JP3390350B2 - 進行波管 - Google Patents

進行波管

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は進行波管に係わり、
特に、円筒状真空外囲器内に金属装荷素子を設けてなる
進行波管の改良に関するものである。 【0002】 【従来の技術】一般に進行波管は、電子ビームを使用し
てマイクロ波の増幅や発振を行うものである。図6、図
7は例えば、特開平6−181035に示された従来の
進行波管の概略図である。従来の進行波管は同図に示す
ように、電子銃31、遅波回路32、及びコレクタ33
によって構成されている。そして、遅波回路32は、同
図に示すように円筒状真空外囲器34の中心軸上に遅波
回路用螺旋35が螺旋支持体36に支持されて配置され
た構成となっている。 【0003】このような構成を採ることにより螺旋35
中を通過する電子ビームの速度と螺旋35上を伝搬する
マイクロ波の位相速度が同程度であるとき、電子ビーム
とマイクロ波との相互作用が進行波管の管軸方向に沿っ
て連続的に起こる。そして、電子ビームのエネルギーが
最も効率よくマイクロ波のエネルギーに変換される位置
でマイクロ波を取り出して用途に応じて利用する。とこ
ろで、一般に、上記遅波回路32は正の分散特性を示す
ため、通常、この分散特性に任意の傾きを持たせる方法
として金属装荷素子37を遅波回路32中に配置するこ
とが行われている。この金属装荷素子37がこの機能を
有効に発揮するためには、この金属装荷素子37同士の
位置関係において、又、螺旋35、及び螺旋支持体36
との位置関係において所定の幾何学的配置を保つ必要が
ある。即ち、例えば、図7に示すように、金属装荷素子
37同士は互いに真空外囲器34内周面に周方向へ12
0度の等角度に配置され、又、螺旋支持体36とは60
度の角度を保つ位置関係に配置され、更に、真空外囲器
34の軸方向へは直線状に配置されることが必要であ
る。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】一般的に、上記金属装
荷素子37は、図7に示すように、この金属装荷素子3
7と上記真空外囲器34内面との間にペースト状或いは
箔状のろう材38を挟み込み、ろう付けにより真空外囲
器34内面に取り付けられる。しかし、この金属装荷素
子37は板厚が薄く、変形しやすいため、取付け時にお
いて金属装荷素子37同士、遅波回路用螺35、及び螺
旋支持体36との間において上述した所定の幾何学的配
置を確保し難いという問題点があった。また、金属装荷
素子37の取り付け時において、ろう流れ、ろうダレ等
のろう付け部以外へのろう材の付着や、ろう材の位置ず
れにより真空外囲器34と金属装荷素子37とのろう付
け不良が生じ、その結果、上述した所定の幾何学的配置
を保てず所期の機能を奏し得ないという問題点があっ
た。 【0005】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたものであり、金属装荷素子の真空外囲器に対するろ
う付けの信頼性を高くし、目的に応じた分散特性を実現
することを目的としている。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
進行波管は、円筒状真空外囲器の中心軸上に遅波回路用
螺旋が配設され、この真空外囲器内面に金属装荷素子を
設けた進行波管において、上記金属装荷素子を、金属素
子部とこの金属素子部にあらかじめ膜状に設けられたろ
う材膜部とから構成し、このろう材膜部を真空外囲器内
面に固着し、上記金属素子部は、少なくとも、使用する
ろう材よりも高融点の素材の第一素子部と高周波抵抗の
低い素材の第二素子部とを備えるクラッド材により構成
され、第一素子部は上記真空外囲器側に配置され、第二
素子部は上記遅波回路用螺旋側に配置されたものとし
た。 【0007】 【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は本発明の実
施の形態1を示す金属装荷素子の斜視図である。金属装
荷素子1は、金属素子部2とこの金属素子部2の外面側
に膜状に設けられたろう材膜部3とから構成されて二層
化されている。上記ろう材膜部3は金ろう等の硬ろう材
によって構成される。 【0008】このようにあらかじめ金属装荷素子1を形
成し、ろう材膜部3を真空外囲器内面に対向させた状態
で、炉中に投入して加熱することにより、金属装荷素子
1は真空外囲器内面にろう付けされる。上記ろう材膜部
3は例えば、金をメッキ処理により膜状に設ければ金属
装荷素子1の金属素子部2にはメッキ膜より成るろう材
膜部3があらかじめ設けられる。従って、金属装荷素子
1は金属素子部2とろう材膜部3との二層構成のものか
ら構成されているため、金属装荷素子1はろう材膜部3
により補強され、変形が防止される。また、金属装荷素
子1を真空外囲器内面に取り付ける際、ろう材を別途用
意する必要がないだけでなく、ペースト状、或いは箔状
のろう材を挟み込む作業が不要となり、作業効率が改善
され、更に、金属装荷素子1の取り付け精度を向上させ
ることができる。 【0009】また、上記ろう材膜部3を蒸着あるいはス
パッタリングにより膜状に設けてもよい。このように構
成することにより、金属装荷素子1には蒸着膜,スパッ
タリング膜より成るろう材膜部3があらかじめ設けられ
るため、上述の実施の形態1と同様な効果が得られる。
また、ろう材を圧接してろう材膜部3を形成するように
しても、上述の実施の形態1と同様な効果が得られる。 【0010】実施の形態2.実施の形態1では、金属装
荷素子を平板上に構成したが、図2に示すように、真空
外囲器内面との対向面(外周側)5がこの真空外囲器内
周面に沿わせて湾曲させて構成され、且つ、遅波回路用
螺旋35との対向面(内面側)10がこの遅波回路用螺
旋35の外周に沿って湾曲された金属装荷素子4を用い
てもよい。即ち、金属素子部6及びろう材膜部7とが湾
曲した構成となっている。このように構成することによ
り、図3に示すように、金属装荷素子4を真空外囲器3
4内面に取り付ける際、ろう材膜部7は予め湾曲してい
るため、同形に湾曲している真空外囲器34内面との間
に隙間なく密接して押し当てられる。その結果、金属装
荷素子4は取り付け姿勢に変位を来すことなく、良好な
姿勢で取り付けられる。また、ろう材膜部7は湾曲して
いるため、平坦である場合に比較して、ろう付け面が実
質的に広くなり、取り付け力を強めることができる。 【0011】また、金属装荷素子4の遅波回路用螺旋3
5との対向面10上、全面に亘り、この遅波回路用螺旋
35との距離aが同一となり、その結果、遅波回路11
の分散特性に任意の傾きを持たせ得るという金属装荷素
子としての効果を更に高めることができる。また、金属
装荷素子4の遅波回路用螺旋35との対向面10を湾曲
させた場合には、平坦にした場合よりも広い面積で遅波
回路用螺旋35を囲むことになり、遅波回路11の分散
特性に傾きを持たせ得るという金属装荷素子としての効
果を更に高めることができる。 【0012】実施の形態3.実施の形態3では、図4に
示すように、使用するろう材よりも高融点でかつ剛性を
有する素材の第一素子部13と高周波抵抗の低い素材の
第二素子部14とからなるクラッド材により金属素子部
12を構成した金属素子8を形成し、第一素子部13を
真空外囲器34側に設け、第二素子部14を遅波回路用
螺旋35に対向させるように配置しても良い。この場
合、第一素子部13としては高融点で剛性のある例えば
モリブデンを選択し、第二素子部14としては高周波抵
抗の低い例えば銅を選択することができる。また、ろう
材膜部15としては第一素子部13より低い融点の材料
を選択する。この場合、第二素子部14は高周波抵抗が
低いため、進行波管の動作時において、発熱が阻止さ
れ、又、第一素子部13は高融点で剛性があるため、仮
に発熱が生じても熱変形、位置ずれ等は生じず、所期の
取り付け姿勢を保つことができる。なお、上記では、二
種の素材でクラッド材を構成しているが、二種以上の素
材でクラッド材を構成してもよい。 【0013】また、図5に示すように、上記第一,第二
素子部13,14とで構成されるクラッド材としての金
属素子部17とろう材膜部18とから成るクラッド材に
より金属装荷素子16を構成してもよい。このろう材膜
部18は金属素子部17の素材より融点の低い素材が選
択される。このように構成することにより、金属素子部
17とろう材膜部18とが一体に構成されるため、金属
素子部17がこのろう材膜部18によって補強され、変
形等が防止される上に、ろう材の取り付け作業が別途、
不要となって金属装荷素子16の取り付け作業が簡略化
されるだけでなく、その取り付け精度を向上させること
ができる。なお、本実施の形態3の構成を図1に示すよ
うな平板上の金属装荷素子に適用してもよい。また、ろ
う材は、ろう付けの機能を持つ材質であれば、一般にろ
う材と呼ばれている合金でなく、単一材料のものを用い
てもよい。 【0014】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
によれば、円筒状真空外囲器の中心軸上に遅波回路用螺
旋が配設され、この真空外囲器内面に金属装荷素子を設
けた進行波管において、上記金属装荷素子を、金属素子
部とこの金属素子部にあらかじめ膜状に設けられたろう
材膜部とから構成し、このろう材膜部を真空外囲器内面
に固着し、上記金属素子部は、少なくとも、使用するろ
う材よりも高融点の素材の第一素子部と高周波抵抗の低
い素材の第二素子部とを備えるクラッド材により構成さ
れ、第一素子部は上記真空外囲器側に配置され、第二素
子部は上記遅波回路用螺旋側に配置したので、金属装荷
素子はろう材膜によって補強されて変形等を防止するこ
とができ、このため、金属装荷素子を真空外囲器内面に
取り付ける際、このような変形に基づくろう付け不良等
の発生を防止できる。また、金属装荷素子を取り付ける
際、別途、ろう材を用意する必要がないだけでなく、こ
のろう材を挟み込む作業が不要となり、ろうダレ等のろ
う付け不良が解消され、作業効率が改善され、又、取り
付け精度を向上させることができる。また、第二素子部
は高周波抵抗が低いため発熱を阻止し、又、第一素子部
は高融点で剛性を有するため、仮に発熱が生じても、熱
損傷は生じず、所期の取り付け姿勢を維持することがで
きる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の実施の形態1に係わる進行波管の金
属装荷素子の構成を示す斜視図である。 【図2】 本発明の実施の形態2に係わる進行波管の金
属装荷素子の構成を示す斜視図である。 【図3】 本発明の実施の形態2に係わる進行波管の作
用を示す進行波管の横断面図である。 【図4】 本発明の実施の形態3に係わる進行波管の金
属装荷素子の構成を示す斜視図である。 【図5】 本発明の実施の形態3に係わる進行波管の構
成を示す斜視図である。 【図6】 従来の進行波管の断面図である。 【図7】 従来の進行波管の横断面図である。 【符号の説明】 1 金属装荷素子、2 金属素子部、3 ろう材膜部、
4 金属装荷素子、6 金属素子部、7 ろう材膜部、
8 金属装荷素子、11 遅波回路、12 金属素子
部、13 第一素子部、14 第二素子部、15 ろう
材部、16 金属装荷素子、17 金属素子部、18
ろう材膜部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 23/26 H01J 25/34

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 円筒状真空外囲器の中心軸上に遅波回路
    用螺旋が配設され、この真空外囲器内面に金属装荷素子
    を設けた進行波管において、 上記金属装荷素子を、金属素子部とこの金属素子部にあ
    らかじめ膜状に設けられたろう材膜部とから構成し、こ
    のろう材膜部を真空外囲器内面に固着し、上記金属素子
    部は、少なくとも、使用するろう材よりも高融点の素材
    の第一素子部と高周波抵抗の低い素材の第二素子部とを
    備えるクラッド材により構成され、第一素子部は上記真
    空外囲器側に配置され、第二素子部は上記遅波回路用螺
    旋側に配置されたことを特徴とする進行波管
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