JP2661517B2 - Traveling wave tube - Google Patents

Traveling wave tube

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JP2661517B2
JP2661517B2 JP5224320A JP22432093A JP2661517B2 JP 2661517 B2 JP2661517 B2 JP 2661517B2 JP 5224320 A JP5224320 A JP 5224320A JP 22432093 A JP22432093 A JP 22432093A JP 2661517 B2 JP2661517 B2 JP 2661517B2
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wave tube
traveling wave
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helix
support
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英一 久保
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子ビームの集束装置
として周期磁界を使用する進行波管に関し、特に遅波回
路部の冷却構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a traveling wave tube using a periodic magnetic field as an electron beam focusing device, and more particularly to a cooling structure for a slow wave circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】進行波管は、その管球部分が電子ビーム
を射出する電子銃,電子ビームと高周波との相互作用に
より高周波の増幅が行なわれる遅波回路,相互作用の終
った電子ビームを捕捉するコレクタ,並びに電子ビーム
を集束して細いビームを形成するための磁界を発生する
周期磁界集束装置から構成されている。そしてこれらが
進行波管のケースの一部を構成するベースプレート上に
配設されている。
2. Description of the Related Art A traveling wave tube has an electron gun whose tube portion emits an electron beam, a slow wave circuit in which high frequency is amplified by an interaction between the electron beam and a high frequency, and an electron beam after the interaction. It comprises a collector for capturing, and a periodic magnetic field concentrator for generating a magnetic field for converging the electron beam to form a thin beam. These are arranged on a base plate which constitutes a part of the case of the traveling wave tube.

【0003】進行波管の遅波回路構体及び周期磁界集束
装置について図5を用いて詳しく説明する。図5
(a),(b)において、10はマイクロ波が伝搬する
ヘリックス,11はヘリックスを支持するヘリックス支
柱,2はポールピース,12は非磁性金属で出来たスペ
ーサー,1は電子ビームを集束するための円筒状永久磁
石である。ポールピース2とスペーサー12は交互にろ
う付され、真空外囲器を形成している。
The slow wave circuit structure of the traveling wave tube and the periodic magnetic field focusing device will be described in detail with reference to FIG. FIG.
(A) and (b), 10 is a helix through which a microwave propagates, 11 is a helix support for supporting the helix, 2 is a pole piece, 12 is a spacer made of non-magnetic metal, and 1 is for focusing an electron beam. Is a cylindrical permanent magnet. The pole pieces 2 and the spacers 12 are alternately brazed to form a vacuum envelope.

【0004】このような構成において、電子銃より射出
し加速された電子ビームは、中心軸上に形成された周期
磁界により細いビームに絞られてヘリックス10内を通
過する。この時、ヘリックス10の入力端から入った高
周波は、ヘリックス10の軸方向に電界を形成しこの高
周波電界と電子ビームが相互作用して高周波の増幅が行
なわれる。
In such a configuration, the electron beam emitted from the electron gun and accelerated is narrowed down to a narrow beam by the periodic magnetic field formed on the central axis and passes through the helix 10. At this time, the high frequency wave input from the input end of the helix 10 forms an electric field in the axial direction of the helix 10, and the high frequency electric field interacts with the electron beam to amplify the high frequency.

【0005】ところで、進行波管が動作している時、ヘ
リックス10は電子ビームの一部が衝突することによっ
て生じる熱と、遅波回路の出力端付近の高周波損失によ
って生じる熱で常に加速されている。ヘリックス10に
は、通常モリブデンやタングステンといった高融点の材
料が使用されるが、細いテープをらせん状に巻いたもの
であるため熱容量が小さく、ヘリックス10で発生する
熱の放熱が適切に行なわないとヘリックスの温度は数百
度以上にもなる。
When the traveling wave tube is operating, the helix 10 is constantly accelerated by the heat generated by the collision of a part of the electron beam and the heat generated by the high frequency loss near the output end of the slow wave circuit. I have. The helix 10 is usually made of a material having a high melting point, such as molybdenum or tungsten. However, since a thin tape is wound in a spiral shape, the heat capacity is small. Helix temperatures can be hundreds of degrees or more.

【0006】こうなると、ヘリックス10からはガスが
放出され、進行波管の管内真空度を劣化させ進行波管の
動作を不安定にさせる。また、ヘリックス10の温度上
昇が周辺に配置された円筒状永久磁石1の温度を上昇さ
せ、永久磁石の温度特性による磁界強度の変化を生じ、
電子ビームの集束を乱し、電子ビームの透過率を悪化さ
せる。
In this case, gas is released from the helix 10 and the degree of vacuum in the traveling wave tube is degraded to make the operation of the traveling wave tube unstable. In addition, the rise in the temperature of the helix 10 raises the temperature of the cylindrical permanent magnet 1 disposed around, causing a change in the magnetic field strength due to the temperature characteristics of the permanent magnet,
Disturbs the focusing of the electron beam and deteriorates the transmittance of the electron beam.

【0007】そこで、ヘリックス10で発生する熱を進
行波管のベースプレートに逃がす構造として、従来から
種々の工夫がなされてきた。例えば図3は、実開昭63
−25455に記載の構造で、周期磁界集束装置の下半
周面をベースプレート3aから伸びた支持体3bで支持
する構造である。図4は、実開平2−8848に記載の
構造で磁石伝熱体25とポールピース伝熱体16が交互
に組み合わされ、それらがペースプレート3の上に接合
されている。
[0007] Therefore, various devices have been conventionally devised as a structure for releasing the heat generated in the helix 10 to the base plate of the traveling wave tube. For example, FIG.
-25455, wherein the lower half peripheral surface of the periodic magnetic field focusing device is supported by a support 3b extending from the base plate 3a. FIG. 4 shows a structure described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 2-8848 in which the magnet heat exchangers 25 and the pole piece heat exchangers 16 are alternately combined, and they are joined on the pace plate 3.

【0008】このようにヘリックスで発生する熱を伝導
でペースプレートに逃がす伝導冷却方式は、構造が簡単
であるので、進行波管を小型化、軽量化することができ
る。
The conduction cooling system for dissipating heat generated in the helix to the pace plate by conduction as described above has a simple structure, so that the traveling wave tube can be reduced in size and weight.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記従来例の例えば図
3における構造では、周期磁界集束装置が軸方向全体に
わたって支持されるため耐振性に優れる、或は構造が簡
単になる利点はある。しかし、支持体の材質はベースプ
レートと同一にされ、一般的には軽量で、比較的高強度
のアルミ合金が使用されるため銅などに比べてベースプ
レートへの熱伝導が十分でないという欠点があった。
The structure of the prior art shown in FIG. 3, for example, has the advantage that the periodic magnetic field focusing device is supported over the entire axial direction so that the vibration resistance is excellent or the structure is simplified. However, the material of the support is the same as that of the base plate, and there is a drawback that heat transfer to the base plate is not sufficient compared to copper or the like because generally a lightweight and relatively high-strength aluminum alloy is used. .

【0010】また、図4の構造においては、ポールピー
ス伝熱板16が銅などの材質で作られ、ポールピース2
の下半周面から熱を逃がす構造になっているが、磁石伝
熱体25と交互にベースプレート3上に配設されるた
め、耐振性が劣り、また構造が複雑になるといった欠点
を持っていた。さらに、ベースプレート3aの平面上に
配設されるため、上記図3の例で述べたように、ベース
プレート3aの内部での熱伝導が問題になり、例えば、
進行波管の外部に取付けられる放熱体への熱伝導が十分
でないという欠点があった。
In the structure of FIG. 4, the pole piece heat transfer plate 16 is made of a material such as copper.
Has a structure in which heat is released from the lower half circumferential surface, but has a disadvantage in that it is arranged on the base plate 3 alternately with the magnet heat conductors 25, so that vibration resistance is inferior and the structure becomes complicated. . Furthermore, since it is arranged on the plane of the base plate 3a, heat conduction inside the base plate 3a becomes a problem as described in the example of FIG.
There is a drawback that heat conduction to the radiator mounted outside the traveling wave tube is not sufficient.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は遅波回路構体の
外周に複数個の円筒状永久磁石とポールピースが交互に
配列されてなる周期磁界集束装置が、ベースプレートと
一体の支持体に保持されてなる進行波管において、前記
支持体にポールピースの配列と同一の配列で銅板が埋め
込まれ、銅板の上端面はポールピースの下半周面に接触
し、下端面はベースプレートの底面と同一平面になって
いることを特徴としている。
According to the present invention, a periodic magnetic field focusing device comprising a plurality of cylindrical permanent magnets and pole pieces alternately arranged on the outer periphery of a slow wave circuit structure is held on a support integral with a base plate. In the traveling wave tube, a copper plate is embedded in the support in the same arrangement as the arrangement of the pole pieces, the upper end surface of the copper plate contacts the lower half peripheral surface of the pole piece, and the lower end surface is flush with the bottom surface of the base plate. It is characterized by being.

【0012】[0012]

【作用】本発明によれば、支持体に埋め込まれた銅板に
よってポールピースの下半周面とベースプレート底面が
直接つながるため、遅波回路部で発生する熱を小さい熱
抵抗で進行波管の外部へ放熱することができる。
According to the present invention, since the lower half peripheral surface of the pole piece and the bottom surface of the base plate are directly connected by the copper plate embedded in the support, the heat generated in the slow wave circuit portion can be transmitted to the outside of the traveling wave tube with a small thermal resistance. Heat can be dissipated.

【0013】[0013]

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1(a)は本発明の第1の実施例の斜視図であ
り、図1(b)は径方向断面図である。らせん状のヘリ
ックス10と3本のヘリックス支柱11で構成される遅
波回路構体の外周に複数個の円筒状永久磁石1とポール
ピース2が交互に配列されて、周期磁界集束装置が形成
される。周期磁界集束装置はベースプレート3aと一体
の支持体3bの上に保持される。支持体3bにはポール
ピース2の配列と同一の配列で銅板4が埋め込まれてい
る。銅板4の上端面はポールピース2の下半周面に接触
し、下端面はベースプレート3aの底面と同一平面に合
わされている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a perspective view of a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view in a radial direction. A plurality of cylindrical permanent magnets 1 and pole pieces 2 are alternately arranged on the outer periphery of a slow wave circuit structure composed of a helical helix 10 and three helical pillars 11 to form a periodic magnetic field focusing device. . The periodic magnetic field focusing device is held on a support 3b integral with the base plate 3a. The copper plate 4 is embedded in the support 3 b in the same arrangement as the arrangement of the pole pieces 2. The upper end surface of the copper plate 4 contacts the lower half peripheral surface of the pole piece 2, and the lower end surface is flush with the bottom surface of the base plate 3a.

【0014】この実施例によれば、ヘリックス10で発
生した熱はヘリックス支柱11を伝導し、ポールピース
2及び円筒状永久磁石1に伝導する。ポールピース2の
内面はヘリックス支柱11に直接接触しているため、円
筒状永久磁石より熱が伝わり易い。ポールピース2から
外部への放熱は熱伝導率の高い銅板4を介して行なわ
れ、しかも銅板4の下端面はベースプレート3aの底面
と同一平面であるため、熱はベースプレート3aの底面
と接する進行波管取付板(図示せず)に直接放熱され
る。銅の熱伝導率(3.9W/cm/℃)はアルミ合金
(1.2W/cm/℃)の3倍以上あるので、銅を熱伝
導経路に使えば、温度差は従来の半分以下に低減するこ
とが可能である。
According to this embodiment, the heat generated in the helix 10 is transmitted through the helix support 11, and is transmitted to the pole piece 2 and the cylindrical permanent magnet 1. Since the inner surface of the pole piece 2 is in direct contact with the helix support 11, heat is more easily transmitted than the cylindrical permanent magnet. Heat is radiated from the pole piece 2 to the outside through the copper plate 4 having high thermal conductivity, and the lower end surface of the copper plate 4 is flush with the bottom surface of the base plate 3a. Heat is dissipated directly to the tube mounting plate (not shown). Since the thermal conductivity of copper (3.9 W / cm / ° C) is more than three times that of aluminum alloy (1.2 W / cm / ° C), if copper is used for the heat conduction path, the temperature difference will be less than half that of conventional ones. It is possible to reduce.

【0015】図2(a),(b),(c)は本発明の第
2の実施例を示すもので、構成部分をわかり易いように
3つに分割して表わしている。本実施例では、銅板を上
端面で接続し、くし歯形(図2(b))にしたものを支
持体3b(図2(c))に圧入したものである。従っ
て、くし歯形銅板5の上半周面はポールピース2及び円
筒状永久磁石1で形成される周期磁界集束装置の下半周
面に接触し、銅板1枚1枚の下端面はベースプレート3
aの底面と同一平面になっている。
FIGS. 2 (a), 2 (b) and 2 (c) show a second embodiment of the present invention, in which the constituent parts are divided into three parts for easy understanding. In the present embodiment, a copper plate is connected at the upper end surface and a comb-shaped (FIG. 2 (b)) is pressed into a support 3b (FIG. 2 (c)). Therefore, the upper half peripheral surface of the comb-shaped copper plate 5 contacts the lower half peripheral surface of the periodic magnetic field focusing device formed by the pole piece 2 and the cylindrical permanent magnet 1, and the lower end surface of each copper plate is the base plate 3.
It is the same plane as the bottom of a.

【0016】この第2の実施例では、円筒状永久磁石1
の外表面からも銅板に熱が伝導されるため、更に熱放散
が改善される。くし歯状ではなく全体を1つのブロック
で形成するという考えもあるが、この場合には重量が重
くなり、また支持体3bへの埋め込み方法にも問題を生
じ実用的ではない。
In the second embodiment, the cylindrical permanent magnet 1
Since heat is also conducted from the outer surface of the copper plate to the copper plate, heat dissipation is further improved. Although there is an idea that the entire body is formed by a single block instead of a comb-like shape, in this case, the weight becomes heavy and a method of embedding in the support 3b is problematic, which is not practical.

【0017】なお、本発明による銅板は、進行波管の周
期磁界集束装置の全長にわたって設ける必要はなく、ヘ
リックスでの発熱が多い出力側遅波回路部に限定して設
ける方がより効果的である。
It is not necessary to provide the copper plate according to the present invention over the entire length of the periodic magnetic field focusing device of the traveling wave tube, and it is more effective to provide the copper plate only in the output side slow wave circuit portion that generates a lot of heat in the helix. is there.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、本発明はポールピ
ース下半周面とベースプレート底面の間を銅板で直接つ
ながているため熱抵抗が小さくなり、遅波回路部および
円筒状永久磁石の温度上昇を抑制することができる。あ
るいは、同一構造寸法においては、ヘリックスの許容発
熱量を高めることが可能であるため、構造寸法を大きく
することなく出力のより大きい進行波管を設計できる。
As described above, according to the present invention, since the lower half peripheral surface of the pole piece and the bottom surface of the base plate are directly connected by the copper plate, the thermal resistance is reduced, and the temperature rise of the slow wave circuit portion and the cylindrical permanent magnet is increased. Can be suppressed. Alternatively, for the same structural size, the allowable heat generation amount of the helix can be increased, so that a traveling wave tube having a larger output can be designed without increasing the structural size.

【0019】また、銅板は支持体及びベースプレート中
の埋め込む構造であるため、耐振性も向上し、製作も容
易である。さらに、支持体をすべて銅で製作するより
は、数分の1の重量で熱伝導の良い支持体を実現するこ
とができる。
Further, since the copper plate has a structure to be embedded in the support and the base plate, the vibration resistance is improved and the production is easy. Furthermore, a support having good heat conductivity can be realized with a weight of a fraction of the weight of the case where the support is entirely made of copper.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a),(b)は本発明の第1の実施例の斜視
図と径方向断面図である。
FIGS. 1A and 1B are a perspective view and a radial sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】(a),(b),(c)は本発明の第2の実施
例を分解して示した斜視図である。
FIGS. 2A, 2B, and 2C are exploded perspective views of a second embodiment of the present invention.

【図3】従来の進行波管のケースカバー内部の斜視図で
ある。
FIG. 3 is a perspective view of the inside of a case cover of a conventional traveling wave tube.

【図4】(a),(b)は従来の進行波管の周期磁界集
束装置および支持構造図である。
4 (a) and 4 (b) are views of a conventional periodic magnetic field focusing device and a supporting structure of a traveling wave tube.

【図5】(a),(b)は進行波管の遅波回路構体と周
期磁界集束装置との断面図である。
5 (a) and 5 (b) are cross-sectional views of a slow wave circuit structure of a traveling wave tube and a periodic magnetic field focusing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 円筒状永久磁石 2 ポールピース 3a ベースプレート 3b 支持体 4 銅板 5 くし歯形銅板 10 ヘリックス 11 ヘリックス支柱 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical permanent magnet 2 Pole piece 3a Base plate 3b Support 4 Copper plate 5 Comb-shaped copper plate 10 Helix 11 Helix support

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 遅波回路構体の外周に複数個の円筒状永
久磁石とポールピースが交互に配列されてなる周期磁界
集束装置がベースプレートと一体の支持体に保持されて
いる進行波管において、前記支持体に、ポールピースの
配列と同一の配列で銅板が埋め込まれ銅板の上端面はポ
ールピースの下半周面に接触し、下端面はベースプレー
トの底面と同一平面であることを特徴とする進行波管。
1. A traveling wave tube in which a periodic magnetic field focusing device in which a plurality of cylindrical permanent magnets and pole pieces are alternately arranged on an outer periphery of a slow wave circuit structure is held on a support integrated with a base plate. A copper plate is embedded in the support in the same arrangement as the arrangement of the pole pieces, and the upper end surface of the copper plate contacts the lower half peripheral surface of the pole piece, and the lower end surface is flush with the bottom surface of the base plate. Wave tube.
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