JP6744150B2 - Microwave tube, and microwave tube collector - Google Patents

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Description

本発明は、マイクロ波管、およびマイクロ波管のコレクタに関するものである。 The present invention relates to a microwave tube and a collector for the microwave tube.

マイクロ波管(microwave tube)は、電子銃部、高周波回路部、およびコレクタ(collector)によって構成される。電子銃部は、電子ビーム(beam)を発生させる。高周波回路部は、電子ビームとの相互作用によりマイクロ波を増幅する。また、コレクタは、高周波回路部でマイクロ波の増幅に寄与した電子ビームを捕捉する。 A microwave tube is composed of an electron gun section, a high frequency circuit section, and a collector. The electron gun section generates an electron beam. The high frequency circuit unit amplifies the microwave by interacting with the electron beam. Further, the collector captures the electron beam that has contributed to the amplification of microwaves in the high frequency circuit section.

図9は一般的な内部絶縁型のコレクタ900の構成の断面図である。図9において、電子ビームはコレクタの右側から突入してくる。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the structure of a general internal insulation type collector 900. In FIG. 9, the electron beam enters from the right side of the collector.

コレクタ900は、無酸素銅等を材料とする円筒状の真空外囲器901の内側に円筒状の絶縁セラミック(ceramic)902が固定されている。絶縁セラミック902の内側には、円筒状の銅パイプ(pipe)903が固定され、銅パイプ903の内側には、電子ビームを捕捉するための無酸素銅等を材料として外形が円柱状のコレクタ電極904が配置されている。 In the collector 900, a cylindrical insulating ceramic (ceramic) 902 is fixed inside a cylindrical vacuum envelope 901 made of oxygen-free copper or the like. A cylindrical copper pipe 903 is fixed to the inside of the insulating ceramic 902, and the inside of the copper pipe 903 has a cylindrical outer shape made of oxygen-free copper or the like for capturing an electron beam. 904 are arranged.

また、コレクタ900はコレクタ電極904で捕捉した電子ビームを熱にかえ外部に逃がす役目がある。そのため、コレクタ電極904と銅パイプ903の接触部、銅パイプ903と絶縁セラミック902の接触部、及び絶縁セラミック902と真空外囲器901の接触部は、ろう付けにより接合されている。 Further, the collector 900 has a role of returning the electron beam captured by the collector electrode 904 to heat and letting it escape to the outside. Therefore, the contact portion between the collector electrode 904 and the copper pipe 903, the contact portion between the copper pipe 903 and the insulating ceramic 902, and the contact portion between the insulating ceramic 902 and the vacuum envelope 901 are joined by brazing.

ここで、無酸素銅の熱膨張率は19.6×10-6/K、絶縁セラミックは8×10-6/Kであり、内部の方が熱膨張率が大きいため、動作時のコレクタ電極の熱膨張時の応力に絶縁セラミックが耐えられなくなってしまうことがある。その結果、絶縁セラミックが割れてコレクタ電極と真空外囲器の耐電圧が低くなり、マイクロ波管が動作しなくなる不具合が発生し信頼性が低下する問題が生じていた。 Here, the coefficient of thermal expansion of oxygen-free copper is 19.6 × 10-6/K, and that of insulating ceramics is 8 × 10-6/K. The insulating ceramic may not be able to withstand the stress during expansion. As a result, the insulating ceramic is cracked, the withstand voltage of the collector electrode and the vacuum envelope is lowered, and a problem occurs that the microwave tube does not operate and reliability is lowered.

また、マイクロ波管の動作時だけでなく、マイクロ波管の製造時にも絶縁セラミックが割れることがあった。即ち、製造時にコレクタ電極をろう付する際に生じた熱により、コレクタ電極が膨張し、絶縁セラミックが割れることがあった。 In addition, the insulating ceramic may be cracked not only when the microwave tube is operating, but also when the microwave tube is manufactured. That is, the collector electrode may expand due to the heat generated when the collector electrode is brazed during manufacturing, and the insulating ceramic may be cracked.

特許文献1では、この様な不具合を改善するために、絶縁セラミックとコレクタ電極の間に、円筒形上で円筒の円周に沿って波型の形状をもつ波型金属薄板を配置する構成が提示されている。 In Patent Document 1, in order to improve such a problem, there is a configuration in which a corrugated metal thin plate having a corrugated shape is arranged along the circumference of the cylinder between the insulating ceramic and the collector electrode. Has been presented.

特開平8−306320号公報JP-A-8-306320

しかし、特許文献1に示されるコレクタの構成では、絶縁セラミックとコレクタ電極の間に波型金属薄板が配置されるため、絶縁セラミックの内径と比べて、コレクタ電極の外形は波型金属薄板の波の高低差の分だけ小さい外形になる。 However, in the configuration of the collector shown in Patent Document 1, since the corrugated metal thin plate is arranged between the insulating ceramic and the collector electrode, the outer shape of the collector electrode is larger than that of the inner diameter of the insulating ceramic. The outer shape becomes smaller by the difference in height.

即ち、図9に示される構成と同じ外形のコレクタ電極を用いて、特許文献1の構成でコレクタを設計すると、コレクタ全体の外形は波型金属薄板の波の高低差の分だけ大きくなってしまう問題があった。 That is, if the collector is designed with the configuration of Patent Document 1 using the collector electrode having the same outer shape as that shown in FIG. 9, the entire outer shape of the collector is increased by the height difference of the waves of the corrugated metal thin plate. There was a problem.

本発明は、小形で信頼性の高いマイクロ波管のコレクタを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a compact and reliable microwave tube collector.

上記の目的を達成するために、本発明のマイクロ波管のコレクタは、電子ビームを放射する電子銃部と電子ビームとの相互作用により高周波増幅を行う高周波回路部と電子ビームを捕捉するコレクタからなるマイクロ波管に用いられるコレクタは、円筒状の導電性材料で形成される真空外囲器と、前記真空外囲器に内接する円筒状の絶縁セラミックと、前記絶縁セラミックに内接する円筒状の導電性パイプと、外形が略円柱で前記略円柱の外周の半分より小さい範囲の溶着部で前記導電性パイプと溶着され、前記溶着部以外の前記外周が、前記マイクロ波管が非動作時には前記導電性パイプと接触せず、前記マイクロ波管が動作時には前記溶着部以外の前記外周の少なくとも一部が前記導電性パイプと接触する導電性のコレクタ電極とを備える。 In order to achieve the above-mentioned object, the collector of the microwave tube of the present invention comprises a high frequency circuit section for performing high frequency amplification by interaction between an electron gun section for emitting an electron beam and the electron beam, and a collector for capturing the electron beam. The collector used in the microwave tube comprises a vacuum envelope formed of a cylindrical conductive material, a cylindrical insulating ceramic inscribed in the vacuum envelope, and a cylindrical inscribed in the insulating ceramic. The conductive pipe is welded to the conductive pipe at a welded portion whose outer shape is substantially cylindrical and is smaller than half of the outer periphery of the substantially cylindrical member, and the outer periphery other than the welded portion is the above when the microwave tube is not operating. A conductive collector electrode is provided, which does not come into contact with a conductive pipe, and at least a part of the outer periphery other than the welded portion is in contact with the conductive pipe when the microwave tube is in operation.

上記の目的を達成するために、本発明のマイクロ波管は、電子ビームを放射する電子銃部と電子ビームとの相互作用により高周波増幅を行う高周波回路部と電子ビームを捕捉するコレクタからなるマイクロ波管は、円筒状の導電性材料で形成される真空外囲器と、前記真空外囲器に内接する円筒状の絶縁セラミックと、前記絶縁セラミックに内接する円筒状の導電性パイプと、外形が略円柱で前記略円柱の外周の半分より小さい範囲の溶着部で前記導電性パイプと溶着され、前記溶着部以外の前記外周が、前記マイクロ波管が非動作時には前記導電性パイプと接触せず、前記マイクロ波管が動作時には前記溶着部以外の前記外周の少なくとも一部が前記導電性パイプと接触する導電性のコレクタ電極とを有するコレクタを備える。 In order to achieve the above object, the microwave tube of the present invention is a microwave tube including a high frequency circuit section for performing high frequency amplification by an interaction between an electron gun section for emitting an electron beam and the electron beam, and a collector for capturing the electron beam. The wave tube includes a vacuum envelope formed of a cylindrical conductive material, a cylindrical insulating ceramic inscribed in the vacuum envelope, a cylindrical conductive pipe inscribed in the insulating ceramic, and an outer shape. Is a substantially circular cylinder and is welded to the conductive pipe at a welded portion in a range smaller than half of the outer periphery of the substantially circular cylinder, and the outer periphery other than the welded portion is in contact with the conductive pipe when the microwave tube is not operating. First, the microwave tube is provided with a collector having a conductive collector electrode in which at least a part of the outer periphery other than the welded portion is in contact with the conductive pipe when the microwave tube operates.

本発明によれば、小形で信頼性の高いマイクロ波管、およびマイクロ波管のコレクタを提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a compact and highly reliable microwave tube and a collector for the microwave tube.

第1の実施形態の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of 1st Embodiment. 第2の実施形態の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of 2nd Embodiment. 第3の実施形態の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of 3rd Embodiment. 第3の実施形態の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of 3rd Embodiment. 第3の実施形態の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of 3rd Embodiment. 第3の実施形態の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of 3rd Embodiment. 第3の実施形態の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of 3rd Embodiment. 第2の実施形態の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of 2nd Embodiment. 関連技術の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of related technology. 第4の実施形態の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of 4th Embodiment.

[第1の実施形態]
次に、本発明の実施の形態について図1を参照して詳細に説明する。
[構成の説明]
図1に第1の実施形態の構成を示す。
[First Embodiment]
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
[Description of configuration]
FIG. 1 shows the configuration of the first embodiment.

図1はコレクタ100の構成を示す。図1の上の図において、電子ビームはコレクタ100の右側から突入してくる。 FIG. 1 shows the configuration of the collector 100. In the upper diagram of FIG. 1, the electron beam enters from the right side of the collector 100.

コレクタ100は、無酸素銅等を材料とする円筒状の真空外囲器101の内側に円筒状の絶縁セラミック102が固定されている。絶縁セラミック102の内側には、無酸素銅等を材料とする円筒状の銅パイプ103が固定されている。銅パイプ103の内側には、電子ビームを捕捉するための無酸素銅等を材料として外形がほぼ円柱状のコレクタ電極110が配置されている。 In the collector 100, a cylindrical insulating ceramic 102 is fixed inside a cylindrical vacuum envelope 101 made of oxygen-free copper or the like. Inside the insulating ceramic 102, a cylindrical copper pipe 103 made of oxygen-free copper or the like is fixed. Inside the copper pipe 103, a collector electrode 110 made of oxygen-free copper or the like for capturing an electron beam and having a substantially cylindrical outer shape is arranged.

コレクタ電極110の外形は、円柱形状である。 The outer shape of the collector electrode 110 is a cylindrical shape.

図1のA−A’断面を参照すると、コレクタ電極104と銅パイプ103は、図で黒く塗られた、ろう付部111でろう付される。コレクタ電極の外周の内、ろう付部111の範囲はコレクタ電極104の軸に対する中心角が約90度の範囲である。この中心角は90度である必要は無く、180度より小さくてもよい。但し、ろう付部111の中心角が90度以下になると、強度的な問題が生じる可能性があるので、通常、中心角は90度から180度の範囲でろう付される。 Referring to the A-A' cross section of FIG. 1, the collector electrode 104 and the copper pipe 103 are brazed with a brazing portion 111, which is painted black in the figure. Within the outer circumference of the collector electrode, the range of the brazing portion 111 is such that the central angle with respect to the axis of the collector electrode 104 is about 90 degrees. This central angle need not be 90 degrees and may be less than 180 degrees. However, if the central angle of the brazing part 111 is 90 degrees or less, a problem in strength may occur, so that the central angle is usually brazing in the range of 90 to 180 degrees.

コレクタ電極104の軸を中心として、ろう付部111と対向する外周(以下、ろう付対向部)は、マイクロ波管が非動作時でコレクタ電極104の温度が常温である時は銅パイプ103と接触しない。そして、マイクロ波管が動作してコレクタ電極104の温度が高温になって膨張すると、ろう付対向部は銅パイプ103の内周と接触する寸法に設計されている。 The outer periphery of the collector electrode 104 that faces the brazing portion 111 (hereinafter referred to as the brazing facing portion) is the copper pipe 103 when the microwave tube is not operating and the temperature of the collector electrode 104 is room temperature. Do not touch. Then, when the microwave tube operates and the temperature of the collector electrode 104 becomes high and expands, the brazing facing portion is designed to be in contact with the inner circumference of the copper pipe 103.

更に、銅パイプ103と絶縁セラミック102の接触部、及び絶縁セラミック102と真空外囲器101の接触部は、ろう付けにより接合されている。
[動作の説明]
次に本実施形態の動作について図1を参照して説明する。
Further, the contact portion between the copper pipe 103 and the insulating ceramic 102 and the contact portion between the insulating ceramic 102 and the vacuum envelope 101 are joined by brazing.
[Description of operation]
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.

マイクロ波管の動作中は、電子ビームがコレクタ電極104に衝突することで、コレクタ電極104に熱が発生する。本実施形態のコレクタ電極104等はろう付部111で外側の銅パイプ103とろう付けされているので、コレクタ電極104で発生した熱は、ろう付部111から銅パイプ103に伝導する。 During operation of the microwave tube, the electron beam collides with the collector electrode 104 to generate heat in the collector electrode 104. Since the collector electrode 104 and the like of this embodiment are brazed to the outer copper pipe 103 by the brazing portion 111, the heat generated in the collector electrode 104 is conducted from the brazing portion 111 to the copper pipe 103.

また、ろう付対向部は、マイクロ波管が動作していない時には銅パイプ103と接触していない。しかし、マイクロ波管が動作して、コレクタ電極104が動作中の熱によって膨張すると、ろう付対向部と銅パイプ103の内周が接触する。そして、コレクタ電極104の熱は、ろう付部111だけでなく、ろう付対向部からも銅パイプ103に伝導する。 Further, the brazing facing portion is not in contact with the copper pipe 103 when the microwave tube is not operating. However, when the microwave tube operates and the collector electrode 104 expands due to the heat during operation, the brazing facing portion and the inner circumference of the copper pipe 103 come into contact with each other. Then, the heat of the collector electrode 104 is conducted to the copper pipe 103 not only from the brazing portion 111 but also from the brazing facing portion.

尚、コレクタ電極104は、マイクロ波管の通常の動作時におけるコレクタ電極104の熱膨張程度で、銅パイプ103および絶縁セラミック102に対する大きな応力を発生するほどには設計しない。即ち、通常動作時にコレクタ電極104が熱膨張しても、コレクタ電極104のろう付対向部が銅パイプ103の内周と接触する程度に設計する。この様にすることで、マイクロ波管の通常動作時には、銅パイプ103を介して絶縁セラミック102へ与える応力を適切に抑制して、絶縁セラミック102の耐久性を維持する。 The collector electrode 104 is not designed so as to generate a large stress on the copper pipe 103 and the insulating ceramic 102 due to thermal expansion of the collector electrode 104 during normal operation of the microwave tube. That is, the design is such that the brazing facing portion of the collector electrode 104 contacts the inner circumference of the copper pipe 103 even if the collector electrode 104 thermally expands during normal operation. By doing so, during normal operation of the microwave tube, the stress applied to the insulating ceramic 102 via the copper pipe 103 is appropriately suppressed, and the durability of the insulating ceramic 102 is maintained.

以上説明した様に、本実施形態のマイクロ波管のコレクタ100はコレクタ電極110等の過剰な熱膨張を抑制することにより、絶縁セラミック102の破損を回避するので、図2に示す関連技術のマイクロ波管のコレクタより信頼性が高い。 As described above, since the collector 100 of the microwave tube of the present embodiment avoids the damage of the insulating ceramic 102 by suppressing the excessive thermal expansion of the collector electrode 110 and the like, the microwave of the related art shown in FIG. More reliable than wave tube collectors.

また、本実施形態のコレクタ100は、特許文献1に示される様な波型金属薄板を使用していないため、特許文献1のコレクタと内部空間が同等の形状でも、小さい外形で高い信頼性を実現可能である。 Further, since the collector 100 of the present embodiment does not use the corrugated metal thin plate as shown in Patent Document 1, even if the collector of Patent Document 1 and the internal space have the same shape, high reliability is achieved with a small outer shape. It is feasible.

この様に、本実施形態のマイクロ波管のコレクタ100は、小形で信頼性の高いマイクロ波管のコレクタを実現する。
[第2の実施形態]
次に第2の実施形態について図2を参照して説明する。
[構成の説明]
図2に第2の実施形態の構成を示す。
As described above, the microwave tube collector 100 of the present embodiment realizes a compact and highly reliable microwave tube collector.
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
[Description of configuration]
FIG. 2 shows the configuration of the second embodiment.

第2の実施形態のコレクタ200は、図1に示した第1の実施形態のコレクタ100のコレクタ電極104がコレクタ電極210に変更されている。コレクタ200の他の構成要素は、第1の実施形態のコレクタ100と同一である。 In the collector 200 of the second embodiment, the collector electrode 104 of the collector 100 of the first embodiment shown in FIG. 1 is changed to a collector electrode 210. The other components of the collector 200 are the same as those of the collector 100 of the first embodiment.

コレクタ電極210は、その金属体の一部にスリット(slit;空隙)212を有する。また、コレクタ電極210は、第1の実施形態のコレクタ電極110のろう付部111と同様に、ろう付部211で銅パイプ103と、ろう付されている。 The collector electrode 210 has a slit 212 in a part of its metal body. Further, the collector electrode 210 is brazed to the copper pipe 103 by the brazing portion 211, similarly to the brazing portion 111 of the collector electrode 110 of the first embodiment.

スリット212は、コレクタ電極210の外円周に沿ったろう付部211の中央(以下、ろう付中央)を通る円柱の直径上で、ろう付中央から前記直径の略4分の3の位置に前記直径に垂直に設けられている。更に、スリット212は、コレクタ電極210の一部を残すように設けられている。 The slit 212 is located on the diameter of a cylinder passing through the center of the brazing part 211 (hereinafter, brazing center) along the outer circumference of the collector electrode 210, and at a position approximately 3/4 of the diameter from the brazing center. It is provided perpendicular to the diameter. Further, the slit 212 is provided so as to leave a part of the collector electrode 210.

尚、スリット212は、必ずしもろう付部211の中央(以下、ろう付中央)を通る円柱の直径上で、ろう付中央から前記直径の略4分の3の位置に前記直径に垂直に設けられる必要はない。スリット212は、コレクタ電極の円周上で、ろう付部211以外の任意の位置を開口としてコレクタ電極の一部を残して設けられても良い。 It should be noted that the slit 212 is provided on the diameter of a cylinder that necessarily passes through the center of the brazing part 211 (hereinafter, brazing center), at a position approximately 3/4 of the diameter from the brazing center and perpendicular to the diameter. No need. The slit 212 may be provided on the circumference of the collector electrode, leaving a part of the collector electrode as an opening at any position other than the brazing portion 211.

尚、コレクタ電極210の軸を中心として、ろう付部211と対向する外周(前述、ろう付対向部)は、マイクロ波管が非動作時でコレクタ電極210の温度が常温である時は銅パイプ103と接触しない。そして、マイクロ波管が動作してコレクタ電極210の温度が高温になって膨張すると、ろう付対向部は銅パイプ103の内周と接触する寸法に設計されていることは、第1の実施形態のコレクタ電極104と同様である。
[動作の説明]
次に、本実施形態の動作について図2を参照して説明する。
The outer circumference of the collector electrode 210 facing the brazing part 211 (the above-mentioned brazing facing part) is a copper pipe when the microwave tube is not operating and the temperature of the collector electrode 210 is room temperature. No contact with 103. Further, when the microwave tube operates and the temperature of the collector electrode 210 becomes high and expands, the brazing facing portion is designed to be in contact with the inner circumference of the copper pipe 103 in the first embodiment. It is similar to the collector electrode 104 of.
[Description of operation]
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.

マイクロ波管のコレクタを製造する際のろう付け時には、コレクタ200全体の温度が動作時よりも高い摂氏800度に及び、コレクタ電極210はマイクロ波管の動作中の熱膨張よりさらに大きく膨張する。すると銅パイプ103を押し広げる力が働き、ひいては絶縁セラミック102の破損につながる恐れがある。しかし、コレクタ電極210はスリット212を有しているので、コレクタ電極210の過剰な熱膨張が生じてもスリット212が変形して熱膨張による応力を効果的に吸収するため、絶縁セラミック102の破損を防ぐ。 During brazing when manufacturing the collector of the microwave tube, the temperature of the entire collector 200 reaches 800 degrees Celsius, which is higher than that during operation, and the collector electrode 210 expands more than the thermal expansion during operation of the microwave tube. Then, a force to spread the copper pipe 103 is exerted, which may eventually damage the insulating ceramic 102. However, since the collector electrode 210 has the slit 212, even if excessive thermal expansion of the collector electrode 210 occurs, the slit 212 is deformed and the stress due to the thermal expansion is effectively absorbed, so that the insulating ceramic 102 is damaged. prevent.

以上説明した様に、本実施形態のコレクタ200は、第1の実施形態のコレクタ100と同様に、マイクロ波管の動作時における絶縁セラミックの破損防止の効果を有する。更に、本実施形態のコレクタ200は、コレクタを製造する際のろう付時の高温による絶縁セラミックの破損防止の効果を有するので、第1の実施形態のコレクタ100と比べて製造時の信頼性が向上する。
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態について図3乃至図8を参照して説明する。
[構成の説明]
第3の実施形態のコレクタ300は、図2に示した第2の実施形態のコレクタ200のコレクタ電極210がコレクタ電極3110、3120、3130、および3140(以下、コレクタ電極3110等)に変更されている。コレクタ300の他の構成要素は、第1の実施形態のコレクタ100、および第2の実施形態のコレクタ200と同一である。
As described above, the collector 200 of the present embodiment has the effect of preventing damage to the insulating ceramic during the operation of the microwave tube, like the collector 100 of the first embodiment. Further, the collector 200 of the present embodiment has the effect of preventing damage to the insulating ceramics due to the high temperature during brazing when manufacturing the collector, and therefore has higher reliability during manufacturing than the collector 100 of the first embodiment. improves.
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
[Description of configuration]
In the collector 300 of the third embodiment, the collector electrode 210 of the collector 200 of the second embodiment shown in FIG. 2 is changed to collector electrodes 3110, 3120, 3130, and 3140 (hereinafter, collector electrode 3110 etc.). There is. Other components of the collector 300 are the same as the collector 100 of the first embodiment and the collector 200 of the second embodiment.

コレクタ電極3110等は、第2の実施形態のコレクタ電極210をコレクタ電極の円柱軸方向に沿って4つの円柱状に分割した形状をしている。 The collector electrode 3110 and the like have a shape obtained by dividing the collector electrode 210 of the second embodiment into four cylindrical shapes along the columnar axis direction of the collector electrode.

そして、コレクタ電極3110等の、ろう付部3111、3121、3131および3141(以下、ろう付部3111等)は、コレクタ電極3110等の配置の順番に、コレクタ電極の軸の中心に対して90度ずつずらして配置されている。また、図3では作図上、コレクタ電極3110等はそれぞれ軸方向に接している様に描かれているが、実際にはろう材でつながらないように銅パイプ103の中心軸方向に間隔をあけて配置されている。
[動作の説明]
更に、コレクタ電極3110等のそれぞれの、ろう付部3111等の位置は、コレクタ電極3110等の配置の順に、銅パイプ103の円周方向に沿って90度おきの位置に、0度、90度、180度、270度の様に順番にずらして配置している。ろう付部3111等をこの様にすることで、熱の伝導箇所が銅パイプ103の内径の局所に偏らず、内径円周に沿って分散して熱が伝導する。そのため、熱膨張による銅パイプ103を押し広げる力は分散され、絶縁セラミック102の破損を防ぐ。
The brazing parts 3111, 3121, 3131 and 3141 (hereinafter, brazing part 3111 etc.) of the collector electrode 3110 etc. are arranged in the order of arrangement of the collector electrode 3110 etc. by 90 degrees with respect to the center of the axis of the collector electrode. They are arranged one after another. Further, in FIG. 3, the collector electrodes 3110 and the like are drawn so as to be in contact with each other in the axial direction in the drawing, but in actuality, they are arranged at intervals in the central axis direction of the copper pipe 103 so as not to be connected by the brazing material. Has been done.
[Description of operation]
Further, the positions of the brazing part 3111 and the like of the collector electrode 3110 and the like are 0 degrees and 90 degrees at positions of 90 degrees along the circumferential direction of the copper pipe 103 in the order of arrangement of the collector electrode 3110 and the like. , 180 degrees, 270 degrees and so on. By setting the brazing portion 3111 and the like in this manner, the heat conduction points are not localized in the inner diameter of the copper pipe 103, but are dispersed along the circumference of the inner diameter to conduct the heat. Therefore, the force that spreads the copper pipe 103 due to thermal expansion is dispersed, and damage to the insulating ceramic 102 is prevented.

尚、コレクタ電極3110等の配置の順に対して、銅パイプ103の円周方向に沿ってろう付部3111等の位置をずらす順は、例えば0度、180度、90度、270度の様に、90度おきの位置の任意の順にずらしてもよい。 The order of shifting the positions of the brazing part 3111 and the like along the circumferential direction of the copper pipe 103 with respect to the order of arrangement of the collector electrode 3110 and the like is, for example, 0 degree, 180 degrees, 90 degrees and 270 degrees. , 90 degrees may be shifted in any order.

また、ろう付部3111等の位置は、360度をコレクタ電極の数で等分せずに、隣接したコレクタ電極のろう付部が同じ位置にならないように配置することでも良い。例えば、4つのコレクタ電極であっても、例えば、0度、180度、0度、180度の様な順にろう付部を配置しても良い。 Further, the positions of the brazing part 3111 and the like may be arranged so that the brazing parts of the adjacent collector electrodes are not located at the same position without dividing 360 degrees equally by the number of collector electrodes. For example, even with four collector electrodes, the brazing part may be arranged in the order of 0°, 180°, 0°, 180°.

更に、本実施形態のコレクタ電極は4つに分割されていたが、2つ以上に分割されて、隣接したコレクタ電極のろう付部が同じ位置にならないように配置されても良い。 Further, although the collector electrode of the present embodiment is divided into four, it may be divided into two or more and arranged so that the brazing parts of the adjacent collector electrodes are not located at the same position.

以上の様にすることで、本実施形態のコレクタ300は、第1の実施形態のコレクタ100、および第2の実施形態のコレクタ200と比べて、コレクタ電極から銅パイプへの熱の伝導を局所に集中せずに内径全体に分散することができる。そのため、本実施形態のコレクタ300は、第1の実施形態のコレクタ100、および第2の実施形態のコレクタ200と比べて、絶縁セラミック102の破損をより効果的に防止できる。
[第4の実施形態]
次に、第4の実施形態について、図10を参照して説明する。
As described above, the collector 300 according to the present embodiment locally conducts heat from the collector electrode to the copper pipe as compared with the collector 100 according to the first embodiment and the collector 200 according to the second embodiment. Can be dispersed throughout the inner diameter without being concentrated. Therefore, the collector 300 of the present embodiment can prevent damage to the insulating ceramic 102 more effectively than the collector 100 of the first embodiment and the collector 200 of the second embodiment.
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態のマイクロ波管のコレクタ1000は、電子ビームを放射する電子銃部と電子ビームとの相互作用により高周波増幅を行う高周波回路部と電子ビームを捕捉するコレクタ1000からなるマイクロ波管に用いられる。コレクタ1000は、円筒状の導電性材料で形成される真空外囲器1001と、前記真空外囲器に内接する円筒状の絶縁セラミック1002と、前記絶縁セラミックに内接する円筒状の導電性パイプ1003と、コレクタ電極1010とを備える。コレクタ電極1010は、外形が略円柱で前記略円柱の外周の半分より小さい範囲の溶着部1011で前記導電性パイプ1003と溶着される。そして、前記溶着部1011以外の前記外周が、前記マイクロ波管が非動作時には前記導電性パイプ1003と接触せず、前記マイクロ波管が動作時には前記溶着部1011以外の前記外周の少なくとも一部が前記導電性パイプ1003と接触する。 The collector 1000 of the microwave tube of the present embodiment is used in a microwave tube including a high frequency circuit section that performs high frequency amplification by interaction between an electron gun section that emits an electron beam and the electron beam, and a collector 1000 that captures the electron beam. To be The collector 1000 includes a vacuum envelope 1001 formed of a cylindrical conductive material, a cylindrical insulating ceramic 1002 inscribed in the vacuum envelope, and a cylindrical conductive pipe 1003 inscribed in the insulating ceramic. And a collector electrode 1010. The collector electrode 1010 has a substantially cylindrical outer shape and is welded to the conductive pipe 1003 at a welded portion 1011 in a range smaller than half the outer circumference of the substantially columnar shape. The outer periphery other than the welded portion 1011 does not come into contact with the conductive pipe 1003 when the microwave tube is not operating, and at least a part of the outer periphery other than the welded portion 1011 is in operation when the microwave tube is operating. It contacts the conductive pipe 1003.

以上の様にすることで、本実施形態のマイクロ波管のコレクタ1000は、小形で信頼性の高いマイクロ波管のコレクタを実現することが出来る。 As described above, the microwave tube collector 1000 of the present embodiment can realize a compact and highly reliable microwave tube collector.

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、次のように拡張または変形できる。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment, and can be expanded or modified as follows.

第1乃至第3の実施形態における、ろう付けは、溶接などの他の溶着手段であっても良い。 The brazing in the first to third embodiments may be other welding means such as welding.

第1および第2の実施形態のコレクタ電極の外形は円柱形状であったが、コレクタ電極の外形を、軸に垂直断面の外周形状が、2箇所の大径部と2箇所の小径部からなる形状とすることも出来る。図8は、第2の実施形態に示したスリット付きのコレクタ電極の変形例のA−A’断面図である。コレクタ電極810の外周の大径部の片側がろう付部811であり、銅パイプ103とろう付けされる。スリット812は、コレクタ電極810の外円周に沿ったろう付部811の中央(以下、ろう付中央)を通る円柱の直径上で、ろう付中央から前記直径の略4分の3の位置に前記直径に垂直に設けられている。更に、スリット812は、コレクタ電極810の一部を残すように設けられている。この様にすると、コレクタ電極8001が熱膨張した時に、ろう付対向部(前述)が銅パイプ103と接触する箇所が限定されることで、より確実に接触可能となる。 The outer shape of the collector electrode in the first and second embodiments was a cylindrical shape, but the outer shape of the collector electrode in a cross section perpendicular to the axis is composed of two large diameter portions and two small diameter portions. It can also be shaped. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line A-A′ of the modification of the collector electrode with the slit shown in the second embodiment. One side of the large diameter portion of the outer circumference of the collector electrode 810 is a brazing portion 811 and is brazed to the copper pipe 103. The slit 812 is on the diameter of a cylinder passing through the center of the brazing portion 811 (hereinafter, brazing center) along the outer circumference of the collector electrode 810, and is located at a position approximately 3/4 of the diameter from the brazing center. It is provided perpendicular to the diameter. Further, the slit 812 is provided so as to leave a part of the collector electrode 810. In this way, when the collector electrode 8001 is thermally expanded, the brazing facing portion (described above) is limited to the portion in contact with the copper pipe 103, so that the brazing facing portion can be contacted more reliably.

また、第1および第2のコレクタ電極の別の形状として、次の形状としても良い。即ち、コレクタ電極の外形は、ほぼ円柱形状であり、円柱状の軸に対する垂直断面の外形を楕円とする。そして、楕円の長径は銅パイプ103より小さく、楕円の長径と楕円の外形の片側の交点を含む楕円周囲の半分より小さい範囲をろう付部とする。そして、マイクロ波管が動作時にコレクタ電極が高温となって膨張すると、コレクタ電極のろう付部と反対側の楕円周囲部分が銅パイプ103の内周に接触するように設計しても良い。 Further, the following shapes may be used as the different shapes of the first and second collector electrodes. That is, the outer shape of the collector electrode is substantially cylindrical, and the outer shape of the cross section perpendicular to the cylindrical axis is an ellipse. The elliptical major axis is smaller than that of the copper pipe 103, and a range smaller than half of the elliptical circumference including the intersection of the major axis of the ellipse and one side of the outer shape of the ellipse is the brazing part. Then, when the collector electrode is heated to a high temperature and expands during operation of the microwave tube, the elliptical peripheral portion of the collector electrode opposite to the brazed portion may be designed to contact the inner circumference of the copper pipe 103.

100 コレクタ
101 真空外囲器
102 絶縁セラミック
103 銅パイプ
104 コレクタ電極
110 コレクタ電極
111 ろう付部
200 コレクタ
210 コレクタ電極
211 ろう付部
212 スリット
300 コレクタ
700 コレクタ
810 コレクタ電極
811 ろう付部
812 スリット
900 コレクタ
901 真空外囲器
902 絶縁セラミック
903 銅パイプ
904 コレクタ電極
1000 コレクタ
1001 真空外囲器
1002 絶縁セラミック
1003 導電性パイプ
1010 コレクタ電極
1011 溶着部
3110 コレクタ電極
3111 ろう付部
3120 コレクタ電極
3121 ろう付部
3130 コレクタ電極
3131 ろう付部
8001 コレクタ電極
100 collector 101 vacuum envelope 102 insulating ceramic 103 copper pipe 104 collector electrode 110 collector electrode 111 brazing part 200 collector 210 collector electrode 211 brazing part 212 slit 300 collector 700 collector 810 collector electrode 811 brazing part 812 slit 900 collector 901 Vacuum envelope 902 Insulating ceramic 903 Copper pipe 904 Collector electrode 1000 Collector 1001 Vacuum envelope 1002 Insulating ceramic 1003 Conductive pipe 1010 Collector electrode 1011 Welding part 3110 Collector electrode 3111 Brazing part 3120 Collector electrode 3121 Brazing part 3130 Collector electrode 3131 Brazing part 8001 Collector electrode

Claims (10)

電子ビームを放射する電子銃部と電子ビームとの相互作用により高周波増幅を行う高周波回路部と電子ビームを捕捉するコレクタからなるマイクロ波管に用いられるコレクタは、
円筒状の導電性材料で形成される真空外囲器と、
前記真空外囲器に内接する円筒状の絶縁セラミックと、
前記絶縁セラミックに内接する円筒状の導電性パイプと、
外形が略円柱で、前記電子ビームが入射する側に向かって径が広がる開口を備え、前記略円柱の外周の半分より小さい範囲の溶着部で前記導電性パイプと溶着され、前記溶着部以外の前記外周が、前記マイクロ波管が非動作時には前記導電性パイプと接触せず、前記マイクロ波管が動作時には前記溶着部以外の前記外周の少なくとも一部が前記導電性パイプと接触する導電性のコレクタ電極とを備えることを特徴とするマイクロ波管のコレクタ。
The collector used for the microwave tube, which is composed of a high-frequency circuit section that performs high-frequency amplification by the interaction between the electron gun section that emits an electron beam and the electron beam, and a collector that captures the electron beam,
A vacuum envelope formed of a cylindrical conductive material,
A cylindrical insulating ceramic inscribed in the vacuum envelope,
A cylindrical conductive pipe inscribed in the insulating ceramic,
The outer shape is a substantially cylindrical shape, and the diameter of the opening is widened toward the side where the electron beam is incident . The outer periphery does not come into contact with the conductive pipe when the microwave tube is not operating, and at least a part of the outer periphery other than the welded portion comes into contact with the conductive pipe when the microwave tube is operating. A collector of a microwave tube, comprising: a collector electrode.
前記外周は真円であることを特徴とする請求項1に記載のマイクロ波管のコレクタ。 The microwave tube collector according to claim 1, wherein the outer circumference is a perfect circle. 前記外周は楕円であり、前記溶着部は前記楕円の長径と前記外周の交点の1つを含むことを特徴とする請求項1に記載のマイクロ波管のコレクタ。 The microwave tube collector according to claim 1, wherein the outer circumference is an ellipse, and the welded portion includes one of the intersections of the major axis of the ellipse and the outer circumference. 前記外周は前記略円柱の軸に垂直な断面の中心に対して相対する2つの大径部と前記略円柱の軸に垂直な断面の中心に対して相対する2つの小径部からなり、前記溶着部は前記大径部の1つの外周であることを特徴とする請求項1に記載のマイクロ波管のコレクタ。 The outer periphery is composed of two large-diameter portions facing the center of the cross section perpendicular to the axis of the substantially cylindrical shape and two small diameter portions facing the center of the cross section perpendicular to the axis of the substantially cylindrical shape. 2. The microwave tube collector according to claim 1, wherein the portion is one outer circumference of the large diameter portion. 前記溶着部以外の前記外周の一部を開口とし前記コレクタ電極の一部を残して前記略円柱の軸に対して略平行に貫通するスリットを有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のマイクロ波管のコレクタ。 5. A slit that penetrates substantially parallel to the axis of the substantially cylindrical shape while leaving a part of the outer periphery other than the welded portion as an opening and leaving a part of the collector electrode. The microwave tube collector according to any one of 1. 前記スリットは、前記溶着部の前記略円柱の前記外周に沿った中央と前記略円柱の軸に垂直な断面の中心を通る直線上で、前記直線に垂直であることを特徴とする請求項5に記載のマイクロ波管のコレクタ。 6. The slit is perpendicular to the straight line on a straight line passing through a center of the welded portion along the outer periphery of the substantially cylindrical shape and a center of a cross section perpendicular to the axis of the substantially cylindrical shape. Microwave tube collector described in. 前記スリットは、前記溶着部の前記外周に沿った中央から前記直線上で前記直線と前記外周の交点同士の距離の略4分の3の位置に配置されることを特徴とする請求項6に記載のマイクロ波管のコレクタ。 The said slit is arrange|positioned on the said straight line from the center along the said outer periphery of the said welding part at the position of about 3/4 of the distance of the intersection of the said straight line and the said outer periphery, It is characterized by the above-mentioned. Microwave tube collector described. 前記コレクタ電極は前記略円柱の軸に沿った複数のコレクタ電極からなり、前記複数のコレクタ電極の前記溶着部は、前記軸を中心とする中心角の位置が隣接する前記コレクタ電極どうしで異なることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載のマイクロ波管のコレクタ。 The collector electrode is composed of a plurality of collector electrodes along the axis of the substantially columnar shape, and the welded portions of the plurality of collector electrodes are different in the position of the central angle about the axis between the adjacent collector electrodes. The collector of the microwave tube according to any one of claims 1 to 7. 前記複数のコレクタ電極の前記溶着部は、前記軸を中心とする中心角の位置が前記外周に沿って360度を前記複数のコレクタ電極の数で割った角度ずつずれた位置に配置されることを特徴とする請求項8に記載のマイクロ波管のコレクタ。 Said welded portion of said plurality of collector electrodes is arranged at a position where the position of the central angle around the axis is shifted 360 degrees along the periphery by the angle divided by the number of said plurality of collector electrodes 9. The microwave tube collector according to claim 8, wherein: 電子ビームを放射する電子銃部と電子ビームとの相互作用により高周波増幅を行う高周波回路部と電子ビームを捕捉するコレクタからなるマイクロ波管は、
円筒状の導電性材料で形成される真空外囲器と、
前記真空外囲器に内接する円筒状の絶縁セラミックと、
前記絶縁セラミックに内接する円筒状の導電性パイプと、
外形が略円柱で、前記電子ビームが入射する側に向かって径が広がる開口を備え、前記略円柱の外周の半分より小さい範囲の溶着部で前記導電性パイプと溶着され、前記溶着部以外の前記外周が、前記マイクロ波管が非動作時には前記導電性パイプと接触せず、前記マイクロ波管が動作時には前記溶着部以外の前記外周の少なくとも一部が前記導電性パイプと接触する導電性のコレクタ電極とを有するコレクタを備えることを特徴とするマイクロ波管。
A microwave tube consisting of a high-frequency circuit section that performs high-frequency amplification by interaction between the electron gun section that emits an electron beam and the electron beam, and a collector that captures the electron beam,
A vacuum envelope formed of a cylindrical conductive material,
A cylindrical insulating ceramic inscribed in the vacuum envelope,
A cylindrical conductive pipe inscribed in the insulating ceramic,
The outer shape is a substantially cylindrical shape, and the diameter of the opening is increased toward the side where the electron beam is incident. The outer diameter of the substantially cylindrical shape is welded to the conductive pipe at a welded portion smaller than half of the outer circumference, The outer periphery does not contact the conductive pipe when the microwave tube is not in operation, and at least a part of the outer periphery other than the welded portion contacts the conductive pipe when the microwave tube is in operation. A microwave tube comprising a collector having a collector electrode.
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