JP2002164702A - 同軸導波管構体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同軸導波管どうしを接続する場合などに、誘
電体気密窓あるいはその気密性の破壊を防止し、信頼性
の高い同軸導波管構体およびその製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 外導体金属円筒１１およびこの外導体金
属円筒１１の内側に位置する内導体金属円筒１５を有す
る同軸導波管と、外導体金属円筒１１および内導体金属
円筒１５間の空間を気密に遮断する誘電体気密窓１６と
を具備した同軸導波管構体において、外導体金属円筒１
１の一部に透孔１７を形成している。

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、同軸導波管内の
一部を誘電体気密窓で気密に遮断した同軸導波管構体お
よびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】進行波管やクライストロンなどのマイク
ロ波管からマイクロ波出力を取り出す場合、通常、その
出力部に同軸導波管などが接続される。この場合、マイ
クロ波管の出力部に接続される側の同軸導波管内を真空
に維持する必要から、同軸導波管内を気密に遮断する誘
電体気密窓が一部に配置される。

【０００３】ここで、従来の同軸導波管構体について、
誘電体気密窓を設けた構造を例にとり図３の断面図を参
照して説明する。

【０００４】符号４１は、同軸導波管を構成する外導体
金属円筒で、外導体金属円筒４１の両端にフランジ４２
ａ、４２ｂが形成されている。外導体金属円筒４１の一
部に壁厚の薄い薄壁部４１ａが形成されている。この薄
壁部４１ａを囲んで外壁４３が環状に設けられ、薄壁部
４１ａと外壁４３で囲まれた空間４４は、冷却水などを
流す水路を形成している。

【０００５】外導体金属円筒４１の内側に内導体金属円
筒４５が配置されている。内導体金属円筒４５にも、そ
の一部に壁厚が薄い薄壁部４５ａが形成されている。

【０００６】そして、外導体金属円筒４１の薄壁部４１
ａと内導体金属円筒４５の薄壁部４５ａとの間に、円板
状の誘電体気密窓４６が配置されている。誘電体気密窓
４６は、その中央の透孔部分を内導体金属円筒４５が貫
通し、外周面が外導体金属円筒４１の薄壁部４１ａにろ
う付けされ、また、内周面が薄壁部４５ａにろう付けさ
れ、それぞれの部分は気密に接合されている。

【０００７】上記した構成の同軸導波管構体をマイクロ
波管の出力部に接続すると、たとえばマイクロ波管に接
続された側が誘電体気密窓４６によって真空に維持され
る。

【０００８】また、マイクロ波管から取り出したマイク
ロ波出力を負荷回路など離れた場所に伝送する場合、マ
イクロ波管に接続された同軸導波管に、さらに別の同軸
導波管が接続される。

【０００９】ここで、同軸導波管どうしを接続する方法
について図４の断面図を参照して説明する。

【００１０】符号５１、５２は互いに接続される第１お
よび第２の同軸導波管で、第１同軸導波管５１は、外導
体金属円筒５１１および内導体金属円筒５１２などから
構成され、外導体金属円筒５１１の端部にフランジ５１
３が形成されている。

【００１１】第２同軸導波管５２も、外導体金属円筒５
２１および内導体金属円筒５２２などから構成され、外
導体金属円筒５２１の端部にフランジ５２３が形成され
ている。

【００１２】そして、第１同軸導波管５１および第２同
軸導波管５２を接続する場合、両者のフランジ５１３、
５２３をネジ５３で固定し、外導体金属円筒５１１、５
２１どうしを電気的に接続している。また、内導体金属
円筒５１２、５２２どうしは円筒状のアンカーコネクタ
ー５４を介して電気的に接続されている。

【００１３】たとえば、アンカーコネクター５４は中間
部分の外壁面に環状の突起５４１が設けられ、突起５４
１の図の左側の部分５４ａが第１同軸導波管５１１の内
導体金属円筒５１２の内側に嵌め込まれ、その内面と弾
性的に接触し、電気的に接続されている。また、突起の
図の右側の部分５４ｂが第２同軸導波管５２の内導体金
属円筒５２２の内側に嵌め込まれ、その内面と弾性的に
接触し、電気的に接続されている。

【００１４】次に、同軸導波管どうしを接続するもう１
つの方法について図５の断面図を参照して説明する。図
５では、図４に対応する部分には同じ符号を付し、重複
する説明を一部省略する。

【００１５】この例は、第１および第２の同軸導波管５
１、５２のそれぞれの外導体金属円筒５１１、５２１の
外周面に跨がってストレートカップリング６１が配置さ
れている。そして、ストレートカップリング６１の外面
から金属バンド６２で締め付け、ストレートカップリン
グ６１の金属弾性による接触を利用して、外導体金属円
筒５１１、５２１どうしを電気的に接続している。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】マイクロ波管の出力部
などに接続される従来の同軸導波管構体は、外導体金属
円筒の内面と内導体金属円筒の外面との間に誘電体気密
窓が気密にろう付けされている。

【００１７】しかし、外導体金属円筒の内面あるいは内
導体金属円筒の外面と誘電体気密窓とをろう付けする場
合に、両者の材質の違いなどから熱膨張率が相違し、接
合部に十分な接合強度が得られないことがある。

【００１８】そのため、誘電体気密窓を設けた同軸導波
管と他の同軸導波管とを接続する場合に、図４や図５で
説明したように、たとえばアンカーコネクターを内導体
金属円筒に圧入すると、アンカーコネクターと内導体金
属円筒間の摩擦によって誘電体気密窓の接合部分に軸方
向の力が加わる。その結果、誘電体気密窓が破壊され、
あるいは、誘電体気密窓の接合部分の気密性が破壊され
る場合がある。

【００１９】この発明は、上記の欠点を解決し、同軸導
波管どうしを接続する場合などに、誘電体気密窓あるい
はその気密性の破壊を防止し、信頼性の高い同軸導波管
構体およびその製造方法を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、外導体金属円
筒およびこの外導体金属円筒の内側に位置する内導体金
属円筒を有する同軸導波管と、前記外導体金属円筒およ
び前記内導体金属円筒間の空間を気密に遮断する誘電体
気密窓とを具備した同軸導波管構体において、前記外導
体金属円筒の一部に透孔を形成したことを特徴としてい
る。

【００２１】また、本発明の同軸導波管構体の製造方法
は、透孔が一部に形成された外導体金属円筒の内面、お
よび、前記透孔と対向する領域に透孔または凹部の機械
的結合部が形成された内導体金属円筒の外面に、中央に
貫通孔をもつ誘電体気密窓の外周面および内周面をそれ
ぞれ接合する第１工程と、補強部材の一端部を前記外導
体金属円筒の前記透孔の周辺に固定し、前記補強部材の
他端部を前記内導体金属円筒の前記機械的結合部に固定
する第２工程と、前記外導体金属円筒および前記内導体
金属円筒に、他の同軸導波管の外導体金属円筒および内
導体金属円筒をそれぞれ接続する第３工程とからなって
いる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図１の
断面図を参照して説明する。

【００２３】符号１１は同軸導波管構体を構成する外導
体金属円筒で、外導体金属円筒１１の両端にフランジ１
２ａ、１２ｂが形成されている。外導体金属円筒１１の
一部に壁厚が薄い薄壁部１１ａが形成されている。この
薄壁部１１ａを囲んで外壁１３が環状に設けられ、薄壁
部１１ａと外壁１３で囲まれた空間１４は、たとえば冷
却水などを流す水路を形成している。

【００２４】外導体金属円筒１１の内側に、外導体金属
円筒１１とともに同軸導波管構体を構成する内導体金属
円筒１５が設けられている。内導体金属円筒１５にも、
その一部に壁厚が薄い薄壁部１５ａが形成されている。

【００２５】そして、たとえば外導体金属円筒１１の薄
壁部１１ａと内導体金属円筒１５の薄壁部１５ａとの間
に、円板状の誘電体気密窓１６が気密に接合されてい
る。

【００２６】誘電体気密窓１６は、その中央の透孔部分
を内導体金属円筒１５が貫通し、外周面が薄壁部１１ａ
の内面にろう付けされ、また、内周面が薄壁部１５ａの
外面にろう付けされ、それぞれの部分は気密に接合され
ている。

【００２７】また、誘電体気密窓１６を挟んだその一方
の側、たとえば図の右側のフランジ１２ｂがマイクロ波
管の出力部に接続される場合には、誘電体気密窓１６の
図の左側に位置する外導体金属円筒１１の一部に透孔１
７が形成されている。また、透孔１７を囲んで突壁１８
が環状に形成されている。なお、マイクロ波出力が同軸
導波管を伝送する使用状態の場合、透孔１７は金属蓋１
９で封止される。

【００２８】金属蓋１９は、たとえばほぼ円柱状の封止
部１９ａとフランジ部１９ｂとで構成されている。そし
て、フランジ部１９ｂがねじ２０で環状の突壁１８に固
定され、外導体金属円筒１１と着脱できる構造になって
いる。また、金属蓋１９の内側の先端面は、外導体金属
円筒１１の内面との間に凹凸がないように、外導体金属
円筒１１の内面と面一に形成されている。

【００２９】また、外導体金属円筒１１に形成された透
孔１７と対向する領域の内導体金属円筒１５に、機械的
結合部となるたとえば透孔２１が形成され、透孔２１の
内周面にねじ溝が形成されている。

【００３０】次に、上記した構成の同軸導波管構体と他
の同軸導波管を接続する方法について図２を参照して説
明する。図２では、図１に対応する部分には同じ符号を
付し、重複する説明を一部省略する。

【００３１】まず、外導体金属円筒１１の透孔１７を封
止する金属蓋１９（図１）を取り外し、その後、たとえ
ば外導体金属円筒１１の透孔１７周辺に設けられた突壁
１８と内導体金属円筒１５の透孔２１との間に補強部材
３１を固定する。

【００３２】補強部材３１は、有底円筒状の筒状部分３
１ａおよびフランジ部分３１ｂ、筒状部分３１ａの底部
を貫通するねじ３１ｃなどから構成され、たとえばその
一端のフランジ部分３１ｂが突壁１８にねじ２０で固定
される。また、他端は、たとえばねじ３１ｃを透孔２１
のねじ溝にねじ込んで固定される。

【００３３】次に、上記した構成の同軸導波管構体に別
の同軸導波管３４を接続する。同軸導波管３４は、外導
体金属円筒３４１および内導体金属円筒３４２などから
構成され、外導体金属円筒３４１の端部にフランジ３４
２が形成されている。

【００３４】そして、同軸導波管構体１０と同軸導波管
３４の接続は、まず、両者の内導体金属円筒１５、３４
２どうしをアンカーコネクター３５で接続する。

【００３５】この場合、アンカーコネクター３５は中間
部分の外壁面に環状の突起３５１が設けられ、突起３５
１の図の左側の部分３５ａが同軸導波管３４の内導体金
属円筒３４２の内側に嵌め込まれ、その内面と弾性的に
接触し、電気的に接続している。そして、突起３５１の
図の右側の部分３５ｂを、矢印Ｙで示すように、同軸導
波管構体の内導体金属円筒１５の内側に嵌め込み、内導
体金属円筒１５の内面と弾性的に接触させ、同時に、電
気的に接続する。

【００３６】次に、同軸導波管構体の外導体金属円筒１
１と同軸導波管３４の外導体金属円筒３４１間を、それ
ぞれのフランジ１２ａ、３４２どうしをねじ（図示せ
ず）で連結し、電気的に接続する。

【００３７】上記の構成によれば、同軸導波管構体の外
導体金属円筒の一部に透孔が形成されている。そのた
め、透孔を利用して、たとえば外導体金属円筒と内導体
金属円筒を連結する補強部材を配置できる。したがっ
て、他の同軸導波管を接続する際に、内導体金属円筒に
外力が加わっても、内導体金属円筒が補強部材で支持さ
れているため、誘電体気密窓の接合部などに作用する力
が抑えられる。その結果、誘電体気密窓やその気密性の
破壊が防止され、信頼性の高い同軸導波管構体が実現さ
れる。また、外導体金属円筒に形成された透孔は、使用
時、金属蓋で封止されるため動作上の問題も生じない。

【００３８】上記の実施形態では、誘電体気密窓を有す
る同軸導波管構体をマイクロ波管の出力部に接続し、こ
の同軸導波管構体に別の同軸導波管を接続する場合で説
明している。しかし、この発明は、同軸導波管構体をマ
イクロ波管の出力部に接続する場合に限らず、通常の同
軸導波管どうしの接続にも適用できる。

【００３９】また、外導体金属円筒の透孔は、同軸導波
管構体の一方の側が真空に維持される場合は、真空度の
維持に影響を与えないように、誘電体気密窓を挟んだ大
気側に形成することが望ましい。なお、外導体金属円筒
に他の同軸導波管と接続するためのフランジが形成され
る場合、透孔は、通常、誘電体気密窓とフランジ間に形
成される。

【００４０】また、上記の実施形態では、内導体金属円
筒に設ける機械的結合部が透孔の場合で説明している。
しかし、透孔に代えて、内導体金属円筒の表面に凹部を
形成し、この凹部の内周面にねじ溝を設ける構造でもよ
い。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、誘電体気密窓やその気
密性の破壊を防止し、信頼性の高い同軸導波管構体およ
びその製造方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための断面図であ
る。

【図２】本発明の同軸導波管構体と他の同軸導波管との
接続方法を説明するための断面図である。

【図３】従来例を説明するための断面図である。

【図４】同軸導波管どうしの接続方法を説明するための
断面図である。

【図５】同軸導波管どうしの他の接続方法を説明するた
めの断面図である。

【符号の説明】

１１…外導体金属円筒 １２ａ、１２ｂ…フランジ １３…外壁 １４…空間 １５…内導体金属円筒 １６…誘電体気密窓 １７…外導体金属円筒に形成された透孔 １８…突壁 １９…金属蓋 １９ａ…金属蓋の封止部 １９ｂ…金属蓋のフランジ部 ２０…ねじ ２１…内導体金属円筒に形成された透孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 手塚 勝彦 栃木県大田原市下石上字東山1385番の１ 株式会社東芝那須電子管工場内 Ｆターム(参考） 5J011 DA00 FA01 5J013 DA02 5J014 BA01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外導体金属円筒およびこの外導体金属円
   筒の内側に位置する内導体金属円筒を有する同軸導波管
   と、前記外導体金属円筒および前記内導体金属円筒間の
   空間を気密に遮断する誘電体気密窓とを具備した同軸導
   波管構体において、前記外導体金属円筒の一部に透孔を
   形成したことを特徴とする同軸導波管構体。
2. 【請求項２】 透孔を封止する蓋を設けた請求項１記載
   の同軸導波管構体。
3. 【請求項３】 透孔は、誘電体気密窓を挟んだその大気
   側に設けられている請求項１記載の同軸導波管構体。
4. 【請求項４】 外導体金属円筒に形成された透孔と対向
   する領域の内導体金属円筒に、透孔または凹部の機械的
   結合部を形成した請求項１記載の同軸導波管構体。
5. 【請求項５】 透孔が一部に形成された外導体金属円筒
   の内面、および、前記透孔と対向する領域に透孔または
   凹部の機械的結合部が形成された内導体金属円筒の外面
   に、中央に貫通孔をもつ誘電体気密窓の外周面および内
   周面をそれぞれ接合する第１工程と、補強部材の一端部
   を前記外導体金属円筒の前記透孔の周辺に固定し、前記
   補強部材の他端部を前記内導体金属円筒の前記機械的結
   合部に固定する第２工程と、前記外導体金属円筒および
   前記内導体金属円筒に、他の同軸導波管の外導体金属円
   筒および内導体金属円筒をそれぞれ接続する第３工程と
   からなる同軸導波管構体の製造方法。
6. 【請求項６】 第３工程の後、補強部材を取り外し、外
   導体金属円筒の透孔を蓋で封止する工程を設けた請求項
   ５記載の同軸導波管構体の製造方法。