JP2859793B2 - 電子ビームを集束するためのｘ−ｚ周期永久磁石集束装置 - Google Patents
電子ビームを集束するためのｘ−ｚ周期永久磁石集束装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子ビームを誘導する
ための周期集束装置に関し、とくにマイクロ波増幅管に
おいて、電子ビームの周期集束を行なうための新規な構
成に関する。
ための周期集束装置に関し、とくにマイクロ波増幅管に
おいて、電子ビームの周期集束を行なうための新規な構
成に関する。
【０００２】
【従来の技術】進行波管(TWT)のようなマイクロ波増幅
管は、よく知られている。このマイクロ波管は、マイク
ロ波の範囲内のRF（無線周波数）信号の利得の増加、つ
まり増幅に用いられる。増幅管内に導かれたマイクロ波
RF信号は、回路を介して投射された電子ビームと相互に
作用する。この相互作用の結果、ビーム内のエネルギー
がRF信号に移行し、信号を増幅する。
管は、よく知られている。このマイクロ波管は、マイク
ロ波の範囲内のRF（無線周波数）信号の利得の増加、つ
まり増幅に用いられる。増幅管内に導かれたマイクロ波
RF信号は、回路を介して投射された電子ビームと相互に
作用する。この相互作用の結果、ビーム内のエネルギー
がRF信号に移行し、信号を増幅する。
【０００３】周期集束装置は、マイクロ波増幅管技術に
おいて、マイクロ波管内のビームトンネルを通過する電
子ビームを導くものとして、よく知られている。この種
の周期集束装置は、通常、磁極片として知られている強
磁性体で構成されており、これらの強磁性体間に、永久
磁石が挿入されている。
おいて、マイクロ波管内のビームトンネルを通過する電
子ビームを導くものとして、よく知られている。この種
の周期集束装置は、通常、磁極片として知られている強
磁性体で構成されており、これらの強磁性体間に、永久
磁石が挿入されている。
【０００４】マイクロ波増幅管は、「一体型磁極片」あ
るいは「取付け型磁極片」のいずれかを利用している。
一体型磁極片は、ビーム域の方向に向かって内側に延び
る真空管球容器の一部を成し、取付け型磁極片は、増幅
管の真空管球容器の完全に外側に取付けられる。これら
の磁石は、通常は、円環状であって、増幅管を完全に取
り囲むか、あるいはボタン状であって、磁極片間の領域
の一部分だけを、方位角的に覆っている。しかし、いず
れの場合も、集束装置によって支配される管の形状は、
どうしても円筒形になる。
るいは「取付け型磁極片」のいずれかを利用している。
一体型磁極片は、ビーム域の方向に向かって内側に延び
る真空管球容器の一部を成し、取付け型磁極片は、増幅
管の真空管球容器の完全に外側に取付けられる。これら
の磁石は、通常は、円環状であって、増幅管を完全に取
り囲むか、あるいはボタン状であって、磁極片間の領域
の一部分だけを、方位角的に覆っている。しかし、いず
れの場合も、集束装置によって支配される管の形状は、
どうしても円筒形になる。
【０００５】従来の円筒形を有する周期永久磁石(PPM)
集束装置10を図1〜図3に示す。従来のPPM集束装置10を
内蔵した増幅管は、非磁性スペーサ14と交互に配置され
た複数の、実質的に環状の磁極片12を備えている。一般
的に、磁極片12は鉄からなり、非磁性スペーサ14は銅か
らなっている。磁極片12は、増幅管の半径方向外側に向
かって延び、環状永久磁石16に接続されたハブ15を有し
ている。
集束装置10を図1〜図3に示す。従来のPPM集束装置10を
内蔵した増幅管は、非磁性スペーサ14と交互に配置され
た複数の、実質的に環状の磁極片12を備えている。一般
的に、磁極片12は鉄からなり、非磁性スペーサ14は銅か
らなっている。磁極片12は、増幅管の半径方向外側に向
かって延び、環状永久磁石16に接続されたハブ15を有し
ている。
【０００６】増幅管は、中心対称であり、図２に示すよ
うに円筒形をなしており、電子ビームトンネル17が、そ
の中心に設けられている。図１の構成は、単周期集束装
置として知られている。なぜなら、永久磁石16の各極性
が、隣接する１対の磁極片12の各々で反転するからであ
る。それに代わる構成の、複周期集束装置が図３に示さ
れている。これは、磁極片12の間に、ハブ無し磁極片18
を備え、永久磁石16は、隣接する１対の磁極片12同士を
結合し、かつ２個の隣接する磁性スペーサ14と、ハブ無
し磁極片18とにまたがっている。
うに円筒形をなしており、電子ビームトンネル17が、そ
の中心に設けられている。図１の構成は、単周期集束装
置として知られている。なぜなら、永久磁石16の各極性
が、隣接する１対の磁極片12の各々で反転するからであ
る。それに代わる構成の、複周期集束装置が図３に示さ
れている。これは、磁極片12の間に、ハブ無し磁極片18
を備え、永久磁石16は、隣接する１対の磁極片12同士を
結合し、かつ２個の隣接する磁性スペーサ14と、ハブ無
し磁極片18とにまたがっている。
【０００７】この円筒形状のPPM集束装置において、永
久磁石16との境界において磁極片12に入る磁束は、最初
に半径方向に向かって内側に導かれる。磁極片12の内側
半径方向において、ビームトンネル17に到達する磁束
は、その隣接磁極片に向かって軸方向にジャンプし、ビ
ームトンネル部と磁界を連結して、ビームを集束する。
磁極片12の内側における磁束の方向は、本来的に半径方
向(R)と軸方向(Z)である。したがって、このような円筒
形状の集束装置は、R-Z PPM集束装置と呼ぶことができ
る。
久磁石16との境界において磁極片12に入る磁束は、最初
に半径方向に向かって内側に導かれる。磁極片12の内側
半径方向において、ビームトンネル17に到達する磁束
は、その隣接磁極片に向かって軸方向にジャンプし、ビ
ームトンネル部と磁界を連結して、ビームを集束する。
磁極片12の内側における磁束の方向は、本来的に半径方
向(R)と軸方向(Z)である。したがって、このような円筒
形状の集束装置は、R-Z PPM集束装置と呼ぶことができ
る。
【０００８】このR-Z PPM集束装置は、磁束が磁極片12
の内側面に集中するが、そこは、ビームを集中させるべ
き領域に近いことが多いため、好ましい特徴となってい
る。しかし、この集束装置は、円形状の半径方向の長さ
に起因する本来的な限界も有している。R-Z PPM集束装
置を使用している進行波管では、マイクロ波信号のRF路
が、管全体を貫通して設けられている。たとえば、結合
空洞進行波管には、増幅されたRF信号の帯域幅を決定す
る多数の同調空洞が含まれている。そのため、管を取り
巻環状磁石の直径は、管内の所要の空洞寸法によって制
限される。しかし、環状磁石装置の直径が大きくなっ
て、空洞が大きくなると、つまり、このピル磁石の方位
角上の位置が、半径方向に外側に向かって延びると、ビ
ームトンネル内に集中した磁界の強度は低下する。
の内側面に集中するが、そこは、ビームを集中させるべ
き領域に近いことが多いため、好ましい特徴となってい
る。しかし、この集束装置は、円形状の半径方向の長さ
に起因する本来的な限界も有している。R-Z PPM集束装
置を使用している進行波管では、マイクロ波信号のRF路
が、管全体を貫通して設けられている。たとえば、結合
空洞進行波管には、増幅されたRF信号の帯域幅を決定す
る多数の同調空洞が含まれている。そのため、管を取り
巻環状磁石の直径は、管内の所要の空洞寸法によって制
限される。しかし、環状磁石装置の直径が大きくなっ
て、空洞が大きくなると、つまり、このピル磁石の方位
角上の位置が、半径方向に外側に向かって延びると、ビ
ームトンネル内に集中した磁界の強度は低下する。
【０００９】高パービアンス電子銃を使用しているマイ
クロ波増幅管では、磁界強度が弱すぎて、電子ビームを
十分に集束することができない場合がある。
クロ波増幅管では、磁界強度が弱すぎて、電子ビームを
十分に集束することができない場合がある。
【００１０】円形PPM集束装置における関連する課題と
して、熱除去の問題がある。電子ビームが、ビームトン
ネル17の内部を移動するにしたがい、トンネル壁を遮蔽
する迷走電子に起因する熱エネルギーを管から除去し
て、磁性材料における磁気抵抗変化、空洞表面の熱変
形、あるいはトンネル壁の溶融を防止しなければならな
い。一般に、この熱は、トンネル壁から磁極片12を通っ
て管の外側へ流れ、この管の外側から、１つあるいは２
つ以上のヒートシンクにより、熱が吸収される。銅製の
スペーサ14も、熱をビームトンネル17から導き出す。
して、熱除去の問題がある。電子ビームが、ビームトン
ネル17の内部を移動するにしたがい、トンネル壁を遮蔽
する迷走電子に起因する熱エネルギーを管から除去し
て、磁性材料における磁気抵抗変化、空洞表面の熱変
形、あるいはトンネル壁の溶融を防止しなければならな
い。一般に、この熱は、トンネル壁から磁極片12を通っ
て管の外側へ流れ、この管の外側から、１つあるいは２
つ以上のヒートシンクにより、熱が吸収される。銅製の
スペーサ14も、熱をビームトンネル17から導き出す。
【００１１】上述の磁束伝導問題と同じく、大きな直径
の管は、熱が外部のヒートシンクに到達するまでの距離
が長くなるため、熱の伝導が一層困難である。管の直径
を小さくすれば、熱の除去はより容易になるが、大きな
サイズの結合用空洞を有する管には適用できない。
の管は、熱が外部のヒートシンクに到達するまでの距離
が長くなるため、熱の伝導が一層困難である。管の直径
を小さくすれば、熱の除去はより容易になるが、大きな
サイズの結合用空洞を有する管には適用できない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従って、従来の集束装
置では、磁束密度と耐熱性の両方を犠牲にして、内部RF
路を確保せざるをえない。したがって、トンネルに隣接
する管の一部を、RF路あるいはその他の用途に供しつ
つ、トンネル壁から、ヒートシンクへの熱路の熱抵抗を
減らすか、あるいはビームトンネル域における磁束レベ
ルを高くすることができるようにした、マイクロ波増幅
管用の周期集束装置が望まれている。
置では、磁束密度と耐熱性の両方を犠牲にして、内部RF
路を確保せざるをえない。したがって、トンネルに隣接
する管の一部を、RF路あるいはその他の用途に供しつ
つ、トンネル壁から、ヒートシンクへの熱路の熱抵抗を
減らすか、あるいはビームトンネル域における磁束レベ
ルを高くすることができるようにした、マイクロ波増幅
管用の周期集束装置が望まれている。
【００１３】本発明の主要目的は、トンネルに隣接する
管の一部を、RF路あるいはその他の用途に供しつつ、ト
ンネル壁からヒートシンクへの熱路の熱抵抗を減らす
か、あるいはビームトンネル域における磁束レベルを高
くするかのいずれかを選択できるようにした、マイクロ
波増幅管用の周期集束装置をていきょうすることであ
る。
管の一部を、RF路あるいはその他の用途に供しつつ、ト
ンネル壁からヒートシンクへの熱路の熱抵抗を減らす
か、あるいはビームトンネル域における磁束レベルを高
くするかのいずれかを選択できるようにした、マイクロ
波増幅管用の周期集束装置をていきょうすることであ
る。
【００１４】
【発明を解決するための手段】本発明によると、上記目
的およびその他の目的を達成するため、非磁性スペーサ
が挟設されている複数の磁石磁極片で形成された管を備
えるマイクロ波増幅管用電子ビーム集束装置が提供され
る。この管は、電子ビームが通過できる、軸方向を向く
ビームトンネルを有している。また、この管の少なくと
も１つの側面には、ヒートシンクを取り付けるための平
らな表面が設けられている。磁界が管内に誘導され、磁
束線が第１デカルト座標軸方向(X)において、磁極片を
通って流れ、第２デカルト座標方向(Z)において、ビー
ムトンネルを通ってジャンプして、ビームを集束する。
管内で発生した熱は、スペーサを通過して、第３デカル
ト座標方向(Y)において平らな表面に向かって流れる。
この方向は、第１および第２方向の両方に対して直角で
ある。磁界は、管の外に配置され、かつ磁極片に機械的
に結合された永久磁石によって形成される。
的およびその他の目的を達成するため、非磁性スペーサ
が挟設されている複数の磁石磁極片で形成された管を備
えるマイクロ波増幅管用電子ビーム集束装置が提供され
る。この管は、電子ビームが通過できる、軸方向を向く
ビームトンネルを有している。また、この管の少なくと
も１つの側面には、ヒートシンクを取り付けるための平
らな表面が設けられている。磁界が管内に誘導され、磁
束線が第１デカルト座標軸方向(X)において、磁極片を
通って流れ、第２デカルト座標方向(Z)において、ビー
ムトンネルを通ってジャンプして、ビームを集束する。
管内で発生した熱は、スペーサを通過して、第３デカル
ト座標方向(Y)において平らな表面に向かって流れる。
この方向は、第１および第２方向の両方に対して直角で
ある。磁界は、管の外に配置され、かつ磁極片に機械的
に結合された永久磁石によって形成される。
【００１５】本発明の複数の電子ビーム集束装置の各電
子ビーム集束装置を説明する例では，短周期ＰＰＭ集束
装置を有する管が開示されている。この管では，対にな
った隣接磁極片が，それぞれ永久磁石によって結合され
ている。磁石の極性の方向は，対になった隣接磁極片で
交互になっている。永久磁石は，管におけるヒートシン
クを取付けるための前記平らな表面を有する側面とは異
なる一つの側面に取付けられている。
子ビーム集束装置を説明する例では，短周期ＰＰＭ集束
装置を有する管が開示されている。この管では，対にな
った隣接磁極片が，それぞれ永久磁石によって結合され
ている。磁石の極性の方向は，対になった隣接磁極片で
交互になっている。永久磁石は，管におけるヒートシン
クを取付けるための前記平らな表面を有する側面とは異
なる一つの側面に取付けられている。
【００１６】同じく本発明の複数の電子ビーム集束装置
の各電子ビーム集束装置を説明する例では，複周期ＰＰ
Ｍ集束装置を有する管が開示されている。この管では，
３個１組の隣接磁極片が，それぞれ永久磁石によって結
合されている。永久磁石の極性は，３個１組の隣接磁極
片の各々で交互になっている。永久磁石は，管における
前記取り付けの平らな表面とは異なる１つの側面に取付
けられる。
の各電子ビーム集束装置を説明する例では，複周期ＰＰ
Ｍ集束装置を有する管が開示されている。この管では，
３個１組の隣接磁極片が，それぞれ永久磁石によって結
合されている。永久磁石の極性は，３個１組の隣接磁極
片の各々で交互になっている。永久磁石は，管における
前記取り付けの平らな表面とは異なる１つの側面に取付
けられる。
【００１７】本発明の第１の実施例では，Ｘ−ＺＰＰＭ
集束装置を有する複数の管が，機械的に結合されて，１
本の共通の管になっており，隣接する１対の管の間が，
共通ヒートシンクとなっている。さらに，この複数の管
は，管を直角に横切る共通磁石棒を有している。これら
複数の管の各々は，関連した１本の電子ビームに対し
て，集束を行う。
集束装置を有する複数の管が，機械的に結合されて，１
本の共通の管になっており，隣接する１対の管の間が，
共通ヒートシンクとなっている。さらに，この複数の管
は，管を直角に横切る共通磁石棒を有している。これら
複数の管の各々は，関連した１本の電子ビームに対し
て，集束を行う。
【００１８】下記の実施例の説明を読むことにより、当
業者であれば、本発明のX-Z形状のPPM集束装置を有する
マイクロ波管の構成について、また、それが、どのよう
にして、上記以外の利点と目的が達成されるかについ
て、完全に理解できると思う。以下、実施例の説明を、
添付図面を参照しながら行なう。
業者であれば、本発明のX-Z形状のPPM集束装置を有する
マイクロ波管の構成について、また、それが、どのよう
にして、上記以外の利点と目的が達成されるかについ
て、完全に理解できると思う。以下、実施例の説明を、
添付図面を参照しながら行なう。
【００１９】
【実施例】 図４には，本発明の複数の電子ビーム集束
装置の各電子ビーム集束装置を有する管３０が示されて
いる。管３０は，交互に組み立てられている複数の非磁
性スペーサ３４を間に挟んだ，複数の磁気磁極片３２で
形成されている。この管３０は，磁極片３２をいずれか
の端に有し，かつ，平らな側面４１，４２，４３，４４
を有している。図では，ビームトンネル３８が端の磁極
片３２のほぼ中央に示されているが，これは，管３０の
軸方向の全長に亙って貫通している。さらに詳しく後述
するように，電子ビームは，ビームトンネル３８を通っ
て投射され，管３０によって集束される。
装置の各電子ビーム集束装置を有する管３０が示されて
いる。管３０は，交互に組み立てられている複数の非磁
性スペーサ３４を間に挟んだ，複数の磁気磁極片３２で
形成されている。この管３０は，磁極片３２をいずれか
の端に有し，かつ，平らな側面４１，４２，４３，４４
を有している。図では，ビームトンネル３８が端の磁極
片３２のほぼ中央に示されているが，これは，管３０の
軸方向の全長に亙って貫通している。さらに詳しく後述
するように，電子ビームは，ビームトンネル３８を通っ
て投射され，管３０によって集束される。
【００２０】各磁極片32は、ほぼ方形あるいは楕円形で
あり、好ましくは、鉄のような磁気導通金属材料で形成
されている。非磁性スペーサ34も、ほぼ方形であり、銅
のような熱伝導材料で形成されている。非磁性スペーサ
34は、磁極片32に挟まれており、磁極片32の中心部を横
断している。永久磁石36が、隣接する磁極片32の間に挟
まれ、かつスペーサ34の上下に設けられている。
あり、好ましくは、鉄のような磁気導通金属材料で形成
されている。非磁性スペーサ34も、ほぼ方形であり、銅
のような熱伝導材料で形成されている。非磁性スペーサ
34は、磁極片32に挟まれており、磁極片32の中心部を横
断している。永久磁石36が、隣接する磁極片32の間に挟
まれ、かつスペーサ34の上下に設けられている。
【００２１】磁極片32およびスペーサ34と同様に、永久
磁石36は、管全体が実質的に滑らかな外表面を有するよ
うに、方形の表面を有するものとされる。あるいは、そ
れに代わって、永久磁石36を磁極片32より大きくし、磁
極片36の側縁から突出させることもできる。
磁石36は、管全体が実質的に滑らかな外表面を有するよ
うに、方形の表面を有するものとされる。あるいは、そ
れに代わって、永久磁石36を磁極片32より大きくし、磁
極片36の側縁から突出させることもできる。
【００２２】図４は、各永久磁石36が、隣接する１対の
磁極片32を結合している単周期PPM集束装置を有する管
を示す。この一般的な構成の複周期PPM集束装置は、非
磁性スペーサ34とほぼ同じサイズの中間磁極片32を有す
るものとして形成することもできることは明白である。
磁極片32を結合している単周期PPM集束装置を有する管
を示す。この一般的な構成の複周期PPM集束装置は、非
磁性スペーサ34とほぼ同じサイズの中間磁極片32を有す
るものとして形成することもできることは明白である。
【００２３】従来の集束装置のように、永久磁石36の目
的はビームトンネル38全体を通じて磁界を形成し、電子
ビームを案内して通過させることである。永久磁石36か
ら出た磁束は、図４及び図８の矢印46で示すように、磁
極片32を通ってX方向を向いている。磁束がビームトン
ネル38に到達すると、磁束線は、トンネル内を通過し、
Z方向にジャンプして隣接する磁極片32に到達し、そこ
から、隣接磁極片をX方向に通過して磁石36に返る。
的はビームトンネル38全体を通じて磁界を形成し、電子
ビームを案内して通過させることである。永久磁石36か
ら出た磁束は、図４及び図８の矢印46で示すように、磁
極片32を通ってX方向を向いている。磁束がビームトン
ネル38に到達すると、磁束線は、トンネル内を通過し、
Z方向にジャンプして隣接する磁極片32に到達し、そこ
から、隣接磁極片をX方向に通過して磁石36に返る。
【００２４】電子ビームがトンネル38を通過すると、ビ
ームトンネル壁の表面を打つ迷走電子によって、集束装
置の管30の内部に熱が発生する。この熱を取り去るため
に、平面状のヒートシンク54が、管30の対向する側面41
と42に設けられている。この平面状のヒートシンク54
は、銅のような熱伝導材料からなる棒でもよく、あるい
は内部マニホルドを設けて冷却液を流す方式のものであ
ってもよい。ヒートシンク54を一定温度に維持し、熱を
管30から効率的に除去するのが理想的である。熱は、ス
ペーサ34を通って、矢印52で示すように、Y方向に伝わ
って、ヒートシンク54に到達する。
ームトンネル壁の表面を打つ迷走電子によって、集束装
置の管30の内部に熱が発生する。この熱を取り去るため
に、平面状のヒートシンク54が、管30の対向する側面41
と42に設けられている。この平面状のヒートシンク54
は、銅のような熱伝導材料からなる棒でもよく、あるい
は内部マニホルドを設けて冷却液を流す方式のものであ
ってもよい。ヒートシンク54を一定温度に維持し、熱を
管30から効率的に除去するのが理想的である。熱は、ス
ペーサ34を通って、矢印52で示すように、Y方向に伝わ
って、ヒートシンク54に到達する。
【００２５】熱の通過路の方向Yは、磁束の通過方向で
あるXおよびZ方向に対して、ほぼ直角であることは、容
易に理解されると思う。この管30の独自の形状は、従来
の円筒形に比べて、明らかに有利である。幅を小さく
し、それに対して、高さを相当に大とすれば、ヒートシ
ンク54は、ビームトンネル38に比較的近くなる。それに
より、管30の内部から、熱が効率的に除去される。
あるXおよびZ方向に対して、ほぼ直角であることは、容
易に理解されると思う。この管30の独自の形状は、従来
の円筒形に比べて、明らかに有利である。幅を小さく
し、それに対して、高さを相当に大とすれば、ヒートシ
ンク54は、ビームトンネル38に比較的近くなる。それに
より、管30の内部から、熱が効率的に除去される。
【００２６】スペーサ34に空洞を設けることにより、RF
路を形成して、マイクロ波RF信号が管30を通過するよう
にできる。あるいは、別の方法として、側面43および44
から、ビームトンネル38の内側に向かって設けた永久磁
石36で管を形成することにより、RF路を管のスペーサの
内部に保持した状態で、高い磁束密度を得ることができ
る。永久磁石を、管30の対向する側に配置し、同時に、
ヒートシンク54を永久磁石36とは異なる側に設けると、
永久磁石36は、ヒートシンク54の位置と干渉しなくな
る。したがって、この独得の集束装置によると、管の設
計者は、効率的な熱除去もしくは高磁束密度のいずれか
を選択できる。
路を形成して、マイクロ波RF信号が管30を通過するよう
にできる。あるいは、別の方法として、側面43および44
から、ビームトンネル38の内側に向かって設けた永久磁
石36で管を形成することにより、RF路を管のスペーサの
内部に保持した状態で、高い磁束密度を得ることができ
る。永久磁石を、管30の対向する側に配置し、同時に、
ヒートシンク54を永久磁石36とは異なる側に設けると、
永久磁石36は、ヒートシンク54の位置と干渉しなくな
る。したがって、この独得の集束装置によると、管の設
計者は、効率的な熱除去もしくは高磁束密度のいずれか
を選択できる。
【００２７】本発明によるX-Z PPM集束装置を有するマ
イクロ波管の別の実施例を、図５に符号50で示す。この
構成においては、ビームトンネル38は、管50の中心から
外れて設けられ、管50の１つの側に寄っている。前の実
施例では、スペーサ34を管50の中心に挟んで配置してい
たが、この実施例では、スペーサ34を、管の１つの側に
設けてある。永久磁石36は、管50のもう一方の側に設け
られている。したがって、ヒートシンク54も、非磁性ス
ペーサ34と隣接する側に設けてある。
イクロ波管の別の実施例を、図５に符号50で示す。この
構成においては、ビームトンネル38は、管50の中心から
外れて設けられ、管50の１つの側に寄っている。前の実
施例では、スペーサ34を管50の中心に挟んで配置してい
たが、この実施例では、スペーサ34を、管の１つの側に
設けてある。永久磁石36は、管50のもう一方の側に設け
られている。したがって、ヒートシンク54も、非磁性ス
ペーサ34と隣接する側に設けてある。
【００２８】この実施例では、３番目のヒートシンク54
を管50の底部に設けてあり、熱を、３つの側から除去す
ることができる。この場合、熱路の方向は、XおよびY方
向になる。この管50は、前述のマイクロ波管設計より
も、著しく良好な耐熱性を有することは明らかである。
を管50の底部に設けてあり、熱を、３つの側から除去す
ることができる。この場合、熱路の方向は、XおよびY方
向になる。この管50は、前述のマイクロ波管設計より
も、著しく良好な耐熱性を有することは明らかである。
【００２９】本発明によるさらに別の実施例では、図６
に示すように、図４のX-Z PPM集束装置を有する複数の
管を組み合わせて、１つの共通の管60としている。各々
の隣接する管30は、共通のヒートシンク54を共有してい
る。管30はさらに、各管を直角に横断する共通磁石棒を
共有することができる。隣接する各管30は、独立したビ
ームトンネル38を有しているので、組み合わされた管60
は、複数の電子ビームを同時に集束することができる。
このような機能は、フェーズ・アレー・レーダのよう
な、複数の独立したRF信号を有するマイクロ波応用分野
において求められるものである。
に示すように、図４のX-Z PPM集束装置を有する複数の
管を組み合わせて、１つの共通の管60としている。各々
の隣接する管30は、共通のヒートシンク54を共有してい
る。管30はさらに、各管を直角に横断する共通磁石棒を
共有することができる。隣接する各管30は、独立したビ
ームトンネル38を有しているので、組み合わされた管60
は、複数の電子ビームを同時に集束することができる。
このような機能は、フェーズ・アレー・レーダのよう
な、複数の独立したRF信号を有するマイクロ波応用分野
において求められるものである。
【００３０】管30を使用に供するには、図７に示すよう
に、電子銃74とコレクタ76を結合する。電子銃74は、発
射面78を有し、そこから出た電子ビーム80は、管30内を
貫通する。管30内を通過した用済の電子ビーム80は、コ
レクタ76に集められる。
に、電子銃74とコレクタ76を結合する。電子銃74は、発
射面78を有し、そこから出た電子ビーム80は、管30内を
貫通する。管30内を通過した用済の電子ビーム80は、コ
レクタ76に集められる。
【００３１】以上、本発明によるX-Z PPM集束装置を有
するマイクロ波管の好適な実施例について説明してきた
が、この説明により、上記の目的ならびに利点が達成さ
れることを、当業者であれば、十分に理解し得たものと
思う。
するマイクロ波管の好適な実施例について説明してきた
が、この説明により、上記の目的ならびに利点が達成さ
れることを、当業者であれば、十分に理解し得たものと
思う。
【００３２】また、本発明は、その範囲と趣旨から逸脱
しないかぎり、様々な変形例、適用例、および上記以外
の実施例による具体化が可能なことは、当業者には明ら
かであると思う。たとえば、磁極片とスペーサの形状
を、長くて薄いものから、短くて厚いものまでの間で設
定して、耐熱性と磁束密度との間の平衡を望ましいもの
にすることができる。上記のマイクロ波管の構成は、結
合空洞進行波管、クリストロン、あるいは拡張相互作用
回路のような様々な用途に採用できると思われる。
しないかぎり、様々な変形例、適用例、および上記以外
の実施例による具体化が可能なことは、当業者には明ら
かであると思う。たとえば、磁極片とスペーサの形状
を、長くて薄いものから、短くて厚いものまでの間で設
定して、耐熱性と磁束密度との間の平衡を望ましいもの
にすることができる。上記のマイクロ波管の構成は、結
合空洞進行波管、クリストロン、あるいは拡張相互作用
回路のような様々な用途に採用できると思われる。
【図１】従来のR-Z円筒形集束装置を適用した単周期マ
イクロ波管の断面図である。
イクロ波管の断面図である。
【図２】図１の従来のマイクロ波管の端面図である。
【図３】従来のR-Z円筒形集束を利用した複周期マイク
ロ波管の側断面図である。
ロ波管の側断面図である。
【図４】本発明に適用できるＸ−Ｚ形状の集束装置の一
実施例を有するマイクロ波管の斜視図である。
実施例を有するマイクロ波管の斜視図である。
【図５】本発明によるX-Z形状の集束装置の他の実施例
を有するマイクロ波管の斜視図であって、永久磁石が回
路の一方の端に配置されている。
を有するマイクロ波管の斜視図であって、永久磁石が回
路の一方の端に配置されている。
【図６】本発明のさらに別の実施例を示し、複数の管を
有する多電子ビーム集束装置の側面図であり、これら隣
接する１対の管の各々は、共通ヒートシンクを共有して
いる。
有する多電子ビーム集束装置の側面図であり、これら隣
接する１対の管の各々は、共通ヒートシンクを共有して
いる。
【図７】電子銃とコレクタに結合された電子ビーム集束
装置の概略図である。
装置の概略図である。
【図８】X-2形状の集束装置を有するマイクロ波管の断
面図で、磁束フラックスを示す。
面図で、磁束フラックスを示す。
(30)管 (32)磁極片 (34)スペーサ (36)永久磁石 (38)ビームトンネル (41)〜(44)側面 (46)矢印 (50)管 (52)矢印 (54)ヒートシンク (60)管 (74)電子銃 (76)コレクタ (78)発射面 (80)電子ビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アラン ジェイ セイス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94062 レッドウッドシティー オーク パークウェイ 540 (72)発明者 ダグラス ビー ライオン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94070 サンカルロス ノーザムアヴェ ニュー 48 (56)参考文献 特開 昭63−34836（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−83652（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 23/087
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の電子ビーム用の集束装置におい
て： 板形状の非磁性スペーサにより挟設されている複数の磁
極片から形成された少なくとも二つの管であって，前記
管を通って設けられたビームトンネルを有し，かつ前記
電子ビームがそれを通り抜け，かつ前記管の少なくとも
二つの側面に配置した熱平面とを有する管；と前記磁極
片を介して前記管の軸に直角な第１の方向に流れ，前記
ビームを集束するために前記ビームトンネルを通ってジ
ャンプする磁束線と，前記管の中で発生し，当該管の軸
に直角で前記第１の方向と一致しない第２の方向に前記
スペーサを介して前記熱平面に流れている熱とを発生さ
せる前記管の中に磁界を誘起する装置；とから成り， 前記管は，当該隣接している対の管のそれぞれが互いに
機械的に結合していて，それらの間に共通のヒートシン
クを備え，前記管のそれぞれは，関連している前記電子
ビームの一つを集束するようになっていることを特徴と
する複数の電子ビーム集束装置。 - 【請求項２】 板形状の非磁性スペーサにより挟設され
ている複数の磁極片からなる管であって，当該管は，そ
れを通って配設され，かつ当該管の中心からずれたビー
ムトンネルを有しており，当該ビームトンネルは，電子
ビームがそれを通り抜けて突出することを可能にしてい
るものと； 前記トンネルがずらされた方向の側面を含む前記管の複
数の側面上に置かれている熱平面であって，当該熱平面
はヒートシンクの取り付けが可能であり，前記管の中に
発生した熱は，前記スペーサを介して前記熱面へ流れる
ようになっているものと； 前記管の中に前記電子ビームを集束するための磁界を誘
起する装置であって，前記磁界は，前記磁極片を通り前
記熱が流れる路と一致しない磁束線を有するもの；とか
ら成ることを特徴とする電子ビーム集束装置。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/883426 | 1992-05-13 | ||
| US07/883,426 US5332948A (en) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | X-z geometry periodic permanent magnet focusing system |
| US883426 | 1992-05-13 | ||
| CA002099813A CA2099813C (en) | 1992-05-13 | 1993-07-05 | X-z geometry periodic permanent magnet focusing system |
| IL10624993A IL106249A (en) | 1993-07-05 | 1993-07-06 | X-Z geometry periodic permanent magnet focusing system |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30305597A Division JPH10134724A (ja) | 1992-05-13 | 1997-11-05 | 電子ビーム集束装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06139944A JPH06139944A (ja) | 1994-05-20 |
| JP2859793B2 true JP2859793B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=27169491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| US5744910A (en) * | 1993-04-02 | 1998-04-28 | Litton Systems, Inc. | Periodic permanent magnet focusing system for electron beam |
| US6002988A (en) * | 1997-12-30 | 1999-12-14 | Northrop Grumman Corporation | Method for optimizing the magnetic field of a periodic permanent magnet focusing device |
| WO2006124741A2 (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Non-axisymmetric periodic permanent magnet focusing system |
| US10211021B2 (en) * | 2016-04-11 | 2019-02-19 | Kla-Tencor Corporation | Permanent-magnet particle beam apparatus and method incorporating a non-magnetic metal portion for tunability |
| CN109545638B (zh) * | 2018-11-20 | 2021-01-05 | 西北核技术研究所 | 一种谐振腔及交叉结构的太赫兹扩展互作用振荡器 |
| US11462960B2 (en) * | 2019-12-02 | 2022-10-04 | Hiwin Mikrosystem Corp. | Rotor with first and second permanent magnets having support members and slots |
| CN113035672B (zh) * | 2021-03-05 | 2021-11-23 | 电子科技大学 | 一种基于间隙高阶模的双电子注扩展互作用电路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE25189E (en) * | 1953-04-29 | 1962-06-19 | cioffi | |
| DE1246891B (de) * | 1962-02-23 | 1967-08-10 | Telefunken Patent | Magnetische Fokussierungsanordnung zur gebuendelten Fuehrung eines Elektronenstrahls, insbesondere fuer Wanderfeldroehren |
| US3684914A (en) * | 1971-03-30 | 1972-08-15 | Watkins Johnson Co | Periodic permanent magnet focused travelling wave tube |
| US3755706A (en) * | 1972-03-20 | 1973-08-28 | Varian Associates | Miniaturized traveling wave tube |
| GB1528155A (en) * | 1973-02-16 | 1978-10-11 | English Electric Valve Co Ltd | Travelling wave tubes |
| US4057748A (en) * | 1975-03-08 | 1977-11-08 | English Electric Valve Company Ltd. | Travelling wave tubes |
| JPS5836812B2 (ja) * | 1977-04-11 | 1983-08-11 | 株式会社東芝 | 電子ビ−ム直進形増幅回路 |
| JPS55161543A (en) * | 1979-06-05 | 1980-12-16 | Daido Steel Co Ltd | Sulphurizing preventing method of casting |
| WO1981002221A1 (en) * | 1980-01-28 | 1981-08-06 | V Pasmannik | Reversible periodical magneto-focusing system |
| DE3216250C2 (de) * | 1982-04-30 | 1985-04-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Wanderfeldröhre mit periodisch-permanentmagnetischem Fokussiersystem |
| US4800322A (en) * | 1984-10-23 | 1989-01-24 | Litton Systems, Inc. | Broadband klystron cavity arrangement |
| US4586009A (en) * | 1985-08-09 | 1986-04-29 | Varian Associates, Inc. | Double staggered ladder circuit |
| JPS62283533A (ja) * | 1986-05-31 | 1987-12-09 | Nec Corp | 空胴結合型進行波管 |
| JPS6334836A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-15 | New Japan Radio Co Ltd | ビ−ム直進型マイクロ波管 |
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| US4931695A (en) * | 1988-06-02 | 1990-06-05 | Litton Systems, Inc. | High performance extended interaction output circuit |
| JP3036006B2 (ja) * | 1990-07-10 | 2000-04-24 | 日本電気株式会社 | 進行波管 |
-
1992
- 1992-05-13 US US07/883,426 patent/US5332948A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-05-12 DE DE4315940A patent/DE4315940C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-12 GB GB9309810A patent/GB2266990B/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-05-13 FR FR9305760A patent/FR2691285B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1993-05-13 JP JP5111461A patent/JP2859793B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1993-07-05 CA CA002099813A patent/CA2099813C/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| DE4315940A1 (de) | 1993-12-02 |
| CA2099813C (en) | 2003-01-21 |
| DE4315940C2 (de) | 1998-02-12 |
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| FR2691285B1 (fr) | 1996-01-05 |
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