JP2597386B2 - ジャイロトロン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ジャイロトロンに係わり、特に導波管壁
が管軸に沿って複数に電気的に分割された構造のジャイ
ロトロンに関する。

（従来の技術） ジャイロトロンは、周知のようにサイクロトロンメー
ザ作用を動作原理とする電子管で、ミリ波からサブミリ
波帯における高周波大電力源として利用されつつある。
ジャイロトロンの種類としては、サイクトロン運動をす
る電子群が形成する円筒状の電子ビームと、この電子ビ
ームと共振空胴のような１個の共振回路における電磁波
と相互作用し、共振回路に蓄積される電磁波エネルギー
によって電子ビームのエネルギーが失われて発振を生じ
るジャイロモノトロン、同様の電子ビームと複数個の共
振空胴を用いて電磁波の増幅を行なわせるジャイロクラ
イストロン、同様の電子ビームと伝送回路内の進行波と
の相互作用によるジャイロ進行波管、あるいは伝送回路
内の後進波との結合による後進波ジャイロトロンなどが
ある。

ジャイロトロンは、その動作周波数が概略数十GHzか
ら百数十GHzが一般的であり、波長に換算するとおよそ2
mm程度から数mm程度である。したがって、クライストロ
ンや進行波管に比較すると波長が２桁から３桁も短く、
ジャイロトロンの高周波回路の各部寸法精度は著しく高
いものが要求される。

一方、ジャイロトロンの適正な動作条件の設定のため
には、共振空胴を含む高周波回路部、コレクタ部、出力
窓部で各々独立に電子ビーム量を測定できる構成にする
必要がある。このような目的のために、例えば特開昭60
−70637号公報に開示されるように、高周波伝送回路お
よび電子ビーム通路となる導波管壁を管軸に沿って複数
に電気的に分離する構造が採用される。各導波管分離部
は、セラミックスリングのような絶縁体で電気的に絶縁
されるとともに、導波管壁がごくわずかの間隙を保って
切り離されている。この分離部の間隙はここから基本波
成分が外部に漏洩しないように、その波長の1/10以下の
寸法に設定される。前述のように、波長がおよそ2mmで
あるので、この間隙は約0.2mm、あるいはそれ以下に設
定する必要がある。

（発明が解決しようとする課題） このように導波管分離部の間隙が非常に狭い構造であ
るため、組立て前に設定したこの間隙が、ジャイロトロ
ンの組立て、排気工程を経るうちに部品の熱履歴等で部
品寸法が変化したり各接合部の形状や寸法が変化したり
して、導波管分離部の間隙の所定寸法精度が得られない
場合がある。

この発明は、以上のような不都合を解消し、完成段階
で導波管分離部の所定間隙寸法を高精度に設定可能な構
造のジャイロトロンを提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、電子ビームおよび電磁波が通る導波管壁
が、軸方向に所定の間隙を保って分離され且つリング状
絶縁体により電気的に絶縁された導波管分離部が、この
リング状絶縁体に封着リングを介して気密接合され、こ
の封着リングが導波管壁に気密接合される。

そして、リング状絶縁体は、その外周面、および内周
面の円周状所定部分を除く他の部分に、金属層が被覆さ
れてなるジャイロトロンである。

（作用） この発明によれば、電気的に分離しなければならない
間隙は、セラミックス部品で高精度に設定することがで
き、且つその間隙寸法は組立て、排気等の製造工程で変
化することがない。従って、信頼性の高いジャイロトロ
ンを得ることができる。

（実施例） 以下、図面を参照してその実施例を説明する。尚、同
一部分は同一符号で表わす。第１図に全体構造を示す。
同図の符号11は中空電子ビームを発生する電子銃部、12
はその電子ビーム下流に配置されて次第に径小となるテ
ーパ状電子ビーム導入部、13はその下流に連続的に設け
られた共振空胴部、14は同じくその下流に連続的に設け
られ次第に径大になるテーパ状案内部、15はその下流に
配置された円筒状のコレクタ部、16はその下流に配置さ
れセラミックス気密窓を有する出力窓部、17は導波管結
合フランジ、18a,18b,18cはそれぞれ電子ビームあるい
は高周波を通過させ、伝送させる銅製の導波管壁、19は
磁界装置のソレノイド、20、21は導波管分割部を表わし
ている。

そこで、導波管分離部20の構造を第２図及び第３図に
より説明する。即ち、第２図に示すように両導波管壁18
a、18bは、管軸に沿ってリング状絶縁体26により電気的
に絶縁され、分離されている。即ち、各導波管壁18a、1
8bには、分離部に近接して外周に厚肉ステンレス鋼のよ
うな機械的強度の高い保持用リング状フランジ22、23が
ろう接により固定されている。これらフランジ22、23の
相対向する面には、溶接用の薄肉フランジ24、25が一体
的に設けられている。そして、分離部には、セラミック
ス製のリング状絶縁体26が介在されている。このリング
状絶縁体26は、第３図から明らかなように、その外周
面、および内周面の円周状所定部分を除く他の部分に、
金属層36が被覆されている。

絶縁体26の内周面のうち例えば軸方向のほぼ中央に、
例えば動作波長の約1/10の幅ｇの部分を除いて金属層36
が被覆されている。尚、この絶縁体露出部分ｇは、必ず
しも軸方向の中央付近でなくともよい。又、金属層36と
しては、例えばメタライズ層とその上に被着された銅メ
ッキ層が適する。

このようなリング状絶縁体26の両面の外周部には、そ
れぞれ封着リング27、28が気密ろう接されている。そし
て各封着リング27、28は封着体29、30に取付けられ、そ
の先端部が各薄肉フランジ24、25に溶接部Ｂ、Ｂで気密
溶接されている。両保持用フランジ22、23は、封着体2
9、30の外側をまたぎこれを越えて設けられた連結用の
複数個のボルト31、31…及びナット32、32…により、相
互間隔が調整可能な状態で機械的に連結されている。

一方のフランジ23には、絶縁ワッシャ33が嵌合され、
それにより両フランジ22、23を電気的に絶縁している。
導波管壁18a、18bは、封着リング27、28、及びリング状
絶縁体26と共に真空容器を構成している。尚、図中の符
号34、35はそれぞれ冷媒通路を表わしている。

上記説明では、導波管分離部20について述べたが、導
波管分離部21の場合も同様構成である。

第４図はこの発明の他の実施例を示したもので、上記
実施例と同様効果が得られる。

即ち、この例では、リング状絶縁体26内周面の金属層
36が被覆されない部分ｇに、溝37が形成されており、こ
の溝37を除いた内周面に金属層36が形成されている。こ
れにより、電気的絶縁を確実に保つことが出来、又、電
気的絶縁寸法ｇを高精度に保つことが出来る。

第５図に示す実施例は、溝37中の開口部近傍まで金属
層36aを延長形成し、その内部は絶縁体26の面を露出さ
せて電気的絶縁を得ている。これにより、電子ビームの
一部が絶縁体26の露出面に直接衝突することが防止さ
れ、安定動作が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、導波管分離部
の電気的に分離しなければならない寸法を、セラミック
ス絶縁体とその表面に形成した金属層、絶縁体露出部と
で高精度に設定することが出来るため、信頼性の高いジ
ャイロトロンを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るジャイロトロンを示
す概略縦断面図、第２図はその要部拡大縦断面図、第３
図はこの発明で使用するリング状絶縁体の一実施例を示
す縦断面図、第４図及び第５図は各々この発明の他の実
施例を示す要部縦断面図である。 18a、18b、18c……導波管壁、 20、21……導波管分離部、 26……リング状絶縁体、 36……金属層、 37……溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大家 圭司 栃木県大田原市下石上1385番 株式会社 東芝那須電子管工場内 (56)参考文献 実開 昭57−53568（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子ビームおよび電磁波が通る導波管壁
   が、軸方向に所定の間隙を保ち、且つリング状絶縁体に
   より電気的に絶縁された導波管分離部を有してなるジャ
   イロトロンにおいて、 上記リング状絶縁体は、その外周面、および内周面の円
   周状所定部分を除く他の部分に、金属層が被覆されてな
   ることを特徴とするジャイロトロン。