JPH0855582A - 進行波管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、機械的強度を低下させることな
く、ヘリックスの良好な放熱性を達成出来る進行波管を
提供することを目的とする。 【構成】この発明の進行波管は、複数のポ−ルピ−ス４
とスペ−サ１４とが交互に気密接合された真空容器１５
内にヘリックス７が誘電体支持棒８により支持された遅
波回路を備え、更に、スペ−サは、良熱伝導性金属の内
側リング１６と高強度性金属の外側リング１７とからな
るので、上記の目的を達成することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は進行波管に係り、特に
その遅波回路の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にヘリックス型進行波管は、電子ビ
−ムとマイクロ波との相互作用を利用してマイクロ波を
増幅するものであり、図５に示すように構成されてい
る。即ち、電子ビ−ムを発生する電子銃１と、電子ビ−
ムとマイクロ波を相互作用させる遅波回路（高周波作用
部）２と、相互作用に関与し終った電子ビ−ムを捕捉す
るコレクタ３とからなっている。そして、遅波回路２に
おける真空容器には、金属パイプに代わり真直度・伝熱
性がより向上するインテグラル・ポ−ルピ−ス（ＩＰ
Ｐ）構造が多く用いられている。図中の符号４は強磁性
体リングであるポ−ルピ−ス、５は非磁性体リングであ
るスペ−サであり、この交互に配置された多数のポ−ル
ピ−ス４とスペ−サ５とによりパイプ状真空容器６が形
成されている。この真空容器６内には、ヘリックス７が
挿入され３本の誘電体支持棒８により支持固定されてい
る。又、各ポ−ルピ−ス４間には、永久磁石９が配設さ
れ、これらにより周期磁界装置が形成されている。又、
遅波回路２はポ−ルピ−ス４に接合されたヒ−トパス部
１０を介してベ−スプレ−ト１１に保持されている。
尚、図中の符号１２は入力導波管にヘリックス７の始端
が貫通した入力部、１３は出力導波管にヘリックス７の
終端が貫通した出力部である。

【０００３】このような進行波管において、動作時には
電子銃１から発生した電子ビ−ムは遅波回路２でマイク
ロ波の増幅作用を行った後、コレクタ３に捕捉される。
この際、増幅されたマイクロ波損失が熱となり、特に出
力部１３近傍のヘリックス７が高温となり出力低下，出
力変動，ヘリックス電流増加，ヘリックス電流不安定，
ガス発生など種々の問題の原因となっていた。

【０００４】そこで、これを防ぐために、従来、パイプ
状真空容器として金属パイプの代わりにポ−ルピ−ス４
とスペ−サ５を交互に配置したＩＰＰ構造とすることに
より、伝熱性を向上させ、ヘリックス７で発生した熱を
効率良く外部へ放出させていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なＩＰＰ構造のヘリックス型進行波管では、誘電体支持
棒８とポ−ルピ−ス４およびスペ−サ５が直接接触する
ため、半径方向の伝熱性は向上するが、軸方向への伝熱
性はスペ−サ５を介するために良好ではなく、特に出力
部１３近傍のポ−ルピ−ス４間の温度勾配が大きかっ
た。このため、スペ−サ５としてＣｕなどの熱伝導の良
好な金属を採用していたが、機械強度的に弱く、製造工
程中にＩＰＰの変形の原因となり、熱伝導を犠牲にし
て、ステンレスやＣＮＩなどをスペ−サ５に使用してい
た。

【０００６】この発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、機械的強度を低下させることなく、ヘリックスの良
好な放熱性を達成出来る進行波管を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数のポ−
ルピ−スとスペ−サとが交互に気密接合された真空容器
内にヘリックスが誘電体支持棒により支持された遅波回
路を備えてなり、更に、スペ−サは、良熱伝導性金属の
内側リングと高強度性金属の外側リングとからなる進行
波管である。

【０００８】又、この発明は、電子銃，遅波回路，コレ
クタが順次連結されて遅波回路がベ−スプレ−トに保持
されてなり、遅波回路は複数のポ−ルピ−スとスペ−サ
とが交互に気密接合された真空容器内にヘリックスが誘
電体支持棒により支持され、且つヘリックスの終端が貫
通する出力部が突設されており、更に出力部とコレクタ
との間でポ−ルピ−スとスペ−サの内面に接して良熱伝
導性金属の円筒体が設けられ、この円筒体から一体に延
長形成されたヒ−トパス部がベ−スプレ−トに接続固定
されてなる進行波管である。

【０００９】

【作用】この発明によれば、機械的強度を低下させるこ
となく、ヘリックスの良好な放熱性を達成出来、高周波
損失の熱による進行波管の種々の不安定要素を、解消す
ることが出来る。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
を詳細に説明する。この発明は遅波回路を改良したもの
で、遅波回路についてのみ述べることにする。即ち、こ
の実施例に係る遅波回路は図１に示すように構成され、
従来例（図５）と同一箇所は同一符号を付すことにす
る。図中の符号４は強磁性体リングであるポ−ルピ−
ス、１４は非磁性体リングであるスペ−サであり、この
交互に配置されたポ−ルピ−ス４とスペ−サ１４とによ
り長い真空容器１５が形成されている。この場合、スペ
−サ１４は、例えばＣｕのような良熱伝導性金属の内側
リング１６と、例えばステンレスのような高強度性金属
の外側リング１７とからなっている。更に、真空容器１
５内にはヘリックス７が挿入され、このヘリックス７は
複数例えば３本の誘電体支持棒８により固定されてい
る。尚、各ポ−ルピ−ス４間には、永久磁石（図示せ
ず）が配設され、これらにより周期磁界装置が形成され
ている。

【００１１】上記のように構成された結果、機械的強度
を低下させることなく、軸方向の伝熱性を向上させるこ
とが出来る。従って、高周波損失による熱の発生を効率
良く外部へ放出させることが出来、高周波損失の熱によ
る出力部１３近傍の温度上昇が抑制され、従来見られた
種々の不安定要素を解消することが出来る。

【００１２】（他の実施例）図２〜図４はこの発明の他
の実施例を示したもので、上記実施例と同様効果が得ら
れる。先ず、図２の他の実施例の場合は、スペ−サ１８
の外側リング１９が内側リング２０より長い構造となっ
ており、この長い部分の内径にポ−ルピ−ス４のハブ４
ａの外径が嵌合している。このような構造にすれば、Ｉ
ＰＰ組立て工程のろう接時おける内径およびポ−ルピ−
ス４の外径のばらつきを、制御することが出来る。又、
内径加工代の減少による工程数の削減およびポ−ルピ−
ス外径均一化に伴い、偏心のない均一な周期磁界構造を
得ることが出来る。尚、出力部側のみをこの構造にして
も良い。

【００１３】次に、図３に示す他の実施例の場合は、出
力部１３とコレクタ（図示せず）との間、特に出力部１
３近傍（コレクタ側）におけるポ−ルピ−ス４とスペ−
サ５との内面に接して、例えばＣｕやＭｏ等の良熱伝導
性金属からなる円筒体２１が設けられている。そして、
この円筒体２１から一体に延長形成されたヒ−トパス部
２２が、ポ−ルピ−ス４とスペ−サ５，永久磁石９との
間を通ってベ−スプレ−ト１１に接続固定されている。
尚、ヒ−トパス部２２も円筒体２１と同じ良熱伝導性金
属からなっていることは言うまでもない。

【００１４】このように構成された結果、遅波回路の出
力部１３付近で発生した熱は、ポ−ルピ−ス４，スペ−
サ５およびヒ−トパス部１０を介することなく、ベ−ス
プレ−ト１１に伝達され、特に出力部１３近傍の温度上
昇を防ぐことが出来る。又、図３の（ｂ）に示すよう
に、誘電体支持棒８が配置される位置にスリット２３を
設けて誘電体支持棒８と接触させ、あるいはＩＰＰ内壁
との接触面積を拡大することにより、放熱効果を向上さ
せることが出来る。更に、コレクタ側の一部の内径ｄを
ヘリックス７の径に近い寸法にすることにより、コレク
タからの戻り電子によりヘリックス損傷を防止するいわ
ゆるビ−ムシュ−バの機能を持たせることが可能であ
る。又、ＩＰＰの内径が第２高調波のＴＥ₁₁モ―ドをカ
ットオフする寸法より大きい場合には、スリット２３の
内径を適当な大きさに選ぶことにより、第２高調波のＴ
Ｅ₁₁モ―ドをカットオフする機能を持たせることが可能
である。そして、円筒体２１がＩＰＰ内壁にろう付けさ
れていれば、放熱効果が更に向上する。

【００１５】最後に、図４に示す他の実施例の場合は、
図３の他の実施例に類似し、いわゆるコレクタリフォ−
カス部で永久磁石が１個ない進行波管である。そして、
円筒体２１はＩＰＰ内壁に接し、それに一体のヒ−トパ
ス部２４はスペ−サ５とほぼ同じ肉厚にして、その一部
２４ａはスペ−サとして機能している。勿論、このヒ−
トパス部２４も円筒体２１と同じ材質である。

【００１６】このような構造にすれば、スペ−サの厚み
のヒ−トパスとして機能するために、より伝熱性が向上
する。又、図３に示した他の実施例の場合と同様に、ビ
−ムシェ−バ，不要モ―ド防止板としても機能させるこ
とが出来、ＩＰＰ内壁にろう付けさせれば、放熱効果は
更に向上する。尚、この発明の進行波管は、上記に示し
た遅波回路以外は従来例（図５）と同様構成につき、詳
細な説明を省略する。

【００１７】

【発明の効果】この発明によれば、真空容器を構成する
スペ−サが良熱伝導性金属の内側リングと高強度性金属
の外側リングとからなるので、機械的強度を低下させる
ことなく、ヘリックスの良好な放熱性を達成出来る。そ
の結果、高周波損失の熱による進行波管の種々の不安定
要素を、解消することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る進行波管の遅波回路
を示す縦断面図。

【図２】この発明の他の実施例を示す縦断面図。

【図３】この発明の他の実施例を示す縦断面図と横断面
図。

【図４】この発明の他の実施例を示す縦断面図と横断面
図。

【図５】従来の進行波管の全体を示す縦断面図。

【符号の説明】

１…電子銃、２…遅波回路、３…コレクタ、４…ポ−ル
ピ−ス、５，１４，１８…スペ−サ、７…ヘリックス、
８…誘電体支持棒、９…永久磁石、１０，２２，２４…
ヒ−トパス部、１１…ベ−スプレ−ト、１２…入力部、
１３…出力部、１５…真空容器、１６，２０…内側リン
グ、１７，１９…外側リング、２１…円筒体、２３…ス
リット。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のポ−ルピ−スとスペ−サとが交互
   に気密接合された真空容器内にヘリックスが誘電体支持
   棒により支持された遅波回路を備えてなる進行波管にお
   いて、 上記スペ−サは、良熱伝導性金属の内側リングと高強度
   性金属の外側リングとからなることを特徴とする進行波
   管。
2. 【請求項２】 電子銃，遅波回路，コレクタが順次連結
   され、上記遅波回路がベ−スプレ−トに保持されてな
   り、該遅波回路は複数のポ−ルピ−スとスペ−サとが交
   互に気密接合された真空容器内にヘリックスが誘電体支
   持棒により支持され、且つ上記ヘリックスの終端が貫通
   する出力部が突設されている進行波管において、 上記出力部と上記コレクタとの間で上記ポ−ルピ−スと
   上記スペ−サの内面に接して良熱伝導性金属の円筒体が
   設けられ、該円筒体から一体に延長形成されたヒ−トパ
   ス部が上記ベ−スプレ−トに接続固定されてなることを
   特徴とする進行波管。