JPH09180642A

JPH09180642A - 進行波管

Info

Publication number: JPH09180642A
Application number: JP33664095A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Taoka; 浩之田岡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-12-25
Filing date: 1995-12-25
Publication date: 1997-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】突入電流の発生を少なくし、効率を向上させ
た進行波管を提供すること【解決手段】電子銃を収納し端部に第１フランジ１６
が形成された電子銃筐体と、一方の面が第１フランジ１
６に接合された第２フランジ２１と、最端のポールピー
ス１７が第２フランジ２１の他方の面に接合され、複数
のポールピース１７ａおよびこの複数のポールピース間
に配置されるスペーサ１８や磁石１９で構成される電子
ビーム集束装置と、電子ビームを捕捉するコレクタ部Ｒ
３と、一端が高周波入力部２１に結合され、他端が高周
波出力部２２に結合された遅波回路２３とを具備した進
行波管において、第２フランジの内径２１を、最端のポ
ールピース１７の内径より大きくしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば突入電流の
発生を少なくし、効率を向上させた進行波管に関する。

【０００２】

【従来の技術】進行波管は、電子ビームと高周波との相
互作用を利用して高周波を増幅する電子管で、宇宙通信
などいろいろな分野で利用されている。ここで、従来の
進行波管について図２で説明する。

【０００３】Ｒ１は、電子ビームを発生する電子銃部で
ある。電子銃部Ｒ１が発生した電子ビームは、電子ビー
ム集束装置が形成された領域Ｒ２を通りコレクタ部Ｒ３
で捕捉される。なお、電子ビーム集束装置は、強磁性体
リングのポールピース２１と非磁性体リングのスペーサ
２２が交互に配列され、また、ポールピース２１間には
永久磁石２３が配置され、周期磁界を構成している。

【０００４】また、電子ビーム集束装置が形成された領
域Ｒ２には、高周波が入力する入力部２４や高周波を出
力する出力部２５が設けられ、入力部２４と出力部２５
間は、遅波回路を構成するヘリックス２６で結合されて
いる。なお、ヘリックス２６は、複数の誘電体支持棒２
７によって支持固定されている。

【０００５】上記した構成において、入力部２４から入
力した高周波はヘリックス２６に沿って伝送し、この
間、電子ビームとの相互作用で増幅され、出力部２５か
ら出力される。

【０００６】ここで、電子ビームを発生する電子銃部Ｒ
１と電子ビーム集束装置との接合部分の構造について、
図３を参照して説明する。なお、図３のＲ１、Ｒ２、Ｒ
３は、図２と同様に電子銃部、電子ビーム集束装置が形
成された領域、コレクタ部である。

【０００７】電子銃部Ｒ１は、電子銃３１や電子銃３１
を収納する電子銃筐体３２から構成されている。そし
て、電子銃３１は、カソード３３やウエネルト電極３
４、アノード３５などから構成され、アノード３５は電
子銃筐体３２で支持されている。また、電子銃筐体３２
はセラミックスなどで構成され、電子銃筐体３２の端部
には電子銃側フランジ３６が形成されている。

【０００８】また、領域Ｒ２を構成する電子ビーム集束
装置は、強磁性体リングのポールピース３７と非磁性体
リングのスペーサ３８が交互に配列され、また、ポール
ピース３７間には永久磁石３９が配置されている。ま
た、４０は高周波の入力部で、入力部４０はヘリックス
４１に結合され、ヘリックス４１は出力部４２に結合さ
れている。なお、ヘリックス４１は誘電体支持棒４３で
支持固定されている。そして、電子銃３１側の最端に位
置するポールピース３７は高周波側フランジ４４にろう
付けされている。

【０００９】ところで、進行波管を製造する場合、電子
銃部Ｒ１と電子ビーム集束装置が形成された領域Ｒ２を
別々に組み立て、その後、電子銃部Ｒ１の電子銃側フラ
ンジ３６と領域Ｒ２の高周波側フランジ４４のフランジ
同士を溶接などで接合し一体化している。なお、高周波
側フランジ４４の内径Ａは、例えば、最端に位置するポ
ールピース３７の内径と、通常、同じ寸法に構成されて
いる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の進行波
管は、高周波側フランジ４４の内径Ａはポールピース３
７の内径と同じ大きさになっている。このため、高周波
側フランジ４４の内径部分が電子銃３１のアノード３５
の近くに位置し、これが電子ビームに対し大きなレンズ
効果を与える。例えば、進行波管のアノード３５に電源
電圧を投入した際に、電子銃３１から出た電子ビームは
レンズ効果で収縮し拡散する。このとき、レンズ効果に
よって電子ビームの振れが大きくなり、コレクタ部Ｒ３
に到達する前にヘリックス４１などに衝突する、いわゆ
る突入電流が発生する。また、電子ビームがヘリックス
４１などに衝突すると、ガスが発生し、また、最悪の場
合はヘリックス４１を溶断させる。

【００１１】このような問題を解決するために、電子銃
３１のアノード３５と高周波側フランジ４４の距離Ｃを
離すことが考えられる。しかし、電子銃３１のアノード
３５と高周波側フランジ４４の距離Ｃを大きくすると、
最初の磁界のピークがビームウエスト（磁界がない場合
に、電子銃から発せられた電子ビーム径が最小になる
点）より電子銃３１側に位置しなくなり、ビーム透過特
性が悪くなる。このため、アノード３５と高周波側フラ
ンジ４４の距離Ｃを離すには限界がある。

【００１２】また、高周波側フランジ４４の肉厚ｔを薄
くすることが考えられる。この場合、高周波側フランジ
４４とポールピース３７に熱膨脹の差があるため、両者
をろう付する際などに高周波側フランジ４４が変形す
る。このため、電子銃側フランジ３６と高周波側フラン
ジ４４を接合した場合に、電子銃３１が偏心したり、位
置出しに誤差が生じたりする。また、組立性の点でも問
題がある。

【００１３】また、高周波側フランジ４４を強磁性体で
製作し、高周波側フランジ４４にポールピース３７の機
能を持たせる方法もある。しかし、ポールピース３７
は、その外径寸法によって電子銃部Ｒ１への漏洩磁界値
を制御しているが、この方法では、漏洩磁界値を制御で
きなくなる。

【００１４】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、効率を向上させた進行波管を提供することを目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、電子ビームを
発生する電子銃、およびこの電子銃を収納し端部に第１
フランジが形成された電子銃筐体を有する電子銃部と、
一方の面が前記第１フランジに接合された第２フランジ
と、最端のポールピースが前記第２フランジの他方の面
に接合され、複数のポールピースおよびこの複数のポー
ルピース間に配置されるスペーサや磁石を有する電子ビ
ーム集束装置と、この電子ビーム集束装置を通った電子
ビームを捕捉するコレクタ部と、前記電子ビームの進路
に沿って形成され、一端が高周波入力部に結合され、他
端が高周波出力部に結合された遅波回路とを具備した進
行波管において、前記第２フランジの内径を、前記最端
のポールピースの内径より大きく、かつ、前記最端のポ
ールピースの外径より小さくしている。

【００１６】上記した構成によれば、第２フランジの内
径を、この第２フランジに接合される最端のポールピー
スの内径より大きくし、そして、最端のポールピースの
外径より小さくしている。この場合、第２フランジの内
径部分が電子銃のアノードから離れ、電子ビームの振れ
を小さくでき突入電流の発生を抑えることができる。し
たがって、進行波管の効率が向上する。このとき、電子
銃部から数えて１番目の磁界のピーク値が電子銃部から
遠ざかることもなく、ビーム透過特性は良好である。ま
た、ポールピースによる電子銃部への漏洩磁界値の制御
機能も損なわれない。

【００１７】また、突入電流の発生が抑えられるため、
効率の向上とともにビーム調整時間を短縮できる。ま
た、ビーム透過率が向上し、進行波管の信頼性の向上、
価格低減を実現できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、一
部を断面で示した図１を参照して説明する。Ｒ１は、電
子ビームを発生する電子銃部、Ｒ２は、電子銃部Ｒ１が
発生した電子ビームを集束する電子ビーム集束装置が形
成された領域、そして、Ｒ３は、領域Ｒ２を通過した電
子ビームを捕捉するコレクタ部である。

【００１９】電子銃部Ｒ１は、電子ビームを発生する電
子銃１１や電子銃１１を収納する電子銃部の真空容器で
ある筐体１２で構成され、電子銃１１は、カソード１３
やウエネルト電極１４、アノード１５などから構成され
ている。また、電子銃筐体１２はセラミックで形成さ
れ、その端部にはコパール（商品名）からなる電子銃側
フランジ１６が形成されている。

【００２０】電子ビーム集束装置が形成された領域Ｒ２
は電子銃１１が発生した電子ビームを集束する機能を有
し、強磁性体円板のポールピース１７ａと非磁性体リン
グのスペーサ１８が交互に配列され、また、隣り合うポ
ールピース１７ａの間には永久磁石１９が配置され、周
期磁界を構成している。また、電子銃１１側の最端に位
置するポールピース１７にはステンレス鋼からなる高周
波側フランジ２０が接合されている。高周波側フランジ
２０の中央には電子ビームが通る透孔が設けられてお
り、透孔が設けられた部分の内径Ａは、ポールピース１
７の透孔部分の内径より大きく、そして、最端のポール
ピース１７の外径寸法Ｂよりも少し小さめになってい
る。なお、最端のポールピース１７の外径寸法Ｂは、周
期磁界部のポールピース１７ａの外径寸法よりも大きく
設定されている。

【００２１】また、電子ビーム集束装置が形成された領
域Ｒ２には、高周波が入力する入力部２１や高周波を出
力する出力部２２が設けられ、入力部２１と出力部２２
間は、入力された高周波に対する遅波回路を構成するヘ
リックス２３で結合されている。なお、ヘリックス２３
は、複数の誘電体支持棒２４で支持固定されている。

【００２２】そして、電子ビーム集束装置が形成された
領域Ｒ２を通過した電子ビームはコレクタ部Ｒ３で捕捉
される。

【００２３】ところで、進行波管を製造する場合、電子
銃部Ｒ１と領域Ｒ２を別々に組み立て、その後、電子銃
部Ｒ１の電子銃側フランジ１６と領域Ｒ２の高周波側フ
ランジ２０のフランジ同士を溶接によって接合し一体化
している。

【００２４】上記した構成において、入力部２１から入
力した高周波はヘリックス２３に沿って伝送し、この
間、電子ビームとの相互作用で増幅され、出力部２２か
ら出力される。

【００２５】上記した構造の進行波管によれば、高周波
側フランジ２０の内径Ａが最端ポールピース１７の内径
より大きくなっている。したがって、電子銃１１のアノ
ード１５と電子ビーム集束装置が形成された領域Ｒ２と
の距離は実質的にＣとなり、高周波側フランジ２０の厚
さｔだけ離れる。このため、アノード電圧を投入した際
に、アノード１５と領域Ｒ２間の電位勾配が緩和され、
レンズ効果による電子ビームの集束が緩和される。この
結果、電子の空間電荷による電子ビーム径の拡大が小さ
くなり、電子ビームのヘリックスなどへの衝突が少なく
なる。したがって、アノード電圧投入時の突入電流が減
少し、効率が向上し、また、ビーム調整時間を短縮でき
る。また、ビーム透過率が向上することから、進行波管
の信頼性が向上し、価格低減が図られる。

【００２６】また、本発明によれば、高周波側フランジ
と最端に位置するポールピースの接触面積が小さくなっ
ている。このため、ろう付時の熱膨脹差による高周波側
フランジの変形が抑制され、電子銃部との偏心が少なく
なり、また、位置出しが容易になり、組立性が向上す
る。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、効率の向上した進行波
管を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施態様を示す一部断面図である。

【図２】従来例を示す概略断面図である。

【図３】従来例を説明する概略断面図である。

【符号の説明】

１１…電子銃１２…電子銃筐体１３…カソード１４…ウエネルト電極１５…アノード１６…電子銃側フランジ１７…最端ポールピース１７ａ…ポールピース１８…スペーサ１９…永久磁石２０…高周波側フランジ２１…入力部２２…出力部２３…ヘリックス２４…誘電体支持棒Ｒ１…電子銃部Ｒ２…電子ビーム集束装置が形成された領域Ｒ３…コレクタ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子ビームを発生する電子銃およびこの
電子銃を収納し端部に第１フランジが形成された電子銃
筐体を有する電子銃部と、一方の面が前記第１フランジ
に接合された第２フランジと、最端のポールピースが前
記第２フランジの他方の面に接合され、複数のポールピ
ースおよびこの複数のポールピース間に配置されるスペ
ーサや磁石を有する電子ビーム集束装置と、この電子ビ
ーム集束装置を通った電子ビームを捕捉するコレクタ部
と、前記電子ビームの進路に沿って形成され、一端が高
周波入力部に結合され、他端が高周波出力部に結合され
た遅波回路とを具備した進行波管において、前記第２フ
ランジの内径を、前記最端のポールピースの内径より大
きく、かつ、前記最端のポールピースの外径より小さく
したことを特徴とする進行波管。