JPH11149876A - マイクロ波管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マイクロ波管における出力矩形導波管の気密窓
の熱損傷および出力導波管の温度上昇を所定の水準に維
持できるマイクロ波管の構造を提供する。 【解決手段】この発明のマイクロ波管は、出力空胴４で
分岐される電子が出力矩形導波管の端部に設けられた気
密窓５の誘電体板５ａに直接衝突することを防止するた
めに、ドリフト管から気密窓を直接見通すことができな
いよう、矩形導波管内壁から電界方向と平行または垂直
に延出された障壁部材８ａ，８ｂを有する。障壁部材８
ａ，８ｂの先端部分に、冷却媒体による冷却を可能とす
る冷媒通路９ａ，９ｂが形成され、冷媒通路への冷却媒
体の注入により、温度上昇が抑えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、クライストロ
ン、線形加速器、ジャイロトロンあるいは進行波管等の
マイクロ波管に係り、特に、その出力導波管部の改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、クライストロン等のマイクロ波
管において、出力電力は、連続出力として数キロワット
以上で、パルス状の尖頭値としては数メガワット以上に
も達するものが開発されている。

【０００３】ところで、出力電力が上述したように大出
力になると、出力導波管の気密窓がドリフト管側から見
通せる構造である場合、ドリフト管等に衝突して起こる
反射電子あるいは二次電子が出力導波管を通って誘電体
気密窓に衝突する現象が強まる。この衝突した電子が気
密窓近傍に蓄積されると、蓄積された電子から放電が生
じるなどの理由により、気密窓の誘電体に亀裂が生じた
り、気密窓の誘電体の真空側と大気側との間で絶縁破壊
が生じることが知られている。

【０００４】このことから、特開昭５１−１２６０３１
号公報の第３図ないし第５図にも示されていろように、
出力導波管内に、ドリフト管を通る電子ビームと気密窓
とを光学的に遮蔽する障壁板を配置して、気密窓を保護
する例がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、出力導
波管内に、上述した特開昭５１−１２６０３１号公報に
見られるような障壁板を配置することにより、出力導波
管内を通過する電磁波の出力が増大されることで、導波
管および障壁板における誘導損失や導波管内の浮遊電子
の衝突等により、導波管および障壁板が、不所望に加熱
されることになる。

【０００６】ところで、障壁板が配置されていない場合
には、導波管の外壁に接する大気による自然冷却あるい
は導波管を外部から冷却するための冷却装置の付加によ
る強制冷却により、導波管内の温度を所定の水準に冷却
できるが、障壁板が形成されている場合には、障壁板の
先端部および障壁板と導波管とが接続される障壁板の脚
部の近傍の導波管の温度が上昇することにより、導波管
が変形するおそれがある。

【０００７】上述した理由により、導波管が変形する
と、高周波出力特性が変化し、所望の出力電力が得られ
なくなる問題がある。また、温度上昇の程度が所定の水
準を越えた場合には、気密窓および気密窓の誘電体の損
傷などが生じる問題がある。

【０００８】この発明の目的は、マイクロ波管における
出力導波管の気密窓の熱損傷および出力導波管の温度上
昇を所定の水準に維持できるマイクロ波管の構造を提供
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、誘電体板からなる電磁波通過
用気密窓と出力空胴との間に出力矩形導波管を有し、上
記矩形導波管内に、該導波管の伝送マイクロ波の電界方
向と平行または垂直な該導波管壁面から途中まで突き出
した導電体製障壁部材が互いに所定間隔を置きかつ上記
空胴内の電子ビーム通過路から上記気密窓の誘電体板が
直接見通せないように互いに突設されているマイクロ波
管において、上記障壁部材内に第１の冷却媒体通路を有
していることを特徴とするマイクロ波管である。

【００１０】また、この発明のマイクロ波管は、前記矩
形導波管の外壁に第２の冷却媒体通路が伝熱的に形成さ
れ、上記第２の冷却媒体通路が前記障壁部材内の上記第
１の冷却媒体通路に連通されていることを特徴とする。
さらに、この発明のマイクロ波管は、前記障壁部材内の
上記第１の冷却媒体通路が前記障壁部材の先端付近に形
成されることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の実
施の形態を説明する。図１は、マイクロ波管の中でも発
振出力の増幅または中継出力の減衰分を増幅により補償
するクライストロン管を説明する概略図である。

【００１２】図１に示されるように、クライストロン管
１は、ドリフト管２、出力空胴４、及び出力矩形導波管
３を有している。矩形導波管３は、出力空胴と対向する
側の端部に、誘電体板５ａが所定位置に固定された円形
の気密窓５を有している。

【００１３】出力矩形導波管３は、出力空胴４への接続
部４ａと、気密窓５との間に、ドリフト管間隙Ｇを通る
電子７が気密窓５に到達することを防止するために、導
波管３の内部に、導波管３の長手方向の離れた位置に互
いに反対側の壁面から２枚の衝立状の第１および第２の
障壁部材８ａ，８ｂが配置されている。すなわち、第
１、第２の障壁部材８ａ，８ｂは、電子ビーム通路から
気密窓５の誘電体板５ａを直接見通すことができないよ
うに、導波管３の伝送マイクロ波の電界方向と平行また
は垂直な導波管壁面に、図２に示されるように、出力導
波管３の管内中央部を越える長さに、電子ビーム通路の
途中まで形成されている。

【００１４】第１および第２の障壁部材８ａ，８ｂの先
端部すなわち図２に示されるように障壁部材８ａ，８ｂ
において矩形導波管３の内壁からこの導波管３の断面方
向に最も離れた部分には、障壁部材８ａ，８ｂおよび導
波管壁を冷却するための冷却媒体たとえば水が案内され
る第１の冷却媒体通路（以下冷媒通路と略称する）９
ａ、９ｂが形成されている。

【００１５】また、矩形導波管３の外周には、この導波
管壁を冷却するための第２の冷媒通路１０ａ、１０ｂが
設けられている。なお、これら冷媒通路９ａ、９ｂ、１
０ａおよび１０ｂのそれぞれは、図示しない接続部によ
り一本の冷媒通路として接続されている。すなわち、第
１の冷媒通路９ａ、９ｂには、例えば第２の冷媒通路１
０ａを経由して図示しない冷媒供給装置から冷却水が供
給される。また、同様に、他の第１冷媒通路９ｂを通っ
た冷却水は、第２冷媒通路１０ｂを経由して図示しない
冷媒供給装置に戻される。

【００１６】上述したように、図１および図２を用いて
説明したクライストロン管においては、断面形状が矩形
に形成された出力矩形導波管内部に、ドリフト管２から
出力空胴４で分岐される電子が出力導波管の端部に設け
られた気密窓５の誘電体板５ａに直接衝突することを防
止するために、ドリフト管２から気密窓５を見通すこと
ができないよう、導波管内壁から電界方向と平行または
垂直に延出された障壁部材８ａ，８ｂが設けられ、気密
窓５が保護される。障壁部材８ａ，８ｂの先端部分に、
冷却媒体による冷却を可能とする冷媒通路９ａ，９ｂが
形成され、温度上昇が抑えられている。これにより、誘
電損失あるいは電子の衝突に起因して、障壁部材の温度
が不所望に上昇して出力導波管が変形したり気密窓に損
傷が生じることが防止される。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、出力矩形導波管の不所望な温度上昇を低減できる。
これにより、出力導波管が変形して、高周波出力特性が
劣化することが防止される。また、気密窓に損傷が生じ
る等の構造上の不具合が発生することが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のクライストロン管の要部
の縦断面図。

【図２】図１のａ−ａ′における横断面図。

【符号の説明】

１ ・・・クライストロン管、 ３ ・・・出力矩形導波管、 ４ ・・・出力空胴、 ５ ・・・気密窓、 ５ａ・・・誘電体板、 ７ ・・・電子流、 ８ａ，８ｂ ・・・障壁部材、 ９ａ，９ｂ ・・・第１の冷媒通路、 １０ａ，１０ｂ ・・・第２の冷媒通路。

フロントページの続き (72)発明者 平野 耕一郎 茨城県東茨城郡大洗町成田町4002 動力 炉・核燃料開発事業団大洗工学センター内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘電体板からなる電磁波通過用気密窓と出
   力空胴との間に出力矩形導波管を有し、上記矩形導波管
   内に、該導波管の伝送マイクロ波の電界方向と平行また
   は垂直な該導波管壁面から途中まで突き出した導電体製
   障壁部材が互いに所定間隔を置きかつ上記空胴内の電子
   ビーム通過路から上記気密窓の誘電体板が直接見通せな
   いように互いに突設されているマイクロ波管において、 上記障壁部材内に第１の冷却媒体通路を有していること
   を特徴とするマイクロ波管。
2. 【請求項２】前記矩形導波管の外壁に第２の冷却媒体通
   路が伝熱的に形成され、上記第２の冷却媒体通路が前記
   障壁部材内の上記第１の冷却媒体通路に連通されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波管。
3. 【請求項３】前記障壁部材内の上記第１の冷却媒体通路
   は、前記障壁部材の先端付近に形成されることを特徴と
   する請求項１または２のいづれかに記載のマイクロ波
   管。