JP2807267B2 - マイクロ波減衰器及びその製造方法 - 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、例えばヘリックス型進行波管等に使用し
て好適なマイクロ波減衰器及びその製造方法に関する。

（従来の技術） 一般にマイクロ波管例えばヘリックス型進行波管は、
電子ビームを使用してマイクロ波の増幅を行なわせるも
のであるが、第１図及び第２図（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに構成され、第１図は全体を示し、第２図（ａ）、
（ｂ）はその遅波回路部を拡大して示している。

即ち、この種の進行波管は、電子ビームを射出する電
子銃部１と、電子ビームとマイクロ波が相互作用する遅
波回路部２と、マイクロ波との相互作用を終了した電子
を捕獲するコレクタ部３とからなっている。そして、遅
波回路部２は、パイプ状真空外囲器４内にヘリックス５
が配設され、このヘリックス５は複数例えば３本の誘電
体製ヘリックス支持棒６により支持されている。このヘ
リックス支持棒６には、炭素からなる減衰被膜７が形成
され、この減衰被膜７はヘリックス支持棒６上を伝播す
るマイクロ波信号を減衰させる局部電磁波減衰器を構成
している。

尚、第１図中の８は入力側変換部、９は出力側変換部
である。

ところで進行波管は、通常、数10dBという高い利得を
有しており、この長所は反面、発振し易いという欠点に
繋がる可能性がある。即ち、進行波管の遅波回路部２と
外部のマイクロ波回路とを接続するために設けられた入
力側変換部８及び出力側変換部９は、異なる種類のマイ
クロ波回路の接続により構成されるため、その接続部に
おいて伝送されるマイクロ波信号が或る程度反射される
ことは避けられない。

例えば、進行波管の出力側変換部９で反射した信号
は、遅波回路部２上を逆方向に伝播し、入力側変換部７
に至る。そして、入力側変換部７において到達した信号
の何割かが反射し、今度は出力側に伝播する。この出力
側に伝播する信号は、電子ビームの進行と同じ方向であ
るから、増幅されて出力側に至る。

このような発振を防止し、進行波管を安定に動作させ
るため、既述のように遅波回路部２の長さ方向の略中央
部に、局部電磁波減衰器つまり減衰被膜７が設けられて
いる。この減衰被膜７は入力側変換部８及び出力側変換
部９で反射される信号を吸収してしまう役目がある。

このような減衰被膜７によるマイクロ波反射を防止す
るために、減衰被膜７の抵抗値は、第３図に示すよう
に、その中心で最も低く、両端に近づくに従って次第に
高くなるように構成されている。

このような減衰被膜７をヘリックス支持棒６に形成す
るには、従来、例えば特願昭51−28383号の明細書に記
載されているように、熱分解により炭素被膜を形成する
方法、或いはベルシステム・テクニカルジャーナル 35
巻 P.1336〜1346（1956年11月）に示されるスプレーに
より炭素被膜を形成する方法等により行なわれている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記のような従来の方法により得られる減
衰被膜７は、炭素粒子がヘリックス支持棒９に付着して
いるのみであるから、剥離し易いという欠点がある。

又、近年益々高まっている進行波管の高出力化に際し
て、減衰被膜が高温になった場合、減衰被膜の蒸発或い
はガスとの反応により抵抗値が変化する可能性がある。

更に、上記のような従来の方法の本質上、抵抗値分布
の厳密な制御が困難であり、所定のパターンの抵抗値分
布の実現及び再現が困難である。

この発明は、所定の抵抗値又はその分布パターンを有
する減衰被膜を容易に形成出来るマイクロ波減衰器及び
その製造方法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、セラミックス体の表面部に抵抗材料がイ
オン注入されてなるマイクロ波減衰器である。

又、この発明は、セラミックス体の表面部に、抵抗材
料をイオン化してイオン注入法により注入し、所定の抵
抗値の減衰被膜を形成するマイクロ波減衰器の製造方法
である。

（作用） この発明によれば、ヘリックス支持棒そのものの表面
が抵抗体となるため、熱的にも機械的にも安定なマイク
ロ波減衰器が得られる。又、このマイクロ波減衰器を、
高精度に且つ再現性良く製造出来る。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に
説明する。

マイクロ波管としてヘリックス型進行波管を例に取る
と、第１図及び第２図（ａ）、（ｂ）に示すように、マ
イクロ波減衰器は棒状セラミックス体即ち誘電体製ヘリ
ックス支持棒６の略中央部に減衰被膜７を形成してなっ
ている。

この発明では、ヘリックス支持棒６の表面に所定の抵
抗値分布パターンとなるように、例えばTiのような抵抗
被膜材料をイオン化してイオン注入法により注入し、減
衰被膜７を形成する。

この場合、第３図（ａ）、（ｂ）に示すような抵抗値
パターンを形成するには、例えば抵抗値を低くする位置
にはイオン注入量を多く、抵抗値を高くする位置にはイ
オン注入量を少なくするようなウインドウを用いるか、
或いはそれぞれの抵抗値に応じて注入イオンの電流及び
加速エネルギを制御することにより、容易に達成出来
る。

又、イオン注入条件は電子制御により行なうので、一
度、所定の条件を決めれば、再現性良く減衰被膜７を形
成することが出来る。

尚、イオン注入法は、既に半導体等の製造に広く用い
られている方法であり、この発明のイオン注入法も基本
的にはそれらの方法と同じである。又、抵抗被膜材料と
しては、Ti、Ni、Ｃ等が代表的なものであるが、その他
の金属でも可能である。

又、上記実施例ではヘリックス型進行波管の場合につ
いて説明したが、セラミックス体により支持する遅波回
路部であれば、ヘリックス型以外、例えばリングアンド
バー型遅波回路部等にも適用可能である。

更に、この発明は、第４図に示すような結合空胴型進
行波管の遅波回路部における減衰器10にも適用すること
が出来る。この場合は、円柱状のセラミックス体11の表
面にのみ、イオン注入法によりTi、Ni、Ｃ等を注入し、
所定の抵抗値の減衰被膜12を形成する。

［発明の効果］ この発明によれば、抵抗被膜材料をイオン化してイオ
ン注入法によりセラミックス体の表面に注入し、所定の
抵抗値又はその分布パターンを有する減衰被膜を成形し
ているので、セラミックス体そのものの表面が抵抗体と
なるため、熱的にも機械的にも安定なマイクロ波減衰器
が得られる。

又、抵抗値又はその分布を所定の値又は分布パターン
とする場合、高精度に且つ再現性良く製造出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来及びこの発明の一実施例に係るマイクロ波
減衰器及びその製造方法を説明するために用いるヘリッ
クス型進行波管の全体を示す縦断面図、第２図（ａ）、
（ｂ）は第１図のヘリックス型進行波管における遅波回
路部を拡大して示す縦断面図と横断面図、第３図
（ａ）、（ｂ）はヘリックス支持棒に減衰被膜を形成し
た場合の表面抵抗を示す特性曲線図と対応するヘリック
ス支持棒を示す平面図、第４図はこの発明の他の実施例
により製造されるマイクロ波減衰器を示す斜視図であ
る。 ６…ヘリックス支持棒（セラミックス体）、７…減衰被
膜。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミックス体の表面部に抵抗材料がイオ
   ン注入されてなることを特徴とするマイクロ波減衰器。
2. 【請求項２】セラミックス体の表面部に、抵抗材料をイ
   オン化してイオン注入法により注入し、所定の抵抗値の
   減衰被膜を形成することを特徴とするマイクロ波減衰器
   の製造方法。