JPH0815050B2 - 進行波管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はマイクロ波の増幅器として使用される進行波
管に関する。

従来の技術 進行波管は、電子ビームを発生する電子銃と、電子ビ
ームのマイクロ波領域の高周波電界の相互作用を行なう
高周波回路部と、高周波回路部での相互作用を終えた電
子ビームを捕捉した熱エネルギーに変換するコレクタ部
と、電子銃から出た電子を集束し、かつ高周波回路中を
ほぼ一定のビーム径を持って電子ビームとして通過させ
るための磁界を発生する集束装置などからなる。

通常、高利得の進行波管では、高周波回路を構成する
入力から出力に至る遅波回路は２分割あるいは３分割さ
れ、１つの連続した遅波回路の利得は発振現象を押さえ
るため、20〜30dBとし、回路の分割部には高周波電力に
対する減衰領域が設けられている。

このような、進行波管の分割部を含む遅波回路の縦断
面図の一例を第３図に示す。

第３図において、遅延回路は、らせん回路１で構成さ
れ、らせん回路１は、誘電体棒２により、真空外囲器で
あるシェル３内に支持されている。その真空外囲器３の
周囲には、集束磁界を発生する周期永久磁石４と磁極５
とからなる周期磁界集束装置が設けられている。

同図において電子ビームはらせん回路１の内側を集束
磁界によって集束を受けながら通過し、その際、らせん
回路１上を通過する高周波電界との相互作用により、電
子ビーム中の高周波電流成分は軸方向に進むに従って増
大し、その結果、らせん回路１上の高周波電力を増幅す
る。

さらに、遅波回路１には分割部６があり、この分割部
の近辺において、誘電体支持棒２上には、主成分が炭素
などからなる高周波に対する減衰物質７が塗布されてお
り、高周波電力を吸収し分割部を越えて高周波電力が通
過しない働きをしている。なお、Ｌはこの高周波減衰物
質７が塗布されている減衰領域の長さを示している。

減衰領域においては、らせん回路１上の高周波電極は
増幅されることなく吸収され、分割部６を通過しない
が、電子ビーム中の高周波電流成分は減衰することなく
次のセクションに伝達され、再びらせん回路１上に高周
波電力を誘起する。

発明が解決しようとする問題点 第３図において、誘電体上の減衰物質７は高周波電力
の反射によって生じる発振現象を抑えるため、分割部６
に向かって徐々に濃く塗布され、かつ分割部６の極く近
辺では高周波電力を実質的に完全に吸収するために濃く
塗布されている。

このような従来の進行波管の分割部６における問題点
は、分割部６での高周波電力の通過を防ぎ、同時に上述
の濃度勾配を持たせるためには、通常減衰領域の長さＬ
は、全遅波回路長に対し25〜30％の長さになり、特に遅
波回路が２本の誘電体支持棒２によって支持されている
場合には減衰量が少ないため、完全に高周波電力の吸収
を行なうためには、全遅波回路長に対し30％以上の長さ
を必要とする。

また、進行波管の出力が大きくなるに従って、この減
衰領域の長さはＬより長い長さが必要となる。

遅波回路の減衰領域の長さＬを充分に取ろうとすると
全遅波回路長が長くなり、進行波管の全長が長くなる欠
点があった。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされた
もので、遅波回路の分割部で完全に高周波電力を吸収す
る進行波管を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 かかる目的を達成した本発明による進行波管は、進行
波管の高周波回路部の遅波回路の分割部分に電子ビーム
が通過するとともに前記遅波回路の高周波電力を吸収す
る筒状の誘電体を具備した構成である。

作用 進行波管の遅波回路の分割部分に高周波電力を吸収す
る筒状の誘電体を備えたことによって、遅波回路上の分
割部分での進行波並びに後進波の高周波電力を吸収し、
充分に速度変調された電子ビームのみが最終遅波回路へ
伝搬して高周波を誘導し、増幅された高周波電力を出力
する。

実施例 本発明による進行波管の一実施例を図面に従って説明
する。第１図は本発明の一実施例である進行波管の断面
図である。第１図に示した実施例について第３図に示し
た従来例と同様な部分には同一の参照番号を付して説明
は省略する。

第１図と第３図との比較から分るように、第１図に示
す本発明による進行波管の実施例では、進行波管の遅波
回路の分割部分６に真空外囲器３の内面に接して円筒形
の高周波電力を吸収する誘電体８が設けられている。こ
の誘電体８は、通常SiCを含むセラミック、あるいはア
ルミナセラミック表面に炭素を主成分とする物質を塗布
あるいは蒸着したものであり、高周波電力をよく吸収す
る働きをもっている。また誘電体８は通常真空外囲器３
の内面にろう付けされている。

かかる構成の進行波管においては、図の左側より遅波
回路であるらせん回路１上を高周波電力が進行してきた
とすると、高周波電力は減衰領域Ｌの範囲では３本の誘
電体棒２上に塗布された減衰物質７により徐々に減衰さ
れ、最終的にはらせん回路１の分割部に設けられた円筒
形の誘電体８によって実質的に完全に吸収される。同時
に、図の右側よりらせん回路１上を進行して来た後進波
は同様に減衰物質７及び円筒形の誘電体８によって完全
に吸収される。

一方電子ビーム（図示せず）は図の左側よりらせん回
路１の内側を進み分割部６を越えて右側のらせん回路１
内を進行し、この間に電子ビームは充分な速度変調を受
け、電子ビームはらせん回路１に高周波を誘導し、所望
の値に増幅し、出力回路部（図示せず）を経て外部へ出
力される。

本発明の第２の実施例の断面図を第２図に示す。第２
図に示した実施例について、第３図に示した従来例と同
一な部分には同一の参照番号を付して説明を省略する。

第２図と第３図との比較から分るように第２図に示す
本発明による進行波管の実施例のものは進行波管の遅波
回路としてリングループ回路９が用いられている。リン
グループ回路９は２本の誘電体棒２によって支持されて
いる。また、磁極５及び磁極スペーサ10は真空外囲器を
兼ねている。

第２図に示す構成の進行波管において、図の左側より
リングループ回路９上を高周波電力が進行して来ると、
高周波電力は減衰領域Ｌの範囲では２本の誘電体棒２上
に塗布された減衰物質７により徐々に減衰され、最終的
には分割部分６に磁極５及び磁極スペーサ７の内周面に
接触して設置された高周波電力を吸収する円筒形誘電体
８によって実質的に完全に吸収される。同時に図の右側
よりリングループ回路９上を進行して来る後進波は同様
に減衰物質７と円筒形誘電体８によって完全に吸収され
る。

一方電子ビーム（図示せず）は図の左側よりリングル
ープ回路１に沿って進み、分割部６を越え、右側のリン
グループ回路１へ導かれる。この間に電子ビームは速度
変調され、電子ビームは最終的にリングループ回路１と
結合し、高周波を誘起し、リングループ回路１に所望の
高周波電力の増幅を行ない出力回路（図示せず）より外
部へ出力される。

尚、本発明の遅波回路の減衰領域の入口は高周波電力
の反射を防止するため、誘電体支持棒上で減衰物質は徐
々に濃くなるように塗布する必要がある。

発明の効果 本発明による進行波管によれば、遅波回路の分割部分
に円周方向の全周に渡って減衰物質が存在する円筒状の
誘電体が設けられていることによって、比較的短い距離
で高周波電力を吸収できるため、遅波回路全体の約20％
の長さの減衰領域で抑えることができ、高周波回路全体
の長さを短くすることができ、進行波管の小形化が可能
となった。従って、高周波回路が短くなることによっ
て、それだけ電子ビーム集束のための周期永久磁石を少
なくすることができ、それだけ進行波管の低コスト化を
計ることが可能となった。また、円筒形誘電体８によ
り、遅波回路分割部での高周波電力の減衰をより完全に
行なうことができるために、減衰の不完全さによって生
じる発振等の異常現象を避けることができ、進行波管の
特性の安定化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による進行波管の一実施例の高周波回
路部分の断面図、 第２図は、本発明による進行波管の他の実施例の高周波
回路部分の断面図、 第３図は、従来の進行波管の高周波回路部分の断面図で
ある。 （主な参照番号） １……らせん回路、２……誘電体支持棒、３……真空外
囲器、４……周期永久磁石、５……磁極、６……分割部
分、７……減衰物質、８……円筒形誘電体、９……リン
グループ回路、10……磁極スペーサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】進行波管の高周波数回路部の遅波回路の分
   割部分に電子ビームが通過するとともに前記遅波回路の
   高周波電力を吸収する筒状の誘電体を具備したことを特
   徴とする進行波管。