FR2925217A1 - Structure hyperfrequences pour tube microondes avec dispositif de confinement du faisceau a aimants permanents et refroidissement ameliore - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une structure hyperfréquences pour tube micro-ondes comportant une enveloppe cylindrique sous vide (60) et un dispositif de confinement d'un faisceau d'électrons dans l'axe de révolution ZZ' de l'enveloppe cylindrique,Le dispositif de confinement comporte au moins une paire de rangées R1, R2 ...., Rp, de n aimants permanents de confinement chacune, chaque rangée étant alignée de part et d'autre et à égale distance de l'axe de confinement ZZ' du faisceau, les n aimants permanents de confinement e1, e2, ...ei,..en, i étant un nombre entier compris entre 1 et n, n étant supérieur ou égal à trois, étant de formes parallélépipédiques et ayant une polarisation magnétique parallèle à une des ses arêtes dans un plan transverse à l'axe ZZ', leur sens d'aimantation dans la rangée, changeant alternativement d'un aimant de confinement ei à un autre suivant ei + 1, ou précèdent ei-1, pour créer un champ magnétique périodique alterné le long de l'axe de confinement ZZ'.Applications : tubes hyperfréquences, TOP à hélice ou à cavités couplées, klystrons.

Description

STRUCTURE HYPERFREQUENCES POUR TUBE MICROONDES AVEC DISPOSITIF DE CONFINEMENT DU FAISCEAU A AIMANTS PERMANENTS ET REFROIDISSEMENT AMELIORE L'invention concerne une structure hyperfréquence pour tube micro-ondes comportant un dispositif de confinement à aimants permanents d'un faisceau d'électrons du tube avec une configuration telle qu'elle permette un refroidissement amélioré de ladite structure. 10 Un tube hyperfréquence comporte une structure hyperfréquence traversée par un faisceau d'électrons généré par un canon à électrons. Le faisceau d'électrons est confiné dans un espace où se produit l'interaction entre les électrons du faisceau et une onde électromagnétique (progressive 15 ou stationnaire) dont la configuration du champ est déterminée par la structure hyperfréquence du tube : des cavités résonantes dans le cas du klystron et une ligne à retard dans le cas d'un tube à ondes progressive (TOP). Dans la plupart des tubes électroniques hyperfréquences un 20 champ magnétique est utilisé pour confiner le faisceau dans l'espace d'interaction avec l'onde hyperfréquence. Les tubes les plus répandus, comme le tubes à ondes progressives (TOP) et les klystrons, utilisent un faisceau d'électrons de géométrie cylindrique, ce qui nécessite un champ magnétique parallèle à l'axe du faisceau d'électrons. 25 Le champ magnétique de confinement du faisceau peut être généré par un solénoïde, ou à l'aide d'aimants permanents autour de la structure hyperfréquences du tube. L'utilisation d'aimants permanents supprime l'alimentation électrique du solénoïde, mais nécessite un aimant perrnanent de fort volume (donc très lourd) pour générer un champ 30 magnétique avec une seule alternance dans l'espace d'interaction. On entend par alternance un sens déterminé du champ magnétique de confinement du faisceau. Pour réduire le volume et la masse de l'aimant permanent on utilise un champ magnétique alterné généré par une suite d'aimants 35 perranents, selon l'axe de confinement du faisceau. Les aimants fournissent des champs alternativement de sens opposés d'un aimant au suivant dans la5 suivant dans la structure hyperfréquence du tube ; on parle alors de focalisation permanente magnétique, ou Periodic Permanent Magnet focussing en langue anglaise, d'acronyme PPM. Ce type de confinement du faisceau d'électrons par champ magnétique alterné est d'un emploi courant dans les Tubes à Ondes Progressives (TOP) et sur quelques klystrons. Les klystrons étant des tubes plus courts que les TOP, le champ de confinement comporte moins d'alternances (Single Reversai Permanent magnet : pour deux alternances ; Double Reversai Permanent magnet : pour 3 alternances).

La figure 1 représente une vue partielle en coupe d'une structure hyperfréquence d'un TOP à hélice de l'état de l'art. La structure hyperfréquence de la figure 1, de forme cylindrique circulaire selon un axe ZZ' de propagation d'un faisceau cylindrique d'électrons 10, comporte un fourreau 14 à masses polaires incorporées contenant l'hélice 16 du TOP. Le fourreau 14 assure à la fois le maintien mécanique de l'hélice 16 dans la structure hyperfréquence par l'intermédiaire de supports isolants 18, et l'étanchéité du tube. Le fourreau 14 comporte un assemblage d'une suite de pièces (ou masses) polaires 20 en fer et d'entretoises 22 non magnétiques, une entretoise séparant deux pièces polaires consécutives formant des espaces 24 incorporant d'aimants permanents 30 de formes toriques générant le champ magnétique de confinement du faisceau d'électrons selon l'axe ZZ' de propagation.

Les aimant 30 de formes toriques, d'axes de révolution colinéaires à l'axe ZZ', et de sections rectangulaires sont aimantés parallèlement à l'axe ZZ'. Le sens d'aimantation change alternativement d'un aimant à une autre suivant ou précèdent selon l'axe ZZ', ce qui produit une variation sinusoïdale du champ magnétique de confinement généré par les aimants 30 le long de l'axe ZZ'. La figure 2 représente une vue partielle en coupe d'une section du fourreau 14 de la structure de la figure 1. La vue en coupe de la figure 2, selon un plan de symétrie Ps passant par l'axe ZZ', montre le chemin des lignes Ch de flux magnétique de l'aimant 30 sur une longueur correspondant à une alternance du champ magnétique (soit la moitié d'une période correspondant à deux changements consécutifs, selon l'axe ZZ,' du sens du champ magnétique). Les pièces polaires 20 guident le flux magnétique généré par les aimants permanents pour d'obtenir un champ magnétique de confinement du faisceau parallèle à l'axe ZZ'.

La figure 3 présente une vue partielle en coupe d'une structure hyperfréquence d'un TOP à cavités 40 couplées. Comme dans les cas du TOP de la figure 1, des masses polaires 42 guident le flux magnétique produit par les aimants permanents vers l'axe ZZ', ce qui permet d'obtenir un champ magnétique parallèle à l'axe ZZ', mais à la différence du TOP à hélice de la figure 1, les masses polaires ont une deuxième fonction : elles constituent les parois des cavités 40 successives formant la ligne à retard du tube.

Les aimants permanents 44 de forme torique analogue à ceux utilisés sur les TOP à hélice sont placés au tour des cavités 40 ; de ce fait ils ont un diamètre plus élevé que ceux utilisés sur les TOP à hélice. Sur ce type de tube à cavités couplées, la variation du champ magnétique, suivant l'axe de confinement ZZ', n'est pas sinusoïdale. En effet une alternance comporte deux pics de champ magnétique au lieu d'un. On parle de focalisateur avec harmonique 3. Ce résultat est obtenu en plaçant un noyau magnétique 46 ou une masse polaire à mi-distance des 2 masses polaires 42 qui guident le flux magnétique de part et d'autre de l'aimant permanent 44. Ce type de focalisateur convient aussi pour des klystrons comportant plusieurs cavités, simples ou multiples ( klystrons à interaction étendue).

Ces dispositifs de confinement du faisceau dans la structure hyperfréquence des TOP, à hélice ou à cavités couplées, présentent des 30 inconvénients. Par exemple, lorsqu'un TOP fonctionne, une partie la puissance hyperfréquence se propageant dans la structure hyperfréquence du tube est perdue sous forme de chaleur. Ces pertes sont localisées sur l'hélice ou dans les parois des cavités selon le type 35 de TOP (pertes par effet de peau) ou dans les diélectriques support d'hélice, dans les diélectriques à pertes utilisés pour l'adaptation (charges sever) ou pour absorber des modes parasites (boutons résonnants). Par ailleurs, une partie des électrons du faisceau est interceptée par l'hélice du TOP ou par les glissements entre les cavités d'un TOP à cavités couplées ou d'un klystron . Ainsi, lorsqu'un électron du faisceau tombe sur la ligne à retard formée par l'hélice d'un TOP ou sur un glissement de klystron, son énergie cinétique est transformée en chaleur. Ces deux mécanismes, de pertes hyperfréquences et d'interception du faisceau d'électrons, créent un flux de puissance au coeur de la structure hyperfréquence, ce qui détermine une température maximale de fonctionnement de la structure en fonction de la température de la source de refroidissement entourant la structure hyperfréquence et de l'impédance thermique entre une partie centrale de la structure et la source de refroidissement. Dans le cas du TOP à hélice de structure hyperfréquence représentée à la figure 1, la puissance dissipée en chaleur transite de l'hélice 16 vers une source froide à l'extérieur du tube par les supports diélectriques 18, les masses polaires 20, des ailettes de refroidissement du tube puis les pièces d'habillage du tube (non représentés sur la figure 1). Dans le cas d'un TOP à cavités couplées ou du klystron, la puissance thermique dissipée transite des glissements vers la source froide par les masses polaires, des ailettes puis des pièces d'habillage du tube. Outre la réalisation du champ magnétique de confinement du faisceau d'électrons, le système de confinement du faisceau des tubes hyperfréquences de l'état de l'art, sert donc au refroidissement du tube ce qui présente des inconvénients. Effet, la conductivité thermique du fer des masses polaires est moins bonne que celle du cuivre (80 W/m.K pour le fer et 398 W/m.K pour le cuivre). Dans les deux cas, le point faible de ces structures est le refroidissement.

Une solution pour améliorer le refroidissement et augmenter la 35 puissance moyenne délivrée par un tube hyperfréquence de l'état de l'art consiste à réaliser des canaux de refroidissement entre la partie interne chaude de la structure hyperfréquence et les aimants permanents. Par exemple sur un TOP à cavités couplées (figure 3) on peut augmenter les diamètres intérieurs et extérieurs des aimants 44 pour placer les canaux de refroidissement entre le diamètre extérieur des cavités 40 et les aimants. Néanmoins cette solution de refroidissement se traduit par une augmentation du volume et de la masse de la structure hyperfréquence et notamment du dispositif de confinement du faisceau d'électrons, ce qui n'est pas toujours compatible avec l'application envisagée.

Une autre solution pour améliorer le refroidissement sans trop modifier le volume et la masse de la structure hyperfréquence consiste à placer un shunt thermique entre la partie centrale de la structure hyperfréquence et la source froide pour diminuer l'impédance thermique. A cet effet, le fer des masses polaires peut être remplacé par du cuivre et il est alors plus intéressant d'utiliser des aimants permanents avec une polarisation magnétique dans un plan perpendiculaire à l'axe ZZ' du faisceau plutôt que parallèle à l'axe du faisceau puisqu'il n'y a plus de masses polaires pour canaliser les lignes de flux vers l'axe ZZ'. On peut également enlever une partie du volume de l'aimant et le remplacer par du cuivre pour réaliser le shunt thermique.

La figure 4a montre une vue partielle du fourreau 14 montrant les lignes de champ de l'aimant permanent 30 de la figure 2. L'aimant 30 de forme torique entre deux masses polaires 20, aimanté parallèlement à l'axe ZZ' selon la flèche Fc (désignée par aimantation axiale) est une structure classique de l'état de l'art. La figure 4b montre une vue partielle d'une autre structure comportant deux aimants A1, A2 permanents de forme torique aimantés selon des axes perpendiculaires à l'axe ZZ' (flèches Fc 1, Fc2 sur la figure) (désignée par aimantation radiale) selon la solution consistant à remplacer les masses polaires par du cuivre. Les figures 4a et 4b montrent les tracés des lignes de flux Ch 35 sur une distance correspondant à une demi-période suivante l'axe ZZ'.

Les figures 4a et 4b montrent que pour des tores (ou des bagues) aimantées de même rayons intérieurs r et extérieur R les lignes de flux Ch sont moins proches de l'axe ZZ' dans la structure sans masses polaires de la figure 4b que dans la structure classique avec masse polaire de la figure 4a. Par conséquent, l'intensité du champ magnétique sur l'axe ZZ' créé par la structure à aimants permanents à champs radial de la figure 4b est plus faible.

Pour pallier le défaut de la structure comportant des aimants permanents de la figure 4b avec une aimantation radiale, on peut placer, à l'intérieur de l'aimant permanent 30, un noyau magnétique 50 en forme de tore de rayon extérieur égal au rayon intérieur r de l'aimant permanent 30 ce qui permet effectivement d'augmenter l'intensité du champ magnétique sur l'axe ZZ'.

La figure 5 montre les lignes de champs de deux aimants contigus de la structure de la figure 4b comportant deux noyaux magnétiques 50 dont le rayon intérieur est égal au rayon intérieur des pièces polaires 20 de la figure 4a. La structure à aimants permanents magnétisés radialement, telle que représentée aux figures 4b et 5, présente un autre défaut. En effet, la polarisation magnétique des aimants A 1, A2 ne reste pas dans un plan transverse, les lignes magnétiques dans un des aimants tournent vers l'aimant voisin lorsque l'on se rapproche des rayons intérieurs r et extérieurs R des aimants.

Le flux magnétique qui traverse la surface Sr s'appuyant sur le rayon intérieur r ne représente qu'une fraction du flux total crée par l'aimant, ce qui conduit à un champ magnétique dans l'axe ZZ' faible. Pour s'opposer au flux passant par les faces latérales des aimants, on peut placer un autre aimant permanent en forme de bague aimantée axialement (ou parallèlement à l'axe ZZ') entre deux aimants permanents aimantés radialement. La figure 6 montre une variante de la structure de la figure 4b. La structure de la figure 6 comporte les deux aimants permanents toriques Al , A2 aimantés radialement séparés par un troisième aimant permanent A3 en forme de bague aimantée axialement.

La structure à trois aimants toriques Al , A2, A3 de la figure 6 conduit à une augmentation du champ crête dans l'axe ZZ'. Cet accroissement du champ magnétique dans l'axe ZZ' est confirmé par des calculs de simulation.

La topologie de la structure de la figure 6 à trois aimants toriques est équivalente à celle d'un dispositif de confinement classique du faisceau avec bagues aimantées axialement et masses polaires tel que représentés aux figures 1 et 2 dans lequel on aurait remplacé les masses polaires par des bagues aimantées radialement.

Hormis les noyaux magnétiques l'utilisation de bagues aimantées radialement et axialement pour réaliser un focalisateur PPM ayant la symétrie de révolution est connue (voir par exemple H.A. Leupold et al. , Iron free permanent magnet structure for travelling wave tubes, IEDM 1991, pp 411-414).

Les structures à aimants permanents aimantés radialement comportent un autre inconvénient dans leur mise en oeuvre du fait de la difficulté de réaliser des bagues aimantées avec une aimantation en tous points radiale. On peut réaliser une approximation en collant plusieurs secteurs aimantés radialement pour former un tore complet, mais le résultat n'est pas aussi bon.

La figure 7 représente différentes courbes de variations de champs magnétiques CMg calculées pour différents aimants de confinement, exprimés en gauss en fonction du rayon extérieur R de la bague aimantée. Les calculs sont effectués pour des bagues aimantées axialement ou radialement de différentes épaisseurs Ep, de même rayon intérieur r = 3,2mm. et de rayon extérieur R variable. Dans la figure 7, la courbe Ref représente le champ magnétique dans l'axe ZZ' crée par une bague de l'état de l'art aimantée axialement, les courbes Ep4.2 et Ep3.2 montrent les champs magnétiques crées par des bagués magnétisées radialement de respectives épaisseur Ep -- 4,2mm. et Ep 3,2mm. Le point sur la figure 7 repéré Ep4,2+N représente le champ magnétique crée par la bague d'épaisseur 4,2mm. avec noyau torique et le point repéré Ep3,2 + N représente le champ magnétique crée par la bague d'épaisseur 3,2 MM avec noyau torique.

En résumé, la structure à aimants radiaux (ou magnétisés 5 radialement) sans masses polaires présente trois défauts : • Un champ magnétique sur l'axe ZZ' plus faible que celui produit par un dispositif de confinement classique du fait de l'absence de masses polaires pour guider le flux plus près de l'axe ZZ'. Ce défaut peut être partiellement compensé par l'introduction de noyaux magnétiques 10 sous les aimants • Des lignes de flux Ch qui s'incurvent pour passer d'un aimant au suivant au lieu de rester dans un plan transverse et de sortir par la surface correspondant au diamètre intérieur de l'aimant. Ce défaut peut être partiellement compensé par l'introduction d'une bague 15 aimantée A3 axialement entre deux bagues aimantées radialement. • Enfin un problème de réalisation : on ne sait pas réaliser des bagues avec une aimantation radiale. Il faut assembler des sections (ou secteurs) de bagues et coller ensuite les sections. De plus pour loger un shunt thermique par exemple une pièce 20 en cuivre du cuivre remplaçant le fer des masses polaires il faut réduire le volume de l'aimant torique, ce qui réduit le champ sur l'axe ZZ' de confinement du faisceau.

Afin de pallier les inconvénients des tubes hyperfréquence de 25 l'état de l'art l'invention propose une structure hyperfréquences pour tube micro-ondes comportant une enveloppe cylindrique sous vide et un dispositif de confinement d'un faisceau d'électrons dans l'axe de révolution ZZ' de l'enveloppe cylindrique. Le dispositif de confinement comporte au moins une paire de 30 rangées R1, R2 Rp, p étant un nombre pair, de n aimants permanents de confinement e1, e2, ...ei,..en, chacune, i étant un nombre entier compris entre 1 et n, n étant supérieur ou égal à trois, les rangées d'une paire étant alignées de part et d'autre et à égale distance de l'axe ZZ', les n aimants permanents de confinement e1, e2, ...ei,..en, 35 étant de mêmes formes parallélépipédiques et de polarisation magnétique parallèle à une des ses arêtes dans un plan transverse à l'axe ZZ', leur sens d'aimantation dans la rangée, changeant alternativement d'un aimant de confinement ei à un autre suivant ei + 1, ou précèdent ei-1, pour créer un champ magnétique périodique alterné le long de l'axe de confinement ZZ'.

Dans une réalisation, le dispositif de confinement comporte une paire de rangées d'aimants permanents R1, R2 symétriques par rapport à l'axe ZZ', les polarisations magnétique des aimants permanents de confinement dans un même plan transverse à l'axe ZZ' ayant des directions d'axe CC' passant par l'axe ZZ', la structure magnétique d'une rangée R1 étant invariante pour l'autre rangée R2 dans une rotation de 180° autour de l'axe ZZ'.

Dans une autre réalisation, les deux rangées R1, R2 d'aimants permanents sont séparées par un espace comportant deux canaux de refroidissement de part et d'autre de l'axe ZZ', pour évacuer les calories dégagées par la partie centrale de la structure hyperfréquence vers une source froide.

Dans une autre réalisation les canaux de refroidissement sont des passages dans deux blocs en cuivre dans l'espace entre les deux rangées R1, R2 d'aimants permanents, de part et d'autre de l'axe ZZ'.

Dans une autre réalisation, le dispositif de confinement comporte deux paires de rangées d'aimants permanents de confinement el, e2,...ei,

.en, une première paire comportant deux rangées R1, R2 et une seconde paire comportant deux autres rangées R3, R4, les rangées étant symétriques par paire par rapport à l'axe ZZ' et dans deux plans perpendiculaires passant par l'axe ZZ', les polarisations magnétiques des aimants permanents, dans un même plan transverse par rapport à l'axe ZZ', ayant des directions d'axe CC' passant par l'axe ZZ', la structure magnétique d'une paire étant invariante pour l'autre paire dans une rotation de 90° autour de l'axe ZZ'.35 Dans une autre réalisation, chaque aimant de confinement ei d'une rangée R1, R2,...Rp est pris en sandwich, selon un axe SS' perpendiculaire à l'axe CC' de polarisation de l'aimant permanent de confinement ei, entre deux aimants permanents secondaires shi, sbi, de rang i, de mêmes formes parallélépipédiques, les deux aimant secondaires ayant des polarisations magnétiques de même axe SS' et de sens de polarisation opposés, les sens d'aimantation de deux aimants secondaires shi, sbi, changeant alternativement d'un aimant de confinement ei à une autre suivant ei+ 1 ou précèdent ei-1 de chaque rangée aimants permanents.

Dans une autre réalisation, le dispositif de confinement comporte deux paires de rangées adjacentes d'aimants permanents de confinement el, e2,...ei, ...en, autour de l'axe ZZ', une première paire comportant deux rangées R1, R2 et une seconde paire comportant deux autres rangées R3, R4, chaque aimant permanent de confinement de forme parallélépipédique comportant des grands côtés et des petits cotés perpendiculaires aux grands côtés, un grand côté d'un aimant de confinement ei d'une rangée étant en contact par un petit côté d'un aimant ei d'une autre rangée adjacente de façon à ce que les quatre aimants ei des quatre rangées adjacentes R1, R2, R3, R4, dans un même plan transverse à l'axe ZZ,' forment un carré centré sur l'axe ZZ', les polarisations magnétiques des aimants permanents de confinement ei, dans un même plan transverse, ayant des directions d'axe DD' perpendiculaires aux grands côtés de l'aimant permanent de confinement, la structure magnétique de la première paire P1 de rangées R1, R2 étant invariante par rotation de 180°autour de l'axe ZZ', comme la structure magnétique de la seconde paire P2 de rangées R3, R4, la première paire P1 de rangées R1, R2 se transformant en la seconde paire P2 de rangées R3, R4 par une rotation de 90° au tour de l'axe ZZ".

Dans une autre réalisation, les aimants permanents de confinement ei de rang i, dans un même plan transverse, sont séparés des aimants permanents de confinement ei + 1, de rang i + 1 suivant ou, et-1 de rang i-1 précédent, par des ailettes en métal conducteur de la chaleur de façon à évacuer la chaleur dégagée dans l'enveloppe cylindrique sous vide vers des canaux de refroidissement de la structure hyperfréquence.

Dans une autre réalisation, chaque rangée R1, R2,..Rp d'aimants permanents de confinement e1, e2, ...ei,..en, comporte une suite des aimants auxiliaires axi, ax2, ...axi,...axn-1, de mêmes formes parallélépipédiques, un aimant auxiliaire axi de la suite étant inséré entre deux aimants de confinement ei, e+ 1, avec un axe de polarisation AA' parallèle à l'axe ZZ', un aimant auxiliaire axi entre deux aimants de confinement ayant une polarisation de sens opposé à un aimant auxiliaire suivant axi + 1, ou précèdent axi-1, de la suite d'aimants auxiliaires dans chaque rangée.

Dans une autre réalisation, les aimants de confinement el, e2,

.ei,..en, de magnétisation transverse, comportent des noyaux magnétiques entre les rangées R1, R2,...Rp d'aimants permanents de confinement, ces noyaux étant positionnés, selon les axes ZZ' et YY,' au milieu desdits aimants de confinement pour augmenter l'intensité du champ magnétique dans l'axe ZZ'...DTD: Dans une autre réalisation, les aimants de confinement el, e2,

.ei,..en, de magnétisation transverse, comportent des noyaux magnétiques de correction de champ entre les rangées R1, R2,...Rp d'aimants permanents de confinement, ces noyaux de correction de champ étant positionnés, selon l'axe ZZ', à hauteur des faces en contact entre deux aimants de confinement adjacents ei, ei + 1 et, selon l'axe YY,' au milieu desdits aimants de confinement afin de réaliser un champ magnétique non sinusoïdal...DTD: Dans une autre réalisation, les aimants auxiliaires ax 1, ax2,

.axi,...axn-1 comportent des noyaux magnétiques entre les rangées R1, R2 ,...Rp d'aimants permanents de confinement, ces noyaux étant positionnés, selon l'axe ZZ' et l'axe YY' au milieu des aimants auxiliaires ax1,, ax2,...axi,..axn-1 ayant une aimantation parallèle à l'axe ZZ' afin de réaliser un champ magnétique non sinusoïdal, semblable à celui utilisé pour les TOP à cavités couplées...DTD: L'invention concerne aussi un tube hyperfréquences 5 comportant une structure hyperfréquences selon l'invention et notamment un tube à ondes progressives (TOP).

Un principal objectif de l'invention est d'améliorer le refroidissement des structures hyperfréquences des tubes comportant un 10 dispositif de confinement de faisceau à champ magnétique alterné. Un autre objectif de l'invention est de réaliser un dispositif magnétique de confinement de faisceau simple à réaliser avec des performances de champ de confinement équivalentes ou supérieures à celles des dispositifs de l'état de l'art. 15 L'invention sera mieux comprise par la description d'un exemple de réalisation d'une structure hyperfréquences selon l'invention à l'aide de dessins indexés dans lesquels - la figure 1, déjà décrite, représente une vue partielle en coupe 20 d'une structure hyperfréquence d'un TOP à hélice de l'état de l'art ; - la figure 2, déjà décrite, représente une vue partielle en coupe d'une section du fourreau 14 de la structure de la figure 1; - la figure 3, déjà décrite, présente une vue partielle en coupe d'une structure hyperfréquence d'un TOP à cavités couplées ; 25 - la figure 4a, déjà décrite, montre une vue partielle du fourreau montrant les lignes de champ de l'aimant permanent de la figure 2 ; - la figure 4b, déjà décrite, montre une vue partielle d'une autre structure comportant deux aimants permanents de forme torique ; - la figure 5, déjà décrite, montre les lignes de champs de deux 30 aimants contigus de la structure de la figure 4b ; - la figure 6 montre une variante de la structure de la figure 5 ; - la figure 7, déjà décrite, représente différentes courbes de variations de champ magnétique CMg calculés pour différents aimants de confinement ; - la figure 8a montre une vue partielle d'une première réalisation, selon l'invention, d'une structure hyperfréquence pour tube micro-ondes - la figure 8b représente une vue en coupe de la structure de la 5 figure 9a ; - la figure 9a montre une vue partielle d'une variante de la réalisation de la figure 8a, selon l'invention ; - la figure 9b montre une vue partielle en coupe de la structure de la figure 9a ; 10 - la figure 10a montre une vue partielle d'une autre variante de la première réalisation de la figure 8a, selon l'invention ; - la figure 10b montre une vue partielle en coupe de la structure de la figure 10a ; - la figure 1 1 a montre une vue en perspective d'une deuxième 15 réalisation, selon l'invention, d'une structure hyperfréquence pour tube micro-ondes - la figure 1 lb montre une vue partielle en coupe de la structure de la figure 1 1 a. - la figure 12a montre une vue en perspective d'une troisième 20 réalisation, selon l'invention, d'une structure hyperfréquence pour tube micro-ondes - la figure 12b montre une vue partielle en coupe de la structure de la figure 12a ; - la figure 13 montre un exemple de réalisation de structure 25 hyperfréquence de la figure 8b avec noyaux magnétiques ; - la figure 14 montre un exemple de réalisation de structure hyperfréquence de la figure 9b avec noyaux magnétiques ; - la figure 1 5 montre un exemple de réalisation de la structure de la figure 9b avec deux types de noyaux magnétiques et ; 30 - la figure 16 montre un exemple de réalisation de la structure de la figure 10b avec deux types de noyaux magnétiques.

La figure 8a montre une vue partielle d'une première réalisation, selon l'invention, d'une structure hyperfréquence pour tube 35 micro-ondes, dans cet exemple un TOP à hélice.

La structure hyperfréquence de la figure 8a comporte une enveloppe 60 sous vide en forme de tube cylindrique, d'axe de révolution ZZ'. L'enveloppe sous vide contient une hélice 62 cylindrique maintenue dans l'enveloppe colinéairement à l'axe ZZ' par des supports isolants 64 et formant une ligne de propagation de l'onde hyperfréquences du TOP. Un canon à électrons du TOP (non représenté sur la figure) génère un faisceau d'électrons selon l'axe ZZ' de l'hélice, que nous appellerons aussi par la suite axe de confinement du faisceau d'électrons. A cet effet, la structure hyperfréquence comporte, selon une principale caractéristique de l'invention, une paire P1 de rangées d'aimants permanents R1, R2 symétriques par rapport à l'axe ZZ'. Les rangée R1, R2 de part et d'autre d'un plan de symétrie Ps passant par l'axe ZZ' de confinement, comportent n aimants permanents el, e2,...ei,...en de confinement chacune (avec i nombre entier compris entre 1 et n, n étant égal ou supérieur à trois). Par la suite, les différentes réalisations seront repérées en position par rapport à un trièdre d'axe XX', YY', ZZ', l'axe ZZ' étant l'axe de confinement du faisceau. Les aimants permanents e1, e2,...ei,...en de confinement ont une même forme parallélépipédique (ou en forme de pavé) avec une polarisation magnétique dans la rangée d'axe CC' dans un plan de confinement Pc perpendiculaire au plan Ps de symétrie et passant par l'axe ZZ'. Le sens d'aimantation des aimants de confinement change alternativement d'un aimant de confinement ei un autre suivant ei + 1 ou précèdent ei-1, dans chaque rangée R1, R2 d'aimants, pour fournir un champ magnétique périodique alterné le long de l'axe de confinement ZZ'. Du fait de la symétrie du dispositif, les aimants de même rang i des deux rangées R1, R2 se faisant face de part et d'autre de l'axe ZZ' ont des champs de sens opposés. La structure magnétique d'une rangée R1 est donc invariante pour l'autre rangée R2 dans une rotation de 180° autour de l'axe ZZ'. La figure 8b représente une vue en coupe de la structure de la figure 8a, selon le plan de confinement Pc passant par l'axe ZZ' parallèlement aux axes CC' de polarisation magnétique des aimants de confinement. La figure 8b montre les lignes de champs Ch, générées par le dispositif de confinement, symétriques par rapport à l'axe ZZ' dans 5 l'enveloppe 60. La réalisation de la figure 8a ne nécessite que deux rangées R1, R2 d'aimants permanents contigus identiques mais n'est pas optimale pour 2 raisons : -le champ magnétique crée par le dispositif présente une 10 décroissance lente suivant l'axe YY', alors que le champ magnétique n'est nécessaire qu'au voisinage du faisceau dans l'axe ZZ'. - les lignes de flux magnétique passent d'un aimant de confinement ei à l'aimant adjacent ei + 1 ou ei-1, au lieu de rester parallèles à l'axe XX' jusqu'au faisceau d'électrons. 15 La figure 9a montre une vue partielle d'une variante de la première réalisation de la figure 8a, selon l'invention. La figure 9b montre une vue partielle en coupe, selon le plan Pc de confinement, de la structure de la figure 9a. 20 La variante représentée à la figure 9a apporte des améliorations par rapport à celle de la figure 8a consistant à concentrer selon un premier axe YY' le champ magnétique produit par les aimants de confinement sur la zone utile de passage du faisceau, dans l'axe ZZ'. Pour concentrer le champ magnétique sur la zone utile de 25 confinement du faisceau, et donc sur une distance plus courte suivant l'axe YY', on ajoute de part et d'autre de chaque aimant permanent de confinement ei dans chaque rangée R1, R2, de la réalisation de la figure 8a, deux autres aimants secondaires shi, sbi de rang i, magnétisés selon des axes SS' perpendiculaires à l'axe CC' de polarisation de l'aimant 30 permanent de confinement ei, les polarisations des aimants secondaires étant de sens opposés. Comme pour les aimants de confinement, les sens d'aimantation de deux aimants secondaires shi, sbi, changent alternativement d'un aimant de confinement ei à une autre suivant ei + 1 ou précèdent ei-1 de chaque rangée aimants permanents. 35 Dans cette réalisation, un bloc BSi de rang i de la rangée R1 de trois aimants permanents comportant l'aimant de confinement ei de rang i magnétisé dans un sens dirigé vers l'axe ZZ' pris en sandwich entre les deux aimants shi, sbi secondaires de rang i magnétisés en sens contraires dirigés vers l'aimant de confinement ei, est suivi d'un autre bloc BSi + 1 de rang i + 1 de trois autre aimants permanents, comportant l'aimant de confinement ei + 1 de rang i+ 1 i pris en sandwich entre deux aimants shi + 1, sbi + 1 secondaires de rang i+ 1, de sens de magnétisations opposés à ceux des aimants du bloc Bi précédent Les deux rangées R1, R2 d'aimants sont symétrique de part et d'autre du plan de symétrie Ps et deux blocs BSi de même rang i de part et d'autre du plan de symétrie Ps comportent des polarisations magnétiques symétriques. Pour obtenir un champ magnétique périodique, l'aimantation des deux blocs symétrique BSi de la rangée R1 et BSi symétrique de la rangée R2 change de sens lorsque l'on se déplace d'une demi-période selon l'axe ZZ'. Un pas magnétique (ou demi période suivante selon l'axe ZZ') de la structure hyperfréquences comporte alors six aimants de deux types différents.

La figure 10a montre une vue partielle d'une autre variante de la première réalisation de la figure 8a, selon l'invention. La figure 10b montre une vue partielle en coupe de la structure de la figure 10a. Cette autre variante de réalisation de la figure 10a apporte des améliorations par rapport à celle de la figure 9a consistant à concentrer selon un deuxième axe XX' le champ magnétique produit par les aimants de confinement sur la zone utile de passage du faisceau, dans l'axe ZZ'. Pour concentrer le champ magnétique sur la zone utile de confinement du faisceau, et donc sur une distance plus courte suivant l'axe XX', chaque rangée R1, R2 d'aimants permanents de confinement comporte une suite d'aimants auxiliaires ax1, ax2,..axi,...axn-1, de mêmes formes parallélépipédiques que les autres aimants de la rangée, insérés entre les aimants de confinement el, e2,..ei,...en pris en sandwich entre les aimants secondaires shi, sbi.

Dans cette configuration de la figure 10a, un aimant auxiliaire axi de rang i de la suite est inséré entre deux aimants de confinement avec un axe de polarisation AA' perpendiculaire à l'axe de polarisation CC' de l'aimant de confinement et de telle façon qu'un aimant auxiliaire axi de rang i entre deux aimants de confinement présente une polarisation de sens opposé à un aimant auxiliaire suivant axi + 1 ou précèdent axi-1 de la suite d'aimants auxiliaires dans chaque rangée R1, R2. Dans cette autre variante représentée à la figure 10a, un bloc BAi de la rangée R1 de rang i comporte quatre aimants permanents, un aimant de confinement ei de rang i magnétisé dans un sens dirigé vers l'axe ZZ' pris en sandwich entre deux aimants shi, sbi secondaires magnétisés en sens contraires dirigés vers l'aimant de confinement ei, et un aimant auxiliaire axi, du coté du bloc BAi contigu au bloc suivant BAi + 1, avec une polarisation magnétique d'axe AA' perpendiculaire à la polarisation magnétique d'axe CC' de l'aimant de confinement ei et de sens dirigé vers l'aimant de confinement ei du bloc BAi considéré. Un bloc BAi de la rangée R1, R2 est suivi d'un autre bloc BAi + 1 de rang i + 1 de quatre autres aimants permanents, mais de sens de magnétisations opposés à ceux des aimants du bloc BAi précédent Les deux rangées R1, R2 d'aimants sont symétrique de part et d'autre du plan de symétrie Ps et deux blocs BSi de quatre aimants permanents chacun de même rang i de part et d'autre du plan de symétrie Ps comportent des polarisations magnétiques symétriques.

Dans la première réalisation de la figure 8a et ses variantes des figures 9a et 10a, selon l'invention, les deux rangées R1, R2 d'aimants permanents sont séparées par un espace ESP comportant deux canaux 113, 115 de refroidissement de part et d'autre de l'axe ZZ', pour évacuer les calories dégagées par la partie centrale de la structure hyperfréquence vers une source froide. Cette partie centrale de la structure hyperfréquence comporte une ligne hyperfréquence dans l'envelope sous vide 60. Dans une réalisation préférentielle les canaux de refroidissement sont des passages dans deux blocs 100, 102 en cuivre dans l'espace (ESP) entre les deux rangées R1, R2 d'aimants permanents, de part et d'autre de l'axe ZZ'. Ces blocs en cuivre, dans le plan de symétrie Ps, sont en contact thermique avec l'enveloppe cylindrique sous vide 60 et permettent l'évacuation des calories par les canaux 1 1 3, 1 1 5 de refroidissement vers la source froide. La figure 1 1 a montre une vue en perspective d'une deuxième réalisation, selon l'invention, d'une structure hyperfréquence pour tube micro-ondes, dans cet exemple un TOP à hélice. La structure hyperfréquence de la figure 1 la comporte, comme 10 dans le cas de la première réalisation, l'enveloppe 60 sous vide en forme de tube cylindrique, d'axe de révolution ZZ'. Dans cette deuxième réalisation de la figure 1 1 a, le dispositif de confinement comporte deux paires de rangées d'aimants permanents de confinement, une première paire P1 comportant deux rangées R1, R2 15 et une seconde paire P2 comportant deux autres rangées R3, R4. Les rangées sont symétriques par paire par rapport à l'axe ZZ' et dans les deux plans Pc, Ps perpendiculaires passant par l'axe ZZ'. Les polarisations magnétiques des aimants permanents de confinement el, e2,...ei, ...en, des rangées, dans un même plan 20 transverse par rapport à l'axe ZZ', ont des directions d'axe CC' passant par l'axe ZZ'. Dans cette deuxième réalisation, la structure magnétique d'une paire P1 de rangées R1, R2 est invariante pour l'autre paire P2 de rangées R3, R4 dans une rotation de 90° autour de l'axe ZZ'. Le refroidissement de l'enveloppe sous vide est assuré par des 25 canaux de refroidissement Cl, C2, C3, C4 entre les rangées d'aimants permanents. Pour améliorer le refroidissement, dans cette structure à quatre rangées d'aimants R1, R2, R3, R4 perpendiculaires, les aimants permanents de confinement de rang i, dans un même plan transverse, 30 sont séparés des aimants permanents de rang i+ 1 suivants ou i-1 précédents par des ailettes 130 en métal conducteur de la chaleur de façon à évacuer la chaleur dégagée dans l'enveloppe cylindrique sous vide vers les canaux de refroidissement Cl, C2, C3, C4 de la structure.

La figure 1 1 b montre une vue partielle en coupe de la structure de la figure 12a. La coupe est réalisée selon le plan Pc passant par l'axe ZZ'. La figure 1 1 b montre les ailettes 130 de refroidissement de 5 l'enveloppe cylindrique contenant la ligne hyperfréquences.

La figure 12a montre une vue en perspective d'une troisième réalisation, selon l'invention, d'une structure hyperfréquence pour tube micro-ondes, dans cet exemple un TOP à hélice. 10 La structure hyperfréquence de la figure 12a comporte comme dans le cas des première et deuxièmes réalisations, l'enveloppe 60 sous vide en forme de tube cylindrique, d'axe de révolution ZZ'. Dans cette troisième réalisation de la figure 12a, le dispositif de confinement comporte deux paires de rangées adjacentes d'aimants 15 permanents de confinement el, e2,...ei,

.en, au tour de l'axe ZZ', une première paire P1 comportant deux rangées R1, R2 et une seconde paire P2 comportant deux autres rangées R3, R4. Chaque aimant permanent de confinement de forme parallélépipédique comporte des grands côtés 140 et des petits cotés 20 142 perpendiculaires aux grands côtés. Un grand côté 140 d'un aimant de confinement ei d'une rangée est en contact par un petit côté 142 d'un aimant de confinement d'une autre rangée adjacente de façon à ce que les quatre aimants ei des quatre rangées adjacentes R1, R2, R3, R4, dans un même plan transverse à l'axe ZZ', forment un carré 144 centré 25 sur l'axe ZZ'. La taille des aimants de confinement est telle que les aimants en contact laissent un espace interne 150 de forme carrée centré sur l'axe ZZ' pour le passage de l'enveloppe sous vide 60. Les polarisations magnétiques des aimants permanents de 30 confinement, dans un même plan transverse, ont des directions d'axe DD' perpendiculaires aux grands côtés de l'aimant permanent. Dans cette réalisation, la structure magnétique de la première paire P1 de rangées R1, R2 est invariante par rotation de 180°autour de l'axe ZZ', comme la structure magnétique de la seconde paire P2 de rangées R3, 35 R4. En outre, la première paire de rangées R1, R2 se transforme en la seconde paire P2 de rangées R3, R4 par une rotation de 90° au tour de l'axe ZZ'...DTD: Comme dans la deuxième réalisation de la figure 1 1 a les aimants permanents de rang i dans un même plan transverse sont séparés des aimants permanents de rang i+ 1 suivant ou i-1 précédent par des ailettes 152 en métal conducteur de la chaleur de façon à évacuer la chaleur dégagée dans l'enveloppe cylindrique 60 sous vide vers des canaux externes de refroidissement (non représentés sur les figures). Ces canaux de refroidissement sont plus éloignes de l'enveloppe sous vide mais cette troisième configuration permet de réaliser des aimants permanents de confinement de taille plus importante et donc produisant un champ magnétique plus intense au niveau de l'axe ZZ'. La figure 12b montre une vue partielle en coupe de la structure de la figure 12a. Le plan de coupe Pc passe par les axes ZZ' et XX' du dispositif de la figure 13a. La figure 12b montre les ailettes de refroidissement 152 de l'enveloppe cylindrique 60 contenant une ligne hyperfréquences.

Dans d'autres variantes des réalisations décrites précédemment, les blocs d'aimants comportent entre les rangée differents types de noyaux magnétiques

La figure 13 montre l'exemple de réalisation de structure 25 hyperfréquence de la figure 8b avec noyaux magnétiques. Les aimants de confinement el, e2, ...ei,..en, de magnétisation transverse, comportent des noyaux magnétiques 110 entre les rangées R1, R2,...Rp. Ces noyaux sont positionnés, selon les axes ZZ' et YY,' au milieu desdits aimants de confinement pour augmenter l'intensité du 30 champ magnétique dans l'axe ZZ'.

La figure 14 montre l'exemple de réalisation de structure hyperfréquence de la figure 9b avec le même type de noyau magnétique que celui de la figure 13 pour augmenter l'intensité du champ magnétique dans l'axe ZZ'. Ces noyaux sont positionnés, selon les axes ZZ' et YY,' au milieu desdits aimants de confinement.

La figure 15 montre l'exemple de réalisation de la structure de 5 la figure 9b avec deux types de noyaux magnétiques. Dans la réalisation de la figure 15 les aimants de confinement el, e2, ...ei,..en, de magnétisation transverse, comportent des noyaux magnétiques 110 entre les rangées R1, R2,...Rp. positionnés, selon les axes ZZ' et YY,' au milieu desdits aimants de confinement pour 10 augmenter l'intensité du champ magnétique dans l'axe ZZ' et des noyaux magnétiques 1 1 1 de correction de champ entre les rangées R1, R2,...Rp d'aimants permanents de confinement. Ces noyaux de correction de champ 1 1 1 sont positionnés, selon l'axe ZZ', à hauteur des faces f 1, f2 en contact entre deux aimants de confinement adjacents ei, ei + 1 et, 15 selon l'axe YY,' au milieu desdits aimants de confinement afin de réaliser un champ magnétique non sinusoïdal.

La figure 16 montre un exemple de réalisation de la structure de la figure 10b avec deux types de noyaux magnétiques. 20 La réalisation de la figure 16 comporte, outre les noyaux magnétiques 110 pour augmenter le champs dans l'axe ZZ', des noyaux magnétiques 112 de correction de champ positionnés, selon l'axe ZZ' et l'axe YY,' au milieu des aimants auxiliaires ax1, ax2,...axi,..axn-1. d'aimantation parallèle à l'axe ZZ', afin de réaliser un champ magnétique 25 non sinusoïdal, semblable à celui utilisé pour les TOP à cavités couplées.

Les différentes réalisations décrites de structures hyperfréquence selon l'invention permettent d'obtenir des performances de champ magnétique alterné de confinement du faisceau égales voire 30 supérieures à celles obtenues avec de bagues magnétisées axialement de l'état de l'art. En outre l'utilisation d'aimants parallélépipédiques permet une réduction de la taille du dispositif de confinement à aimants permanents et un meilleur refroidissement de la partie centrale de la structure contenant la ligne hyperfréquences.

Les structures décrites ne sont pas limitatives et d'autres variantes de configurations d'aimants et des rangées d'aimants peuvent être adaptées à différentes autres applications des tubes hyperfréquences.

Par exemple, les structures ont été décrites dans le cas d'un grand nombre d'alternances pour de tubes longs de type TOP mais d'autres structures avec deux ou trois alternances peuvent être réalisées par le dispositif de confinement, selon l'invention, pour des tubes courts tels que les klystrons.10

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Structure hyperfréquences pour tube micro-ondes comportant une enveloppe cylindrique sous vide (60) et un dispositif de confinement d'un faisceau d'électrons dans l'axe de révolution ZZ' de l'enveloppe cylindrique, caractérisée en ce que le dispositif de confinement comporte au moins une paire (P1, P2,..Pp/2) de rangées R1, R2 Rp, p étant un nombre pair, de n aimants permanents de confinement el, e2, ...ei,..en, chacune, i étant un nombre entier compris entre 1 et n, n étant supérieur ou égal à trois, les rangées d'une paire étant alignées de part et d'autre et à égale distance de l'axe ZZ', les n aimants permanents de confinement el, e2, ...ei,..en, étant de mêmes formes parallélépipédiques et de polarisation magnétique parallèle à une des ses arêtes dans un plan transverse à l'axe ZZ', leur sens d'aimantation dans la rangée, changeant alternativement d'un aimant de confinement ei à un autre suivant ei + 1, ou précèdent ei-1, pour créer un champ magnétique périodique alterné le long de l'axe de confinement ZZ'.

2. Structure hyperfréquences selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de confinement comporte une paire (P1) de rangées d'aimants permanents R1, R2 symétriques par rapport à l'axe ZZ', les polarisations magnétique des aimants permanents de confinement dans un même plan transverse à l'axe ZZ' ayant des directions d'axe CC' passant par l'axe ZZ', la structure magnétique d'une rangée R1 étant invariante pour l'autre rangée R2 dans une rotation de 180° autour de l'axe ZZ'.

3. Structure hyperfréquence selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deux rangées R1, R2 d'aimants permanents sont séparées par un espace (ESP) comportant deux canaux (113, 115) de refroidissement de part et d'autre de l'axe ZZ', pour évacuer les calories dégagées par la partie centrale de la structure hyperfréquence vers une source froide.

4. Structure hyperfréquence selon la revendication 3, caractérisée en ce que les canaux de refroidissement sont des passages dans deux blocs (100, 102) en cuivre dans l'espace (ESP) entre les deux rangées R1, R2 d'aimants permanents, de part et d'autre de l'axe ZZ'.

5. Structure hyperfréquences selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de confinement comporte deux paires (P1, P2) de rangées d'aimants permanents de confinement el, e2,...ei,

.en, une première paire (P1) comportant deux rangées R1, R2 et une seconde paire (P2) comportant deux autres rangées R3, R4, les rangées étant symétriques par paire par rapport à l'axe ZZ' et dans deux plans (Ps, Pc) perpendiculaires passant par l'axe ZZ', les polarisations magnétiques des aimants permanents, dans un même plan transverse par rapport à l'axe ZZ', ayant des directions d'axe CC' passant par l'axe ZZ', la structure magnétique d'une paire P1 étant invariante pour l'autre paire P2 dans une rotation de 90° autour de l'axe ZZ'...CLMF:

6. Structure hyperfréquences selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que chaque aimant de confinement ei d'une rangée R1, R2,...Rp est pris en sandwich, selon un axe SS' perpendiculaire à l'axe CC' de polarisation de l'aimant permanent de confinement ei, entre deux aimants permanents secondaires shi, sbi, de rang i, de mêmes formes parallélépipédiques, les deux aimant secondaires ayant des polarisations magnétiques de même axe SS' et de sens de polarisation opposés, les sens d'aimantation de deux aimants secondaires shi, sbi, changeant alternativement d'un aimant de confinement ei à une autre suivant ei+ 1 ou précèdent ei-1 de chaque rangée aimants permanents.

7. Structure hyperfréquences selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de confinement comporte deux paires (P1, P2) de rangées adjacentes d'aimants permanents de confinement el, e2,...ei, ...en, autour de l'axe ZZ', une première paire (P1) comportant deux rangées R1, R2 et une seconde paire (P2) comportant deux autres rangées R3, R4, chaque aimant permanent de confinement de formeparallélépipédique comportant des grands côtés (140) et des petits cotés (142) perpendiculaires aux grands côtés, un grand côté (140) d'un aimant de confinement ei d'une rangée étant en contact par un petit côté (142) d'un aimant ei d'une autre rangée adjacente de façon à ce que les quatre aimants ei des quatre rangées adjacentes R1, R2, R3, R4, dans un même plan transverse à l'axe ZZ,' forment un carré (144) centré sur l'axe ZZ', les polarisations magnétiques des aimants permanents de confinement ei, dans un même plan transverse, ayant des directions d'axe DD' perpendiculaires aux grands côtés (140) de l'aimant permanent de confinement, la structure magnétique de la première paire (P1) de rangées R1, R2 étant invariante par rotation de 180°autour de l'axe ZZ', comme la structure magnétique de la seconde paire (P2) de rangées R3, R4, la première paire (P1) de rangées R1, R2 se transformant en la seconde paire (P2) de rangées R3, R4 par une rotation de 90° au tour de l'axe ZZ".

8. Structure hyperfréquences selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que les aimants permanents de confinement ei de rang i, dans un même plan transverse, sont séparés des aimants permanents de confinement ei + 1, de rang i+ 1 suivant ou, el-1 de rang i-1 précédent, par des ailettes (130, 152) en métal conducteur de la chaleur de façon à évacuer la chaleur dégagée dans l'enveloppe cylindrique (60) sous vide vers des canaux de refroidissement (Cl, C2, C3, C4) de la structure hyperfréquence.

9. Structure hyperfréquences selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que chaque rangée R1, R2,..Rp d'aimants permanents de confinement el, e2, ...ei,..en, comporte une suite des aimants auxiliaires axi, ax2, ...axi,...axn-1, de mêmes formes parallélépipédiques, un aimant auxiliaire axi de la suite étant inséré entre deux aimants de confinement ei, e + 1, avec un axe de polarisation AA' parallèle à l'axe ZZ', un aimant auxiliaire axi entre deux aimants de confinement ayant une polarisation de sens opposé à un aimant auxiliairesuivant axi + 1, ou précèdent axi-1, de la suite d'aimants auxiliaires dans chaque rangée.

10. Structure hyperfréquences selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les aimants de confinement el, e2, ...ei,..en, de magnétisation transverse, comportent des noyaux magnétiques (110) entre les rangées R1, R2,...Rp d'aimants permanents de confinement, ces noyaux étant positionnés, selon les axes ZZ' et YY,' au milieu desdits aimants de confinement pour augmenter l'intensité du champ magnétique dans l'axe ZZ'.

11. Structure hyperfréquences selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les aimants de confinement el, e2, ...ei,..en, de magnétisation transverse, comportent des noyaux magnétiques (111) de correction de champ entre les rangées R1, R2,...Rp d'aimants permanents de confinement, ces noyaux de correction de champ étant positionnés, selon l'axe ZZ', à hauteur des faces (f1, f2) en contact entre deux aimants de confinement adjacents ei, ei + 1 et, selon l'axe YY,' au milieu desdits aimants de confinement afin de réaliser un champ magnétique non sinusoïdal.

12. Structure hyperfréquences selon la revendication 9, caractérisée en ce que les aimants auxiliaires axi, ax2, ...axi,...axn-1 comportent des noyaux magnétiques (112) entre les rangées R1, R2 ,...Rp d'aimants permanents de confinement, ces noyaux (112) étant positionnés, selon l'axe ZZ' et l'axe YY' au milieu des aimants auxiliaires ax1, ax2,...axi,..axn-1 ayant une aimantation parallèle à l'axe ZZ' afin de réaliser un champ magnétique non sinusoïdal, semblable à celui utilisé pour les TOP à cavités couplées.

13. Tube hyperfréquences caractérisé en ce qu'il comporte une structure hyperfréquences selon l'une des revendications 1 à 12. 5

14. Tube à ondes progressives (TOP) caractérisé en ce qu'il comporte une structure hyperfréquences selon l'une des revendications 1 à 12. 10