JPH0746420A - 電子ビーム管 - Google Patents

電子ビーム管

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JPH0746420A
JPH0746420A JP6109690A JP10969094A JPH0746420A JP H0746420 A JPH0746420 A JP H0746420A JP 6109690 A JP6109690 A JP 6109690A JP 10969094 A JP10969094 A JP 10969094A JP H0746420 A JPH0746420 A JP H0746420A
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JP
Japan
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cavity
coolant fluid
tube according
tube
holes
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JP6109690A
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Edward Stanislaw Sobieradzki
スタニスラフ ソビエラドスキ エドワード
Stuart William Andrews
ウィリアム アンドリュース スチュアート
Mark Bridges
ブリッジーズ マーク
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Teledyne UK Ltd
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EEV Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/005Cooling methods or arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J25/00Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J25/02Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
    • H01J25/04Tubes having one or more resonators, without reflection of the electron stream, and in which the modulation produced in the modulator zone is mainly density modulation, e.g. Heaff tube

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  • Microwave Tubes (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波エネルギを印加する入力共振空洞が電
子銃を取り巻いているような電子ビーム管の冷却構造を
提供する。 【構造】 IOTのような電子ビーム管は、電子銃1を
取り巻いている入力空洞6を含む。空洞6の横向きの端
板の間に配置されている円筒形の誘電体部材15は、そ
の周縁に複数の孔17を有する。空気のような冷却材流
体は入口ポート24から空洞6内へ導かれ、空洞の内部
及び真空容器壁18の外面を冷却する。また空気は長手
方向から空洞6の外面を流れるようにもなっており、ば
ね指21と孔17とによって画定される孔を通して空洞
6内へ流入することができる。このような冷却によって
装置内の熱応力が減少し、従って機械的な完全性が高め
られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子ビーム管に関し、具
体的には高周波エネルギを印加する入力共振空洞が電子
銃を取り囲んでいるような電子ビーム管に関する。本発
明は特に、商品名クライストロード( Varian Associat
es Inc. の登録商標)として知られているような誘導性
出力四極管(以下に“IOT”と称する)に適用可能で
ある。
【0002】
【従来の技術】IOT装置は、線形電子ビームを発生す
る電子銃と、増幅すべき高周波信号を印加して電子銃の
格子もしくはグリッドにおいてビームを変調するように
なっている入力共振空洞とを含む。高周波エネルギと電
子ビームとの間に得られる相互作用が高周波信号の増幅
をもたらし、この信号は出力共振空洞から抽出される。
管の動作中、電子銃の電極は例えば数十kV程度の比較
的高い電圧で作動させなければならない。加熱効果と、
管の動作サイクル中に発生する熱応力とにより問題を生
じ得る。例えばIOTの動作中、動作開始時の管内の温
度の上昇、及び管への電力を断った時の温度の降下に伴
う膨張の差のために重大な熱応力が発生し得る。これら
の効果は、IOT配列の異なる成分間の継手に割れを生
じさせるのに十分であり得るし、またひずみを生じさせ
て成分間の整列を狂わせかねない。これは耐ガス継手が
含まれている場合に真空の完全性を損なうことになり、
また電気接続にも影響し得る。
【0003】
【発明の概要】本発明は改良されたIOT配列を開発す
る意図からなされたものであるが、入力共振空洞を有す
る他の型の電子ビーム装置にも適用可能である。本発明
を使用することにより、管内の温度を低下させ、またよ
り均一にすることができるので熱応力の有害な効果が減
少する。本発明によれば、電子ビームを発生する電子銃
と、銃を実質的に同軸状に取り巻いている環状共振空洞
と、空洞に高周波エネルギを印加する手段と、空洞の内
部へ冷却材流体を送給する手段とを具備する電子銃が提
供される。冷却材流体は液体もしくはガスであってよ
く、殆どの応用に対して好都合なのは空気である。本発
明はIOT管に有利に適用することができるが、共振空
洞が電子銃を取り巻いているような他の電子ビーム管に
も使用することができる。冷却材流体は、層流もしくは
乱流の形状で空洞内を流れるようにすることも、もしく
は空洞のジオメトリに依存して、そしてそれをより高温
の通路に関係付けるような手法で、空洞の異なる通路に
おいて両特性を呈するようにすることができる。局部的
な過熱点もしくはホットスポットが発生する可能性を低
下させるために、冷却材流体と空洞の表面との間に最大
の熱的接触が得られるような流れの型を選択する。
【0004】本発明の一つの好ましい実施例には、電子
銃の周囲の真空容器を少なくとも部分的に画定する壁手
段が含まれており、冷却材流体はこの壁手段の外面上を
流れるようになっている。この壁手段は空洞から半径方
向内側に、且つ空洞の広がりを画定しないように配置す
ることができる。このように配列すると、冷却材は真空
容器の部分上と、空洞内とを流れるようになる。好まし
くは、壁手段は実質的に円筒形とし、電子銃の周囲に同
軸状に配置する。壁手段は、少なくとも部分的にセラミ
ック材料からなる。それは、これらの材料が高周波エネ
ルギに対して実質的に透明な材料として使用でき、加工
することができ、そして良好な耐ガス封じが得られるよ
うに他の成分と容易に結合できるからである。本発明の
一実施例では、実質的に円筒形の誘電体部材が少なくと
も部分的に空洞内に配置されており、配列の長手方向軸
を横切り且つ対面している空洞の端壁間に伸びている。
この誘電体部材は複数の孔を有し、これらの孔を通して
冷却材流体が流れるようになっている。この誘電体部材
は、空洞の部分を正しい関係に維持するようにこれらの
部分を機械的に支持することを望む場合に使用すること
ができる。誘電体部材は例えばシリコンゴムのように弾
力的に変形可能であることができ、それによってもし必
要ならば運動が発生することを可能にし、例えば若干の
熱膨張を許容しながら良好な機械的支持を提供すること
を可能にする。別の配列においては、誘電体部材は比較
的堅固にすることができる。孔は、誘電体部材の内面と
外面との間を通って伸びる円筒形の孔とすることができ
る。孔の形状、数、及び位置は、誘電体部材が遂行する
機能と、要求される流体の流路とに依存する。冷却材流
体を通すことができる比較的大きい開放面積を得るため
に、格子もしくは網型のジオメトリを使用することがで
きる。
【0005】本発明の一実施例では、空洞の内部へ冷却
材流体を送給するための入口ポートが外側の側壁に、そ
して実質的に空洞の一方の端壁付近に配置されている。
出口ポートも同じように、但し便宜的に入口ポートとは
直径方向に反対側に配置することができる。このような
形態にすると、冷却材流体は空洞内を実質的に横方向に
流れるように運動せしめられる。別の実施例では、冷却
材流体は、管の長手方向軸を横切っている部材内の1も
しくは複数の孔を通って実質的に長手方向に管から出て
行くようになっている。本発明の一つの有利な実施例に
は、冷却材流体を空洞の外面上に導く手段が含まれてい
る。従って空洞の内部及び外部の両方の冷却を達成する
ことができる。冷却すべき外面は、管の動作中に空洞の
最も熱い外側部分となりがちな環状空洞の半径方向に内
側の領域であることができる。一つの好ましい実施例で
は、冷却材流体は実質的に長手方向に外面上に導かれ
る。空洞の外面上に導かれる冷却材流体が空洞の内部に
も送給されるように、管はその1もしくはそれ以上の成
分を通る複数の孔を含むことができる。例えば、上述し
た誘電体部材内の孔は、外面を通過した後の冷却材流体
を空洞の内部へ導くための通路とすることができる。特
定の配列にどのような冷却効果を要求するのかに依存し
て、冷却材流体は、外面上を通さずに空洞の内部へ直接
導くことも、もしくは外面を冷却した後に限って空洞内
へ導くこともでき、またあるいは冷却材流体のこれらの
両経路を同時に、もしくは時間を異ならせて使用するこ
とができる。
【0006】本発明の一つの好ましい実施例では、空洞
は2つの側壁を有しており、空洞はこれらの側壁の一方
もしくは両方の内側周縁の周囲の複数のばね指を通して
電子銃の部分に電気的に接続されている。流体はばね指
によって画定される間隙を通して空洞の内部へ、もしく
は真空を画定している壁の外側へ導くことができる。以
下に添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【0007】
【実施例】図1に示すIOTは、陰極2及び格子(もし
くはグリッド)3を含む電子銃1を備えていて、配列の
長手方向軸X−Xに沿って電子ビームを発生するように
なっている。IOTは、電子ビームが収集電極(図示し
てない)によって収集される前に通過するドリフト管4
及び5を含む。円筒形環状入力共振空洞6が電子銃1の
周囲に同軸状に配列されている。入力共振空洞6は、環
状の同調用板の中に配置されている入力結合器7を含
み、増幅すべき高周波信号はこの入力結合器7から印加
される。出力空洞8がドリフト管4及び5を取り巻いて
いる。出力空洞8は結合用ループ9を含み、増幅された
高周波信号はそれを通して抽出されて副出力空洞10へ
結合され、出力結合器11を通して管外へ導かれる。こ
の装置の動作中、陰極2及び格子3は 30 kV程度の電
位に維持され、格子3は陰極電位よりも約 100V低い直
流バイアス電圧を与えられる。入力結合器7に印加され
た入力高周波信号は、陰極2と格子3との間に数百Vの
高周波電圧を発生させる。入力共振空洞6は、配列の長
手方向軸を横切り且つ対面している環状の端壁12及び
13からなる内側ボディ部分と、これらの端壁12及び
13が伸びている2つの環状チャネルを含む外側ボディ
部分14とによって画定されている。弾力的に変形可能
な材料製の、この場合にはシリコンゴム製の実質的に円
筒形の誘電体部材15が端壁12と13との間に配置さ
れている。外側ボディ部分14は実質的に接地電位に維
持されているので装置の取り扱いは安全であり、一方内
側ボディ部分は遥かに高い電圧に維持されている。
【0008】入力共振空洞6の2つの端壁12と13と
の間に伸びている誘電体部材15は、これらの端壁を構
造的に支持して正しく整列させている。入力共振空洞6
の内側及び外側ボディ部分の間のそれらが交互配置され
ている場所には電気絶縁材料16も配置されていて、高
周波チョーク構造をなしている。材料16もシリコンゴ
ムであり、誘電体部材15に結合されている。誘電体部
材15はそれを通る 10 個の孔17を含んでいるが、図
にはその中の2個を示してある。これらの孔17は横向
きに伸び、また円筒形の誘電体部材15の周縁の周囲に
等間隔に配置されている。セラミック製の円筒形真空容
器壁18が電子銃1の周囲に同軸状に配置され、入力共
振空洞6の半径方向内側にあり、空洞6によって取り囲
まれている。この真空容器壁18は、真空もしくはほぼ
真空である領域19を画定している。入力共振空洞6の
内側部分の一方の端壁12は、陰極2を支持し陰極電位
にある構造20に電気的に接続されている。この接続
は、端壁12と空洞6との間にあって空洞6の内側周縁
及び構造20の周囲に配列されている複数のばね指21
によってなされる。空洞6の内側部分の他方の端壁13
はばね指22によって格子支持組立体23に電気的に接
続されている。
【0009】入力共振空洞6は入口ポート24及び出口
ポート25を含み、これらは実質的に空洞6の外側ボデ
ィ部分14の一方の端壁に隣接して位置決めされ、また
空洞6の外側側壁26内に配置されている。管の動作
中、冷却材流体(この場合には空気)は入口ポート24
を通して入力共振空洞6内へ流入し、その内面上へ導か
れる。若干の空気は円筒形の誘電体部材15の外面の周
囲に向かって曲げられ、若干の空気は孔17を通って流
れてセラミック製真空容器壁18の外面上を通過する。
空気は出口ポート25を通してこの配列から流出する。
冷却材流体(再び空気)は長手方向からも導かれ、空洞
6の外面である端壁12上に達する。若干の空気はばね
指21によって画定される孔を通過し、誘電体部材15
内の孔17を通して空洞6の内部へ進む。装置を通る流
れは矢印によって示してある。また周縁方向における空
気の運動も存在し、空洞6の内、外両側面を良好に冷却
する。別の動作モードでは、入口ポート24を通して、
もしくは長手方向からばね指21と孔17との間の間隙
を通しての何れか一方の冷却材入力通路だけが用いられ
る。
【0010】図2に示す本発明による別のIOTは図1
に示すIOTと類似しており、同一部品には同一の参照
番号を付してある。しかしながら、この管では図1の装
置の出口ポート25は省かれ、陰極支持構造20の横板
28内に付加的な孔27が含まれている。矢印で示すよ
うに、冷却材流体は入口ポート24から空洞6の内部へ
導かれ、孔17及び27を通して管から去る。別のモー
ドでは、流体を孔27から管内へ流入させ、ポート24
から流出させることができる。両図に示した実施例で
は、孔17は誘電体部材15内に含まれている。しかし
ながら、これらを省いてポート24を通して空洞6内へ
導かれた冷却材流体をその領域内に閉じ込めてもよい。
分離した冷却用通路を真空容器の外側に設けることがで
きる。殆どの応用においては誘電体部材15を含むこと
が有利ではあるが、若干の装置においてはこれを省くこ
とができる。また空洞6の交互配列された部分によって
画定される高周波チョーク配列は、図示してある横向き
の構成の代わりに、ほぼ長手方向に伸びるように配列す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるIOTの概要断面図である。
【図2】本発明による別のIOTの概要断面図である。
【符号の説明】
1 電子銃 2 陰極 3 格子 4、5 ドリフト管 6 入力共振空洞 7 入力結合器 8 出力空洞 9 結合用ループ 10 副出力空洞 11 出力結合器 12、13 端壁 14 外側ボディ部分 15 誘電体部材 16 電気絶縁材料 17、27 孔 18 真空容器壁 19 真空領域 20 陰極支持構造 21、22 ばね指 23 格子支持組立体 24 入口ポート 25 出口ポート 26 外側側壁 28 横板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スチュアート ウィリアム アンドリュー ス イギリス エセックス シーオー4 5エ イチダブリュー コルチェスター ボック スフォード ストレイト ロード 47エイ (72)発明者 マーク ブリッジーズ イギリス エセックス シーエム1 5エ ルエル チェルムスフォード スプリング フィールド ボドミン ロード 84

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子ビームを発生する電子銃と、銃を実
    質的に同軸状に取り巻いている環状共振空洞と、空洞に
    高周波エネルギを印加する手段と、空洞の内部へ冷却材
    流体を送給する手段とを具備することを特徴とする電子
    銃。
  2. 【請求項2】 空洞に印加される高周波エネルギが電子
    ビームの変調を発生させる請求項1に記載の管。
  3. 【請求項3】 電子銃の周囲の真空容器を少なくとも部
    分的に画定する壁手段を含み、冷却材流体は壁手段の外
    面上を流れるようにした請求項1もしくは2に記載の
    管。
  4. 【請求項4】 少なくとも部分的に空洞内に配置され、
    管の長手方向軸を横切り且つ対面している空洞の端壁間
    に伸びる実質的に円筒形の誘電体部材を含み、この誘電
    体部材はそれを通る複数の孔を有し、これらの孔を通し
    て冷却材流体が流れる請求項1、2もしくは3に記載の
    管。
  5. 【請求項5】 誘電体部材は壁手段と実質的に同軸であ
    り、壁手段の外側に配置されている請求項3に従属した
    時の請求項4に記載の管。
  6. 【請求項6】 空洞の内部へ冷却材流体を送給するため
    に、空洞を画定する壁内に入口ポートを含む先行請求項
    の何れかに記載の管。
  7. 【請求項7】 空洞の内部から去る冷却材流体を通すた
    めの出口ポートが空洞の外側の側壁に、且つ実質的に一
    方の空洞端壁に隣接して配置されている先行請求項の何
    れかに記載の管。
  8. 【請求項8】 冷却材流体を空洞の外面上に導く手段を
    含む先行請求項の何れかに記載の管。
  9. 【請求項9】 上記外面が環状空洞の半径方向内側の領
    域である請求項8に記載の管。
  10. 【請求項10】 冷却材流体が実質的に長手方向から上
    記外面上に導かれる請求項8もしくは9に記載の管。
  11. 【請求項11】 複数の孔を有する少なくとも1つの成
    分を含み、空洞の外面上に導かれる冷却材流体がこれら
    の孔を通しても空洞の内部に送給される請求項8、9も
    しくは10に記載の管。
  12. 【請求項12】 空洞は、一方のもしくは両方の空洞端
    壁の内側周縁の周囲の複数のばね指によって電子銃の部
    分に電気的に接続され、冷却材流体がこれら複数のばね
    指によって画定される間隙を通して導かれる先行請求項
    の何れかに記載の管。
  13. 【請求項13】 空洞は、電子銃の部分に電気的に接続
    されている内側ボディ部分と、この内側ボディ部分から
    電気的に絶縁されている外側ボディ部分とを備え、内側
    ボディ部分は外側ボディ部分の電圧に比して比較的高い
    電圧に維持され、内側ボディ部分と外側ボディ部分とは
    それぞれ実質的に同一の広がりを有する部分を有し、こ
    れらの部分の間に電気絶縁材料が配置されている先行請
    求項の何れかに記載の管。
  14. 【請求項14】 電気絶縁材料は少なくとも部分的に空
    洞内に配置されている誘電体部材と一体であり、この誘
    電体部材は複数の孔を有し、これらの孔を通して冷却材
    流体が流れる請求項13に記載の管。
  15. 【請求項15】 空洞の内部へ送給された冷却材が、実
    質的に長手方向に管から去る先行請求項の何れかに記載
    の管。
  16. 【請求項16】 長手方向軸に対して横向きに伸びる部
    材を含み、この部材はその中に複数の孔を有し、これら
    の孔を通して冷却材が管の内部と外部との間を流れる請
    求項15に記載の管。
JP6109690A 1993-05-26 1994-05-24 電子ビーム管 Withdrawn JPH0746420A (ja)

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GB9310832:2 1993-05-26
GB939310832A GB9310832D0 (en) 1993-05-26 1993-05-26 Electron beam tubes

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CN (1) CN1098817A (ja)
DE (1) DE4417803A1 (ja)
FR (1) FR2705829B1 (ja)
GB (2) GB9310832D0 (ja)
IT (1) IT1266836B1 (ja)

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