JPH0487234A - 進行波管のらせん回路組立用治具およびらせん回路組立方法 - 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〕 本発明は、パイプ内にらせん（ｗｉｒｅ　ｈｅｌｉｘ）
を挿入して進行波管を組み立てるときに用いるらせん回
路組立用治具およびらせん回路組立方法に関する。

なお、進行波管は、マイクロ波帯域からミリ波帯域の高
出力、広帯域および高効率の増幅器として利用されてい
る。

〔従来の技術〕

進行波管は、細長い真空のパイプの中にらせんを挿入し
、その両端に電子銃とコレクタとを配置してらせんの内
側に電子ビームを送り出す構造である。

第３図は、進行波管のらせんと電子ビームの概略構成を
示す図である。

図において、進行波管における増幅動作は、らせん４１
を伝搬するＲＦ帯の信号（電磁波）がその軸長！を伝わ
る見掛は上の速度（位相速度二進付波の軸方向速度）と
、電子銃から送り出される電子ビーム４２との速度とを
ほぼ等しくすることにより、その相互作用で電子ビーム
４２かららせん４１を伝搬する信号にエネルギーが移り
、増幅が行われる原理に基づいている。

このように進行波管では、らせんを伝搬する信号（ｔｍ
波）と電子ビームの両者の間の相互作用により信号の増
幅が行われるが、効率のよい増幅を行わせるためには、
らせんと電子ビームとを近接させ、それらの結合を密に
する必要がある。

一方、らせんと電子ビームとを近接させた場合に、電子
ビームの一部がらせんに衝突することを避けるために、
らせんの全長にわたって機械的に高い精度での組み立て
が要求されている。さらに、増幅される信号が高周波に
なるに従ってらせんの寸法が小さくなり、らせんの耐熱
性能の低下により得られる出力が低下するので、−層高
い組み立て精度が必要になる。

第４図は、従来の進行波管のらせん回路の構成を示す断
面図である。

図において、らせん４１は信号をらせん状に伝搬し、電
子ビームはその内側を紙面に対して垂直方向に通過する
。らせん４１は、３本の誘電体の支持棒４３により保持
され、さらにそれらの外囲器となるバイブ４５０弾性に
より、パイプ４５内に固定される。なお、バイブ４５内
は真空である。

らせん４１、支持棒４３およびバイブ４５で構成される
らせん回路は、進行波管の動作周波数や設計パラメータ
に応じて１５０ｍｍから２５０ｍｍ程度の長さとなるが
、このらせん回路の組み立てはバイブ４５に３方向から
力を加え、その断面を三角状に変形させてらせん４１お
よび支持棒４３をその中に挿入する手順で行われる。

ところで、高い周波数で高い出力を得ようとすると、ら
せん４１を流れる高周波電流が増加してらせん温度が上
昇する。この温度上昇は、進行波管の信転性に大きく影
響するために、従来はらせん４１に金メツキを施し、温
度上昇をもたらすらせん表面の抵抗を減少させる対策が
とられていた。

しかし、これだけではらせん４１の温度を十分に低下さ
せることが困難であるので、らせん４１で発生した熱を
効率よく放散させる必要がある。

その方策の一つとして、バイブ４５の締めっけ強度を高
くし、らせん４１、支持棒４３およびパイプ４５のそれ
ぞれの間の接触熱抵抗を低減し、熱放散を改善すること
が行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来方法でパイプ４５の締めつけ強度を高めるには、パ
イプ４５の肉厚を厚くし、らせん４１と３本の支持棒４
３で形成される外径の和をパイプ４５の内径よりも大き
くし、さらにらせん回路の組み立てに際してパイプ４５
の変形量を小さくする対策がとられている。

しかし、これらはいずれもらせん回路の組み立てに際し
て、らせん４１と支持棒４３とをバイブ４５に挿入する
ときに、相当の強い力で押し込まなければならなかった
。したがって、挿入途中で支持棒４３が破損したり曲が
ったりし、また３本の支持棒４３の位置がバイブ４５中
で不均一になる（１２０度ずつ離れた等間隔位置に配置
されなくなる）不具合が発生しやすかった。

このように従来のらせん回路の組み立て方法では製造歩
留りが低いぼがりでなく、上述のような不具合は進行波
管としての特性にばらつきを生しさせたり、発振を生し
させたりするおそれがあった。

一方、支持棒４３を太くすることによりその破損を防止
できるが、そのためにらせん４１の外径とバイブ４５の
内径の差が大きくなり、らせん４１を伝搬する信号と電
子ビームとの相互作用により生じる不要波がらせん回路
を伝搬するようになる。このような不要波は、正規の信
号の利得を低下させたり、周波数特性の劣化を招くおそ
れがある。また、支持棒４３を太くすることにより、ら
せん４１からパイプ４５までの熱抵抗が増加し、新たに
出力特性を劣化させる要因になる。

本発明は、らせん、支持棒およびパイプ間の接触熱抵抗
を低減させるためにパイプの締めつけ強度を高めたらせ
ん回路の組み立てにおいて、支持棒の破損および曲がり
、３本の支持棒の不均一配置を防ぐことができる進行波
管のらせん回路組立用治具およびらせん回路組立方法を
提供することを目的とする。

心とした円周上で等間隔に配置されて複数の支持棒を保
持し、少なくともその両端を挟持してらせんおよび複数
の支持棒を固定する構造である。

請求項２に記載のらせん回路組立方法は、進行波管の真
空の外囲器の一部を構成するパイプに、らせん、複数の
支持棒および請求項１に記載のらせん回路組立用治具を
一体で挿入する。

請求項３に記載のらせん回路組立方法は、請求項２に記
載のらせん回路組立方法において、パイプの挿入口に対
向する口からパイプ内を通してらせん回路組立用治具に
引く力を加えて引き込む。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１に記載の進行波管のらせん回路組立用治具は、
被増幅信号が伝搬するらせんと、それを保持する複数の
支持棒と、それらが一体で挿入され、進行波管の真空の
外囲器の一部を構成するパイプとを備えた進行波管のら
せん回路において、外周面がパイプの内面に非接触で、
複数の支持棒を前記らせんに接触させかつらせんの中心
軸を中〔作　用］ 請求項１に記載の進行波管のらせん回路組立用治具は、
らせんおよび複数の支持棒がパイプの中心軸と平行に配
置され、ならびにらせんの中心軸を中心とした円周上の
等間隔の位置で複数の支持棒をらせんに押しつけるよう
に保持し、さらにその両端を挟持することによりらせん
および支持棒を固定することができる。すなわち、らせ
んおよび複数の支持棒が治具により一体となるので、パ
イプ内への挿入に際してらせんあるいは支持棒に不要な
力がかかることを回避することができる。

請求項２に記載のらせん回路組立方法は、らせん、複数
の支持棒およびらせん回路組立用治具により一体となっ
たものをパイプ内に挿入し、さらに請求項３に記載のら
せん回路組立方法では、パイプの挿入口の反対側から引
く力を用いてそれを引き込むことにより、挿入時の湾曲
、回転を回避し、捩じれの少ないらせん回路を組み立て
ることができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図は、請求項１に記載のらせん回路組立用治具を用
いるらせん回路の一実施例を示す断面図である。

図において、らせん４１、支持棒４３およびパイプ４５
で構成されるらせん回路は、第４図に示す従来のらせん
回路と同様である。本発明は、このらせん回路の組み立
てにおいて、らせん４１と３本の支持棒４３とパイプ４
５内に挿入するときに、それらを一体に固定するらせん
回路組立用治具１１を用いることを特徴とする。

らせん回路組立用治具１１は、らせん４１に対して３本
の支持棒４３が正確に１２０度ずつ離れた等間隔位置に
なるように配置する構造になっている。なお、第１図に
示す断面において３つに分割されてみえるらせん回路組
立用治具１１は、らせん４１および支持棒４３の一端に
おいて一体となり、また他端においても所定の留具によ
って一体化されるが、組み立て終了時にはその留具を取
り外すことにより、らせん回路から抜き出すことができ
るようになっている。

また、らせん回路組立用治具ＩＩは、変形したパイプ４
５の内面にその外周が接触しないように、その形状およ
び寸法が選択される。さらに、パイプ４５の締めつけに
よってらせん４１と支持棒４３との接触状態が変化し、
らせん４１の中心方向に支持棒４３の位置が変化する可
能性がある。したがって、支持棒４３の円周に沿って接
するらせん回路組立用治具１１は、支持棒４３の若干の
移動に対応する量だけ、支持棒４３との接触に余裕が設
けられる。

第２図は、請求項１に記載のらせん回路組立用治具を用
いた組立方法を説明する図である。

図において、パイプ４５は、一方の潰し治具２１に設け
られる角度約６０度の■溝２３に載せられ、その上に他
方の潰し治具２２が載せられる。パイプ４５を挟む各潰
し治具２１．２２はボルト２４を用いてを締めつけられ
、■溝２３の２辺と潰し治具２２によって３方向から力
が加えられることにより、パイプ４５の断面は三角状に
押しつぶされて変形する構造になっている。

このようなパイプ４５に対して、らせん４１および支持
棒４３がそれを一体にするらせん回路組立用治具１１と
ともに挿入される。

ところで、このらせん回路の全長はパイプ４５の内径に
比較して極めて長いために、らせん回路の全長にわたっ
てらせん回路組立用治具１１がらセん４１と３本の支持
棒４３とを十分に固定できないことがある。その場合に
は、第２図に示すように、所定の位置でらせん４１およ
び支持棒４３とらせん回路組立用治具１１とを固定する
固定治具２７を使用する。

なお、らせん回路組立用治具１１および固定治具２７に
より一体となったらせん４１および３本の支持棒４３は
、所定の変形が加えられているパイプ４５に徐々に挿入
されるが、固定治具２７は挿入に伴い順次取り外される
。

また、らせん回路組立用治具１１はらせん回路の全長に
わたって第１図に示すような断面をもつ必要はない。た
とえば、らせん回路の両端と中央部において部分的に第
１図に示す断面を有し、他の部分では支持棒４３との間
に余裕を設けても同様の効果を実現することができる。

また、一体となったらせん４１、支持棒４３およびらせ
ん回路組立用治具１１をパイプ４５に挿入する際に、こ
れらをパイプ４５に押し込む方向に力を加えるだけでな
く、パイプ４５の他端からパイプ４５内を通してらせん
回路組立用治具１１の先端を引き込む方向に力を加える
ようにしてもよい。なお、それらはそれぞれ単独であっ
てもよく、また押す力と引く力の両方を加えるようにし
てもよい。

〔発明の効果〕

上述したように、請求項１に記載のらせん回路組立用治
具を用いることにより、組み立て中の支持棒の破損が防
止でき、製造歩留りを改善することができる。

また、パイプ中の支持棒の位置がらせんに対して均一に
なり、組み立てられた進行波管としての特性のばらつき
を最小限に抑えることができる。

さらに、パイプの締めつけ強度の強化が容易になるので
、らせん、支持棒およびパイプ間の接触熱抵抗の低減も
容易となり、進行波管の高出力化が可能となる。

また、支持棒を細くすることができるので、接触熱抵抗
の一層の低減とともに、不要波による利得低下および周
波数特性の劣化を防止することができ、容易に進行波管
の高出力化を実現することができる。

一方、請求項１に記載のらせん回路組立用治具を用いた
請求項２に記載のらせん回路組立方法では、一体となっ
たらせん、支持棒およびらせん回路組立用治具をパイプ
に挿入し、また請求項３に記載のらせん回路組立方法で
は、さらに挿入時にそれを引く力を利用することにより
、湾曲あるいは回転する力を小さくすることができ、捩
じれの少ないらせん回路を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１に記載のらせん回路組立用治具を用い
るらせん回路の一実施例を示す断面図。 第２図は請求項１に記載のらせん回路組立用治具を用い
たらせん回路組立方法を説明する図。 第３図は進行波管のらせんと電子ビームの概略構成を示
す図。 第４図は従来の進行波管のらせん回路の構成を示す断面
図。 １１・・・らせん回路組立用治具、２１．２２・・・潰
し治具、２３・・・■溝、２４・・・ボルト、２７・・
・固定治具、４１・・・らせん、４２・・・電子ビーム
、４３・・・支持棒、４５・・・バイブ。 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被増幅信号が伝搬するらせんと、それを保持する
   複数の支持棒と、それらが一体で挿入され、進行波管の
   真空の外囲器の一部を構成するパイプとを備えた進行波
   管のらせん回路において、外周面が前記パイプの内面に
   非接触で、前記複数の支持棒を前記らせんに接触させか
   つ前記らせんの中心軸を中心とした円周上で等間隔に配
   置されて前記複数の支持棒を保持し、少なくともその両
   端を挟持して前記らせんおよび複数の支持棒を固定する
   構造を特徴とする進行波管のらせん回路組立用治具。
2. （２）進行波管の真空の外囲器の一部を構成するパイプ
   に、らせん、複数の支持棒および請求項１に記載のらせ
   ん回路組立用治具を一体で挿入することを特徴とするら
   せん回路組立方法。
3. （３）請求項２に記載のさせん回路組立方法において、 パイプの挿入口に対向する口からパイプ内を通してらせ
   ん回路組立用治具に引く力を加えて引き込むことを特徴
   とするらせん回路組立方法。