JPH04126337A - 進行波管電子ビーム集束用磁気回路 - 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Ｊ この発明は進行波管においてその電子ビームを集束する
ため電子ビームの周囲に電子ビームと平行し、電子ビー
ムに沿って周期的に向きが変化している磁界を発生する
進行波管電子ビーム集束用磁気回路に関する。

「従来の技術」 進行波管の概念構成を第５図に示す、アノード１１によ
り引出されたカソード１２の電子は集束電極（ウェーネ
ルト）１３で集束されアノード１１の中心孔を通過し、
結合空胴１４が順次配列された遅波回路１５に通され、
ここで入力信号の電波と電子との相互作用で入力信号が
増幅されて出力されると共に遅波回路１５を通過した電
子ビームはコレクタ電極１６．１７に捕捉される。遅波
回路１５の外周には軸方向に着磁されたリング状永久磁
石１８が同一磁極を対向させて管軸方向に配列され、隣
接磁石１８間に磁極１９が介在され、磁極１９が遅波回
路１５の空胴１４の外周に延長され、隣接磁極１９間を
通る磁束２１が、第６図に示すように電子ビームの通路
２２を通るようにされ、電子ビームと平行した磁界が、
向きを交互に逆向きとして管軸に沿って配列形成され、
カソード１２からコレクタ電極１６．１７へ向って走行
する電子ビーム２３が発散しないようにされている。

この第５図に示した電子ビーム集束用磁気回路では電子
ビーム通路２２と磁極１９とが離れているため、電子ビ
ーム通路２２に達する磁束が少ない、また外側周囲が長
く、ここでの磁束漏洩も大きく、磁石体積が大きな磁気
回路となる。

第７図Ａ、Ｂに示すように結合空胴１４の隔壁を磁極１
９で構成したものもある。第７図Ａは結合空胴の隔壁の
１つ置きを磁極１９とし、第７回Ｂは各隔壁を磁極１９
とした場合である。この構成においては磁極１９により
、電子ビーム通路２２の近くまで磁束を導びき、かつ管
軸近傍が突出構造になっていることから、電子ビーム通
路付近が最も強い磁界となり、第５図に示したものより
も高効率となり、磁石動作点の選定も第５図に示したも
のより自由になる。

［発明が解決しようとする課題」 結合空胴１４の隔壁には第７図に点線で示すように結合
孔２４が形成されているが、入・出回路との電気的イン
ピーダンス整合のため、結合孔２４の中心仰角（電子ビ
ーム通路２２を中心とした結合孔２４の角度範囲）が６
０−１８０’と大きく変化しており、このため隔壁磁極
１９の断面積が大きく変わり、設計、構成が複雑化し、
最適化が困難である。

空胴隔壁磁極１９の平行部分の磁気ポテンシャルが最高
レベルであり、空胴的全般にわたって均一な漏洩磁束２
５が発生し、それだけ効率が悪い。

磁石１８の高さ寸法が空胴隔壁の間隔で制限され、磁石
動作点の自由な設定が困難で最適化が難かしい。

「課題を解決するための手段」 この発明によれば電子ビーム通路とほぼ平行して延長さ
れた板状の第１〜第４永久磁石が遅波回路構成用結合空
胴の外側に配される。これら第１〜第４永久磁石は、電
子ビーム通路と垂直な面を、電子ビーム道路を中心に４
等分した領域の１つづつに分離されて位置しており、そ
れぞれ厚み方向に着磁されており、対向する第１、第２
永久磁石はその内側がそれぞれＮ極とされ、対向する第
３゜第４永久磁石はその内側がそれぞれＳ極とされ、第
１永久磁石のｓｔｉと第３永久磁石のＮｉとが第１外部
磁路で連結され、第２永久磁石のＳ極と第４永久磁石の
Ｎ極とが第２外部磁路で連結され、第１永久磁石のＮ極
と第２永久磁石のＮ極とが第１内部磁路で連結され、第
３永久磁石のＳ極と第４永久磁石のＳ極とが第２内部磁
路で連結され、第１内部磁路に、複数の第１磁極板が、
電子ビーム通路に沿って配列して連結され、これら第１
磁極板はその板面が電子ビーム通路とほぼ直角で、電子
ビーム通路をわずか越えるまで延長されており、第２内
部磁路に、複数の第２磁極板が電子ビーム通路に沿って
配列して連結され、これら第２磁極板はその板面が電子
ビーム通路とほぼ直角で、電子ビーム通路をわずか越え
るまで延長されており、第１磁極板と第２磁極板とは交
互に位置し、かつ結合空胴の隔壁の一部をそれぞれ構成
し、電子ビーム通路をほぼ中心とする貫通孔がそれぞれ
形成されている。

「実施例」 第１図乃至第３図にこの発明の実施例を示す。

遅波回路を構成する結合空胴１４の外周壁２６の外側に
おいて、電子ビーム通路２２とほぼ平行して延長してい
る４本の板状永久磁石２７．２Ｂ。

２９．３１が配される。電子ビーム通路２２と垂直な面
を、電子ビーム通路２２を中心として４等分する４つの
領域の各１つに永久磁石２７．２８２９３１が１つづつ
配されている。この例では電子ビーム通路２２を中心と
する方形の４つの角に永久磁石２７．２Ｂ、２９．３１
が位置している場合である。また永久磁石２７．２８の
板面を互いに対向させ、永久磁石２９．３１の板面を互
いに対向させた場合である。

永久磁石２７．２Ｂ、２９．３１はそれぞれ厚み方向に
着磁されており、対向する永久磁石２７゜２８の内側は
それぞれＮ極とされ、対向する永久磁石２９．３１の内
側はそれぞれＳ極とされている。永久磁石２７のＳ極と
永久磁石２９のＮ極とが外部磁路３２で連結され、永久
磁石２８のＳ極と永久磁石３１のＮ極とが外部磁路３３
で連結されている。永久磁石２７のＮ極と永久磁石２日
のＮ極とが内部磁路３４で連結され、永久磁石２９のＳ
極と永久磁石３１のＳ極とが内部ｉｆｆ！３５で連結さ
れている。外部磁路３２．３’３はそれぞれ永久磁石２
７．２８，２９．３１の各全長にわたって連結された場
合であり、内部磁路３４．３５はそれぞれ永久磁石２７
．２Ｂ、２９．３１に沿った部分と、これら間を間隔を
おいて連結する部分とからなり、つまり内部磁路３４，
３５にはそれぞれ永久磁石の延長方向において方形開口
３６゜３７が配列形成されている。

内部磁路３４と連結された磁極板３８が電子ビーム通路
２２をわずか越えるまで延長され、磁極板３８の板面は
電子ビーム通路２２と直角であり、磁極板３８の複数が
、間隔をおいて電子ビーム通路２２に沿って設けられる
。各磁極板３８には電子ビーム通路２２上にこれを中心
とする貫通孔３９が形成されている。その各貫通孔３９
の周縁部は両側に突出してそれぞれリング状突部が形成
されている。内部Ｍｉ路３５と連結された磁極板４１が
電子ビーム通路２２をわずか越えるまで延長され、磁極
板４１の板面は電子ビーム通路２２と直角であり、この
磁極板４１の複数が間隔をおいて電子ビーム通路２２に
沿って設けられる。各磁極板４１には電子ビーム通路２
２上にこれを中心とする貫通孔４２が形成されている。

その各貫通孔４２の周縁部は両側に突出してそれぞれリ
ング状突部が形成されている。

電子ビーム通路２２に沿って磁極板３８と磁極板４１と
が交互に位置され、かつ各磁極板３８゜４１はそれぞれ
結合空胴１４の隔壁の一部を構成している。この例では
第４図に示すように円形の空胴隔壁４３のうち扇状の磁
極板４１がその貫通孔４２を円形隔壁４３の中心に位置
してその隔壁４３の一部が構成され、円形隔壁４３の残
りの部分が銅板など非磁性金属板４４で構成される。こ
の非磁性金属板４４の部分に結合孔２４が形成される。

磁極板４１と非磁性金属板４４とは気密にロー付けられ
る。磁極板３８も同様にして隔壁の一部を構成する。ｉ
ｆｆ極板３８は内部ＭＩＩＩｉ３４の連結部に位置させ
、磁極板４１は内部磁路３５の連結部に位置させる。こ
のような磁極板と非磁性金属板とよりなる隔壁が円筒状
外周壁２６の両端面に気密にロー付けされて結合空胴１
４が構成される。

この構成によれば磁極板３８ばＮ極となり、磁極板４１
はＳ極となり、これら磁極板３８．４１は電子ビーム通
路２２付近でのみ互いに対向し、これら対向した部分の
距離が他の部分間よりも短かく、電子ビーム通路２２に
沿った磁界が発生し、この磁界の方向は電子ビーム通路
２２に沿って磁極板ごとに逆となり、電子ビーム通路２
２はこれに沿った周期磁界が得られる。

磁極板３８．４１は扇形としなくてもよいが、両磁極板
間の対向部分をなるべく小さくすることが好ましい、永
久磁石２７．２８の板面を対向させなくてもよい、同様
に永久磁石２９．３１の板面を対向させなくてもよい、
内部磁路３４，３５にそれぞれ開口３６．３７を設けな
くてもよい。

隣接する磁極板３．８．４１間に、１乃至複数の結合空
胴の隔壁を設けてもよい。上述した構成の周期磁気回路
を、進行波管の管軸に沿って複数配置し、各周期磁気回
路の磁束密度を異ならせてもよい、この場合外部磁路は
共通としてもよい。

「発明の効果」 以上述べたようにこの発明においては異なる磁極が対向
している部分、つまり磁極板３８と４１とが対向してい
る部分は、主として電子ビーム通路付近のみであり、こ
れら間で有効磁界を発生し、これ以外の磁極板３８と４
１との間の漏洩磁束はほとんどない、このため、第７図
に示した従来のものよりも更に５〜１０倍も磁石利用効
率が良いものとすることができる。

各永久磁石２７．２Ｂ、２９．３１において、それぞれ
同一量の磁束がＮ極より出てＳ極に入るとすると、外部
磁路３２，３３をそれぞれ通る磁束に対し、内部磁路３
４，３５を通る磁束は永久磁石２７．２８の両方のＮ極
からの磁束が通るため、２倍となり、つまり、内部磁路
３４，３５と外部値！３２．３３との間の磁気ポテンシ
ャルは内部磁路３４，３５間の磁気ポテンシャル差の半
分であり、このため内部磁路と外部磁路との間の磁束漏
洩は非常に少なく、それだけ磁極板３８４１間を有効磁
束が通ることになる。

これらの点から小型軽量にすることができ、衛星搭載用
に適する。

永久磁石２７．２８，２９．３１の縦、横、長さの寸法
の選定が自由であるから、使用磁石材料における磁石動
作点の設定を最適化でき、環境、寿命に対し高信転、高
安定な磁気特性を確保できる。

これらの点から高価な拾出ＭＨＩ石の使用量を大幅に低
減でき、低価格にすることができる。

結合孔は隔壁の非磁性金属板の部分に構成するため、結
合孔の磁気回路への影響を完全に分離でき、設計、製造
が容易になり、高効率磁気回路の実現を可能にし、かつ
歩留りの向上、品質の安定化が可能になる。

第２回において上側はＮ極の磁極板３８のみであり、下
側はＳ極の、磁極板４１のみであるため、磁極板３８．
４１間に管軸に対し上下方向で傾斜した偏向磁界の影響
が問題となるが、これは前記実施例のように開口３６．
３７を設けることにより、実質的に解決することができ
る。

このように開口３６．３７を設ける場合は、この開口３
６．３７を通じて空胴外周壁２６と外部のヒートシンク
との間に銅などの熱良導体を介在させて、遅波回路で発
生する熱を容易に外部へ逃すことができる。

熱に影響を受は易い磁石を空胴外ｒｉＩ壁より離すこと
ができ、熱に対し安定な特性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の一部を示し、第２図のＡＡ
線、第３図のＢＢ線断面図、第２図は第１図のＣＣ線、
第３図のＤＤ線断面図、第３図は第１図の上面図、第４
図は空胴隔壁の例を示す正面図、第５図は進行波管の概
念図、第６図は第５図中の磁気回路の上半の一部を示す
拡大断面図、第７図は従来の磁気回路の他の例の一部を
示す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）進行波管の電子ビーム通路とほぼ平行して延長さ
   れた板状の第１〜第４永久磁石が、上記進行波管の遅波
   回路構成用結合空胴の外側において、上記電子ビーム通
   路と垂直な面を、その電子ビーム通路を中心に４等分す
   る領域に分離して配され、これら第１〜第４永久磁石は
   それぞれ厚味方向に着磁されており、対向する第１、第
   ２永久磁石はその内側がそれぞれＮ極とされ、対向する
   第３、第４永久磁石はその内側がそれぞれＳ極とされ、
   上記第１永久磁石のＳ極と上記第３永久磁石のＮ極とが
   第１外部磁路で連結され、上記第２永久磁石のＳ極と上
   記第４永久磁石のＮ極とが第２外部磁路が連結され、 上記第１永久磁石のＮ極と上記第２永久磁石のＮ極とが
   第１内部磁路で連結され、上記第３永久磁石のＳ極と上
   記第４永久磁石のＳ極とが第２内部磁路で連結され、 上記第１内部磁路と連結され、板面が上記電子ビーム通
   路とほぼ直角でその電子ビーム通路をわずか越える位置
   まで延長された第１磁極板の複数が、上記電子ビーム通
   路に沿って設けられ、上記第２内部磁路と連結され、板
   面が上記電子ビーム通路とほぼ直角でその電子ビーム通
   路をわずか越える位置まで延長された第２磁極板の複数
   が、上記電子ビーム通路に沿って設けられ、 上記第１磁極板と上記第２磁極板とは交互に位置し、か
   つ上記結合空胴の隔壁の一部をそれぞれ構成し、また上
   記電子ビーム通路をほぼ中心とする貫通孔がそれぞれ形
   成されている、 ことを特徴とする進行波管電子ビーム集束用磁気回路。