JPH0398243A - 熱伝導性機械的支持体を有する進行波管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は進行波管にショックに対する抵抗性および真空
を生成するために進行波管および結合の構造間の熱伝導
および機械的支持を改善した装置および方法に関するも
のである。

［従来の技術］ 進行波管において電子流は電磁エネルギを増幅するよう
に伝播する電磁波と相互作用する。そのような相互作用
を達成させるために、電磁波は遅波構造体または回路セ
クションに沿って伝播される。回路セクションは真空環
境の壁によって収容される。通常の回路セクションは電
子流の通路を中心に巻かれた導電性螺旋または折返され
た導波管型の構造体を含む。後者の構造体はまた結合空
洞型または相互接続セル型として知られている。

その特定の形状は関係なく、導波管は電子通路を横切っ
て巻かれたり、巻き戻されたりする。遅波構造体は構造
体の軸方向の長さよりも通常長い電５ 磁波の伝播の通路を設ける。したがって、進行波はほぼ
電子流の速度で伝播されることが可能である。電子流中
の電子と進行波管の間の相互作用は電子流中の電子速度
の変調および周群（バンチング）を生じさせる。エネル
ギは電子ビームから遅波構造体に沿って進行する波に伝
送される。

［発明の解決すべき課題］ 結合空洞型の遅波構造体では、一連の相互作用セルまた
は空洞が導波管の軸に沿って連続的に互いに密接して配
置される。電子ビームは各相互作用のセルを通過し、電
磁結合は各セルと電子ビームの間に設けられる。各相互
作用セルはまたセルを限定する壁の端部分における結合
孔によって隣接セルに結合される。進行波エネルギは片
方から各相互作用セルに入ることにより管を横断し、電
子流出を横切って、他方からのセルから出て、蛇行した
延長された通路を進行する。

正確に目的を示すために、そのような進行波管は許容可
能な温度範囲内で動作し、回路セクションに発生された
熱は取り除かなれればならない。

６ したがって、回路セクションは真空壁に熱結合されたヒ
ートシンクに熱を伝導するために機械的接着の形式によ
って真空壁と緊密な熱接触状態で支持されなければなら
ない。

通常の熱機械的結合は米国特許明細書第３．２６８７６
１号、同第３．５４０，１１９号、同第４，７１２．２
Ｌ３号、同第４，７１２，２９４号、および同第Ｌ５１
４，８４３号にそれぞれ記載されているように、鑞付け
、熱収縮、クリンプ、鋳造、およびクランプによって形
成される。さらに、米国特許第２，９４３，２２８号明
細書は溶接、鑞付け、または他の金属流出処理のような
手段で部分を結合するための手段を必要としない簡単な
クランブを開示している。それにもかかわらず、高熱負
荷の状態の下で、これらの結合技術は進行波管の特性を
著しく低下させる。例えば、結合された要素の一方また
は両方の構造体が接着による応力により変形させる場合
における回路のＲＦ整合に悪い変化を与え、温度湿度お
よび環境の変化から生じる応力と、鑞付け合金および類
似物からの汚染によって悪影響が生じる。したがって、
そのような特性能の低下を避けることが必要とされる。

［発明の解決のための手段］ 故に、本発明は弾性バイアス接合、特に螺旋状または波
上に材料などの熱機械的接合を提供する。外面のスプリ
ングを真空壁および回路セクションに接合することによ
って、緊密な熱自動接触と回路セクションに対する振動
およびショックに耐える取付けの両方の効果が生じる。

さらに、螺旋上に材料は特にその製造中進行波管からの
ガスの排出のためのコンジットとして使用されることが
できる。

いくつかの利点は本発明のこの構成から得られる。回路
のＲＦ整合の悪影響は極小である。回路セクションは変
形および破損から保護され、さらにショックおよび振動
から保護される。熱伝導は改良され、回路セクションの
温度は低くなる。回路セクションは対称的に支持される
ことができる。

進行波管の製造は真空にすることを含めて容易である。

回路セクションの圧縮はスプリング材料およびその形状
の思慮深い選択によって正確に制御される。汚染の防止
はさらに良好に制御される。

その他の目的および利亦およびさらに本発明の理解は下
記の実施例の説明および添付図面から明らかにされるで
あろう。

［実施例コ 第１図では、進行波管２０は磁気集束構造２２内の遅波
構造体２１および電子銃とコレクタ電極（示されていな
い）のそれぞれのハウジングのための両端部におけるハ
ウジング２４．２８を含む。入出力導波管２Ｂ，３０は
遅波構造体２ｌのそれぞれの端部に結合される。

第６図および第８図にもまた示されているように、遅波
構造体２１は外部真空壁部材３２および真空壁部材３２
内に同軸に連続して収容された複数の連続して配置され
た空洞限定部材３４（特に第８図に示す）を有する。集
束構造２２はスペーサ３８によりて真空壁３２に固定さ
れた一連の外部に延在する磁極片部分３６を含む。一連
の磁石３９はそれぞれのス９ ぺ−サ３８の外側に延在する隣接する磁極片部分３６対
の間に配置される。

第８図に示されているように、各空洞限定部材３４は遅
波構造体２１の軸に沿って延在する管状開口４２を備え
たドリフト管またはフェルール４０を有する。空洞限定
部材３４はさらに環状外部分４４を含む。

ドリフト管４０はウエブ４６によってそれに固定され、
周縁４８によって限定される。第９図に最もよく示され
ているように、周縁４８は内面３３と周縁４８との間の
ギャップ５１を有する環状間隔５０を設けるために真空
壁部材３２の内面３３から間隔を隔てられており、ギャ
ップ５１の半径方向の大きさは５〜７ミルである。深さ
５３の直径的に反対側の１対の溝５２は環状外側部分４
４に形成される。軸方向に延在する１対の螺旋上に材料
５４はそれぞれの溝５２に結合し内面５５（Ｊ９図に示
される）を限定する。以下記載されるように、内面５５
は進行波管２０の組立に有効に使用される。各スプリン
グ５４は溝５２とギャップ５ｌの断面部分の合計５６よ
り大きい通常の直径を有する。故に、スプリング５４は
圧縮され、各１０ 空洞限定部材３４と真空壁３２の間の弾性的で堅密な熱
自動結合を形成する。必要に応じて、スプリング５４は
溝５２および表面３３の外面に接着される。

スプリング５４は所望の形状（螺旋状が好ましい）にす
ることができるが、第１０図に示されたように、波上に
材料５８のように形成されることもできる。

また、溝５２は空洞限定部材３４と直径的に反対の位置
で対になるように示されているが、さらにそれ以上の数
の溝が使用されることもでき、この数は周縁４８付近で
互いに平均に間隔をおくことは必要ではない。スプリン
グ５４．　５８は真空壁３２の表面３３と空洞限定部材
３４の周縁４８の間に所望の熱自動結合を与える。

スプリングの製造および熱自動結合の組立は適切な方法
で行うことができる。下記の技術は有効であることがわ
かり、成功した製造例に基づくと実際には半径５〜７ミ
ルのギャップ５１で結合される。第２図〜第６図に示さ
れるように、適当な材料、例えばモリブデン、タングス
テン、レニウム、硬化された銅およびタングステンとレ
ニウムの合１１ 金などのワイヤ６０は第２図および第３図に示されてい
るようにマンドレル６２上に巻かれている。マンドレル
６２上のスプリング５４の直径は第２図で６３によって
示されている。進行波管の使用において、ワイヤはドー
プされた弛んでいない再水晶化せず、ドーブされていな
い材料のように簡単にもろくならないモリブデンである
ことが好ましい。巻かれたスプリングはそれが配置され
る溝５２よりも長く作られており、その理由は以下明ら
かになるであろう。スプリング５４はマンドレル６２に
取付けられ、ニッケルストライク層上の金を含むメッキ
６４（第４図に示されている）はスプリングの外面に形
成されるが、スプリングの内面をメッキする必要がない
。

第５図に記載されているように、スプリング５４はマン
ドレル６２から取外され、マンドレル６２よりも短い直
径を有するスピンドル６６上に滑動される。

スプリング５４と同様に、スピンドル６６は溝５４の長
さより長い。スプリング５４はスポット溶接７０によっ
てスピンドル６Ｂに対して一端部６８で固定され、１２ スプリングの直径を以前の大きい直径６３から６７に示
される値に減少させるようにスピンドル６６の周囲に繁
く巻かれる。その直径Ｂ７は溝５２およびギャップ５０
（第９図の５６により示されている）の合計された断面
の長さよりも小さい。スプリング５４の他端７４はコレ
ット７２によりスピンドル６６にクランブされる。

ワイヤ端部６Ｂ，７４の両方が空洞限定部材３４の組立
体のそれぞれの端部を越えて延在するまで、スピンドル
６６に固定された各スプリング５４は第６図の溝５２お
よびギャップ５ｌにより形成された間隔に挿入される。

必要に応じて、スプリングとスピンドル組立体は回転さ
れ、その挿入を助けるためにねじ込まれてもよい。端部
が部材３４の組立体のそれぞれの端部を越えて延在する
と、スピンドル６６はスプリング５４が溝５２および真
空壁部材３２の壁と結合するように拡大することを可能
にするようにねじ込む方向と反対方向において回転され
、ねじられる。溶接結合部分７ｏは破壊され、コレット
７２がスプリング５４をスピンドル６６から取外すため
に１３ 取除かれ、一方の真空壁部材３２および他方側の全部の
空洞限定部材３４の自動妨害接触のために溝５２の内に
スプリング５４を残留させる。

スプリングは空洞限定部材３４の組立体の長さと同一の
長さに切断され、スプリングの切断された端部は例えば
パラジウムコバルト合金製の詰め金を使用して鑞付けす
ることによってそれぞれの磁極片部分３６の端部に固定
される。

このようにして、製造され密閉された真空組立体は加熱
され、内部を排気して真空にし真空壁部材３２および空
洞限定部材３４の表面に金を金属化拡散する通常の方法
で処理される。組立体の排気を助けるために、スプリン
グ５４の内面５５はガス排出のコンジットとして使用さ
れる。

５〜７ミルの半径方向寸法のギャップ５ｌの熱自動結合
を形成するために典型的な組立体に使用された部品の寸
法は以下の通りである。ワイヤ６０はたるまないモリブ
デンのワイヤであり、ｏ．ｏｏｅインチ＋／−０．００
０１インチの直径を有する。マンドレル６２は直径０．
００１９０インチ＋ｏ．ｏｏｏｏインチおよび１４ ０．０００２インチであるタングステンから形成される
。

ワイヤ６０は０．０１［ｉ９インチ＋／−０．０００２
インチの一定のピッチでマンドレル６２を中心に正確に
巻かれる。

スピンドル６６は直径０．０１５インチのニッケルワイ
ヤを含む。

第１１図のグラフに示されているように、曲線８０およ
び８２はスプリング支持を有さない回路セクションの試
験データおよび本発明の螺旋上に材料５４の支持を有す
る回路セクションの試験データをそれぞれ示す。回路セ
クションの試験から得られた温度と入力電力データとの
比較は本発明が改良された熱伝導および回路温度低下を
提供することを実験的に実証する。

本発明は特定の実施例に関して述べられたが、種々の変
更および修正は本発明の技術的範囲内から逸脱すること
なく行われることを認識すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は進行波管の真空壁内の回路セクションを温度お
よび自動支持する１対の螺旋状スプリン１５ グを含む本発明の好ましい実施例による進行波管の部分
的な断面図である。 第２図は第１図の実施例の螺旋上に材料の１つを形成す
るためのマンドレルを使用する方法を示す。 第３図はスプリングおよびマンドレルの第２図の線３−
３に沿った断面図である。 第４図は第２図および第３図に示されたスプリングおよ
びマンドレルの第３図の線４−４に沿った拡大断面図で
ある。 第５図は回路セクションの溝内の挿入する準備としてス
ピンドルよりも小さい直径のワイヤまたはスピンドル上
に巻かれた螺旋上に材料を示す。 第６図は回路セクションと真空壁の間の溝内に短くなっ
た直径のスプリング挿入を示すｖ０第７図は真空波管に
挿入され、真空壁に支持された磁極片部分に対する端部
で固定された螺旋上に材料を示す。 第８図は直径上の反対側の溝を有する回路セク１６ ションのセグメントを示す。 第９図は第７図の回路セクションセグメントの線９−９
に沿った拡大断面図である。 第ｌＯ図は波上に材料として形成されたスプリングの変
形例を示す。 第１１図は回路セクションの試験から明らかにされた入
力電力データと温度の比較を示す。 ２０・・・進行波管、３４・・・空洞限定部材、４８・
・・周縁、３２・・・真空壁部材、５４・・・螺旋上に
材料、５５・・・内面、６０・・・ワイヤ、Ｂ２・・・
マンドレル、６６・・・スピンドリル。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質上の円筒形回路セクションが管状の真空壁内
   の熱伝導性支持体によって中心軸上に支持されている進
   行波管において、 縦方向に延在し軸を中心に配置された回路セクション中
   に溝を限定する手段と、 前記溝手段のそれぞれ１つに配置され、前記溝手段と真
   空壁の間の密接な機械および熱的接触を行うように弾性
   的にバイアスされたスプリングとを具備する進行波管。
2. （２）前記溝手段は１対の弧状溝を具備する請求項１記
   載の進行波管。
3. （３）前記スプリングは螺旋状に形成され、その開放内
   面は進行波管の製造中に進行波管からのガスの排出のコ
   ンジットを限定する請求項１記載の進行波管。
4. （４）進行波管の回路セクションと支持体の間の熱伝導
   支持体を形成する方法において、 弾性バイアス手段を形成し、 その弾性バイアス手段を回路セクションおよび支持体の
   両者と密接に接続するステップを具備する方法。
5. （５）前記形成および接触ステップは、 回路セクションと支持体の間に特定の半径方向寸法の間
   隔を設け、 間隔によって限定された寸法よりも大きな半径方向寸法
   を有するバイアス手段を設け、 その半径寸法を間隔によって限定された寸法よりも少く
   するために圧力のもとでバイアス手段を配置し、 減少された寸法のバイアス手段を間隔に挿入させ、 バイアス手段が回路セクションおよび支持体と緊密に接
   着することを可能にするために圧力をバイアス手段から
   解放させるステップを具備する請求項４記載の方法。
6. （６）さらに前記形成および接続ステップは、回路セク
   ションと支持体の間に特定の半径方向寸法の間隔を設け
   、 選択された直径を有するスプリング材料の熱伝導性ワイ
   ヤを選択し、 ワイヤの直径の２倍に追加されるとき、それぞれ間隔の
   直径よりも大きい、および小さい直径を有する第１およ
   び第２のシリンダを選択し、間隔の寸法より大きい外径
   の寸法を有する螺旋状スプリングを形成するために第１
   のシリンダにワイヤを巻き、 第１のシリンダから螺旋状スプリングを取外し、第２の
   シリンダを中心に螺旋状スプリングを配置し、 螺旋状スプリングの直径を間隔の直径より小さい直径に
   減少させ、スプリング応力のもとで螺旋状スプリングを
   配置し、 減少された直径を維持するために螺旋状スプリングを第
   ２のシリンダに固定し、 減少された直径寸法のバイアス手段を間隔に挿入させ、 バイアス手段が回路セクションと支持体と緊密に接着す
   ることを可能にさせるために応力をバイアス手段から除
   去するステップを具備する請求項４記載の方法。
7. （７）前記ワイヤを巻くステップの後で前記スプリング
   除去ステップより前にさらに螺旋状スプリングの全外部
   分上に接着形成材料を配置し、螺旋状スプリングを回路
   セクションおよび支持体に接着し、前記第２のシリンダ
   除去ステップの後に接着形成材料を使用する請求項６記
   載の方法。
8. （８）前記材料配置ステップは螺旋状スプリング上に材
   料を配置するステップを具備し、前記接着ステップは接
   着材料を回路セクションおよび支持体に金属化拡散する
   ステップを含む請求項７記載の方法。
9. （９）さらに進行波管の製造中に進行波管からのガスの
   排出のコンジットとして螺旋状スプリング内面を形成す
   るステップを具備する請求項８記載の方法。