JP3334694B2 - 進行波管 - Google Patents
進行波管Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は進行波管に係り、特
に衛星搭載用進行波管に採用される多段電位低下型コレ
クタの構造に関する。
に衛星搭載用進行波管に採用される多段電位低下型コレ
クタの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】人工衛星に搭載される高出力の進行波管
では、コレクタにおいて熱損失として消費される電力を
できるだけ少なくして効率の向上を図るため、コレクタ
電極を複数個に分割してそれぞれ異なった電圧を印加す
ることにより、高周波との相互作用を終えて速度分布を
もつようになった電子ビームをそれぞれの速度に応じて
弁別してできるだけ熱損失を発生しないように補足する
多段電位低下型コレクタが一般的に用いられる。
では、コレクタにおいて熱損失として消費される電力を
できるだけ少なくして効率の向上を図るため、コレクタ
電極を複数個に分割してそれぞれ異なった電圧を印加す
ることにより、高周波との相互作用を終えて速度分布を
もつようになった電子ビームをそれぞれの速度に応じて
弁別してできるだけ熱損失を発生しないように補足する
多段電位低下型コレクタが一般的に用いられる。
【０００３】コレクタでの電力の回収効率を向上させる
ためにはコレクタ電極の段数を増加させればよいが、コ
レクタの構造が複雑になること、進行波管に電圧を供給
する進行波管電源が複雑になり、重量が重くなる、容積
が大きくなるなどの欠点があるため、コレクタの段数は
総合的に決定される。
ためにはコレクタ電極の段数を増加させればよいが、コ
レクタの構造が複雑になること、進行波管に電圧を供給
する進行波管電源が複雑になり、重量が重くなる、容積
が大きくなるなどの欠点があるため、コレクタの段数は
総合的に決定される。
【０００４】図３を参照して従来技術の進行波管用コレ
クタの構造を説明する。図３では、４つの電極を有する
４段電位低下型コレクタである。
クタの構造を説明する。図３では、４つの電極を有する
４段電位低下型コレクタである。
【０００５】管軸方向に配列された第１のコレクタ電極
３１，第２のコレクタ電極３２，第３のコレクタ電極３
３及び第４のコレクタ電極３４はそれぞれ円筒状の絶縁
セラミック４１，４２，４３，４４を介して金属円筒状
の真空外囲器３６にろう付け等の方法で固定される。
３１，第２のコレクタ電極３２，第３のコレクタ電極３
３及び第４のコレクタ電極３４はそれぞれ円筒状の絶縁
セラミック４１，４２，４３，４４を介して金属円筒状
の真空外囲器３６にろう付け等の方法で固定される。
【０００６】そして真空外囲器３６の両端に端板３５
Ａ，３５Ｂをろう付けで固着することにより、コレクタ
構造体における真空外囲器全体を構成している。
Ａ，３５Ｂをろう付けで固着することにより、コレクタ
構造体における真空外囲器全体を構成している。
【０００７】それぞれの絶縁セラミック４１，４２，４
３，４４の両側面に絶縁特性向上のために凸部４１Ａ、
４１Ａ、４２Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４３Ａ、４４Ａ、４
４Ａが設けられている。
３，４４の両側面に絶縁特性向上のために凸部４１Ａ、
４１Ａ、４２Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４３Ａ、４４Ａ、４
４Ａが設けられている。
【０００８】コレクタ電極３１，３２，３３，３４には
電圧を印加するために導入線３７がそれぞれ接続され、
導入線３７は絶縁端子３９により絶縁を維持しながら真
空外部で電線に接続され、この電線に外部の進行波管電
源から電圧が供給される。
電圧を印加するために導入線３７がそれぞれ接続され、
導入線３７は絶縁端子３９により絶縁を維持しながら真
空外部で電線に接続され、この電線に外部の進行波管電
源から電圧が供給される。
【０００９】一方で各コレクタ電極３１，３２，３３，
３４で発生した熱は円筒状の絶縁セラミック４１，４
２，４３，４４を介して真空外囲器３６に伝えられる。
真空外囲器３６に伝えられた熱量は外接するケース基板
（図示省略）等を介して放熱線路に伝えられる。
３４で発生した熱は円筒状の絶縁セラミック４１，４
２，４３，４４を介して真空外囲器３６に伝えられる。
真空外囲器３６に伝えられた熱量は外接するケース基板
（図示省略）等を介して放熱線路に伝えられる。
【００１０】コレクタ電極で発生する熱量は、コレクタ
に入射する電子ビームの速度分布により異なり、一方、
コレクタに入射する電子ビームの速度分布は高周波との
相互作用の程度により異なる。
に入射する電子ビームの速度分布により異なり、一方、
コレクタに入射する電子ビームの速度分布は高周波との
相互作用の程度により異なる。
【００１１】したがって、無励振時には電子ビームは高
周波との相互作用を行わないのでエネルギーが失われる
ことなく、速度分布を生じることなくコレクタに入射す
る。しかし、高周波との相互作用が強まるにつれ、電子
ビームはエネルギーを失うが、中にはエネルギーをほと
んど失わないものがあり、速度分布を生じる。そして、
コレクタ電極で発生する熱は電子ビームの持つエネルギ
ーとコレクタ電圧に相当するエネルギーの差分を発生す
る。
周波との相互作用を行わないのでエネルギーが失われる
ことなく、速度分布を生じることなくコレクタに入射す
る。しかし、高周波との相互作用が強まるにつれ、電子
ビームはエネルギーを失うが、中にはエネルギーをほと
んど失わないものがあり、速度分布を生じる。そして、
コレクタ電極で発生する熱は電子ビームの持つエネルギ
ーとコレクタ電圧に相当するエネルギーの差分を発生す
る。
【００１２】このように高周波との相互作用により電子
ビーム中に速度分布を生じるから、高周波との相互作用
を終えた電子ビームを効率よく回収するために、特に衛
星搭載用進行波管では、図３に示すように、電子ビーム
の速度に合わせたて電極電圧を変えた多段電位低下型コ
レクタが用いられる。
ビーム中に速度分布を生じるから、高周波との相互作用
を終えた電子ビームを効率よく回収するために、特に衛
星搭載用進行波管では、図３に示すように、電子ビーム
の速度に合わせたて電極電圧を変えた多段電位低下型コ
レクタが用いられる。
【００１３】このような衛星搭載用進行波管は、衛星搭
載機器の中での発熱量の大部分を占め、進行波管、特に
その中でも発熱量の大部分を占めるコレクタの熱処理が
衛星システムにとって重要項目である。衛星搭載用進行
波管には、その冷却方式から大別して、輻射冷却型進行
波管と伝導冷却型進行波管の２種類がある。
載機器の中での発熱量の大部分を占め、進行波管、特に
その中でも発熱量の大部分を占めるコレクタの熱処理が
衛星システムにとって重要項目である。衛星搭載用進行
波管には、その冷却方式から大別して、輻射冷却型進行
波管と伝導冷却型進行波管の２種類がある。
【００１４】前者の輻射冷却型進行波管は、コレクタ部
分を衛星の壁から突き出し、発熱量の一部を直接宇宙空
間に放熱することで衛星構体の熱負荷を低減させるもの
である。後者の伝導冷却型進行波管は、その発熱量の全
てを衛星構体で処理するものである。これらはコレクタ
構造体の外囲器の外側の熱処理に関することであり、コ
レクタ構造体としてはコレクタ電力、すなわちコレクタ
で消費する熱量をなるべく少なくし、かつコレクタ電極
から外囲器まで熱抵抗を少なくして伝達させる必要があ
る。
分を衛星の壁から突き出し、発熱量の一部を直接宇宙空
間に放熱することで衛星構体の熱負荷を低減させるもの
である。後者の伝導冷却型進行波管は、その発熱量の全
てを衛星構体で処理するものである。これらはコレクタ
構造体の外囲器の外側の熱処理に関することであり、コ
レクタ構造体としてはコレクタ電力、すなわちコレクタ
で消費する熱量をなるべく少なくし、かつコレクタ電極
から外囲器まで熱抵抗を少なくして伝達させる必要があ
る。
【００１５】このために図３に示したようなコレクタ構
造体が従来用いられている。尚、図３の構造は、例えば
１９８８ ＩＥＥＥ ｐ３７８、”２０ＧＨｚ ６０Ｗ
ＣＷ ＨＥＬＩＸ ＴＷＴ ＦＯＲ ＳＰＡＣＥ Ａ
ＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＥＮＨＡＮＣＥＤ
ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＡＮＤ ＲＥＤＵＣＥＤ ＮＯ
ＮＬＩＮＥＡＲＩＴＩＥＳ”と題する論文の中に開示さ
れている。
造体が従来用いられている。尚、図３の構造は、例えば
１９８８ ＩＥＥＥ ｐ３７８、”２０ＧＨｚ ６０Ｗ
ＣＷ ＨＥＬＩＸ ＴＷＴ ＦＯＲ ＳＰＡＣＥ Ａ
ＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＥＮＨＡＮＣＥＤ
ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ ＡＮＤ ＲＥＤＵＣＥＤ ＮＯ
ＮＬＩＮＥＡＲＩＴＩＥＳ”と題する論文の中に開示さ
れている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図３のよ
うなコレクタ構造体では次に示す問題点を有する。
うなコレクタ構造体では次に示す問題点を有する。
【００１７】第１の問題点は、所定の電気的特性（コレ
クタ特性）を満足するためにコレクタ電極の形状（電極
の開口部位置、角度）が定められるが、これを支持する
絶縁セラミックには絶縁性向上のために両側面に凸部が
形成されているので、前後のセラミックの凸部どうしが
対向配置されセラミックの干渉を引き起こす場合が生じ
ることである。
クタ特性）を満足するためにコレクタ電極の形状（電極
の開口部位置、角度）が定められるが、これを支持する
絶縁セラミックには絶縁性向上のために両側面に凸部が
形成されているので、前後のセラミックの凸部どうしが
対向配置されセラミックの干渉を引き起こす場合が生じ
ることである。
【００１８】このような場合は、コレクタ電極のセラミ
ック接合部を軸方向あるいは径方向にも延長して凸部ど
うしの対向間隔を広げる等の対策が必要となる。このた
めにコレクタ電極の形状・配置をコレクタ特性上最適な
ものから、すなわちヘリックス電流を増加させることな
くコレクタ消費電力を最低にするものからはずれた形状
・配置に変えざるを得ない。
ック接合部を軸方向あるいは径方向にも延長して凸部ど
うしの対向間隔を広げる等の対策が必要となる。このた
めにコレクタ電極の形状・配置をコレクタ特性上最適な
ものから、すなわちヘリックス電流を増加させることな
くコレクタ消費電力を最低にするものからはずれた形状
・配置に変えざるを得ない。
【００１９】図３は第１のコレクタ電極３１に固着する
絶縁セラミック４１と第２のコレクタ電極３２に固着す
る絶縁セラミック４２とが干渉し、第２のコレクタ電極
３２に固着する絶縁セラミック４２と第３のコレクタ電
極３３に固着する絶縁セラミック４３とが干渉するの
で、最適な電極形状や位置からずらしたコレクタ構造体
になっている。
絶縁セラミック４１と第２のコレクタ電極３２に固着す
る絶縁セラミック４２とが干渉し、第２のコレクタ電極
３２に固着する絶縁セラミック４２と第３のコレクタ電
極３３に固着する絶縁セラミック４３とが干渉するの
で、最適な電極形状や位置からずらしたコレクタ構造体
になっている。
【００２０】このためにコレクタ構造体が必要以上に大
きくなり、且つ所定のコレクタ特性を満足することがで
きなくなる。例えば、凸部間の間隔が１ｍｍではセラミ
ックどうしの干渉が発生する可能性がある場合は、これ
を２ｍｍに広げて不都合な干渉を回避する。
きくなり、且つ所定のコレクタ特性を満足することがで
きなくなる。例えば、凸部間の間隔が１ｍｍではセラミ
ックどうしの干渉が発生する可能性がある場合は、これ
を２ｍｍに広げて不都合な干渉を回避する。
【００２１】一方、真空外囲器３６を長い円筒セラミッ
クで構成しこの内径部にそれぞれのコレクタ電極を固着
すれば、上記した干渉現象は発生しない。
クで構成しこの内径部にそれぞれのコレクタ電極を固着
すれば、上記した干渉現象は発生しない。
【００２２】しかしこのような長い円筒セラミックの製
作は非常に困難であり高価なものになってしまう。さら
に、セラミックは熱伝導率が低いので軸方向の熱分散が
悪くなるため、熱量の大きいものには使用することがで
きない。
作は非常に困難であり高価なものになってしまう。さら
に、セラミックは熱伝導率が低いので軸方向の熱分散が
悪くなるため、熱量の大きいものには使用することがで
きない。
【００２３】また長いセラミック円筒の軸方向の熱伝導
を補償するためにセラミック円筒の外周囲に熱伝導の良
い金属を配置することも考えられるが、軸方向の長いも
のをろう付け等で固着する場合に熱膨張差による破壊な
どの別の問題が発生する。
を補償するためにセラミック円筒の外周囲に熱伝導の良
い金属を配置することも考えられるが、軸方向の長いも
のをろう付け等で固着する場合に熱膨張差による破壊な
どの別の問題が発生する。
【００２４】第２の問題点は、コレクタ絶縁セラミック
の両側面に絶縁性向上のための凸部が形成されているか
ら、その分だけコレクタ絶縁セラミックの重量が増加す
ることである。
の両側面に絶縁性向上のための凸部が形成されているか
ら、その分だけコレクタ絶縁セラミックの重量が増加す
ることである。
【００２５】したがって本発明の目的は、コレクタ電極
を支持する絶縁セラミックどうしの不都合な干渉を排除
し、コレクタ特性が最適なコレクタ電極形状・配置を実
現し、コンパクトでかつ製造が容易なコレクタ構造体を
有する進行波管を提供することである。
を支持する絶縁セラミックどうしの不都合な干渉を排除
し、コレクタ特性が最適なコレクタ電極形状・配置を実
現し、コンパクトでかつ製造が容易なコレクタ構造体を
有する進行波管を提供することである。
【００２６】本発明の他の目的は、コレクタ電極および
真空外囲器に固着して両者間に設けられた絶縁セラミッ
クの重量を低減したコレクタ構造体を有する進行波管を
提供することである。
真空外囲器に固着して両者間に設けられた絶縁セラミッ
クの重量を低減したコレクタ構造体を有する進行波管を
提供することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、複数個
のコレクタ電極と、それぞれの前記コレクタ電極および
真空外囲器に固着して両者間に設けられた複数の絶縁セ
ラミックとを有したコレクタ構造体を具備した進行波管
において、前記絶縁セラミックの一方の側面には凸部が
形成され他方の側面には凹部が形成されており、複数個
のコレクタ電極のうち電子ビームが入射する入り口側に
位置する一群のコレクタ電極にそれぞれ固着する、隣接
する前記絶縁セラミックの前記凹凸部がたがいに入り込
んでいる態様になっている、好ましくは衛星搭載用の進
行波管にある。
のコレクタ電極と、それぞれの前記コレクタ電極および
真空外囲器に固着して両者間に設けられた複数の絶縁セ
ラミックとを有したコレクタ構造体を具備した進行波管
において、前記絶縁セラミックの一方の側面には凸部が
形成され他方の側面には凹部が形成されており、複数個
のコレクタ電極のうち電子ビームが入射する入り口側に
位置する一群のコレクタ電極にそれぞれ固着する、隣接
する前記絶縁セラミックの前記凹凸部がたがいに入り込
んでいる態様になっている、好ましくは衛星搭載用の進
行波管にある。
【００２８】ここで、平面形状でリング状の前記絶縁セ
ラミックの一方の側面に平面形状でリング状の前記凸部
が形成され、他方の側面に平面形状でリング状の前記凹
部が形成されていることが好ましい。また、前記他方の
側面は、前記コレクタ電極および真空外囲器に固着した
箇所より管軸方向に突出した平面形状でリング状の面で
あることができる。
ラミックの一方の側面に平面形状でリング状の前記凸部
が形成され、他方の側面に平面形状でリング状の前記凹
部が形成されていることが好ましい。また、前記他方の
側面は、前記コレクタ電極および真空外囲器に固着した
箇所より管軸方向に突出した平面形状でリング状の面で
あることができる。
【００２９】さらに、前記凸部は前記凹部との間に間隙
を有して入り込んでいることができる。あるいは、前記
凸部は前記凹部と接触して入り込んでいることができ
る。
を有して入り込んでいることができる。あるいは、前記
凸部は前記凹部と接触して入り込んでいることができ
る。
【００３０】また、前記絶縁セラミックの一部に切り欠
きを設けて、この切り欠きを通して前記コレクタ電極に
電圧を供給する導入線が配置されていることが好まし
い。
きを設けて、この切り欠きを通して前記コレクタ電極に
電圧を供給する導入線が配置されていることが好まし
い。
【００３１】
【００３２】例えば、電子ビームが入射する入り口側か
ら順に第１、第２、第３及び第４のコレクタ電極が管軸
方向に、たがいにそれぞれ所定の間隔を有して配列さ
れ、前記第１、第２及び第３のコレクタ電極にそれぞれ
固着する前記絶縁セラミックの前記凹凸部がたがいに入
り込んており、前記第３及び第４のコレクタ電極をそれ
ぞれ支持する前記絶縁セラミックはたがいに入り込むこ
となく離間していることができる。
ら順に第１、第２、第３及び第４のコレクタ電極が管軸
方向に、たがいにそれぞれ所定の間隔を有して配列さ
れ、前記第１、第２及び第３のコレクタ電極にそれぞれ
固着する前記絶縁セラミックの前記凹凸部がたがいに入
り込んており、前記第３及び第４のコレクタ電極をそれ
ぞれ支持する前記絶縁セラミックはたがいに入り込むこ
となく離間していることができる。
【００３３】また、前記真空外囲器は金属製、例えば銅
製の円筒であり、さらに前記絶縁セラミックはアルミナ
磁器もしくはベリリア磁器により構成されていることが
好ましい。
製の円筒であり、さらに前記絶縁セラミックはアルミナ
磁器もしくはベリリア磁器により構成されていることが
好ましい。
【００３４】すなわち本発明の発明者は種々の検討によ
り、コレクタ電極を支持する絶縁セラミックの凸部どう
しを対向配置すると不都合なセラミック干渉が発生し両
者をある程度離間させる必要があるが、一方の絶縁セラ
ミックの凹部に他方の絶縁セラミックの凸部を入り込ま
せればこのような不都合が発生しないことを見いだし
た。したがって上記した本発明によれば、コレクタ電極
に固着する絶縁セラミックどうしの不都合な干渉を排除
し、コレクタ特性に最適なコレクタ電極形状・配置を実
現し、全体の重量、容積を低減し、かつ製造が容易なコ
レクタ構造体を有する進行波管を得ることができる。
り、コレクタ電極を支持する絶縁セラミックの凸部どう
しを対向配置すると不都合なセラミック干渉が発生し両
者をある程度離間させる必要があるが、一方の絶縁セラ
ミックの凹部に他方の絶縁セラミックの凸部を入り込ま
せればこのような不都合が発生しないことを見いだし
た。したがって上記した本発明によれば、コレクタ電極
に固着する絶縁セラミックどうしの不都合な干渉を排除
し、コレクタ特性に最適なコレクタ電極形状・配置を実
現し、全体の重量、容積を低減し、かつ製造が容易なコ
レクタ構造体を有する進行波管を得ることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明を説明
する。
する。
【００３６】図１は本発明の実施の形態の進行波管のコ
レクタ構造を示す断面図であり、図２は進行波管全体の
概要を示す図である。
レクタ構造を示す断面図であり、図２は進行波管全体の
概要を示す図である。
【００３７】先ず図２を参照して、進行波管は、カソー
ド５１を有する電子銃部５０、遅波回路、例えばヘリッ
クス６１を有する遅波回路部６０、周期磁界装置による
集束磁界部７０、入力部８０、出力部９０および本発明
の対象のコレクタ構造体のコレクタ部１００を有して構
成されている。
ド５１を有する電子銃部５０、遅波回路、例えばヘリッ
クス６１を有する遅波回路部６０、周期磁界装置による
集束磁界部７０、入力部８０、出力部９０および本発明
の対象のコレクタ構造体のコレクタ部１００を有して構
成されている。
【００３８】カソード５１から発射された電子ビーム
は、入力部８０から入力された高周波と相互作用をしな
がら、集束磁界部７０の作用によりヘリックス６１の内
部を進行して行く。そして、出力部９０から電子ビーム
により増幅された高周波が出力され、電子ビームはエネ
ルギー分布（速度分布）を有してコレクタ部、すなわち
コレクタ構造体１００に入りここで捕獲される。
は、入力部８０から入力された高周波と相互作用をしな
がら、集束磁界部７０の作用によりヘリックス６１の内
部を進行して行く。そして、出力部９０から電子ビーム
により増幅された高周波が出力され、電子ビームはエネ
ルギー分布（速度分布）を有してコレクタ部、すなわち
コレクタ構造体１００に入りここで捕獲される。
【００３９】図１を参照して、電子ビームの入り口側よ
り順に第１のコレクタ電極１１，第２のコレクタ電極１
２，第３のコレクタ電１３及び第４のコレクタ電極１４
が管軸方向に、たがいにそれぞれ所定の間隔を有して配
列されている。
り順に第１のコレクタ電極１１，第２のコレクタ電極１
２，第３のコレクタ電１３及び第４のコレクタ電極１４
が管軸方向に、たがいにそれぞれ所定の間隔を有して配
列されている。
【００４０】それぞれのコレクタ電極の外周面はアルミ
ナ磁器あるいはベリリア磁器製の円筒状の絶縁セラミッ
ク２１，２２，２３，２４の内周面にろう付けされ、そ
れぞれの絶縁セラミックの外周面は銅材による金属円筒
状の真空外囲器１６の内周面にろう付けされている。
ナ磁器あるいはベリリア磁器製の円筒状の絶縁セラミッ
ク２１，２２，２３，２４の内周面にろう付けされ、そ
れぞれの絶縁セラミックの外周面は銅材による金属円筒
状の真空外囲器１６の内周面にろう付けされている。
【００４１】また、真空外囲器１６の両端に端板１５
Ａ、１５Ｂがろう付けされて全体のコレクタ外囲器を構
成し、端板１５Ｂは遅波回路部の外囲器にろう付けされ
ている。
Ａ、１５Ｂがろう付けされて全体のコレクタ外囲器を構
成し、端板１５Ｂは遅波回路部の外囲器にろう付けされ
ている。
【００４２】図１では長い円筒状の真空外囲器１６が一
体に図示しているが、この真空外囲器１６はそれぞれの
コレクタ電極に対応した銅材による短い円筒状体すなわ
ち真空外囲器の部分を積み重ねて構成したものである。
体に図示しているが、この真空外囲器１６はそれぞれの
コレクタ電極に対応した銅材による短い円筒状体すなわ
ち真空外囲器の部分を積み重ねて構成したものである。
【００４３】例えば、絶縁セラミックの内外周面にメタ
ライズ加工を施し、それぞれのコレクタ電極、絶縁セラ
ミック、真空外囲器の部分をろう材により同心的にろう
付けし、その後、真空外囲器の部分を積重ねてろう材で
ろう付けをすることによりコレクタ構造体を製造する。
このようなコレクタ構造体は、真空外囲器に長いセラミ
ック円筒を使用した場合に比べて、コレクタ電極の位置
だしなどの治具が簡単になる。
ライズ加工を施し、それぞれのコレクタ電極、絶縁セラ
ミック、真空外囲器の部分をろう材により同心的にろう
付けし、その後、真空外囲器の部分を積重ねてろう材で
ろう付けをすることによりコレクタ構造体を製造する。
このようなコレクタ構造体は、真空外囲器に長いセラミ
ック円筒を使用した場合に比べて、コレクタ電極の位置
だしなどの治具が簡単になる。
【００４４】それぞれの絶縁セラミック２１，２２，２
３，２４の一方の側面には凸部２１Ａ，２２Ａ，２３
Ａ，２４Ａが形成され、他方の側面には凹部２１Ｂ，２
２Ｂ，２３Ｂ，２４Ｂが形成されている。
３，２４の一方の側面には凸部２１Ａ，２２Ａ，２３
Ａ，２４Ａが形成され、他方の側面には凹部２１Ｂ，２
２Ｂ，２３Ｂ，２４Ｂが形成されている。
【００４５】すなわち図１は断面図であるが、平面形状
（平面図）ではリング状の絶縁セラミック２１，２２，
２３，２４の一方の側面にリング状の凸部２１Ａ，２２
Ａ，２３Ａ，２４Ａが形成され、他方の側面、すなわち
ろう付け箇所よりリング状に、図で管軸方向の右側に、
突出した他方の側面の中央部分にリング状の凹部２１
Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂ，２４Ｂが形成されている。
（平面図）ではリング状の絶縁セラミック２１，２２，
２３，２４の一方の側面にリング状の凸部２１Ａ，２２
Ａ，２３Ａ，２４Ａが形成され、他方の側面、すなわち
ろう付け箇所よりリング状に、図で管軸方向の右側に、
突出した他方の側面の中央部分にリング状の凹部２１
Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂ，２４Ｂが形成されている。
【００４６】そして、第１のコレクタ電極１１を固定す
る絶縁セラミック２１の凹部２１Ｂ内に第２のコレクタ
電極１２を固定する絶縁セラミック２２の凸部２２Ａが
入り込み、第２のコレクタ電極１２を固定する絶縁セラ
ミック２２の凹部２２Ｂ内に第３のコレクタ電極１３を
固定する絶縁セラミック２３の凸部２３Ａが入り込んで
いる。
る絶縁セラミック２１の凹部２１Ｂ内に第２のコレクタ
電極１２を固定する絶縁セラミック２２の凸部２２Ａが
入り込み、第２のコレクタ電極１２を固定する絶縁セラ
ミック２２の凹部２２Ｂ内に第３のコレクタ電極１３を
固定する絶縁セラミック２３の凸部２３Ａが入り込んで
いる。
【００４７】このような態様にすることによりセラミッ
ク間の干渉現象が発生しないから、良好なコレクタ特性
が得られるように、すなわちヘリックス電流を増加させ
ることなくコレクタ消費電力が最小になるようにコレク
タ電極の形状、配置にすることができ、また長さや径の
全体の大きさを小さくすることができる。
ク間の干渉現象が発生しないから、良好なコレクタ特性
が得られるように、すなわちヘリックス電流を増加させ
ることなくコレクタ消費電力が最小になるようにコレク
タ電極の形状、配置にすることができ、また長さや径の
全体の大きさを小さくすることができる。
【００４８】そしてこの構成は、比較的エネルギーが小
（遅い速度）の電子を捕獲する入り口近くのコレクタ電
極を固定する絶縁セラミックどうしに適用すると効果が
大きくなる。
（遅い速度）の電子を捕獲する入り口近くのコレクタ電
極を固定する絶縁セラミックどうしに適用すると効果が
大きくなる。
【００４９】Ｋｕ帯で高周波出力が１５０Ｗの進行波管
の場合、ヘリックス６１を基準（０Ｖ：接地もしくは外
部筐体の電位）として、例えばカソード５１が−６ｋ
Ｖ、第１のコレクタ電極１１が−３ｋＶ、第２のコレク
タ電極１２が−３．５ｋＶ、第３のコレクタ電極１３が
−４ｋＶ、第４のコレクタ電極１２が−５ｋＶであり、
コレクタ電極の角度が４５度の場合、本発明のように凹
部に凸部が入り込んだものはセラミックどうしの干渉が
発生しないからコレクタ特性を犠牲にして且つ大きくす
る必要がなく、コレクタ外囲器１６は長さ（管軸方向の
寸法）が５０ｍｍ、外径が直径２６ｍｍとコンパクトに
なり、全体の重量、容積を低減することができる。尚、
真空外囲器１６を含む金属外囲器は遅波回路と同様に、
０Ｖ（接地もしくは外部筐体の電位）で使用される。
の場合、ヘリックス６１を基準（０Ｖ：接地もしくは外
部筐体の電位）として、例えばカソード５１が−６ｋ
Ｖ、第１のコレクタ電極１１が−３ｋＶ、第２のコレク
タ電極１２が−３．５ｋＶ、第３のコレクタ電極１３が
−４ｋＶ、第４のコレクタ電極１２が−５ｋＶであり、
コレクタ電極の角度が４５度の場合、本発明のように凹
部に凸部が入り込んだものはセラミックどうしの干渉が
発生しないからコレクタ特性を犠牲にして且つ大きくす
る必要がなく、コレクタ外囲器１６は長さ（管軸方向の
寸法）が５０ｍｍ、外径が直径２６ｍｍとコンパクトに
なり、全体の重量、容積を低減することができる。尚、
真空外囲器１６を含む金属外囲器は遅波回路と同様に、
０Ｖ（接地もしくは外部筐体の電位）で使用される。
【００５０】さらに、図３の従来技術では絶縁セラミッ
クの両側面に凸部を形成しているが、図１の本発明の絶
縁セラミックの一方の側面は凹部になっているから、そ
の分だけ絶縁セラミックの重量が軽くなる。
クの両側面に凸部を形成しているが、図１の本発明の絶
縁セラミックの一方の側面は凹部になっているから、そ
の分だけ絶縁セラミックの重量が軽くなる。
【００５１】また、図１では、凸部が凹部との間に間隙
を有して入り込んでいる場合を図示している。このよう
に間隔を有するとコレクタ電極間の絶縁距離が長くな
る。
を有して入り込んでいる場合を図示している。このよう
に間隔を有するとコレクタ電極間の絶縁距離が長くな
る。
【００５２】しかし凸部の内周面もしくは外周面あるい
はこの両周面が凹部と接触して入り込んでいても、コレ
クタ電極間の電位差は１〜２ｋＶであるから問題はな
く、この場合は凹凸部の接触自体により組み立て時の、
管軸方向とは直角方向の面に関する位置出しができるこ
とになる。
はこの両周面が凹部と接触して入り込んでいても、コレ
クタ電極間の電位差は１〜２ｋＶであるから問題はな
く、この場合は凹凸部の接触自体により組み立て時の、
管軸方向とは直角方向の面に関する位置出しができるこ
とになる。
【００５３】いずれの場合でも、凸部が凹部に入り込ん
でいることによりセラミックどうしの不都合な干渉現象
は発生しない。
でいることによりセラミックどうしの不都合な干渉現象
は発生しない。
【００５４】それぞれの絶縁セラミックの一部に設けた
切り欠き１８を通してコレクタ電極１１，１２，１３，
１４に電圧を印加するために導入線１７が接続され、導
入線１７は端板１５Ａを貫通する絶縁端子１９により絶
縁を維持しながら真空外部でテフロン、ポリイミドなど
の絶縁被覆を有する電線（図示省略）に接続され、この
電線はボデイ（図示省略）側に引き出され外部に進行波
管電源から電圧が供給される。
切り欠き１８を通してコレクタ電極１１，１２，１３，
１４に電圧を印加するために導入線１７が接続され、導
入線１７は端板１５Ａを貫通する絶縁端子１９により絶
縁を維持しながら真空外部でテフロン、ポリイミドなど
の絶縁被覆を有する電線（図示省略）に接続され、この
電線はボデイ（図示省略）側に引き出され外部に進行波
管電源から電圧が供給される。
【００５５】また、絶縁端子１９の表面、および導入線
電線との接続部は、耐電圧性を向上させるためにシリコ
ンゴムなどの有機系のポッティング材（図示省略）によ
ってポッティングされている。
電線との接続部は、耐電圧性を向上させるためにシリコ
ンゴムなどの有機系のポッティング材（図示省略）によ
ってポッティングされている。
【００５６】図１では第２のコレクタ電極１２に対する
電圧印加構造を示しているが、他のコレクタ電極に対す
る同様の電圧印加構造が円周方向の他の箇所に設けられ
る。
電圧印加構造を示しているが、他のコレクタ電極に対す
る同様の電圧印加構造が円周方向の他の箇所に設けられ
る。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、絶
縁セラミックの凹部に隣の絶縁セラミックの凸部が入り
込んでいるから絶縁セラミックどうしの不都合な干渉が
発生しない。
縁セラミックの凹部に隣の絶縁セラミックの凸部が入り
込んでいるから絶縁セラミックどうしの不都合な干渉が
発生しない。
【００５８】したがって、コレクタ特性が最適なコレク
タ電極形状・配置を実現し、コンパクトでかつ製造が容
易なコレクタ構造体を得ることができる。
タ電極形状・配置を実現し、コンパクトでかつ製造が容
易なコレクタ構造体を得ることができる。
【００５９】また、絶縁セラミックの一方の側面に凸
部、他方の側面には凹部が形成されている。
部、他方の側面には凹部が形成されている。
【００６０】したがって、両側面に凸部が形成されたも
のと比較して絶縁セラミックの重量を低減することがで
きる。
のと比較して絶縁セラミックの重量を低減することがで
きる。
【図１】本発明の実施の形態のコレクタ構造を示す図で
ある。
ある。
【図２】進行波管全体の概要を示す図である。
【図３】従来技術のコレクタ構造を示す図である。
１１，１２，１３，１４ コレクタ電極 １５Ａ、１５Ｂ 端板 １６ 真空外囲器 １７ 導入線 １８ 絶縁セラミックの切り欠き １９ 絶縁端子 ２１，２２，２３，２４ 絶縁セラミック ２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ 絶縁セラミックの
凸部 ２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂ，２４Ｂ 絶縁セラミックの
凹部 ３１、３２，３３，３４ コレクタ電極 ３５Ａ、３５Ｂ 端板 ３６ 真空外囲器 ３７ 導入線 ３９ 絶縁端子 ５０ 電子銃部 ５１ カソード ６０ 遅波回路部 ６１ ヘリックス ７０ 集束磁界部 ８０ 入力部 ９０ 出力部 １００ コレクタ部、コレクタ構造体
凸部 ２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂ，２４Ｂ 絶縁セラミックの
凹部 ３１、３２，３３，３４ コレクタ電極 ３５Ａ、３５Ｂ 端板 ３６ 真空外囲器 ３７ 導入線 ３９ 絶縁端子 ５０ 電子銃部 ５１ カソード ６０ 遅波回路部 ６１ ヘリックス ７０ 集束磁界部 ８０ 入力部 ９０ 出力部 １００ コレクタ部、コレクタ構造体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−87138（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−225918（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−320733（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−939（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−145047（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 23/027
Claims (10)
- 【請求項１】 複数個のコレクタ電極と、それぞれの前
記コレクタ電極および真空外囲器に固着して両者間に設
けられた複数の絶縁セラミックとを有したコレクタ構造
体を具備し、前記絶縁セラミックの一方の側面には凸部
が形成され他方の側面には凹部が形成されており、前記
絶縁セラミックの前記凹部に隣の前記絶縁セラミックの
前記凸部が入り込んだ態様になっている進行波管におい
て、複数個のコレクタ電極のうち電子ビームが入射する
入り口側に位置する一群のコレクタ電極に固着する前記
絶縁セラミックの前記凹凸部がたがいに入り込んでいる
ことを特徴とする進行波管。 - 【請求項２】 複数個のコレクタ電極と、それぞれの前
記コレクタ電極および真空外囲器に固着して両者間に設
けられた複数の絶縁セラミックとを有したコレクタ構造
体を具備し、前記絶縁セラミックの一方の側面には凸部
が形成され他方の側面には凹部が形成されており、前記
絶縁セラミックの前記凹部に隣の前記絶縁セラミックの
前記凸部が入り込んだ態様になっている進行波管におい
て、電子ビームが入射する入り口側から順に第１、第
２、第３及び第４のコレクタ電極が配列され、前記第
１、第２及び第３のコレクタ電極に固着する前記絶縁セ
ラミックの前記凹凸部がたがいに入り込んでおり、前記
第３及び第４のコレクタ電極に固着する前記絶縁セラミ
ックはたがいに入り込むことなく離間していることを特
徴とする進行波管。 - 【請求項３】 平面形状でリング状の前記絶縁セラミッ
クの一方の側面に平面形状でリング状の前記凸部が形成
され、他方の側面に平面形状でリング状の前記凹部が形
成されていることを特徴とする請求項１または請求項２
記載の進行波管。 - 【請求項４】 前記他方の側面は、前記コレクタ電極お
よび真空外囲器に固着した箇所よりも軸方向に突出した
平面形状でリング状の面であることを特徴とする請求項
１または請求項２記載の進行波管。 - 【請求項５】 前記凸部は前記凹部との間に間隙を有し
て入り込んでいることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の進行波管。 - 【請求項６】 前記凸部は前記凹部と接触して入り込ん
でいることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
進行波管。 - 【請求項７】 前記絶縁セラミックの一部に切り欠きを
設けて、この切り欠きを通して前記コレクタ電極に電圧
を供給する導入線が配置されていることを特徴とする請
求項１または請求項２記載の進行波管。 - 【請求項８】 前記真空外囲器は金属製の円筒であるこ
とを特徴とする請求項または請求項２記載の進行波管。 - 【請求項９】 前記絶縁セラミックはアルミナ磁器もし
くはベリリア磁器により構成されていることを特徴とす
る請求項１または請求項２記載の進行波管。 - 【請求項１０】 衛星搭載用進行波管であることを特徴
とする請求項１または請求項２記載の進行波管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29690599A JP3334694B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 進行波管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29690599A JP3334694B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 進行波管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001118523A JP2001118523A (ja) | 2001-04-27 |
| JP3334694B2 true JP3334694B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=17839687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29690599A Expired - Fee Related JP3334694B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 進行波管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3334694B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3577032B2 (ja) | 2001-12-14 | 2004-10-13 | Ｎｅｃマイクロ波管株式会社 | 進行波管 |
| CN113921355B (zh) * | 2021-10-09 | 2024-02-06 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 收集极及其制备方法 |
-
1999
- 1999-10-19 JP JP29690599A patent/JP3334694B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001118523A (ja) | 2001-04-27 |
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