JP2790118B2 - マイクロ波管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波管に関
し、特に進行波管やクライストロン等の直線ビームマイ
クロ波管に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のマイクロ波管の代表例として、ヘ
リックス形進行波管を用いて説明する図４（Ａ），
（Ｂ）は一般的なヘリックス形進行波管の構成を示す断
面図およびその封し切り方法を説明する断面図である。
１は電子銃、２は電子銃１より放出される電子ビーム、
３はマイクロ波を増幅する高周波増幅部、４は電子ビー
ム２を捕捉するコレクタ、５は排気管、６は排気管５の
封し切り部である。電子銃１より放出された電子ビーム
２は高周波増幅部３を通過する際に、入力信号であるマ
イクロ波を増幅しコレクタ４に捕捉される。上記動作の
ためには、管内は高真空に保たれている必要があるた
め、マイクロ波管の製造工程において、組立てられたマ
イクロ波管は排気管５を通じて管内の気体を排気した
後、封し切り部６で封し切られる。封し切られる前の排
気管５は破線で示すように延びて図示されない排気装置
に接続されている。ここで排気管５の両側から油圧ジャ
ッキ等に取り付けた先端が半円形状の刃型工具９ではさ
み、矢印の方向に圧力を加えることにより排気管５の内
壁同士が押し付けられて互いに接合し、気体を通過させ
ない状態、すなわち封し切り状態となる。また、マイク
ロ波の増幅が効率良く行われるためには、電子ビーム２
を高周波増幅部３の螺旋に衝突することなくコレクタに
到達させる必要がある。したがって、電子ビーム２を放
出する電子銃１は高周波増幅部３に対し、偏芯や傾きが
無いよう精密に位置決めされている。

【０００３】封し切られたマイクロ波管を動作させた初
期の状態では、電子ビーム２がコレクタ４に衝突するこ
とによってコレクタ４の表面に含まれているガスが管内
に放出される。特に、出力１０Ｗを超えるマイクロ波管
では、電子ビーム２の量が多く、またコレクタ４の内面
積が大きいため、ガスの放出量が多くなり、封し切り後
の管内の真空度を悪化させる。このようなマイクロ波管
に用いられる排気管部の構成を図５に示す。マイクロ波
管とともに組立てられた第１排気管５ａと、イオンポン
プ１０を有する第２排気管５ｂが排気管接続部１１で溶
接等により接続される。マイクロ波管は排気管５ａ，５
ｂを通じて管内気体を排出した後に第１封し切り部６ａ
で一旦封し切られる。この状態でマイクロ波管を動作さ
せ、すなわち電子ビーム２をコレクタ４に衝突させ、コ
レクタ４からガスを放出させる。コレクタ４より発生し
たガスは、イオンポンプ１０によって吸収される。これ
らの工程はエージングと呼ばれる。エージングを数時間
から数十時間行ない、コレクタ４から十分にガスが放出
され、かつ管内のガスがイオンポンプ１０によって十分
吸収された時点で、さらに第２封し切り部６ｂにおいて
第１排気管５ａを封し切り、マイクロ波管が製品とな
る。

【０００４】次に、マイクロ波管への排気管の設置方法
を公知例を引用して説明する。図６は特開昭６２−９７
２３２に示されている進行波管の断面図である。排気管
５は電子銃１に管軸方向に設置されている。エージング
工程において、コレクタ４より発生したガスは高周波増
幅部３および電子銃１の内部を通過し排気管５を通して
管外へと排出される。排気管５がコレクタ４から離れた
電子銃１に設置してあり、コレクタ４より発生したガス
が上記経路を通らなければならないため、エージングに
時間がかかる。また、前述のように、封し切り時には排
気管５に強い圧力が加わるため、電子銃１の各部が変形
しやすく、封し切り作業によって電子銃１と高周波増幅
部３との間に偏芯や傾きが生じる可能性が高いという問
題も有する。

【０００５】排気管５をコレクタ４付近に設置する場
合、電子銃側と同様にコレクタ４の底部に管軸方向に設
置すると電子ビームの一部が排気管５の内部への流入し
イオンポンプ１０や封し切り部６に衝突して損傷を与え
る可能性がある。これを避けるため、排気管５は管軸に
対し横向きに設置されている例がある。図７は実開昭６
２−１５３７５５号公報に示されているマイクロ波管の
出力部の構成を示す側面図である。この例では、排気管
５は、コレクタ４に近い出力空胴１２に出力導波管１３
を介して設置されており、イオンポンプ１０が接続され
ている。ここで、排気管５は、出力導波管１３に管軸方
向に対して横方向に設置されるため、出力導波管１３に
は横方向からの穴開け加工が必要であり、またろう付等
による組立ての際には横方向に突き出している排気管５
を支持するために特別な治具を使用したり、ステンレス
ワイヤ等によって排気管５を縛って固定するといった方
法が用いられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】第１の問題点は、従来
の技術において、排気管をコレクタ部に設置する際、部
品形状が複雑になりまた組立時作業工数もかかることで
ある。その理由は、ビームの流入防止の為、排気管を管
軸に対して直角方向に設置しているからである。

【０００７】第２の問題点は、排気管を電子銃部に設置
した場合、エージングに時間がかかる封しの機械的加圧
によりマイクロ波管の特性に悪影響を与えやすいという
点である。その理由は、排気管が電子銃部に設置される
為である。

【０００８】本発明は、コレクタへの排気管の設置を簡
単な構造で実現すると共に、排気管への電子ビーム流入
による悪影響を防止することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のマイクロ波管
は、電子ビームを発生する電子銃部と、マイクロ波を増
幅する高周波増幅部と、前記電子ビームを補促するコレ
クタ部とを備えたマイクロ波管において、前記コレクタ
部の底部に管軸方向に排気管が設置され、かつ前記コレ
クタ部の内径に嵌合し、前記電子ビームの入射する側の
表面が前記管軸の上下方向に対して傾斜し、その面積が
前記コレクタ部の内径の面積よりも小さい金属部品を設
置したことを特徴とする。

【００１０】本発明によれば、コレクタ部内径に嵌合
し、表面が管軸に対して傾斜したコレクタ部の内壁の面
積よりも小さい円板形状の部品を設置することにより、
排気通路を確保しながら排気管への電子の流入を防止す
ると共に、円板形状部品に衝突した電子が管軸方向逆向
きに反射して高周波増幅部へと戻ることを防止する。こ
のため排気管をコレクタ部に管軸方向に設置することが
可能となり、エージング時間が短縮され電子銃部の変形
が防止される。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。

【００１２】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の第１の実施
の形態のマイクロ波管の要部断面図およびそのコレクタ
部品の正面図である。本発明の第１の実施の形態のマイ
クロ波管は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１排
気管５ａは、コレクタ４の底部に管軸方向に設置され
る。第１排気管５ａへの電子ビーム２の流入を防止する
ためにコレクタ４内部にはコレクタ部７が取り付けられ
る。このコレクタ部品７は、管軸方向に延在する円筒状
コレクタ４の円筒内壁４ｗに嵌合する円板状で、かつそ
の直径より小さい部分を切り欠いた切り欠き７ｃを形成
し、更に電子ビーム２の当たる面を管軸に対して斜めに
切除して、傾斜部７ｉを形成してある。コレクタ部はコ
レクタ４，第１排気管５ａ，コレクタ部品７を積み重ね
てろう付することにより製造される。

【００１３】図２は図１のコレクタ部の動作および組立
て方法を説明する断面図である。本発明の第１の実施の
形態のマイクロ波管の動作および製造方法について説明
する。図１および図２に示すように、本発明の第１の実
施の形態のコレクタ部の動作および製造方法は、図１
（Ａ），（Ｂ）および図２に示すように、管内気体を排
気し、第１封し切り部６ａで一旦封し切られたエージン
グ工程のマイクロ波管のコレクタ部において、電子ビー
ム２はコレクタ４およびコレクタ部品７によって捕捉さ
れる。この時、コレクタ４およびコレクタ部品７の表面
から発生したガスはコレクタ部品７の切り欠き７ｃから
排気管５を通じてイオンポンプ１０に吸収される。ま
た、このとき、コレクタ部品７はコレクタ内壁４ｗの直
径より小さい部分を切り欠いて管軸方向から見た第１排
気管５ａの排気口を遮蔽しているため、電子ビーム２が
第１排気管５ａの内部へと流入しイオンポンプ１０や第
１封し切り部６ａを損傷することが防止される。コレク
タ４およびコレクタ部品７から十分にガスが放出され、
イオンポンプ１０に吸収された時点で第１排気管５ａは
第２封し切り部６ｂで封し切られるが、この封し切り部
６ｂも同様に、コレクタ部品７により電子ビーム２から
保護される。

【００１４】一方、コレクタ４およびコレクタ部品７に
衝突する電子の一部は、衝突の際に捕捉されず、反射し
て反射電子８となる。この反対電子８が高周波増幅部３
へと戻るとマイクロ波管の特性に悪影響を与える。反射
電子８は、通常の物質の反射と同様に反射面の法線に対
し、入射角と等しい反射角で反射するため、コレクタ部
品７の表面が管軸に対し垂直な場合、管軸方向に入射し
た電子ビーム２は管軸方向逆向きに反射し高周波増幅部
３へと戻るが、これを防止するため、コレクタ部品７の
表面を斜めに切除して傾斜部７ｉを設け、反射電子８が
管軸に対して角度のある方向へ向かうようにしている。

【００１５】コレクタ４を構成するコレクタ第１構成部
品４ａ，コレクタ第２構成部品４ｂとコレクタ部品７お
よび排気管５は、それぞれ円筒形あるいは円板形であ
り、その接合部は互いに嵌合するように形成されてい
る。このため、各部品間の位置出しのための特別な治具
なしに単純に各部品を積み重ねろう付することにより簡
単にコレクタ部を組立てることができる。

【００１６】図３（Ａ），（Ｂ）は本発明の第２の実施
の形態のマイクロ波管の要部断面図およびそのコレクタ
部品の正面図である。本発明の第２の実施の形態のマイ
クロ波管は、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、コレク
タ部は、コレクタ４を構成するコレクタ構成部品４ａ，
４ｂとコレクタ部品７，第１排気管５ａを積み重ねろう
付けすることにより組立てられる。コレクタ部品７に
は、管軸方向から見て第１排気管５ａが見えない位置に
穴７ｈが設けられている。エージング時にコレクタ４お
よびコレクタ部品７から発生したガスは、この穴７ｈか
ら排気管５ａ，５ｂを通じてイオンポンプ１０に吸引さ
れる。

【００１７】

【発明の効果】第１の効果は、容易にマイクロ波管のコ
レクタ部に管軸方向に排気管を設置できることである。
その理由は、簡単な部品および構造で排気管への電子ビ
ームの流入を防止できるためである。

【００１８】第２の効果は、エージング時間の短縮およ
び電子銃部の変形防止ができることである。その理由
は、第１の効果である容易にコレクタ部に排気管を設置
できるためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態の
マイクロ波管の要部断面図およびそのコレクタ部品の正
面図である。

【図２】図１のコレクタ部の動作および組立て方法を説
明する断面図である。

【図３】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第２の実施の形態の
マイクロ波管の要部断面図およびそのコレクタ部品の正
面図である。

【図４】（Ａ），（Ｂ）は一般的なヘリックス形進行波
管の構成を示す断面図およびその封し切り方法を説明す
る断面図である。

【図５】イオンポンプを有するマイクロ波管の排気管部
の構成を示す断面図である。

【図６】従来の電子銃部に排気管を有するマイクロ波管
の構成を示す断面図である。

【図７】従来のコレクタ付近に排気管を有するマイクロ
波管のコレクタ部の側面図である。

【符号の説明】

１ 電子銃 ２ 電子ビーム ３ 高周波増幅部 ４ コレクタ ４ａ コレクタ第１構成部品 ４ｂ コレクタ第２構成部品 ４ｗ コレクタ内壁 ５ 排気管 ５ａ 第１排気管 ５ｂ 第２排気管 ６ 封し切り部 ６ａ 第１封し切り部 ６ｂ 第２封し切り部 ７ コレクタ部品 ７ｃ 切り欠き ７ｉ 傾斜部 ７ｈ 穴 ８ 反射電子 ９ 刃型工具 １０ イオンポンプ １１ 排気管接続部 １２ 出力空胴 １３ 出力導波管

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ビームを発生する電子銃部と、マイ
   クロ波を増幅する高周波増幅部と、前記電子ビームを補
   促するコレクタ部とを備えたマイクロ波管において、前
   記コレクタ部の底部に管軸方向に排気管が設置され、か
   つ前記コレクタ部の内径に嵌合し、前記電子ビームの入
   射する側の表面が前記管軸の上下方向に対して傾斜し、
   その面積が前記コレクタ部の内径の面積よりも小さい金
   属部品を設置したことを特徴とするマイクロ波管。
2. 【請求項２】 前記金属部品が切り欠きを有し前記排気
   管を遮蔽するように間隔をおいて配置されていることを
   特徴とする請求項１記載のマイクロ波管。
3. 【請求項３】 前記金属部品が管軸方向から見て排気管
   が見えない位置に穴が設けられていることを特徴とする
   請求項１記載のマイクロ波管。