JPS6257059B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は進行波管に用いられるらせん遅波回路
の耐電力性の改良に関する。

らせん回路は集行波管の遅波回路として広く用
いられているが、これは他のタイプの遅波回路に
くらべて電子ビームとの結合インピーダンスが高
く、位相速度が周波数によつて殆んど変化しない
という優れた特性をもつているからである。らせ
ん遅波回路は通常、モリブデン・タングステン等
の高融点金属線をらせん状に巻回し、それを数本
の誘電体棒によつて、真空外囲器もかねる金属外
囲器内に、管軸と同心的に支持して構成されてい
る。誘電体棒は、らせん線と金属外囲器を電気的
に絶縁し、それらを同心的に支持すると共に、電
磁波がらせん遅波回路を伝送する際に生じる高周
波損失や回路内を通過する電子ビームがらせんと
衝突して生じる熱を外部に伝導する役割をする。
しかしながら、誘電体の熱伝導率は金属とくらべ
て小さい上に、らせん一誘電体棒および誘電体棒
一金属外囲器間に形成された接触部で大きな熱抵
抗が存在するために、許容電力が小さい欠点があ
る。

らせん遅波回路の耐熱性を高め、大電力進行波
管に適用させるため、従来から種々の工夫がなさ
れている。例えば、仏国のトムソン・シー・エ
ス・エフ社では、らせん一誘電体棒および誘電体
棒−金属外囲器間を低融点金属（ろう材）で接合
し、接触部の熱抵抗を減少させる第１図に示すよ
うな構成を採用している（インターナシヨナル・
エレクトロン・デバイス・ミーテイング、1977年
12月、米国ワンシントン・デイー・シーにて開催
された著名な国際会議）。

また、米国のアール・シー・エー社では、らせ
んと誘電体棒の周囲を金属線で巻き、金属線と金
属外囲器間をろう材で接合した第２図に示すよう
な構成を採用している（著名雑誌、マイクロウエ
ーブ・ジヤーナル、16巻、10号、1973年10月）。
第１の方法は、金属と誘電体の熱膨脹率の差によ
つて、接合時に誘電体棒が破断することを防止す
るため、らせん・金属外囲器を可塑性の銅でつく
らなければならない。このため、機械的強度・融
点が低下して望ましくない。また、融電体棒に
は、らせんと接触するらせんピツチ毎にメタライ
ズとしなければならないので、組立に高精度が要
求されて非常に高価なものになる。一方、第２の
方法は接合を金属どおしに限つているので第１の
方法のような問題はなく、また、らせん遅波回路
の耐熱性も従来のいわゆる「スクイズ法」にくら
べ非常に改善されていて優れている。

本発明の目的は、上記の第２の方法に、さらに
改良を加え、安価で製造しやすく、耐熱特性の優
れたらせん遅波回路を提供することにある。

本発明によるらせん遅波回路は、高融点金属で
つくられたらせんと複数の誘電体棒とそれらの周
囲を密に巻回して固定する金属線と、らせんと同
軸的に配設され円形の内壁形状を有する金属外囲
器と、金属外囲器と金属線の外周との間の空隙に
そう入・固着された複数の金属棒から構成され、
金属外囲器・金属棒・金属線の互いの接触部分を
低融点金属で溶融接合したることを特徴としてい
る。

次に図面を参照して本発明の実施例について説
明する。

第３図は本発明によるらせん遅波回路の横断面
図を示したものである。高融点金属のタングステ
ンでつくられた、らせん１と３本のベリリア棒２
はその周囲を密に巻回したキユプロニツケル線３
によつて固定され、それらの組立体をキユプロニ
ツケルでつくられた金属外囲器４にそう入後、金
属外囲器４と金属線３の外周との間の３カ所の空
隙に、さらに３本の金属棒６をそう入し、融点が
約900℃の低融点金属５を溶融して金属線３、金
属外囲器４、金属棒６の接触部を接合してつくら
れている。金属棒６の直径は金属外囲器４と金属
線３の外周との間につくられる空隙よりもわずか
大きいので、金属棒６をそう入することによつて
金属線３の張力が増加し、らせん１とベリリア棒
２の接触状態が良くなりその間の熱抵抗が減少す
る。これによつて、第１図に示した従来の方法の
場合に匹敵する熱抵抗値が得られる。また、金属
棒６がそう入されていることによつて金属線３と
金属外囲器４の熱伝導径路が増加するので、それ
らの間の熱抵抗も減少する。これらの効果によ
り、前述の第２図に示した従来の方法によるらせ
ん遅波回路にくらべて、らせん１と金属外囲器４
の間の熱抵抗は1/2から1/5に減少し、耐電力性も
同じ比率だけ向上している。

金属棒６を使用することによつて、らせん１と
ベリリア棒２の間の接触状態を改善しているの
は、ベリリア棒２が誘電体であるため脆いので、
金属線３で巻回するときに十分な張力を加えられ
ないからである。そして、それらの組立体が金属
外囲器４の中にそう入・固着された後では、金属
線３に、さらに張力を加えてもベリリア棒２が折
れるおそれはない。

接合用の低融点金属５は棒状のものを使用し、
接触部の近くにそう入して水素炉あるいは真空炉
で加熱・溶融する。溶融した金属５は表面張力に
よつて接合個所のすき間を埋めるので接触部の熱
抵抗が格段に改善される。

第４図に本発明の第２の実施例を示している
が、誘電体棒２および金属棒６が４本になつてい
る点を除いては第１の実施例と同様である。この
場合、らせん１と誘電体棒２との接触面積が増大
しているので、らせん遅波回路の耐熱性はさらに
向上している。

上述の実施例では、いづれも棒状の低融点金属
を使用しているが、金属線３および金属棒６に低
融点金属をメツキし、それを加熱・溶融してもよ
い。また、誘電体棒２が５本以上の場合に対して
も本発明を適用できる。さらに、金属棒６の断面
形状も円形に限られることはなく任意のものが可
能である。その場合、接触部が互いに適合した形
状であることが望ましいのは言うまでもない。

以上説明した通り、本発明によれば製造が容易
で、耐熱性したがつて耐電力性が著しく向上した
らせん遅波回路が実現でき、それを用いて周波数
が10GHz以上で、連続出力が1KW以上のらせん形
進行波管が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は耐電力性を改善した従来のら
せん遅波回路の横断面図、第３図は本発明による
第１の実施例の横断面図、第４図は本発明による
第２の実施例の横断面図である。 １……らせん状、２……誘電体棒、３……らせ
んと誘電体棒の周囲を巻回して固定する金属線、
４……金属外囲器、５……接合用の低融点金属、
６……金属棒。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高融点金属でつくられたらせんと、複数の誘
   電体棒と、それらの周囲を密に巻回して固定する
   金属線と、らせんと同軸的に配設され円形の内壁
   形状を有する金属外囲器と、金属外囲器と金属線
   の外周との間の空隙にそう入・固着された複数の
   金属棒から構成され、金属外囲器・金属棒・金属
   線の互いの接触部分を低融点金属で溶融接合した
   ることを特徴とするらせん遅波回路。