
路、特に信号増幅の改良された周波数応答特性を提供す
るためのこのような回路におけるＲＦ損失誘電体材料の
使用に関する。
Ｔ）およびクライストロンのような直線ビーム空洞回
路、特に信号増幅の改良された周波数応答特性を提供す
るためのこのような回路におけるＲＦ損失誘電体材料の
使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴＷＴおよびクライストロン等の直線ビ
ーム回路は、電磁界エネルギを増幅する方法で、電子流
を無線周波数（ＲＦ）電磁界と相互作用させる。ＴＷＴ
において、例えば電磁波は、電子流の通路の周囲に巻か
れた導電性のらせん、または導波管が電子の通路を横切
って効果的に前後に巻かれた構造の折曲げられた導波管
型等の低速波回路に沿って伝播する。低速波回路は回路
の軸方向の長さより著しく長い電磁波用の伝播路を提供
するため、進行波はほぼ電子ビームの速度で実効的に伝
播される。ビーム中の電子と進行波との間の相互作用
は、速度変調およびビーム電子の集群を生じさせる。結
果的に、電子ビームから低速波回路に沿って進行してい
る波へエネルギが伝送される。
ーム回路は、電磁界エネルギを増幅する方法で、電子流
を無線周波数（ＲＦ）電磁界と相互作用させる。ＴＷＴ
において、例えば電磁波は、電子流の通路の周囲に巻か
れた導電性のらせん、または導波管が電子の通路を横切
って効果的に前後に巻かれた構造の折曲げられた導波管
型等の低速波回路に沿って伝播する。低速波回路は回路
の軸方向の長さより著しく長い電磁波用の伝播路を提供
するため、進行波はほぼ電子ビームの速度で実効的に伝
播される。ビーム中の電子と進行波との間の相互作用
は、速度変調およびビーム電子の集群を生じさせる。結
果的に、電子ビームから低速波回路に沿って進行してい
る波へエネルギが伝送される。
【０００３】図１には、通常のＴＷＴ２の主な素子が示
されている。電子銃４は、電子ビームを発生して低速波
構造６中に供給する。電子ビームは静磁気集束磁界によ
って低速波構造を通して案内され、電子コレクタ８によ
って低速波構造６の反対側の端部で捕捉される。電磁波
はＲＦ入力結合器10を通って低速波構造６の一方の端部
に供給され、ＲＦ出力結合器12を通って低速波構造６の
反対側の端部から結合して取出される。ＴＷＴは、通常
通信、レーダおよびその他の適用のためにマイクロ波お
よびミリメートル波周波数で高度の信号増幅を行うため
に使用される。
されている。電子銃４は、電子ビームを発生して低速波
構造６中に供給する。電子ビームは静磁気集束磁界によ
って低速波構造を通して案内され、電子コレクタ８によ
って低速波構造６の反対側の端部で捕捉される。電磁波
はＲＦ入力結合器10を通って低速波構造６の一方の端部
に供給され、ＲＦ出力結合器12を通って低速波構造６の
反対側の端部から結合して取出される。ＴＷＴは、通常
通信、レーダおよびその他の適用のためにマイクロ波お
よびミリメートル波周波数で高度の信号増幅を行うため
に使用される。
【０００４】ＴＷＴおよびクライストロン等のその他の
直線ビーム管は、3.1 乃至3.5 ＧＨｚの所定の周波数帯
域にわたって動作するように構成されている。しかしな
がら、通常の装置はそれらの公称動作帯域内において異
なる周波数で均一でない増幅応答特性を示し、結合空洞
ＴＷＴはまた回路のＲＦ波を伝播することができる周波
数帯域の種々のカットオフでの発振にさらされる。特
に、ＴＷＴは最も低いパスバンドの高周波数カットオフ
で不安定になる傾向があり、これが動作帯域を含んでい
る。周波数応答特性を改良し、安定性を提供しようとす
る努力の過程で、ＲＦ損失セラミック“損失ボタン（lo
ss buttons）”がＴＷＴの内部空洞周辺に分布されてい
る。損失ボタンは、典型的にＳｉＣのような導電性材料
により混合された、或はドープされたＢｅＯまたはＭｇ
Ｏ等のセラミック材料から形成される。損失ボタンは典
型的に円筒形であり、それらの軸はＴＷＴ軸に平行であ
り、管壁に配置されている。
直線ビーム管は、3.1 乃至3.5 ＧＨｚの所定の周波数帯
域にわたって動作するように構成されている。しかしな
がら、通常の装置はそれらの公称動作帯域内において異
なる周波数で均一でない増幅応答特性を示し、結合空洞
ＴＷＴはまた回路のＲＦ波を伝播することができる周波
数帯域の種々のカットオフでの発振にさらされる。特
に、ＴＷＴは最も低いパスバンドの高周波数カットオフ
で不安定になる傾向があり、これが動作帯域を含んでい
る。周波数応答特性を改良し、安定性を提供しようとす
る努力の過程で、ＲＦ損失セラミック“損失ボタン（lo
ss buttons）”がＴＷＴの内部空洞周辺に分布されてい
る。損失ボタンは、典型的にＳｉＣのような導電性材料
により混合された、或はドープされたＢｅＯまたはＭｇ
Ｏ等のセラミック材料から形成される。損失ボタンは典
型的に円筒形であり、それらの軸はＴＷＴ軸に平行であ
り、管壁に配置されている。
【０００５】ＴＷＴの周波数応答特性を滑らかにするた
めに、“凹形の（reentrant)損失ボタン”が使用されて
いる。これらのボタンは、壁から回路空洞中に突出し、
管内のＲＦ波を中断することによって損失成分を導出す
る。非凹形または接線位置の損失ボタンもまた典型的に
使用され、ボタンのエッジは内部空洞壁に対する接線に
沿って位置している。非凹形の損失ボタンの機能は、パ
スバンドの上方カットオフ周波数付近の狭い周波数範囲
に対して損失を加えることである。これは、上方のカッ
トオフの不安定性を取除くために効果的に使用されるこ
とができるが、全ての動作周波数帯域にわたって管の増
幅応答特性を滑らかにするように設計されてはいない。
めに、“凹形の（reentrant)損失ボタン”が使用されて
いる。これらのボタンは、壁から回路空洞中に突出し、
管内のＲＦ波を中断することによって損失成分を導出す
る。非凹形または接線位置の損失ボタンもまた典型的に
使用され、ボタンのエッジは内部空洞壁に対する接線に
沿って位置している。非凹形の損失ボタンの機能は、パ
スバンドの上方カットオフ周波数付近の狭い周波数範囲
に対して損失を加えることである。これは、上方のカッ
トオフの不安定性を取除くために効果的に使用されるこ
とができるが、全ての動作周波数帯域にわたって管の増
幅応答特性を滑らかにするように設計されてはいない。
【０００６】動作帯域にわたる周波数応答特性を滑らか
にするために使用される凹形の損失ボタンの典型的に15
％以上のドーピングと対照的に、非凹形の損失ボタンは
典型的に１乃至５％のＳｉＣの比較的低いレベルでドー
プされている。凹形および非凹形の損失ボタンの使用
は、Grant 氏による米国特許第 3,602,766号明細書およ
びHant氏他による第 3,221,204号明細書においてそれぞ
れ記載されている。両特許明細書は、本発明の出願人で
あるヒューズエアクラフト社に譲渡された。結合空洞Ｔ
ＷＴおよびクライストロンは、文献（A.S.Gilmour,Jr.
氏による“Microwave Tubes ”，Artech House,Inc. ，
1986年， 201乃至209 頁および 302乃至313 頁）に記載
されている。
にするために使用される凹形の損失ボタンの典型的に15
％以上のドーピングと対照的に、非凹形の損失ボタンは
典型的に１乃至５％のＳｉＣの比較的低いレベルでドー
プされている。凹形および非凹形の損失ボタンの使用
は、Grant 氏による米国特許第 3,602,766号明細書およ
びHant氏他による第 3,221,204号明細書においてそれぞ
れ記載されている。両特許明細書は、本発明の出願人で
あるヒューズエアクラフト社に譲渡された。結合空洞Ｔ
ＷＴおよびクライストロンは、文献（A.S.Gilmour,Jr.
氏による“Microwave Tubes ”，Artech House,Inc. ，
1986年， 201乃至209 頁および 302乃至313 頁）に記載
されている。
【０００７】凹形および非凹形の両損失ボタンは、典型
的にそれらが動作するように構成された周波数に対する
ボタン内の約半分のフィールド波長に等しい直径を有す
る。損失ボタンが設定された導電性管壁は、壁において
平行なフィールド成分を欠いており、またボタン中の主
要電界成分は、ボタン軸に平行であるビーム軸の方向の
成分であるため、ボタンの直径の両端部のフィールドは
典型的に低いかまたはゼロ値である。ボタン中のフィー
ルドのほぼ半分の波長に等しい直径により、共振状態が
得られる。低いパーセンテージの損失成分を含む材料か
ら形成されている非凹形ボタンは周波数感応性が高く、
高いＱ係数を有する。それらは、狭い周波数範囲にわた
って著しい損失を生じさせることができる。高いパーセ
ンテージの損失成分を含む材料から形成されている凹形
ボタンは、広く浅い損失応答特性を有する。
的にそれらが動作するように構成された周波数に対する
ボタン内の約半分のフィールド波長に等しい直径を有す
る。損失ボタンが設定された導電性管壁は、壁において
平行なフィールド成分を欠いており、またボタン中の主
要電界成分は、ボタン軸に平行であるビーム軸の方向の
成分であるため、ボタンの直径の両端部のフィールドは
典型的に低いかまたはゼロ値である。ボタン中のフィー
ルドのほぼ半分の波長に等しい直径により、共振状態が
得られる。低いパーセンテージの損失成分を含む材料か
ら形成されている非凹形ボタンは周波数感応性が高く、
高いＱ係数を有する。それらは、狭い周波数範囲にわた
って著しい損失を生じさせることができる。高いパーセ
ンテージの損失成分を含む材料から形成されている凹形
ボタンは、広く浅い損失応答特性を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】凹形ボタンは管の周波
数応答特性を滑らかにするのに効果的であるが、それら
は内部空洞反射を生じさせることによって管の端部にお
ける回路“整合”を妨害する傾向がある。このような不
整合は増幅応答におけるリップルの原因であり、損失を
滑らかにする効果を相殺する。実際に、凹形ボタンを備
えた管は許容可能な整合を達成するために製造時に多大
な努力を必要とする。さらに、それらは特に所定のボタ
ン寸法および質量に対して導入した損失量に関して有効
ではない。非凹形ボタン損失は、カットオフ領域におい
て大量の損失を提供することができるが、それらは動作
帯域にわたる周波数応答特性を滑らかにすることにおい
て効果的ではない。
数応答特性を滑らかにするのに効果的であるが、それら
は内部空洞反射を生じさせることによって管の端部にお
ける回路“整合”を妨害する傾向がある。このような不
整合は増幅応答におけるリップルの原因であり、損失を
滑らかにする効果を相殺する。実際に、凹形ボタンを備
えた管は許容可能な整合を達成するために製造時に多大
な努力を必要とする。さらに、それらは特に所定のボタ
ン寸法および質量に対して導入した損失量に関して有効
ではない。非凹形ボタン損失は、カットオフ領域におい
て大量の損失を提供することができるが、それらは動作
帯域にわたる周波数応答特性を滑らかにすることにおい
て効果的ではない。
【０００９】周波数応答特性を滑らかにする別の方法
は、管の内側空洞壁に沿ってＲＦ損失被覆を設けること
である。この技術は、米国特許第 3,453,491号明細書に
記載されている。しかしながら、それは理想にほど遠
い。損失ボタンより複雑な処理が要求され、被覆が提供
できる損失の量は比較的制限されている。
は、管の内側空洞壁に沿ってＲＦ損失被覆を設けること
である。この技術は、米国特許第 3,453,491号明細書に
記載されている。しかしながら、それは理想にほど遠
い。損失ボタンより複雑な処理が要求され、被覆が提供
できる損失の量は比較的制限されている。
【００１０】広帯域のクライストロンにおいて、入力空
洞と出力空洞との間の空洞は動作帯域またはその近くの
特定の周波数で共振するように設計され、共振は最適な
広帯域応答に対して定められた幅（空洞Ｑの値）を有す
る。空洞Ｑは、ＲＦ損失を含み、結合空洞回路のように
損失被覆または損失セラミック素子を使用することによ
って制御されてもよい。
洞と出力空洞との間の空洞は動作帯域またはその近くの
特定の周波数で共振するように設計され、共振は最適な
広帯域応答に対して定められた幅（空洞Ｑの値）を有す
る。空洞Ｑは、ＲＦ損失を含み、結合空洞回路のように
損失被覆または損失セラミック素子を使用することによ
って制御されてもよい。
【００１１】本発明の目的は、カットオフ周波数で発振
を生ぜずに滑らかな広帯域応答特性を提供するためにＲ
Ｆ損失誘電体材料を効果的に使用し、複雑な処理なしに
必要とされる損失材料が比較的少量であり、低いパワー
反射を有し、良好な回路整合を行う広いスペクトル結合
空洞回路を提供することである。この技術はまた広帯域
クライストロン回路に適用可能であり、効果的で良好に
制御された方法で要求される空洞のＱの低い値を実現す
る。
を生ぜずに滑らかな広帯域応答特性を提供するためにＲ
Ｆ損失誘電体材料を効果的に使用し、複雑な処理なしに
必要とされる損失材料が比較的少量であり、低いパワー
反射を有し、良好な回路整合を行う広いスペクトル結合
空洞回路を提供することである。この技術はまた広帯域
クライストロン回路に適用可能であり、効果的で良好に
制御された方法で要求される空洞のＱの低い値を実現す
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】これらの目的は、広い周
波数帯域にわたって損失応答特性を示し、スラブ内に導
入された波長の約１／４の厚さを有することが好ましい
ＲＦ損失誘電体スラブの形態の新しいタイプの損失部材
を使用することにより達成される。類似した広帯域周波
数応答特性を提供するためにその他の幾何学的な構造も
使用できるが、スラブは非凹形であり、平坦な内面およ
び外面を有していることが好ましい。スラブに対して使
用される材料は従来の非凹形損失ボタンと同じにするこ
とができるが、損失材料のより効果的な使用が実現さ
れ、従来の非凹形損失ボタンと関連した回路不整合が回
避されることができる。
波数帯域にわたって損失応答特性を示し、スラブ内に導
入された波長の約１／４の厚さを有することが好ましい
ＲＦ損失誘電体スラブの形態の新しいタイプの損失部材
を使用することにより達成される。類似した広帯域周波
数応答特性を提供するためにその他の幾何学的な構造も
使用できるが、スラブは非凹形であり、平坦な内面およ
び外面を有していることが好ましい。スラブに対して使
用される材料は従来の非凹形損失ボタンと同じにするこ
とができるが、損失材料のより効果的な使用が実現さ
れ、従来の非凹形損失ボタンと関連した回路不整合が回
避されることができる。
【００１３】
【実施例】本発明のこれらおよびその他の特徴および利
点は、以下の詳細な説明および添付図面から当業者に明
らかになるであろう。本発明は主に結合空洞ＴＷＴに適
用される。図２には、このタイプの装置用の低速波構造
６が示されており、 Davisおよび Tammaru氏による米国
特許第 5,162,697号明細書に記載されている。それは、
駆動段14および出力部16を含んでいる。駆動段14は、分
離部22によって入力部18および中央部20に分割される。
分離部22は、増幅部分における過度の利得による発振を
結果的に生じさせる可能性が高い反射波を制限し、典型
的に実質的に全ての進行波を吸収し、一方で速度変調さ
れた電子ビームが影響を受けずに通過することを可能に
する高い損失材料を含んでいる。中央部分20に入射した
電子ビームは、それ自身が電子ビームと相互作用して付
加的な信号利得を生成する新しい進行波を発生する。
点は、以下の詳細な説明および添付図面から当業者に明
らかになるであろう。本発明は主に結合空洞ＴＷＴに適
用される。図２には、このタイプの装置用の低速波構造
６が示されており、 Davisおよび Tammaru氏による米国
特許第 5,162,697号明細書に記載されている。それは、
駆動段14および出力部16を含んでいる。駆動段14は、分
離部22によって入力部18および中央部20に分割される。
分離部22は、増幅部分における過度の利得による発振を
結果的に生じさせる可能性が高い反射波を制限し、典型
的に実質的に全ての進行波を吸収し、一方で速度変調さ
れた電子ビームが影響を受けずに通過することを可能に
する高い損失材料を含んでいる。中央部分20に入射した
電子ビームは、それ自身が電子ビームと相互作用して付
加的な信号利得を生成する新しい進行波を発生する。
【００１４】分離部22と同じ機能を提供する別の分離部
24は、駆動段14と出力部16との間に位置されている。出
力部16は典型的に主要部26および速度テーパ部28を含
み、主要部26は実質的に駆動段14と同じ位相速度で動作
する。速度テーパ部28は減少された位相速度で動作し、
電子ビームの軸方向の速度減少と進行波の位相速度減少
を一致させるためのいくつかのサブセクション（示され
ていない）を含んでいてもよい。その目的は、有効なビ
ーム波相互作用領域を拡大することによってパワー変換
効率を高めることである。
24は、駆動段14と出力部16との間に位置されている。出
力部16は典型的に主要部26および速度テーパ部28を含
み、主要部26は実質的に駆動段14と同じ位相速度で動作
する。速度テーパ部28は減少された位相速度で動作し、
電子ビームの軸方向の速度減少と進行波の位相速度減少
を一致させるためのいくつかのサブセクション（示され
ていない）を含んでいてもよい。その目的は、有効なビ
ーム波相互作用領域を拡大することによってパワー変換
効率を高めることである。
【００１５】部分18、20、26および28は、類似の結合空
洞構造を有する。本発明によると、特別に構成されたＲ
Ｆ損失誘電体スラブは、カットオフ周波数で発振を生ぜ
ずにその動作周波数範囲全体にわたってほぼ均一な管応
答特性を提供するように各部分の空洞に付加されること
ができる。損失スラブは、一般にこれらの領域における
高いＲＦパワーレベルのために速度テーパ部28および主
要出力部26の高いパワー端部から取除かれる。これらの
位置に損失スラブを設けた場合、結果的にＲＦ効率が損
なわれ、過度の熱が発生する。
洞構造を有する。本発明によると、特別に構成されたＲ
Ｆ損失誘電体スラブは、カットオフ周波数で発振を生ぜ
ずにその動作周波数範囲全体にわたってほぼ均一な管応
答特性を提供するように各部分の空洞に付加されること
ができる。損失スラブは、一般にこれらの領域における
高いＲＦパワーレベルのために速度テーパ部28および主
要出力部26の高いパワー端部から取除かれる。これらの
位置に損失スラブを設けた場合、結果的にＲＦ効率が損
なわれ、過度の熱が発生する。
【００１６】主要部26等の損失スラブを使用する低速波
部分は、図３乃至５に示されている（図５は、図３に示
されている６個の空洞のうちの３個の素子だけを含
む）。この部分は、典型的にブレージングによってそれ
らの外側周辺部で機械的に接合された交互に位置した金
属スペーサリング36およびディスク38から形成される。
各空洞40は、スペーサリング36の開口内においてそれぞ
れ連続した１対のディスク38の間に定められる。各ディ
スクは、電子ビームを伝播するための中央管状部分42
と、管状部分42とスペーサリング36の固体部分との間の
空洞壁中のスロット44を含んでいる。スロット44は垂直
面に沿った方向に設けられ、各連続したディスクのスロ
ットは直前および直後のディスクに関して 180°で交互
するように配置されている。この構造は、折曲げられた
導波管と呼ばれる。ＲＦ波はスロットを通って１つの空
洞中を上方に伝播し、隣接した空洞に向かって下方に伝
播するため、電界の方向は逆になる。したがって、空洞
間に 180°の位相シフトが基本的に存在し、さらに波が
１つの空洞から次のものに伝播するために必要な時間と
関連した付加的な位相遅延が存在している。図面に示さ
れている交互のスロット配列の代わりに、結合空洞ＴＷ
Ｔはまた180 °より小さいある角度だけずらされるか、
或はある空洞と次の空洞が整列されたスロットを使用す
ることができ、回路は１ディスク当たり１より多くのス
ロットを有することができる。
部分は、図３乃至５に示されている（図５は、図３に示
されている６個の空洞のうちの３個の素子だけを含
む）。この部分は、典型的にブレージングによってそれ
らの外側周辺部で機械的に接合された交互に位置した金
属スペーサリング36およびディスク38から形成される。
各空洞40は、スペーサリング36の開口内においてそれぞ
れ連続した１対のディスク38の間に定められる。各ディ
スクは、電子ビームを伝播するための中央管状部分42
と、管状部分42とスペーサリング36の固体部分との間の
空洞壁中のスロット44を含んでいる。スロット44は垂直
面に沿った方向に設けられ、各連続したディスクのスロ
ットは直前および直後のディスクに関して 180°で交互
するように配置されている。この構造は、折曲げられた
導波管と呼ばれる。ＲＦ波はスロットを通って１つの空
洞中を上方に伝播し、隣接した空洞に向かって下方に伝
播するため、電界の方向は逆になる。したがって、空洞
間に 180°の位相シフトが基本的に存在し、さらに波が
１つの空洞から次のものに伝播するために必要な時間と
関連した付加的な位相遅延が存在している。図面に示さ
れている交互のスロット配列の代わりに、結合空洞ＴＷ
Ｔはまた180 °より小さいある角度だけずらされるか、
或はある空洞と次の空洞が整列されたスロットを使用す
ることができ、回路は１ディスク当たり１より多くのス
ロットを有することができる。
【００１７】本発明によると、特別に設計された損失ス
ラブ46がスペーサリング36によって定められたＴＷＴ壁
の一部分内に位置されている。より多数または少数の損
失スラブが使用されることができるが、スペーサリング
36の両側上の管の水平方向の直径に沿って位置された各
空洞に対して、２個の損失スラブ46が使用されることが
好ましい。この配列は、管の全体的パスバンドにわたる
ＲＦ損失を高度に均一にする。損失スラブは管の垂直方
向の直径に沿って位置されることもできるが、結果とし
て周波数パスバンドの下方端部での損失を著しく減少さ
せる。図３において、損失スラブ46は最初の４個の空洞
に対してのみ示されている。右側の最後の２個の空洞
は、その下方パワー端部だけで損失スラブを使用する主
要低速波部分26を示すために損失スラブなしで示されて
いる。
ラブ46がスペーサリング36によって定められたＴＷＴ壁
の一部分内に位置されている。より多数または少数の損
失スラブが使用されることができるが、スペーサリング
36の両側上の管の水平方向の直径に沿って位置された各
空洞に対して、２個の損失スラブ46が使用されることが
好ましい。この配列は、管の全体的パスバンドにわたる
ＲＦ損失を高度に均一にする。損失スラブは管の垂直方
向の直径に沿って位置されることもできるが、結果とし
て周波数パスバンドの下方端部での損失を著しく減少さ
せる。図３において、損失スラブ46は最初の４個の空洞
に対してのみ示されている。右側の最後の２個の空洞
は、その下方パワー端部だけで損失スラブを使用する主
要低速波部分26を示すために損失スラブなしで示されて
いる。
【００１８】損失スラブ46は、管を通って伝播するＲＦ
波に対する広帯域応答を行うように特別に構成されてい
る。この考えは汎用ＴＷＴ空洞48が概略的に示されてい
る図６のａおよびｂに示されており、この空洞48は図６
のａでは本発明の損失スラブ46を備え、図６のｂでは通
常の損失ボタン50を備えている。（スラブと損失ボタン
との間の概念上の相違を明瞭に示すために、後者は典型
的な円筒型の形状と対照的な方形断面で表わされてい
る）。電界52および54の大きさで表されるように、主空
洞中の所定のパワーレベルに対して、各場合において損
失セラミックで吸収されるパワー量は損失材料の特性お
よび損失素子の大きさに依存している。
波に対する広帯域応答を行うように特別に構成されてい
る。この考えは汎用ＴＷＴ空洞48が概略的に示されてい
る図６のａおよびｂに示されており、この空洞48は図６
のａでは本発明の損失スラブ46を備え、図６のｂでは通
常の損失ボタン50を備えている。（スラブと損失ボタン
との間の概念上の相違を明瞭に示すために、後者は典型
的な円筒型の形状と対照的な方形断面で表わされてい
る）。電界52および54の大きさで表されるように、主空
洞中の所定のパワーレベルに対して、各場合において損
失セラミックで吸収されるパワー量は損失材料の特性お
よび損失素子の大きさに依存している。
【００１９】所定の動作周波数における最大パワー吸収
は、損失スラブの厚さがスラブ中で発生された波長λs
のほぼ１／４のときに達成される。本発明は、ＲＦ損失
が所望される周波数帯域のλs ／４にほぼ等しい厚さを
損失スラブ46に与えることによってこの特性を利用す
る。結果的な電界パターン51は、図６のａの下方に示さ
れているように、損失スラブ46内に非共振パターンを形
成する。スラブ内のフィールド波形51は、誘電定数の差
のために空にされた空洞内のフィールド波形52より短い
波長を有することに留意されたい。
は、損失スラブの厚さがスラブ中で発生された波長λs
のほぼ１／４のときに達成される。本発明は、ＲＦ損失
が所望される周波数帯域のλs ／４にほぼ等しい厚さを
損失スラブ46に与えることによってこの特性を利用す
る。結果的な電界パターン51は、図６のａの下方に示さ
れているように、損失スラブ46内に非共振パターンを形
成する。スラブ内のフィールド波形51は、誘電定数の差
のために空にされた空洞内のフィールド波形52より短い
波長を有することに留意されたい。
【００２０】スラブ46中の１／４波長の非共振フィール
ドは、スラブ46の２倍の厚さを有するより一般的な損失
ボタン50と対照的である。維持された共振での損失ボタ
ン中のフィールドは、図６のｂの下部に示されているよ
うに、１／２波長のパターン53を形成する。空洞中のよ
り長いフィールドパターンは、参照符号54によって示さ
れている。損失スラブ46および損失ボタン50が同じ材料
から形成されている場合、結果的に２つの厚さの差の係
数が生じる。損失ボタンが従来の非凹形共振損失ボタン
のように低い誘電定数を持つ低い割合の導電材料を有し
ている場合、ボタンは共振を行うためにもっと厚くな
る。
ドは、スラブ46の２倍の厚さを有するより一般的な損失
ボタン50と対照的である。維持された共振での損失ボタ
ン中のフィールドは、図６のｂの下部に示されているよ
うに、１／２波長のパターン53を形成する。空洞中のよ
り長いフィールドパターンは、参照符号54によって示さ
れている。損失スラブ46および損失ボタン50が同じ材料
から形成されている場合、結果的に２つの厚さの差の係
数が生じる。損失ボタンが従来の非凹形共振損失ボタン
のように低い誘電定数を持つ低い割合の導電材料を有し
ている場合、ボタンは共振を行うためにもっと厚くな
る。
【００２１】低いＱを有する損失スラブ46と、高いＱを
有する共振ボタン58との間の差を示す別の方法は、スラ
ブ中のフィールドがＴＷＴからの駆動フィールドによっ
て維持されない場合に急速に消滅することである。管か
らスラブまでの結合は、それがパワーを吸収している場
合、スラブ内にフィールドを維持するために強くなけれ
ばならない。ほぼ１／４波長に等しいスラブの厚さで
は、スラブ中のフィールド振幅は空洞による結合平面で
最大である。対照的に、共振素子50ではフィールドはボ
タン内において自給式である。フィールドは本質的にそ
れら自身を維持し、少量のパワーだけが共振を維持する
ために管から結合されるために必要とされる。したがっ
て、１／４波長のスラブ46は高度のＲＦ損失との強い結
合を管に与え、一方において通常の１／２波長のボタン
50が与える損失量は低い。
有する共振ボタン58との間の差を示す別の方法は、スラ
ブ中のフィールドがＴＷＴからの駆動フィールドによっ
て維持されない場合に急速に消滅することである。管か
らスラブまでの結合は、それがパワーを吸収している場
合、スラブ内にフィールドを維持するために強くなけれ
ばならない。ほぼ１／４波長に等しいスラブの厚さで
は、スラブ中のフィールド振幅は空洞による結合平面で
最大である。対照的に、共振素子50ではフィールドはボ
タン内において自給式である。フィールドは本質的にそ
れら自身を維持し、少量のパワーだけが共振を維持する
ために管から結合されるために必要とされる。したがっ
て、１／４波長のスラブ46は高度のＲＦ損失との強い結
合を管に与え、一方において通常の１／２波長のボタン
50が与える損失量は低い。
【００２２】図４において、損失スラブ46は空洞の内部
方向に向いた１つの面46i と、金属スペーサリング36と
接触している反対側の面46o を有している。面46o にお
ける導電金属は、図６のａに示されているように、この
表面において電界（特に、主要成分であるその軸方向の
成分）をゼロに維持する。実際のＴＷＴに存在している
スラブ面46o と金属面との間の小さいギャップは、スラ
ブ中のフィールド特性をあまり変化しない。
方向に向いた１つの面46i と、金属スペーサリング36と
接触している反対側の面46o を有している。面46o にお
ける導電金属は、図６のａに示されているように、この
表面において電界（特に、主要成分であるその軸方向の
成分）をゼロに維持する。実際のＴＷＴに存在している
スラブ面46o と金属面との間の小さいギャップは、スラ
ブ中のフィールド特性をあまり変化しない。
【００２３】損失スラブに好ましい誘電材料は、高い熱
伝導率を有するＢｅＯである。ＭｇＯはまた以前から損
失ボタンに使用されている。ＡｌＮおよびＡｌ2 Ｏ
3 は、候補となる別の材料である。ＳｉＣは誘電体と混
合される通常の導電性のドーパント材料であるが、Ｔｉ
Ｃ等のその他の材料もまた使用されてもよい。ＢｅＯ／
ＳｉＯの混合物に関して、ＳｉＣの割合は15％以上でな
ければならず、所望の低いＱを提供するにはほぼ40％の
割合が好ましい。
伝導率を有するＢｅＯである。ＭｇＯはまた以前から損
失ボタンに使用されている。ＡｌＮおよびＡｌ2 Ｏ
3 は、候補となる別の材料である。ＳｉＣは誘電体と混
合される通常の導電性のドーパント材料であるが、Ｔｉ
Ｃ等のその他の材料もまた使用されてもよい。ＢｅＯ／
ＳｉＯの混合物に関して、ＳｉＣの割合は15％以上でな
ければならず、所望の低いＱを提供するにはほぼ40％の
割合が好ましい。
【００２４】損失スラブ46は、一般に損失スラブに対応
した形状にリング中に開口を加工し、その後開口中にス
ラブを挿入することによってそれらの各スペーサリング
36内の位置に保持される。スラブは、管が組立てられた
ときにリングの両側のスロットを付けられたディスクに
より横方向に移動しないように保持され、スラブの半径
方向の移動はスラブの形状およびその対応したリング開
口によっておよび、または機械的な固定機構のいずれか
によって阻止される。種々の可能なスラブ構造は、図７
のａ乃至ｆに示されている。
した形状にリング中に開口を加工し、その後開口中にス
ラブを挿入することによってそれらの各スペーサリング
36内の位置に保持される。スラブは、管が組立てられた
ときにリングの両側のスロットを付けられたディスクに
より横方向に移動しないように保持され、スラブの半径
方向の移動はスラブの形状およびその対応したリング開
口によっておよび、または機械的な固定機構のいずれか
によって阻止される。種々の可能なスラブ構造は、図７
のａ乃至ｆに示されている。
【００２５】図７のａにおいて、スラブ46ａは方形断面
を有し、その内面は空洞の円形の周辺に接する。それが
与えるＲＦ損失の量は、スラブの上端および下端から広
がるアイリス56によりスラブ開口を拡大することによっ
て増加される。これは、管内のＲＦ磁界がスラブ中にさ
らに深く拡大し、それによってさらに強い結合を行うこ
とを可能にする。スラブ開口のフレアが結合空洞回路に
おいて良好な整合を維持し難くすることは認められてい
ない。ＲＦ損失を高める別の方法は図７のｂに示されて
おり、ここにおいてスラブ46ｂは空洞に関して凹形の位
置を有している。実際的な方法として、この方法で付加
されることができる損失の量は、凹形が少量でも大きく
なった場合には回路整合が劣化されるため、さらに制限
される。
を有し、その内面は空洞の円形の周辺に接する。それが
与えるＲＦ損失の量は、スラブの上端および下端から広
がるアイリス56によりスラブ開口を拡大することによっ
て増加される。これは、管内のＲＦ磁界がスラブ中にさ
らに深く拡大し、それによってさらに強い結合を行うこ
とを可能にする。スラブ開口のフレアが結合空洞回路に
おいて良好な整合を維持し難くすることは認められてい
ない。ＲＦ損失を高める別の方法は図７のｂに示されて
おり、ここにおいてスラブ46ｂは空洞に関して凹形の位
置を有している。実際的な方法として、この方法で付加
されることができる損失の量は、凹形が少量でも大きく
なった場合には回路整合が劣化されるため、さらに制限
される。
【００２６】図７のａおよびｂに示されているスラブ46
ａおよび46ｂは、活性金属ブレージングによってそれら
の各スペーサリング開口内に保持されている。しかしな
がら、スラブセラミックと典型的にスペーサリングに使
用される銅の異なる熱膨脹率のために、ブレーズされた
接合部は温度変化のストレスを受ける。接合部故障の危
険を軽減する１つの方法は、スラブとスペーサリングの
結合面との間にフレキシブルな銅の波状フィン材料の層
を設けることである。絶縁セラミックシリンダにコレク
タ電極をブレージングするのに適用されるようなこの技
術は、Hart氏他による米国特許第 4,504,762号明細書に
記載されている。スラブはまた図７のｃ乃至ｆに示され
ているように機械的に保持されることができる。
ａおよび46ｂは、活性金属ブレージングによってそれら
の各スペーサリング開口内に保持されている。しかしな
がら、スラブセラミックと典型的にスペーサリングに使
用される銅の異なる熱膨脹率のために、ブレーズされた
接合部は温度変化のストレスを受ける。接合部故障の危
険を軽減する１つの方法は、スラブとスペーサリングの
結合面との間にフレキシブルな銅の波状フィン材料の層
を設けることである。絶縁セラミックシリンダにコレク
タ電極をブレージングするのに適用されるようなこの技
術は、Hart氏他による米国特許第 4,504,762号明細書に
記載されている。スラブはまた図７のｃ乃至ｆに示され
ているように機械的に保持されることができる。
【００２７】図７のｃにおいて、スラブ46ｃおよびスペ
ーサリング36中の結合開口は台形であり、開口の内側端
部において最大の大きさを有し、空洞のエッジに沿って
最小の大きさを有する。図７のｄにおいて、スラブ46ｄ
は長方形であり、スラブを位置に保持するために上方お
よび下方スラブエッジ並びにリング開口の結合面に沿っ
た溝中に設置された小さいピン58を備えている。図７の
ｅにおいて、スラブ46ｅの内側端部はスラブがはずれる
ことを防止するためにリング開口中の対応したスロット
と結合する一体の上方および下方の拡大部60を含む。図
７のｆにおいて、スラブ46ｆは円筒型の損失ボタンから
形成されており、このボタンの後方の半分は研磨されて
取除かれ、金属プラグ62と置換されている。金属プラグ
62は、スペーサリング中の円筒型開口の後部との機械的
および電気的なインターフェイスを提供し、スラブ46ｆ
の半径はスラブ内の１／４波長にほぼ等しい。損失セラ
ミックの厚さはその上端および下端に向かって１／４波
長より少ないが、フィールドは導電性の包囲体のために
これらの端部においてゼロになり、フィールドエネルギ
の大部分は、厚さが１／４波長である１／２ボタンの中
央領域で集中される。
ーサリング36中の結合開口は台形であり、開口の内側端
部において最大の大きさを有し、空洞のエッジに沿って
最小の大きさを有する。図７のｄにおいて、スラブ46ｄ
は長方形であり、スラブを位置に保持するために上方お
よび下方スラブエッジ並びにリング開口の結合面に沿っ
た溝中に設置された小さいピン58を備えている。図７の
ｅにおいて、スラブ46ｅの内側端部はスラブがはずれる
ことを防止するためにリング開口中の対応したスロット
と結合する一体の上方および下方の拡大部60を含む。図
７のｆにおいて、スラブ46ｆは円筒型の損失ボタンから
形成されており、このボタンの後方の半分は研磨されて
取除かれ、金属プラグ62と置換されている。金属プラグ
62は、スペーサリング中の円筒型開口の後部との機械的
および電気的なインターフェイスを提供し、スラブ46ｆ
の半径はスラブ内の１／４波長にほぼ等しい。損失セラ
ミックの厚さはその上端および下端に向かって１／４波
長より少ないが、フィールドは導電性の包囲体のために
これらの端部においてゼロになり、フィールドエネルギ
の大部分は、厚さが１／４波長である１／２ボタンの中
央領域で集中される。
【００２８】図７のａに示された損失スラブは、 3.1乃
至3.5 ＧＨｚの周波数帯域にわたって動作するように設
計されたＴＷＴにおける本発明を説明するために使用さ
れた。空洞直径は4.496cm であり、一方スラブ46ａおよ
びスペーサリング36の長さ（空洞軸に平行な）は1.715c
m であった。スラブは厚さ（図７のａにおいて水平方向
の大きさ）が0.559cm であり、高さ（図７のａで垂直方
向の大きさ）が0.940cm である。アイリス56はスラブの
上端および下端において0.940cm の幅を有し、水平方向
に対して34°の角度で1.295cm の幅に拡大されている。
スラブ材料はＢｅＯ／ＳｉＣであり、40％のＳｉＣ成分
を含んでいた。
至3.5 ＧＨｚの周波数帯域にわたって動作するように設
計されたＴＷＴにおける本発明を説明するために使用さ
れた。空洞直径は4.496cm であり、一方スラブ46ａおよ
びスペーサリング36の長さ（空洞軸に平行な）は1.715c
m であった。スラブは厚さ（図７のａにおいて水平方向
の大きさ）が0.559cm であり、高さ（図７のａで垂直方
向の大きさ）が0.940cm である。アイリス56はスラブの
上端および下端において0.940cm の幅を有し、水平方向
に対して34°の角度で1.295cm の幅に拡大されている。
スラブ材料はＢｅＯ／ＳｉＣであり、40％のＳｉＣ成分
を含んでいた。
【００２９】スラブ内の波長λs は、金属リング中に保
持されているとき、式： λs ＝λo ［εr −（λo ／λc ）2 ］-1/2 から決定されることができる。ここで、λo は自由空間
波長（周波数によって除算された自由空間における光の
速度）であり、εr はスラブ材料の相対的誘電定数であ
り、λc はスラブの高さの２倍に等しいスラブ内のカッ
トオフ波長である。εr が45に等しい場合、3.3 ＧＨｚ
の中心動作周波数での１／４のスラブ波長は 0.488cmで
ある。0.559cm のスラブの厚さは 0.488cmの公称的な最
適厚さより少し大きいため、管は 3.1乃至3.5 ＧＨｚの
帯域にわたって１ｄＢ以下の利得リップルを示した。こ
れは、典型的に損失スラブなしで３ｄＢ以上の利得リッ
プルを示すこのタイプのＴＷＴにとって非常に顕著な改
良を示した。さらに、管は別々の上方カットオフ損失ボ
タンが使用されなくても、上方カットオフ周波数で発振
しなかった。１ｄＢ以下の利得リップルは、リップルが
通常非常に深刻である小さい信号駆動レベルで達成され
た。
持されているとき、式： λs ＝λo ［εr −（λo ／λc ）2 ］-1/2 から決定されることができる。ここで、λo は自由空間
波長（周波数によって除算された自由空間における光の
速度）であり、εr はスラブ材料の相対的誘電定数であ
り、λc はスラブの高さの２倍に等しいスラブ内のカッ
トオフ波長である。εr が45に等しい場合、3.3 ＧＨｚ
の中心動作周波数での１／４のスラブ波長は 0.488cmで
ある。0.559cm のスラブの厚さは 0.488cmの公称的な最
適厚さより少し大きいため、管は 3.1乃至3.5 ＧＨｚの
帯域にわたって１ｄＢ以下の利得リップルを示した。こ
れは、典型的に損失スラブなしで３ｄＢ以上の利得リッ
プルを示すこのタイプのＴＷＴにとって非常に顕著な改
良を示した。さらに、管は別々の上方カットオフ損失ボ
タンが使用されなくても、上方カットオフ周波数で発振
しなかった。１ｄＢ以下の利得リップルは、リップルが
通常非常に深刻である小さい信号駆動レベルで達成され
た。
【００３０】この説明は、スラブの厚さがスラブ内の１
／４波長にほぼ等しい場合に、著しい改良が得られるこ
とができることを示した。重要なことは、著しい損失量
により広帯域応答特性を与えるためにスラブの厚さが実
質的に１／２波長より１／４波長の共振ディメンション
に近いということである。
／４波長にほぼ等しい場合に、著しい改良が得られるこ
とができることを示した。重要なことは、著しい損失量
により広帯域応答特性を与えるためにスラブの厚さが実
質的に１／２波長より１／４波長の共振ディメンション
に近いということである。
【００３１】図８は、通常のクライストロン管64への本
発明の適用を示す。クライストロンは一方の端部の電子
銃66、反対側の端部の電子コレクタ68および中間の管構
造70を含んでいる。ＲＦ信号は、管の電子銃側の端部の
近くの入口ポート72を通って供給され、増幅されたＲＦ
信号は管のコレクタ側の端部の近くの出口ポート74を通
って抽出される。電子ビームＲＦ相互作用が管に沿って
連続的に行われ、ＲＦエネルギが電子ビームによって伝
達されることに加えて、相互作用構造に沿って伝播する
結合空洞ＴＷＴとは対照的に、クライストロンでは相互
作用はビームに沿ってディスクリートな位置で発生し、
ＲＦ信号はビームによってのみ空洞から空洞へと伝達さ
れる。クライストロン相互作用空洞は符号76によって示
され、損失スラブ78は空洞のエッジの周囲に位置されて
いる。いくつかの場合には、中間空洞は、結合空洞回路
のようにスロットを通って結合され、共振複合空洞を形
成する２以上の空洞から構成されてもよい。いずれの場
合でも、中間空洞は進行波モードでなく共振モードで動
作し、共振のＱは重要な設計パラメータである。損失ス
ラブは、それがスラブの数および各スラブと空洞との間
の結合強度に依存しており、また結合は結合アイリスの
拡大量または凹形によって調節されることができるた
め、所望の空洞Ｑを達成するために効果的に使用される
ことが可能である。
発明の適用を示す。クライストロンは一方の端部の電子
銃66、反対側の端部の電子コレクタ68および中間の管構
造70を含んでいる。ＲＦ信号は、管の電子銃側の端部の
近くの入口ポート72を通って供給され、増幅されたＲＦ
信号は管のコレクタ側の端部の近くの出口ポート74を通
って抽出される。電子ビームＲＦ相互作用が管に沿って
連続的に行われ、ＲＦエネルギが電子ビームによって伝
達されることに加えて、相互作用構造に沿って伝播する
結合空洞ＴＷＴとは対照的に、クライストロンでは相互
作用はビームに沿ってディスクリートな位置で発生し、
ＲＦ信号はビームによってのみ空洞から空洞へと伝達さ
れる。クライストロン相互作用空洞は符号76によって示
され、損失スラブ78は空洞のエッジの周囲に位置されて
いる。いくつかの場合には、中間空洞は、結合空洞回路
のようにスロットを通って結合され、共振複合空洞を形
成する２以上の空洞から構成されてもよい。いずれの場
合でも、中間空洞は進行波モードでなく共振モードで動
作し、共振のＱは重要な設計パラメータである。損失ス
ラブは、それがスラブの数および各スラブと空洞との間
の結合強度に依存しており、また結合は結合アイリスの
拡大量または凹形によって調節されることができるた
め、所望の空洞Ｑを達成するために効果的に使用される
ことが可能である。
【００３２】本発明のいくつかの異なる実施例を図示
し、説明してきたが、多数の変形および別の実施例が当
業者により認識されるであろう。したがって、本発明は
添付された特許請求の範囲によってのみ制限されるもの
である。
し、説明してきたが、多数の変形および別の実施例が当
業者により認識されるであろう。したがって、本発明は
添付された特許請求の範囲によってのみ制限されるもの
である。
【図１】上記の通常のＴＷＴのブロック図。
【図２】本発明が適用可能な結合空洞ＴＷＴに対する通
常の低速波構造のブロック図。
常の低速波構造のブロック図。
【図３】結合空洞ＴＷＴの一部分における本発明の使用
を示した断面図。
を示した断面図。
【図４】図３のライン４−４における断面図。
【図５】図３の結合空洞部分の一部分の分解斜視図。
【図６】本発明において使用されるスラブと従来技術の
損失ボタンとの間のＲＦフィールドパターンの相違を示
した波形図。
損失ボタンとの間のＲＦフィールドパターンの相違を示
した波形図。
【図７】ＲＦ損失スラブの異なる可能な構造を示した部
分的な断面図。
分的な断面図。
【図８】本発明のクライストロンに対する適用を示した
ブロック図。
ブロック図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリスチン・ジー・ソーマ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90277、レドンド・ビーチ、サウス・ルシ ア・アベニュー 114−エー (72)発明者 ロジャー・エス・ホリスター アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90505、トーランス、カルムヒル・ドライ ブ 26017 (72)発明者 ロバート・ジー・リプレイ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90274、ランチョ・パロス・バーデス、ロ ングヒル・ドライブ 27569
Claims (19)
- 【請求項１】 電子ビーム無線周波数電磁波相互作用領
域を包囲する管壁を有し、予め定められた動作周波数範
囲内に無線周波数フィールドを支持するように構成され
ている管と、 前記管壁中の複数の開口と、 前記開口に設置され、前記管の内部に露出され、前記周
波数範囲内で管中の無線周波数フィールドに実質的に非
共振無線周波数損失位置を提供するように構成されてい
る無線周波数損失誘電体材料の各スラブとを具備してい
ることを特徴とする周波数の関数として滑らかにされた
無線周波数増幅を行う直線ビーム管。 - 【請求項２】 前記スラブは前記管の内部に面して露出
された内側と、前記管の内部と反対側の外側とを有し、
さらに前記スラブの外側に近接した導電性の表面を含ん
でいる請求項１記載の直線ビーム管。 - 【請求項３】 前記スラブは前記管の内部に面して露出
された内側と、前記管の内部と反対側にあり、それから
遮蔽された外側とを有し、さらに前記スラブの内側は実
質的に平坦である請求項２記載の直線ビーム管。 - 【請求項４】 前記スラブの外側はまた実質的に平坦で
ある請求項２記載の直線ビーム管。 - 【請求項５】 前記管は結合空洞進行波管であり、各ス
ラブが前記結合空洞進行波管の多数の空洞中に配置され
ている請求項１記載の直線ビーム管。 - 【請求項６】 前記結合空洞進行波管は低い無線周波数
パワー入力と、高い無線周波数パワー出力との間に多数
の空洞を有し、前記スラブは前記高い無線周波数パワー
出力の近くの１以上の空洞には設けられていない請求項
５記載の直線ビーム管。 - 【請求項７】 前記管はクライストロンである請求項１
記載の直線ビーム管。 - 【請求項８】 前記スラブは実質的に管壁の接平面に沿
って配置された実質的に平坦な内側を有している請求項
１記載の直線ビーム管。 - 【請求項９】 管中の少なくともいくつかの前記開口
は、管壁の内面に沿ってそれらの各スラブの対向したエ
ッジから横方向に拡張されている請求項１記載の直線ビ
ーム管。 - 【請求項１０】 前記スラブは少なくとも約15％の導電
性ドーピング材料を含有する誘電体材料で構成されてい
る請求項１記載の直線ビーム管。 - 【請求項１１】 電子ビーム無線周波数電磁界相互作用
領域を包囲する管壁を有し、予め定められた動作周波数
範囲内に無線周波数フィールドを支持するように構成さ
れている管と、 前記管壁中の複数の開口と、 前記管の内部に面して露出された各内側と、前記管の内
部と反対側の外側とを有し、前記動作周波数範囲内で管
中に設置された無線周波数に対してスラブ内で約１／４
波長の各厚さを有している前記開口に含まれた無線周波
数損失材料の各スラブと、 前記スラブの外側に近接している導電性表面とを具備し
ていることを特徴とする周波数の関数として滑らかにさ
れた無線周波数増幅を行う直線ビーム管。 - 【請求項１２】 前記スラブの内側は実質的に平坦であ
る請求項１１記載の直線ビーム管。 - 【請求項１３】 前記スラブの外側は実質的に平坦であ
る請求項１１記載の直線ビーム管。 - 【請求項１４】 前記管は結合空洞進行波管であり、各
スラブが前記結合空洞進行波管の多数の空洞中に配置さ
れている請求項１１記載の直線ビーム管。 - 【請求項１５】 前記結合空洞進行波管は低い無線周波
数パワー入力領域と、高い無線周波数パワー出力領域と
の間に多数の空洞を有し、前記スラブは前記高い無線周
波数パワー出力領域の近くの１以上の空洞には設けられ
ていない請求項１４記載の直線ビーム管。 - 【請求項１６】 前記管はクライストロンである請求項
１１記載の直線ビーム管。 - 【請求項１７】 前記スラブは実質的に管壁の接平面に
沿って配置された実質的に平坦な内側を有している請求
項１１記載の直線ビーム管。 - 【請求項１８】 管中の少なくともいくつかの前記開口
は、管壁の内面に沿ってそれらの各スラブの対向したエ
ッジから横方向に拡張されている請求項１１記載の直線
ビーム管。 - 【請求項１９】 前記スラブは少なくとも約15％の導電
性ドーピング材料を含有する誘電体材料で構成されてい
る請求項１１記載の直線ビーム管。
Applications Claiming Priority (2)
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| US08/171,292 US5477107A (en) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | Linear-beam cavity circuits with non-resonant RF loss slabs |
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| JP (1) | JPH07262931A (ja) |
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| DE69406256T2 (de) | 1998-04-30 |
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