JPH0329874Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は、進行波管、クライストロン、その
他の電子ビーム直進形マイクロ波管の多段形コレ
クタ電極導体の改良に関する。

〔考案の技術的背景およびその問題点〕

この種マイクロ波管は、電子銃部のビーム下流
に遅波回路のような高周波作用部、およびコレク
タ電極導体が配置されてなる。例えば衛星搭載用
の進行波管などには、電力利用効率を高めるため
コレクタ電位を低下させて動作させるいわゆる多
段形コレクタ電極構体が採用される。この多段形
コレクタ電極構体は、複数個のコレクタ電極が、
セラミツクのようなリング状絶縁支持体により電
気的に絶縁して積重ねられる。各コレクタ電極で
発生するビーム損失熱は、効率よく外部に伝導あ
るいは輻射による放散されるようにしなければな
らない。各コレクタ電極は、電子ビームの捕捉に
よる損失熱でも局部的に溶融したりしないよう
に、例えばモリブデン（Mo）のような高融点金
属板を使用する。しかしこのような金属は重量が
かなり重く、これを例えば５段に積上げると全体
できわめて重いコレクタ構体になつてしまう。一
方、衛星搭載用の進行波管などは、当然のことな
がら可能な限り軽量で且つ堅固であることが望ま
しい。

〔考案の目的〕

この考案は、以上の事情に鑑みてなされたもの
で、全体としてコレクタ電極構体を軽量に構成し
ながら動作態様のいかんにかかわらず電子ビーム
捕捉を安定に、且つ放熱性が十分得られる構造の
マイクロ波管の多段形コレクタ電極構体を提供す
るものである。

〔考案の概要〕

この考案は、遅波回路のような高周波作用部に
近い電子ビーム上流側の少なくとも１個のコレク
タ電極および最下流側のコレクタ底部電極の肉厚
に比べて、それらの中間に位置する中間コレクタ
電極の肉厚を薄く形成してなる多段形コレクタ電
極構体である。

〔考案の実施例〕

以下図面を参照してその実施例を説明する。な
お同一部分は同一符号であらわす。

第１図乃至第４図に示す実施例は、ヘリツクス
形進行波管にこの考案を適用したものであつて次
の構造を有する。同図中の符号１１はヘリツクス
遅波回路からなる高周波作用部、１２はそのヘリ
ツクス、１３はパイプ状真空容器、１４は周期磁
界装置のリング状永久磁石、１５はシムリング、
１６はシムリングに接合された伝達熱板、１７は
ヒートシンクを兼ねる基台、１８コレクタ側端
板、１９は出力同軸線路、２０は出力導波管、２
１はマツチングポスト、２２はコレクタ部、２３
は接続用端板、２４は高熱抵抗ベローズ、２５は
４個の薄肉支持筒、２６はコレクタ支持板、２７
はそれに保持された漏斗状のステンレス製熱シー
ルド、２８，２９，３０，３１はそれぞれ電子ビ
ーム上流側から下流側に所定間隔で並べられたモ
リブデン製の漏斗状第１、第２、第３、第４コレ
クタ電極、３２は第４コレクタ電極に結合された
有底円筒状の底部電極、３３は各シールド円筒、
３４は４組のコレクタ電極支持構体、３５はその
モリブデン製支持棒、３６はアルミナセラミツク
のような低熱伝導性の絶縁パイプ、３７，３８は
リング状セラミツクからなる絶縁支持体、３９は
伝熱支持板、３９ａはその透孔、４０，４１は固
定用ナツト、４２，４３はコレクタ真空外囲器を
兼ねるカバー、４４は特定のコレクタ電極に動作
電圧を供給するコレクタ電極リード、４５はリー
ド貫通用透孔、４６は絶縁チユーブ、４７はリー
ド端子、４８はそのカバーをあらわしている。コ
レクタ支持板２６および熱シールド２７と、その
すぐビーム下流に位置する第１コレクタ電極２８
との間に介在されているリング状絶縁支持体３７
は、アルミナ、ジルコン、ステアタイト、フオル
ステライト、ムライトセラミツクのような低熱伝
導率で且つ電気抵抗の高いセラミツクで構成して
ある。これに対してそれより下流側の第２乃至第
４コレクタ電極２９，３０，３１および３２、伝
熱支持板３９の相互間に介在するリング状絶縁体
３８，３８…は、ベリリアセラミツクのような高
熱伝導率の材料で構成してある。

これによつて、進行波管の動作において捕捉電
子ビームにより相対的に温度が高くなる第１コレ
クタ電極２８、および第４コレクタ底部電極３２
からの熱は、他の第２、第３、第４コレクタ電極
からの熱とともに高熱伝導率の絶縁支持体３８に
より均等化されて伝熱支持板３９を介し、また各
電極の外周面から輻射により外囲器カバー４２，
４３に伝導され、管外に輻射放散される。そして
とくに、温度が高くなりやすい第１コレクタ電極
２８とコレクタ支持板２６および熱シールド２７
との間には、低熱伝導率の材料からなる絶縁支持
体３７が介在されており、このコレクタ電極側か
ら高周波作用部１１の方への熱伝導は抑制され
る。なお各コレクタ電極の表面には、二次電子放
出を抑制するとともに熱輻射を良好にするための
パイロリテイツクグラフアイト、あるいはTiN，
TiC，TiOのような材料のCVDコーテイングから
なる黒色膜が被着されている。またコレクタ真空
外囲器を兼ねるカバー４２，４３の外表面には、
赤外熱線を効率よく輻射するとともに太陽熱線等
を有効に反射する例えばアルミナ（A1203）の白
色コーテイング膜が被覆されている。

この進行波管装置は、その基台１７、接続用端
板２３、などとともにコレクタ真空外囲器４２，
４３がアース電位とされ、図示しない電子銃カソ
ードには電源Ebにより例えば6.5kVの負電位が印
加される。一方、各コレクタ電極には電源Ecお
よび分圧低抗Ｒ，Ｒ…により第１コレクタ電極２
８には例えば1.5kV、第２電極２９には2.5kV、
第３電極３１には4.0kV、第４および底部電極３
１，３２には6.0kVの負電位がそれぞれ印加され
て動作させられる。

そこでこの考案の特徴は、第２図に示すように
５個のコレクタ電極のうち、遅波回路からなる高
周波作用部１１に近い電子ビーム上流側の漏斗状
第１コレクタ電極２８の肉厚ｔ１、および第２コ
レクタ電極の肉厚ｔ２、並びに最下流側の有底円
筒状底部電極３２の肉厚ｔ５に比べて、それらの
間に位置する２個の中間漏斗状コレクタ電極すな
わち第３コレクタ電極３０、および第４コレクタ
電極３１の肉厚ｔ３，ｔ４を薄く形成してある。
例えばすべてのコレクタ電極をMo板で構成し、
第１、第２電極および底部電極の肉厚ｔ１，ｔ
２，ｔ５をそれぞれ1.2mmとし、これに対して残
り２個の中間コレクタ電極の板厚ｔ３，ｔ４をそ
れぞれ0.75mmとする。

なお第２コレクタ電極２９の肉厚ｔ２も薄く形
成してもよい。

この電位低下多段形コレクタ電極構前は、各電
極に異なる電位を与え電子ビームを速度選別して
各電極に振分け、捕捉する。電子ビームは、遅波
回路等の高周波作用部に高周波信号が与えられ増
幅動作をする場合は出力部でビームから高周波エ
ネルギーが差し引かれるのでコレクタ部ではビー
ム速度が小さく、したがつて各コレクタ電極のう
ち高周波作用部に近い上流側の相対的には電位の
高いコレクタ電極に多く捕捉される。これに対し
て遅波回路に高周波信号が加えられない無信号動
作の場合は、電子ビームは高速度エネルギーのま
まコレクタ部に入射し、主として一番奥の相対的
に電位の低い底部電極に捕捉される。そこでこの
考案では複数個のコレクタ電極のうちビーム上流
側の電極および底部電極の板厚が相対的に厚く形
成されているので、これらに捕捉される電子ビー
ムによる発熱量は大きいが厚肉のため効率よく良
熱伝導性のセラミツク支持体により連結されたコ
レクタ電極支持構体に伝導される。それに対して
中間のコレクタ電極に捕捉される電子による発熱
量は相対的に小さく、薄肉でも十分コレクタ電極
支持構体に伝導され平準化されて真空外囲器カバ
ーに伝達され、外部に輻射放散される。このよう
にしていずれのコレクタ電極も捕捉電子による温
度差が緩和され、且つ局所的な熱歪も生じない。
そして中間コレクタ電極の肉厚を薄く形成してい
るので、コレクタ電極構体全体を軽量化できる。

また上記実施例によれば、高周波作用部に電気
的に同電位とされたコレクタ支持板と、そのすぐ
下流に位置する厚肉で動作中高温になるコレクタ
電極との間に低熱熱伝導率のセラミツク絶縁支持
体を介在して支持しているので、この厚肉コレク
タ電極から高周波作用部側への不所望な熱伝達が
一層確実に抑制される。したがつてコレクタ電極
部側の温度変化が高周波作用部側に影響しにく
く、動作特性の変動も効果的に抑制することがで
きる。

〔考案の効果〕

以上説明したようにこの考案によれば、遅波回
路等の高周波作用部の高周波増幅動作の有無にか
かわらず電位低下される各コレクタ電極での熱伝
達量を均等化して動作の安定化が得られ、そして
堅固で且つコレクタ電極構体全体の重量を軽減で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す縦断面図、第
２図はその要部半断面図、第３図は第１図の３−
３における横断面図、第４図は第３図の４−４に
おける部分縦断面図である。 １１……高周波作用部、２２……コレクタ電極
構体、２８……第１コレクタ電極、２９……第２
コレクタ電極、２９……第３コレクタ電極、３０
……第４コレクタ電極、３２……コレクタ底部電
極、ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５……電極肉
厚。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 高周波作用部の電子ビーム下流側に配置された
   コレクタ部が、上流側コレクタ電極、少なくとも
   １個の中間コレクタ電極、および最下流側コレク
   タ電極が配列されてなる多段形コレクタ電極構体
   において、 上記上流側の少なくとも１個のコレクタ電極お
   よび最下流側のコレクタ底部電極の肉厚に比べ
   て、それらの中間に位置する中間コレクタ電極の
   肉厚が薄く形成されてなることを特徴とするマイ
   クロ波管の多段形コレクタ電極構体。