JP2923872B2 - 進行波管 - Google Patents
進行波管Info
- Publication number
- JP2923872B2 JP2923872B2 JP31511896A JP31511896A JP2923872B2 JP 2923872 B2 JP2923872 B2 JP 2923872B2 JP 31511896 A JP31511896 A JP 31511896A JP 31511896 A JP31511896 A JP 31511896A JP 2923872 B2 JP2923872 B2 JP 2923872B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- helix
- heat
- traveling wave
- wave tube
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は進行波管に関し、特
にヘリックス形進行波管に関する。
にヘリックス形進行波管に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、マイクロ波通信の中継局、衛星通
信地球局用の電力増幅管として使用される進行波管は高
出力、高効率、低消費電力、小型軽量化及び衛星搭載時
の宇宙環境での耐環境性の向上、高信頼性等が要求され
ている。また特に出力を飽和時の約半分にしてリニア領
域で使用される進行波管もあるため飽和点では高出力と
なりやすい。高出力になると高周波損失によりヘリック
ス出力端で発生する熱は大きくなり、発熱によりヘリッ
クスが熱膨張し、変形するため電気的抵抗が変わり、そ
のため回路損失が大きくなり出力の低下をひきおこす。
また発熱によりマイクロ波管構成部品の吸蔵ガス放出に
よる金属円筒真空外囲器内の真空度の低下が問題とな
る。
信地球局用の電力増幅管として使用される進行波管は高
出力、高効率、低消費電力、小型軽量化及び衛星搭載時
の宇宙環境での耐環境性の向上、高信頼性等が要求され
ている。また特に出力を飽和時の約半分にしてリニア領
域で使用される進行波管もあるため飽和点では高出力と
なりやすい。高出力になると高周波損失によりヘリック
ス出力端で発生する熱は大きくなり、発熱によりヘリッ
クスが熱膨張し、変形するため電気的抵抗が変わり、そ
のため回路損失が大きくなり出力の低下をひきおこす。
また発熱によりマイクロ波管構成部品の吸蔵ガス放出に
よる金属円筒真空外囲器内の真空度の低下が問題とな
る。
【０００３】はじめに従来技術について図２を用いて説
明する。図２は従来形のヘリックス形進行波管の軸を含
む側断面図を示すものである。電子ビーム１３を放射す
る電子銃７は、円筒状スリーブ内に螺旋状のヒータ９が
埋設されその頂部に円筒状の熱電子放射層を有するカソ
ード１０、中心穴のあいた円盤状でカソード１０より放
射された電子ビーム１３を加速するアノード１１、イオ
ンの衝撃からカソード１０を守る電位障壁のイオンラッ
プ１２および擂り鉢形状の集束電極であるウエネルト１
９で構成されている。カソード１０から放射された電子
ビーム１３は高電圧を印加したアノード１１により加速
され、ビームシェーバ１４を通って遅波回路部２に入射
する。ビームシェーバ１４とは正常な軌道から逸脱した
電子が通過するのを阻止するために設置される所定開孔
径を持った電極である。すなわち、電子銃７から放射さ
れた直後の電子ビーム１３は高圧ＯＮ−ＯＦＦ時あるい
はカソードエミッション状態の変化時等の場合に正常な
ビーム軌道から逸脱した乱れを生じることがありこのた
め電子ビーム１３の一部がヘリックス１６に衝突してヘ
リックス１６を加熱蒸発させそれが誘電体支柱３に蒸着
して進行波管の出力が低下する恐れがあるが、ビームシ
ェーバ１４はこれを防ぐためのものである。電子ビーム
１３はヘリックス１６内径部を通過する際、セラミック
スにより封止された入力窓１５から入力されたマイクロ
波と相互作用を行い、電子ビーム１３の進行に伴いマイ
クロ波は徐々に増幅され、出力窓４より取り出される。
ヘリックス１６を通過し、マイクロ波との相互作用を終
えた電子ビーム１３はコレクタ８に入り、コレクタ電極
１８によって捕捉される。このときのコレクタ８の役割
は電磁波との相互作用を終えた電子ビーム１３を捕捉す
るとともにその結果発生する熱を放散することにある。
明する。図２は従来形のヘリックス形進行波管の軸を含
む側断面図を示すものである。電子ビーム１３を放射す
る電子銃７は、円筒状スリーブ内に螺旋状のヒータ９が
埋設されその頂部に円筒状の熱電子放射層を有するカソ
ード１０、中心穴のあいた円盤状でカソード１０より放
射された電子ビーム１３を加速するアノード１１、イオ
ンの衝撃からカソード１０を守る電位障壁のイオンラッ
プ１２および擂り鉢形状の集束電極であるウエネルト１
９で構成されている。カソード１０から放射された電子
ビーム１３は高電圧を印加したアノード１１により加速
され、ビームシェーバ１４を通って遅波回路部２に入射
する。ビームシェーバ１４とは正常な軌道から逸脱した
電子が通過するのを阻止するために設置される所定開孔
径を持った電極である。すなわち、電子銃７から放射さ
れた直後の電子ビーム１３は高圧ＯＮ−ＯＦＦ時あるい
はカソードエミッション状態の変化時等の場合に正常な
ビーム軌道から逸脱した乱れを生じることがありこのた
め電子ビーム１３の一部がヘリックス１６に衝突してヘ
リックス１６を加熱蒸発させそれが誘電体支柱３に蒸着
して進行波管の出力が低下する恐れがあるが、ビームシ
ェーバ１４はこれを防ぐためのものである。電子ビーム
１３はヘリックス１６内径部を通過する際、セラミック
スにより封止された入力窓１５から入力されたマイクロ
波と相互作用を行い、電子ビーム１３の進行に伴いマイ
クロ波は徐々に増幅され、出力窓４より取り出される。
ヘリックス１６を通過し、マイクロ波との相互作用を終
えた電子ビーム１３はコレクタ８に入り、コレクタ電極
１８によって捕捉される。このときのコレクタ８の役割
は電磁波との相互作用を終えた電子ビーム１３を捕捉す
るとともにその結果発生する熱を放散することにある。
【０００４】遅波回路部２は、やきばめ方式などにより
金属円筒真空外囲器１に誘電体支柱３とヘリックス１６
とが固く締結固定され構成されている。やきばめ方式と
は金属円筒真空外囲器１を不活性ガス雰囲気内で加熱
し、内径を熱膨張させた状態でヘリックス１６及び誘電
体支柱３を挿入し、挿入後温度を下げて、熱膨張差によ
る圧縮力により保持固定することを利用した方法であ
る。
金属円筒真空外囲器１に誘電体支柱３とヘリックス１６
とが固く締結固定され構成されている。やきばめ方式と
は金属円筒真空外囲器１を不活性ガス雰囲気内で加熱
し、内径を熱膨張させた状態でヘリックス１６及び誘電
体支柱３を挿入し、挿入後温度を下げて、熱膨張差によ
る圧縮力により保持固定することを利用した方法であ
る。
【０００５】ところでヘリックス１６は高出力になると
出力窓４付近で高周波損失によりヘリックス６の温度が
上昇する。また電子ビーム１３がヘリックス１６の出力
端部に当たり熱を発生することもある。ヘリックス１６
の出力端部で発生した熱は誘電体支柱３を通り金属円筒
真空外囲器１を伝わり周期磁界磁束装置１７により放散
されるが、特に高出力の進行波管で発熱量が多いにもか
かわらずヘリックス１６と金属円筒真空外囲器間１の熱
抵抗が大きい場合は、ヘリックス１６の温度が異常に上
昇し、電気的抵抗が大きくなり、そのため高周波損失も
大きくなり出力の低下をひきおこす。また発熱によりマ
イクロ波管構成部品の吸蔵ガス放出を生じ、管内真空度
の低下をひきおこすなど、性能および信頼度に大きな影
響を及ぼす。
出力窓４付近で高周波損失によりヘリックス６の温度が
上昇する。また電子ビーム１３がヘリックス１６の出力
端部に当たり熱を発生することもある。ヘリックス１６
の出力端部で発生した熱は誘電体支柱３を通り金属円筒
真空外囲器１を伝わり周期磁界磁束装置１７により放散
されるが、特に高出力の進行波管で発熱量が多いにもか
かわらずヘリックス１６と金属円筒真空外囲器間１の熱
抵抗が大きい場合は、ヘリックス１６の温度が異常に上
昇し、電気的抵抗が大きくなり、そのため高周波損失も
大きくなり出力の低下をひきおこす。また発熱によりマ
イクロ波管構成部品の吸蔵ガス放出を生じ、管内真空度
の低下をひきおこすなど、性能および信頼度に大きな影
響を及ぼす。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はヘリックス１
６で発生した熱を誘電体支柱３を介して金属円筒真空外
囲器１さらには周期磁界磁束装置１７に、低い熱抵抗部
を構成することにより高効率で放熱する事にある。熱放
散の改善策として従来技術で２つ示されている。ひとつ
めは特開平４−２４８２２６号公報に開示されている。
しかしこの方法では図３に示すように誘電体支柱３の延
設部分の内側に金属リング２０を挿入するので回路の全
長が長くなる。なお図４に示すようにヘリックス１６と
誘電体支柱３との接着性を向上させるため金属リング２
０に切りかきをいれてバネ状の部品としている。これら
の例では金属リング２０は金属円筒真空外囲器１には当
接していないため、熱はヘリックス１６を伝わり誘電体
支柱３だけを通って金属円筒真空外囲器１に逃げる。よ
って誘電体支柱３を金属円筒真空外囲器１に押さえて熱
を逃がす方法には限界がある。
６で発生した熱を誘電体支柱３を介して金属円筒真空外
囲器１さらには周期磁界磁束装置１７に、低い熱抵抗部
を構成することにより高効率で放熱する事にある。熱放
散の改善策として従来技術で２つ示されている。ひとつ
めは特開平４−２４８２２６号公報に開示されている。
しかしこの方法では図３に示すように誘電体支柱３の延
設部分の内側に金属リング２０を挿入するので回路の全
長が長くなる。なお図４に示すようにヘリックス１６と
誘電体支柱３との接着性を向上させるため金属リング２
０に切りかきをいれてバネ状の部品としている。これら
の例では金属リング２０は金属円筒真空外囲器１には当
接していないため、熱はヘリックス１６を伝わり誘電体
支柱３だけを通って金属円筒真空外囲器１に逃げる。よ
って誘電体支柱３を金属円筒真空外囲器１に押さえて熱
を逃がす方法には限界がある。
【０００７】ふたつめの従来技術の特開昭５６−１９８
５１号公報にヒートパイプをもうけ冷却する方法が開示
されている。この方法では冷却できるが重量増となり軽
量化の面で問題がある。
５１号公報にヒートパイプをもうけ冷却する方法が開示
されている。この方法では冷却できるが重量増となり軽
量化の面で問題がある。
【０００８】本発明の目的は、進行波管の遅波回路部の
放熱を改善し、信頼性の向上を図ることにある。
放熱を改善し、信頼性の向上を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、遅波回路のヘ
リックスと同軸出力端子との接続部分に誘電体支柱の側
面に接触する放電部品を挿入することにより遅波回路部
出力端の放熱を改善することを特徴とする。
リックスと同軸出力端子との接続部分に誘電体支柱の側
面に接触する放電部品を挿入することにより遅波回路部
出力端の放熱を改善することを特徴とする。
【００１０】本発明によれば、誘電体支柱の側面と接触
することによりヘリックスで発生する熱を低い熱抵抗で
放熱し、出力の低下の防止や真空度の低下を防止するこ
とができる。
することによりヘリックスで発生する熱を低い熱抵抗で
放熱し、出力の低下の防止や真空度の低下を防止するこ
とができる。
【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。
図面を参照して説明する。
【００１２】図１（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は本発明の
一実施の形態の進行波管の遅波回路の要部断面図、その
Ａ−Ａ′線断面図及び放熱部品の斜視図である。図１
（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示すように、本発明の一実
施の形態の進行管のヘリックス１６は、あらかじめ加熱
膨張させた金属円筒真空外囲器１内に１２０度に等配し
たＢＮ（窒化ホウ素）等で形成された３本の誘電体支柱
３とともに挿入され、加熱による熱膨張差により、冷却
後金属円筒真空外囲器１内部に保持される。金属円筒真
空外囲器１に３本の誘電体支柱３の側面に完全に接触す
る切り欠きを入れた放熱部品６は、金属円筒真空外囲器
１内に挿入し誘電体支柱３と接触させることにより冷却
の改善を図るとともに、同軸内導体５とヘリックス１６
の端部とのインピーダンス整合をとるための部品であ
る。
一実施の形態の進行波管の遅波回路の要部断面図、その
Ａ−Ａ′線断面図及び放熱部品の斜視図である。図１
（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示すように、本発明の一実
施の形態の進行管のヘリックス１６は、あらかじめ加熱
膨張させた金属円筒真空外囲器１内に１２０度に等配し
たＢＮ（窒化ホウ素）等で形成された３本の誘電体支柱
３とともに挿入され、加熱による熱膨張差により、冷却
後金属円筒真空外囲器１内部に保持される。金属円筒真
空外囲器１に３本の誘電体支柱３の側面に完全に接触す
る切り欠きを入れた放熱部品６は、金属円筒真空外囲器
１内に挿入し誘電体支柱３と接触させることにより冷却
の改善を図るとともに、同軸内導体５とヘリックス１６
の端部とのインピーダンス整合をとるための部品であ
る。
【００１３】この放熱部品６における切り欠きは誘電体
支柱３の側面と完全に接触しているため、放熱部品６を
挿入することによりヘリックス１６から発生する熱を誘
電体支柱３からだけでなくこの放熱部品６からも熱伝導
により放熱することができるのでヘリックス１６端の温
度低下に大きな効果がある。さらにスリット部分を入れ
ることによりバネ状の反発する力が金属円筒真空外囲器
１と接触をより強いものとする効果がある。従って遅波
回路部２の出力部においてこの放熱は従来技術に比べ有
効に作用し、ヘリックス１６を低い温度に保つことがで
きる。このため、出力の低下や金属円筒真空外囲器１内
の真空度の低下を防止し、進行波管の出力を安定化させ
ることに効果がある。
支柱３の側面と完全に接触しているため、放熱部品６を
挿入することによりヘリックス１６から発生する熱を誘
電体支柱３からだけでなくこの放熱部品６からも熱伝導
により放熱することができるのでヘリックス１６端の温
度低下に大きな効果がある。さらにスリット部分を入れ
ることによりバネ状の反発する力が金属円筒真空外囲器
１と接触をより強いものとする効果がある。従って遅波
回路部２の出力部においてこの放熱は従来技術に比べ有
効に作用し、ヘリックス１６を低い温度に保つことがで
きる。このため、出力の低下や金属円筒真空外囲器１内
の真空度の低下を防止し、進行波管の出力を安定化させ
ることに効果がある。
【００１４】
【発明の効果】遅波回路部の熱伝導を向上させることが
できるので、進行波管の動作を安定にすることができ、
長寿命化を図ることができる。すなわち、ヘリックスで
発生する熱の伝導線路の断面を大きくできるので低い熱
抵抗で放熱をすることが可能となり高周波損失による温
度上昇、電子ビームの一部の衝突エネルギーによる温度
上昇を制御することができ、出力や真空度の低下を防ぐ
ことができる。
できるので、進行波管の動作を安定にすることができ、
長寿命化を図ることができる。すなわち、ヘリックスで
発生する熱の伝導線路の断面を大きくできるので低い熱
抵抗で放熱をすることが可能となり高周波損失による温
度上昇、電子ビームの一部の衝突エネルギーによる温度
上昇を制御することができ、出力や真空度の低下を防ぐ
ことができる。
【図１】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は本発明の一実施の
形態の進行波管の遅波回路部の要部断面図，そのＡ−
Ａ′線断面図及び放熱部品の斜視図である。
形態の進行波管の遅波回路部の要部断面図，そのＡ−
Ａ′線断面図及び放熱部品の斜視図である。
【図２】従来形のヘリックス形進行波の軸を含む側断面
図である。
図である。
【図３】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は従来の進行波管の
遅波回路部の一例の要部断面図，そのＡ−Ａ′線断面図
及び金属リングの斜視図である。
遅波回路部の一例の要部断面図，そのＡ−Ａ′線断面図
及び金属リングの斜視図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は従来の進行波管の遅波回路
の他の例の横断面図及び金属部品の斜視図である。
の他の例の横断面図及び金属部品の斜視図である。
１ 金属円筒真空外囲器 ２ 遅波回路部 ３ 誘電体支柱 ４ 出力窓 ５ 同軸内導体 ６ 放熱部品 ７ 電子銃 ８ コレクタ ９ ヒータ １０ カソード １１ アノード １２ イオントラップ １３ 電子ビーム １４ ビームシェーパ １５ 入力窓 １６ ヘリックス １７ 周期磁界収束装置 １８ コレクタ電極 １９ ウェネルト ２０ 金属リング
Claims (1)
- 【請求項１】 遅波回路部のヘリックスが少なくとも３
本の誘電体支柱により絶縁固定されるヘリックス形進行
波管において、金属円筒外囲部の内壁に当接する外周部
と前記誘電体支柱のそれぞれの２つの側面及び一方の端
面が接触する少なくとも３つの切り欠き部とを含み一体
構造の放熱部品を前記遅波回路部の出力端に挿入したこ
とを特徴とする進行波管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31511896A JP2923872B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 進行波管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31511896A JP2923872B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 進行波管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10154467A JPH10154467A (ja) | 1998-06-09 |
| JP2923872B2 true JP2923872B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=18061632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31511896A Expired - Lifetime JP2923872B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 進行波管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2923872B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013030377A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Mitsubishi Electric Corp | ヘリックス型進行波管およびヘリックス型進行波管の製造方法 |
| CN112349566B (zh) * | 2020-09-23 | 2022-02-01 | 电子科技大学 | 一种改善毫米波螺旋线行波管驻波系数的装置 |
| CN113579391A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-11-02 | 南京三乐集团有限公司 | 空间行波管热辐射器真空回流焊设备 |
-
1996
- 1996-11-26 JP JP31511896A patent/JP2923872B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10154467A (ja) | 1998-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xie et al. | Study of a 0.35 THz extended interaction oscillator driven by a pseudospark-sourced sheet electron beam | |
| US10475618B2 (en) | Electron gun capable of suppressing the influence of electron emission from the cathode side surface | |
| US20060091776A1 (en) | Electron gun | |
| US3293480A (en) | Pole piece and collector assembly for high frequency electron discharge device with cooling ribs | |
| Gilmour Jr | Microwave and millimeter-wave vacuum electron devices: inductive output tubes, klystrons, traveling-wave tubes, magnetrons, crossed-field amplifiers, and gyrotrons | |
| US5936335A (en) | Electron gun having a grid | |
| JP2923872B2 (ja) | 進行波管 | |
| JP7493662B2 (ja) | 電子銃および電子銃の製造方法 | |
| US6670760B2 (en) | Collector structure of traveling wave tube having a lossy ceramic member | |
| US3471739A (en) | High frequency electron discharge device having an improved depressed collector | |
| US9368313B1 (en) | Electronic amplifier device | |
| JP3996442B2 (ja) | 電子銃 | |
| US7550909B2 (en) | Electron gun providing improved thermal isolation | |
| JP3067699B2 (ja) | 輻射冷却形進行波管 | |
| EP0924740B1 (en) | Deformed sleeve electrode assembly | |
| US3448325A (en) | Linear beam tube having a beam collector cooled by radiation through an infrared window | |
| Scott et al. | What's new in helix TWT's | |
| JP2882336B2 (ja) | 進行波管 | |
| JP2010015814A (ja) | 電子銃構体およびマイクロ波管 | |
| JP3334694B2 (ja) | 進行波管 | |
| JP3412625B2 (ja) | 中空電子ビーム放出用電子銃 | |
| JP2002025454A (ja) | マイクロ波電子管 | |
| JP3401821B2 (ja) | 中空電子ビーム放出用電子銃 | |
| JP2000130316A (ja) | ホローカソードおよびその応用装置 | |
| JPS624814B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990330 |