JPH0517792Y2 - - Google Patents

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JPH0517792Y2
JPH0517792Y2 JP5842186U JP5842186U JPH0517792Y2 JP H0517792 Y2 JPH0517792 Y2 JP H0517792Y2 JP 5842186 U JP5842186 U JP 5842186U JP 5842186 U JP5842186 U JP 5842186U JP H0517792 Y2 JPH0517792 Y2 JP H0517792Y2
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dielectric
airtight window
window plate
airtight
conductor
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Description

【考案の詳細な説明】 [考案の目的] (産業上の利用分野) この考案は、クライストロンのようなマイクロ
波電子管の出力部などに適用する誘電体気密窓板
を備える同軸導波管構体に関する。 (従来の技術) クライストロンのようなマイクロ波電子管の出
力部の構造として、出力空胴に同軸導波管が接続
され、その先端に矩形導波管が結合される同軸・
矩形導波管変換器が設けられる場合がある。そし
て同軸導波管構体の先端部に、気密窓と称される
セラミツクス誘電体製の気密窓板が真空気密に設
けられる。 このような同軸導波管構体を有するビーム直進
形多空胴クライストロンの概略構成例を第7図に
より説明する。クライストロン本体はその一部を
構成する中間共振空胴11、ドリフト管12、出
力空胴13、およびコレクタ部14が管軸に沿つ
て縦列に配設されている。そして出力空胴13の
空胴壁の一部には、出力部を構成する同軸導波管
構体15が気密接続されている。この同軸導波管
構体15は、内導体16および外導体17を有
し、内導体16には矢印Qで示す如く、また外導
体にも図示しないが冷却水が循環させられるよう
になつている。内、外導体はともにその途中から
直径が拡大されて内導体径大部18および外導体
径大部19に変換され、これら径大部において両
導体間に誘電体気密窓板20が真空気密に接合さ
れている。そしてこの気密窓板20の位置よりも
内方の分割部18a,19aで両導体は軸方向に
部品上で分割されており、いずれもこの部分でア
ーク溶接などで電気的および真空気密的に一体結
合されてなる。この同軸導波管構体15の先端部
は、矩形導波管21に接続される。すなわち外導
体径大部19の先端フランジ部が矩形導波管21
の幅広面22の開孔部に接続され、また内導体径
大部18の先端部18bがドアノブ状拡張部23
を介して矩形導波管の対向幅広面24に電気的お
よび機械的に接続されている。なお出力導波管の
開口フランジ25は、外部負荷回路に接続され
る。 (考案が解決しようとする問題点) とくに超大電力用途のこの種同軸導波管構体
は、誘電体気密窓板の過熱や高周波アーク放電よ
る損傷が最も懸念される。誘電体気密窓板の真空
側の面には、マルチパクタ放電防止のためのコー
テイング層が被覆される。またこの誘電体気密窓
板を外部から強制冷却できるように内導体側の薄
肉円筒および外導体側の薄肉円筒を直接水冷する
構造がとられる。さらにまた、気密窓板の大気側
の面を冷却風により空冷する構造が有効である。
この空冷で一層効果的にするため、気密窓板に対
して所定間隔をおいてもう1つ別の誘電体隔壁板
を内外導体間に嵌合して両者間に空洞を構成し、
これに外部から冷却風を導入して気密窓板の大気
側の面に冷却風を吹付けられるようにすることも
考えられている。 一方、この付加した誘電体隔壁板が障害になつ
て、気密窓板の温度やその付近での高周波アーク
放電の有無を外部から監視することが妨げられて
しまう。この種超大電力クライストロンは、一部
の損傷が全体の致命的な動作不能を招来するの
で、この気密窓板やその付近の状態を正確に検知
して、クライストロンの動作を高精度に制御する
必要がある。 この考案は以上のような事情に鑑み誘電体気密
窓板の大気側の面およびその付近の状態を正確に
外部から監視、検知しうる構成の同軸導波管構体
を提供することを目的とする。 [考案の構成] (問題点を解決するための手段) この考案は、内導体および外導体の間に真空気
密に封着された誘電体気密窓板に対し、所定間隔
をおいて大気側に配置された誘電体隔壁円板が透
光性材料で形成されるか、または一部に小さい透
孔が形成されてなる同軸導波管構体である。 (作用) この考案によれば、誘電体隔壁円板自身または
この隔壁円板の一部に形成された透孔を通して誘
電体気密窓板の温度あるいはこの付近での高周波
アーク放電の有無などを、外部から正確に検知す
ることができる。 (実施例) 以下この考案の実施例を図面を参照しながら説
明する。なお同一部分は同一符号であわらす。 この考案をビーム直進形多空胴クライストロン
に適用した例を第1図乃至第6図により説明す
る。 図示しないクライストロン本体の出力空胴に出
力同軸導波管構体30が真空気密的に接続され
る。同軸導波管構体30は、その一部に気密窓構
60を有する。すなわち内導体31と、外導体
32の径大部33との間に、セラミツクス誘電体
からなる気密窓板34が真空気密に接合されてい
る。また気密窓板34の大気側における近傍に、
誘電体隔壁円板35が機械的に固定されている。
内導体の大気側の外方延長部36は、薄い誘電体
板がお碗状に成形されてなるドアノブ状拡張部3
7に電気的に接続されている。このドアノブ状拡
張部37は、出力矩形導波管38の一方の幅広面
39に電気的および機械的に接続されている。そ
して内導体延長部36は内部に矢印Pの如く冷却
水を循環できるように構成されている。外導体径
大部33の先端フランジ40は、矩形導波管の他
方の幅広面41に、その開孔部で接続されてい
る。真空領域側の内導体外方延長部31a,およ
び外導体外方延長部32aは、前述したように出
力空胴に結合されている。そして両導体は、それ
ぞれの内部に矢印Qの如く冷却水を循環かできる
ように構成されている。このようにしてクライス
トロンの出力部の同軸導波管から矩形導波管への
変換部が構成されている。 次に各部の構造を好ましい組立て順序にしたが
つて説明する。 同軸導波管構体30を構成する内外導体の外方
延長部31a,32aは、各々銅製の径大な内導
体有底円筒部42および内面テーパ状部をもつ外
導体漏斗状部43、外導体径大部の外側第1高周
波整合用円筒44を備えている。内導体有底円筒
部42は、内側第1整合用円筒部45を有すると
ともに、内側に3段の凹部46,47,48を有
する。そして底部48には、ステンレス鋼のよう
な機械的強度の高い材料からなる段付き補強円板
49が嵌合される。内導体有底円筒部42はまた
微小通気孔50、および外周の一部に穿設された
位置決め用の雌ねじ部51を有している。外側第
1整合用円筒44は、先端の整合用円筒部52を
有し、外周には固定用フランジ53および薄肉ス
テンレスからなる気密封着用フランジ54が接合
されている。固定用フランジ53には、複数本の
後述する締付け用ボルト55が挿入される。外導
体漏斗状部43および円筒44の一部には、位置
決め用工具56を挿入するための透孔57が穿設
されている。以上の内外導体外方延長部の構造体
は、その端部がクライストロンの出力空胴に一体
的に固着されている。 一方、誘電体気密窓部34を有する気密窓構体
60は、これとは別に次のようにして組立てられ
る。すなわちセラミツクスからなる誘電体気密窓
板34の外周面に薄肉円筒61が気密接合され、
その外周に水冷用の環状冷却室62を形成する冷
却ジヤケツト用円筒体63が接合されている。こ
の環状冷却室62には、外部から矢印Rの如く冷
却水を導入、排出できるようになつている。また
円筒体63の大気側端部には、複数個の微小通気
孔64が放射状に形成され、また真空側の端部外
周には薄肉のステンレスからなる気密封着用フラ
ンジ65が接合されている。なお円筒体63の上
端面には、複数個の雌ねじ孔63aが形成されて
おり、また外周に固定用リング63bが嵌合され
膨出部63cに係止されるようになつている。誘
電体気密窓板34の中央孔の内周面には、薄肉円
筒66が気密ろう接され、その内周に同様に水冷
用環状冷却室67を形成するように、内導体接続
用リング68および内側円筒69が固定されてい
る。内導体接続用リング68は、部品状態で前述
の内導体有底円筒部42の段部内周壁47aの内
径寸法Daよりもわずかに大きい外周径Dbを有す
る。またこれは、中心部に雌ねじ孔70を有する
とともに、その開口が銅製の薄肉気密隔壁板71
により真空気密に閉塞されている。こうしてリン
グ68は誘電体気密窓板に封着される内導体部の
気密閉塞部を構成している。これにより気密窓構
60は、その外導体部の内側領域が誘電体気密
窓板34、および気密閉塞部を備える内導体接続
用リング68により真空気密に閉塞されている。
内側円筒69には、冷却室67に冷却水を循環さ
せるための複数組の透孔72,73が冷却室両端
部にに対応して放射状に形成されている。またこ
の内側円筒69の上端部には、内側接合用円筒部
74を有する銅製内側第2整合用円筒部材75が
接続されている。その整合用円筒部74は、薄肉
円筒66を所定間隔をおいてとりまき、先端部が
気密窓板の近傍まで延長されている。さらにその
底部には軸方向に平行な複数個の通気孔76が形
成されている。なお誘電体気密窓板34の内面に
は、マルチパクタ防止用のコーテイング層(図示
せず)が被着されている。前述のようにこの気密
窓構体60はそれ単体で組立てられる。このよう
に、内、外導体間に気密接合される誘電体気密窓
構体の部分を九踏む気密窓構体60をそれ単体で
管本体とは独立に組立て得るので、それらの気密
接合部をきわめて信頼性の高い接合構造とするこ
とが容易にできる。とくに誘電体気密窓板の内、
外周面の気密接合部の形成、及びマルチパクタ防
止用コーテイング層の被着をきわめて信頼性ある
ものとすることか容易にできる。 さて、このように用意した気密窓構体60を、
出力空胴から延長された内外導体延長部の端部に
次のようにして結合する。すなわち、まず内導体
有底円筒部42に局部加熱できる小型の電熱炉7
7を被せ、この円筒部を局部的に加熱する。な
お、内導体および外導体の同心位置を正確に保つ
ため、位置決め用治具56を両者間にねじ込んで
おく。そして円筒部42が所定温度に達し熱膨張
している状態で速やかに電熱炉を除去するととも
に気密窓構体60をそれらに合致させ、その内導
体接続用リング68の先端部を熱膨張している円
筒部42の段部内周壁47a内に挿入又は圧入す
る。その後室温まで冷却すると、内導体の接続用
リング68および円筒部42は相互に焼嵌めによ
る密嵌合状態で機械的および電気的に結合され
る。この焼嵌め密嵌合による結合部を符号10
あわらしている。 この状態で、外導体側の両封着用フランジ5
4、65は合掌構造に合致するので、アーク溶接
によりそれらの全周を気密溶接する。また固定用
フランジ53,63bを、ボルト55により締付
け固定する。こうして外導体径大部33は相互に
真空気密に且つ外導体の円筒44及び63が電気
的に圧接接続される。両者の結合が終了した後、
位置決め用治具56を抜取り、透孔57を密封部
材72により真空気密に密封する。 このように組立てることにより、誘電体気密窓
板34に接合されている内導体の薄肉円筒66の
外周には、所定のわずかな間隔をおいて内側第1
整合用円筒部45が位置する。この内側第1整合
用円筒部45、これに気密窓板を挟んで近接対向
する大気側の第2整合用円筒部74、および薄肉
円筒66を含む導電体壁は、後述する外導体側整
合用環状溝とともに誘電体気密窓板の付近でのイ
ンピーダンスの不連続をなくして電磁波反射が生
じないように、高周波整合を得るための整合用環
状溝Cを構成している。近接対抗する両整合用円
筒部45、74はまた、薄肉円筒66と気密窓板
34との気密ろう接部を高周波電磁界から遮蔽す
る作用もする。気密窓板34と薄肉円筒66との
気密ろう接部はは略この環状溝Cの内部に位置
し、これには高周波電流がほとんど流れず接合部
が保護される。また焼嵌めにより接続された結合
部10も整合用環状溝Cの奥の部分に位置するの
でここに高周波電流が流れず、機械的および電気
的な接合の信頼性が高く維持される。このように
して両者は、内導体が焼嵌めにより、また外導体
がその後の溶接により相互に一体結合される。 次に、冷却ジヤケツト用円筒体63の上に、外
側第2整合用円筒部79をもち外導体部の一部を
構成する隔壁板保持用リング80を、固定ボルト
81を雌ねじ孔63aに螺合することにより接続
固定する。 そこで、このリング80の内側段部80a、お
よび内導体側の内側第2整合用円筒部材75の段
部75aに、テフロン(商品名)のような高周波
損失の少ない誘電体材料からなる隔壁円板53の
中央孔35aを嵌合する。この隔壁円板35は、
後述する冷却風の外部への逃げを抑制し、気密窓
板34の大気側の全面にくまなく確実に当るよう
にとるとともに、内導体および外導体の機械的保
持強度を高めるものである。この隔壁円板35の
面には、高周波耐電圧を向上するための円周溝8
2が同軸状に複数本形成されている。 そして、この誘電体隔壁円板35の一部に、気
密窓板監視用の比較的小さい透孔83が穿設され
ている。なお各外側整合用円筒部79および5
2、薄肉円筒61は、前述と同様に誘電体気密窓
板付近での高周波整合を得るための整合用環状溝
Cを構成している。また近接対抗する両整合用円
筒部79,52同様に薄肉円筒61と気密窓板3
4との気密ろう接部を高周波電磁界から遮蔽する
作用をする。それにより外側薄肉円筒61や外導
体の各接触部は、この整合用環状溝Cの内部に位
置するのでそこには高周波電流がほとんど流れ
ず、各接合部の高い信頼性が保たれ、また高周波
の外部漏洩が阻止される。 さらに、内側第2整合用円筒部材75の上に、
冷却水および冷却風を案内する冷媒ガイド部材8
4をOリング85を介して接続する。この冷媒ガ
イド部材84は、略円筒状をなし、軸方向に平行
に4個の冷却風通路透孔84aが、またそれから
円周方向にずれた位置に放射状に4個の冷却水通
路用透孔84bが、それぞれ交互に穿設されてい
る。なおこの冷媒ガイド部材84には内導体の外
方延長部36を構成するシリンダ86、およびそ
の内側の冷媒通路用隔壁シリンダ87がろう接さ
れている。これらシリンダには、上端フランジ8
8,89が接合されている。上端フランジ88に
は、ドアノブ状拡張部37がボルト90により接
続固定される。さらに中空内導体部の内側に、冷
媒案内用のパイプ91a,91bを、円筒69の
中心透孔内まで挿入し液密に固定する。フランジ
89には冷却風送風用のパイプ92aが、また内
側案内用パイプ91aには冷却水導入用ホース9
2bが、さらにフランジ89には排水用ホース9
2cが接続され、導波管外に延長されている。な
おこれらは支柱93により支持板94に機械的に
保持固定されている。こうして動作に際しては、
冷却水が矢印Pの如く内導体の各部を循環して冷
却できるようになつている。また冷却風は点線矢
印Sの如く内側第2整合用部材の大気側通気孔7
6から内側整合用環状溝Cを通して誘電体気密窓
板34の面に吹付けられるように導入される。そ
して気密窓板34と隔壁円板35とで区画される
空間Tにより冷却風の流れが放射方向に規制さ
れ、外側第2整合用円筒79による整合用循環溝
Cを経て外側円筒に形成された通気孔64から外
部に排出される。内導体部および外導体部に形成
されたこれらの通気孔76,64は、いずれも寸
法が高周波に対して遮断寸法になつているのみな
らず、内外整合用環状溝の内部に位置しているの
で、前述と同様にこれら通気孔からの高周波外部
漏洩が確実に抑止される。 外導体側においては、隔壁板保持用リング80
に導電体製Oリング95を介してフランジ40が
ボルト96により接続固定され、このフランジ4
0は矩形導波管38に一体固定されている。導波
管38には、外部負荷回路に接続するための接続
フランジ97が設けられている。 さて、ドアノブ状拡張部37を構成する薄肉導
電体板の所定位置には、高周波遮断寸法の透孔9
8が設けられている。それによりこの透孔98お
よび誘電体隔壁円板35に形成した小透孔83を
通して誘電体気密窓板34の温度あるいはこの付
近での高周波アーク放電の有無等を検出すること
ができる。その目的のため、温度あるいはアーク
検出用などのセンサ装置99が、ドアノブ状拡張
部を構成する薄肉導体板の碗状内側空間U内に収
納されている。そして第6図に2点鎖線矢印で示
すように、両監視用透孔98,83を通して気密
窓板34およびその付近の状態を外部から監視す
ることができる。勿論センサ装置は導波管の外部
に設けてもよく、あるいは監視する必要がある場
合のみ装着して使用してもよい。 なお、誘電体隔壁板35は、他の低損失誘電体
材料で形成されてもよい。そして不透光材料であ
る場合は、円周上の任意位置に1個または複数個
の監視用透孔を形成する。また隔壁板35は、例
えば石英ガラスのような比較的透明度のよい誘電
体で形成されてもよく、その場合は監視用透孔は
不要である。 この考案は、同軸導波管と矩形導波管との高周
波結合部に適用できるのみならず、要するに内導
体、外導体の間に誘電体機密板およびその大気側
に所定間隔をおいて誘電体隔壁板を配置してなる
各種同軸導波管構造に広く適用することができ
る。 [考案の効果] 以上説明したようにこの考案によれば、誘電体
隔壁板自身またはこの隔壁円板の一部に形成され
た透孔を通して、誘電体気密窓板の温度あるいは
この付近での高周波アーク放電の有無等を外部か
ら正確に検出することができる。
[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Field of industrial application) This invention relates to a coaxial waveguide structure equipped with a dielectric hermetic window plate, which is applied to the output section of a microwave electron tube such as a klystron. . (Prior art) The structure of the output section of a microwave electron tube such as a klystron is a coaxial waveguide in which a coaxial waveguide is connected to the output cavity and a rectangular waveguide is connected to the tip of the coaxial waveguide.
A rectangular waveguide transducer may be provided. At the tip of the coaxial waveguide structure, an airtight window plate made of ceramic dielectric, called an airtight window, is provided in a vacuum-tight manner. An example of a schematic configuration of a beam rectilinear multi-cavity klystron having such a coaxial waveguide structure will be explained with reference to FIG. The klystron main body includes an intermediate resonant cavity 11, a drift tube 12, an output cavity 13, and a collector section 14, which are part of the klystron body and are arranged in a vertical line along the tube axis. A coaxial waveguide structure 15 constituting an output section is hermetically connected to a part of the cavity wall of the output cavity 13. This coaxial waveguide structure 15 has an inner conductor 16 and an outer conductor 17, and cooling water is circulated through the inner conductor 16 as shown by arrow Q and also through the outer conductor (not shown). . The diameters of both the inner and outer conductors are expanded from the middle and converted into a large diameter inner conductor portion 18 and a large diameter outer conductor portion 19, and a dielectric airtight window plate 20 is provided between the two conductors in these large diameter portions to ensure vacuum tightness. It is joined. Both conductors are divided in the axial direction on the part at dividing parts 18a and 19a inward from the position of the airtight window plate 20, and both conductors are electrically and vacuum-tightly integrated at these parts by arc welding or the like. become combined. The tip of this coaxial waveguide structure 15 is connected to a rectangular waveguide 21 . That is, the tip flange portion of the large diameter portion 19 of the outer conductor is a rectangular waveguide 21.
The tip 18b of the large-diameter inner conductor 18 is connected to the opening in the wide surface 22 of the doorknob-shaped extension 23.
are electrically and mechanically connected to the opposing wide faces 24 of the rectangular waveguide via. Note that the open flange 25 of the output waveguide is connected to an external load circuit. (Problems to be Solved by the Invention) In particular, with this type of coaxial waveguide structure used for ultra-high power applications, the greatest concern is damage to the dielectric airtight window plate due to overheating and high-frequency arc discharge. The vacuum side surface of the dielectric airtight window plate is coated with a coating layer for preventing multipactor discharge. Further, in order to forcibly cool the dielectric airtight window plate from the outside, a structure is adopted in which the thin cylinder on the inner conductor side and the thin cylinder on the outer conductor side are directly cooled with water. Furthermore, a structure in which the surface of the airtight window plate facing the atmosphere is air-cooled by cooling air is effective.
In order to make this air cooling even more effective, another dielectric partition plate is fitted between the inner and outer conductors at a predetermined distance from the airtight window plate to form a cavity between them.
It is also being considered to introduce cooling air from the outside so that the cooling air can be blown onto the atmosphere side surface of the airtight window plate. On the other hand, the added dielectric partition plate becomes a hindrance, which prevents external monitoring of the temperature of the airtight window plate and the presence or absence of high-frequency arc discharge in the vicinity. Damage to any part of this type of ultra-high power klystron can lead to a fatal inability to operate the entire unit, so it is necessary to accurately detect the airtight window panel and its surroundings to control the klystron's operation with high precision. There is. In view of the above-mentioned circumstances, the purpose of this invention is to provide a coaxial waveguide structure configured to accurately monitor and detect the atmosphere-side surface of the dielectric airtight window plate and its surroundings from the outside. . [Structure of the invention] (Means for solving the problem) This invention is based on a dielectric airtight window plate that is vacuum-tightly sealed between an inner conductor and an outer conductor, and which is exposed to the atmosphere at a predetermined interval. This is a coaxial waveguide structure in which the arranged dielectric partition disks are made of a light-transmitting material, or in which small through holes are formed in some parts. (Function) According to this invention, the temperature of the dielectric airtight window plate or the presence or absence of high-frequency arc discharge in the vicinity can be determined through the through hole formed in the dielectric partition disk itself or a part of the partition disk. Can be accurately detected from the outside. (Example) An example of this invention will be described below with reference to the drawings. Note that the same parts are indicated by the same symbols. An example in which this invention is applied to a beam-travel type multi-cavity klystron will be explained with reference to FIGS. 1 to 6. An output coaxial waveguide structure 30 is vacuum-tightly connected to an output cavity of a klystron main body (not shown). The coaxial waveguide structure 30 has an airtight window structure 60 in a part thereof. That is, an airtight window plate 34 made of ceramic dielectric is vacuum-tightly joined between the inner conductor 31 and the large diameter portion 33 of the outer conductor 32. In addition, near the airtight window plate 34 on the atmosphere side,
A dielectric partition disk 35 is mechanically fixed.
The outward extension 36 on the atmosphere side of the inner conductor is a doorknob-shaped extension 3 formed by forming a thin dielectric plate into a bowl shape.
7. This doorknob-like extension 37 is electrically and mechanically connected to one wide side 39 of the output rectangular waveguide 38 . The inner conductor extension part 36 is configured so that cooling water can be circulated therein as shown by arrow P. The tip flange 40 of the large diameter outer conductor portion 33 is connected to the other wide surface 41 of the rectangular waveguide through its opening. The inner conductor outwardly extending portion 31a and the outer conductor outwardly extending portion 32a on the vacuum region side are coupled to the output cavity as described above. Both conductors are constructed so that cooling water can be circulated inside them as shown by arrow Q. In this way, a converting section from a coaxial waveguide to a rectangular waveguide at the output section of the klystron is constructed. Next, the structure of each part will be explained in accordance with the preferred assembly order. The outer extension portions 31a and 32a of the inner and outer conductors constituting the coaxial waveguide structure 30 are respectively made of a large-diameter inner conductor bottomed cylindrical portion 42 made of copper, an outer conductor funnel-shaped portion 43 having a tapered inner surface, and an outer conductor. An outer first high frequency matching cylinder 44 having a large diameter portion is provided. The inner conductor bottomed cylindrical portion 42 has an inner first alignment cylindrical portion 45 and three recesses 46, 47, and 48 on the inner side. A stepped reinforcing disk 49 made of a material with high mechanical strength such as stainless steel is fitted into the bottom portion 48 . The inner conductor bottomed cylindrical portion 42 also has a minute ventilation hole 50 and a female screw portion 51 for positioning bored in a part of the outer periphery. The first outer aligning cylinder 44 has an aligning cylindrical portion 52 at the tip, and a fixing flange 53 and an airtight sealing flange 54 made of thin stainless steel are joined to the outer periphery. A plurality of tightening bolts 55, which will be described later, are inserted into the fixing flange 53. A through hole 57 for inserting a positioning tool 56 is formed in a portion of the outer conductor funnel-shaped portion 43 and the cylinder 44 . The ends of the structure of the outer extension portion of the inner and outer conductors described above are integrally fixed to the output cavity of the klystron. On the other hand, the airtight window structure 60 having the dielectric airtight window portion 34 is assembled separately as follows. That is, a thin cylinder 61 is hermetically sealed to the outer peripheral surface of the dielectric airtight window plate 34 made of ceramics.
A cooling jacket cylindrical body 63 forming an annular cooling chamber 62 for water cooling is joined to its outer periphery. Cooling water can be introduced and discharged into the annular cooling chamber 62 from the outside as indicated by arrow R. A plurality of micro ventilation holes 64 are formed radially at the end of the cylindrical body 63 on the atmosphere side, and an airtight flange 65 made of thin stainless steel is joined to the outer periphery of the end on the vacuum side. A plurality of female screw holes 63a are formed in the upper end surface of the cylindrical body 63, and a fixing ring 63b is fitted around the outer periphery and is secured to the bulge 63c. A thin cylinder 66 is hermetically soldered to the inner peripheral surface of the central hole of the dielectric airtight window plate 34, and an inner conductor connecting ring 68 and An inner cylinder 69 is fixed. The inner conductor connecting ring 68 has an outer circumferential diameter Db that is slightly larger than the inner diameter dimension Da of the stepped inner circumferential wall 47a of the inner conductor bottomed cylindrical portion 42 in a component state. In addition, this has a female screw hole 70 in the center, and the opening is a thin airtight bulkhead plate 71 made of copper.
It is vacuum-tightly closed. In this way, the ring 68 constitutes an airtight closing portion of the inner conductor portion that is sealed to the dielectric airtight window plate. As a result, the inner region of the outer conductor portion of the airtight window structure 60 is vacuum-tightly closed by the dielectric airtight window plate 34 and the inner conductor connecting ring 68 having an airtight closing portion.
In the inner cylinder 69, a plurality of sets of through holes 72 and 73 for circulating cooling water into the cooling chamber 67 are formed radially corresponding to both ends of the cooling chamber. Further, a second inner matching cylindrical member 75 made of copper and having an inner joining cylindrical portion 74 is connected to the upper end of the inner cylinder 69 . The alignment cylindrical portion 74 surrounds the thin cylinder 66 at a predetermined interval, and has a distal end extending to the vicinity of the airtight window plate. Further, a plurality of ventilation holes 76 parallel to the axial direction are formed at the bottom thereof. Note that a coating layer (not shown) for preventing multipactors is applied to the inner surface of the dielectric airtight window plate 34. As described above, this airtight window structure 60 is assembled by itself. In this way, the airtight window structure 60 , which consists of nine parts of the dielectric airtight window structure that are airtightly joined between the inner and outer conductors, can be assembled independently from the tube body, making these airtight joints extremely reliable. It is easy to create a bonded structure with high properties. Especially among dielectric airtight window plates,
It is easy to form an airtight joint on the outer circumferential surface and to apply a coating layer for preventing multipactors in a highly reliable manner. Now, the airtight window structure 60 prepared in this way is
Connect to the ends of the inner and outer conductor extensions extending from the output cavity as follows. That is, first, a small electric heating furnace 7 that can locally heat the inner conductor bottomed cylindrical portion 42 is used.
7 and locally heat this cylindrical part. Note that in order to accurately maintain the concentric positions of the inner conductor and the outer conductor, a positioning jig 56 is screwed between them. Then, when the cylindrical part 42 reaches a predetermined temperature and is thermally expanded, the electric heating furnace is immediately removed, the airtight window structure 60 is fitted thereon, and the tip of the inner conductor connecting ring 68 is thermally expanded. It is inserted or press-fitted into the stepped inner circumferential wall 47a of the cylindrical portion 42. Thereafter, when the inner conductor is cooled to room temperature, the connecting ring 68 and the cylindrical portion 42 of the inner conductor are mechanically and electrically coupled to each other in a tight fit state by shrink fitting. The joint portion formed by this close shrink-fitting is designated by the reference numeral 10 . In this state, both sealing flanges 5 on the outer conductor side
4 and 65 conform to the gassho structure, so their entire circumferences are hermetically welded by arc welding. Further, the fixing flanges 53 and 63b are tightened and fixed with bolts 55. In this way, the outer conductor large-diameter portions 33 are vacuum-tightly connected to each other, and the outer conductor cylinders 44 and 63 are electrically press-connected. After the two have been combined,
The positioning jig 56 is removed, and the through hole 57 is vacuum-tightly sealed with a sealing member 72. By assembling in this way, the inner conductor thin cylinder 66 connected to the dielectric airtight window plate 34 has an inner first cylinder 66 at a predetermined slight interval on the outer periphery.
An alignment cylindrical portion 45 is located there. This inner first matching cylindrical part 45, a second matching cylindrical part 74 on the atmosphere side that closely opposes this with an airtight window plate in between, and a conductive wall including a thin cylinder 66 are used for outer conductor side matching, which will be described later. Together with the annular groove, a matching annular groove C is formed to eliminate impedance discontinuity in the vicinity of the dielectric airtight window plate to prevent electromagnetic wave reflection and to obtain high frequency matching. The matching cylinder parts 45 and 74 that are closely opposed each other also function to shield the airtight soldered joint between the thin cylinder 66 and the airtight window plate 34 from high frequency electromagnetic fields. The airtight soldered joint between the airtight window plate 34 and the thin cylinder 66 is located approximately inside this annular groove C, and almost no high frequency current flows therethrough, so that the joint is protected. Further, since the connecting portion 10 connected by shrink fitting is also located at the inner part of the matching annular groove C, no high frequency current flows there, and the reliability of the mechanical and electrical connection is maintained high. In this way, the inner conductor is integrally connected to each other by shrink fitting and the outer conductor is subsequently welded. Next, on the cooling jacket cylindrical body 63, a partition plate holding ring 80 having a second outer matching cylinder part 79 and forming a part of the outer conductor part is screwed into the female screw hole 63a with the fixing bolt 81. Fix the connection by doing this. Therefore, a partition disk made of a dielectric material with low high frequency loss such as Teflon (trade name) is installed at the inner step 80a of this ring 80 and the step 75a of the inner second matching cylindrical member 75 on the inner conductor side. 53 into the central hole 35a. This partition disk 35 is
This prevents the cooling air, which will be described later, from escaping to the outside, ensures that it hits the entire surface of the airtight window plate 34 on the atmosphere side, and increases the mechanical holding strength of the inner conductor and outer conductor. A circumferential groove 8 is provided on the surface of the partition disk 35 to improve high frequency withstand voltage.
2 are formed coaxially. A relatively small through hole 83 for monitoring the airtight window plate is bored in a part of the dielectric partition disk 35. Note that each outer alignment cylindrical portion 79 and 5
2. The thin cylinder 61 forms a matching annular groove C for obtaining high frequency matching near the dielectric airtight window plate, as described above. In addition, similarly to both the matching cylinder parts 79 and 52 that are close to each other, the thin cylinder 61 and the airtight window plate 3
It acts to shield the airtight soldered joint with 4 from high frequency electromagnetic fields. As a result, the contact parts of the outer thin cylinder 61 and the outer conductor are located inside this matching annular groove C, so that almost no high-frequency current flows there, and high reliability of each joint is maintained, and high-frequency external leakage is prevented. Furthermore, on the inner second alignment cylindrical member 75,
Refrigerant guide member 8 that guides cooling water and cooling air
4 through an O-ring 85. This coolant guide member 84 has a substantially cylindrical shape, and has four cooling air passage through holes 84a parallel to the axial direction, and four cooling water passage through holes radially located at positions offset from the cooling air passage holes 84a in the circumferential direction. 84b are drilled alternately. A cylinder 86 constituting the outwardly extending portion 36 of the inner conductor and a partition wall cylinder 87 for a refrigerant passage inside the cylinder 86 are soldered to this refrigerant guide member 84 . These cylinders have an upper end flange 8
8 and 89 are joined. The doorknob-shaped extension 37 is connected and fixed to the upper end flange 88 with bolts 90 . Furthermore, pipes 91a and 91b for guiding the refrigerant are inserted into the center hole of the cylinder 69 inside the hollow inner conductor portion and fixed in a liquid-tight manner. A pipe 92a for blowing cooling air is attached to the flange 89, and a hose 9 for introducing cooling water is attached to the inner guide pipe 91a.
2b, and the flange 89 is further equipped with a drainage hose 9.
2c is connected and extended outside the waveguide. Note that these are mechanically held and fixed to a support plate 94 by pillars 93. In this way, when operating,
Cooling water circulates through each part of the inner conductor as shown by arrow P to cool the inner conductor. Also, the cooling air is supplied to the atmosphere side ventilation hole 7 of the inner second matching member as indicated by the dotted arrow S.
6 and is introduced so as to be sprayed onto the surface of the dielectric airtight window plate 34 through the inner matching annular groove C. The flow of the cooling air is regulated in the radial direction by the space T defined by the airtight window plate 34 and the partition disk 35, and is formed in the outer cylinder through the matching circulation groove C formed by the second outer matching cylinder 79. It is discharged to the outside from the ventilation hole 64. These ventilation holes 76 and 64 formed in the inner and outer conductor parts not only have dimensions that block high frequencies, but are also located inside the annular groove for inner and outer matching. Therefore, as described above, leakage of high frequency waves to the outside from these vents is reliably suppressed. On the outer conductor side, the partition plate holding ring 80
A flange 40 is connected and fixed by bolts 96 through an O-ring 95 made of a conductor, and this flange 4
0 is integrally fixed to the rectangular waveguide 38. The waveguide 38 is provided with a connection flange 97 for connection to an external load circuit. Now, at a predetermined position of the thin conductive plate constituting the doorknob-shaped extension part 37, there is a through hole 9 having a high frequency shielding size.
8 is provided. Thereby, the temperature of the dielectric airtight window plate 34 or the presence or absence of high frequency arc discharge in the vicinity can be detected through the through hole 98 and the small through hole 83 formed in the dielectric partition disk 35. For that purpose, a sensor device 99 for detecting temperature or arc is housed in the bowl-shaped inner space U of the thin conductor plate constituting the doorknob-shaped extension. As shown by the two-dot chain arrow in FIG. 6, the state of the airtight window plate 34 and its vicinity can be monitored from the outside through both monitoring through holes 98 and 83. Of course, the sensor device may be provided outside the waveguide, or may be attached and used only when monitoring is necessary. Note that the dielectric partition plate 35 may be formed of other low-loss dielectric materials. If the material is non-transparent, one or more monitoring holes are formed at arbitrary positions on the circumference. Further, the partition plate 35 may be formed of a relatively transparent dielectric material such as quartz glass, and in that case, a monitoring through hole is not required. This invention is not only applicable to high-frequency coupling parts between coaxial waveguides and rectangular waveguides, but also includes a dielectric secret plate between the inner conductor and the outer conductor, and a dielectric plate placed at a predetermined distance on the atmosphere side. It can be widely applied to various coaxial waveguide structures in which partition plates are arranged. [Effects of the invention] As explained above, according to this invention, high frequency waves at or near the temperature of the dielectric airtight window plate can be The presence or absence of arc discharge, etc. can be accurately detected from the outside.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの考案の実施例せ示す縦断面図、第
2図はその要部の分解断面図、第3図はその要部
部品の上面図、第4図は同様に要部部品の横断面
図、第5図は同じく要部部品の斜視図、第6図は
この考案の要部拡大断面図、第7図は従来構造を
説明する概略図である。 30……同軸導波管構体、31……内導体、3
2……外導体、34……誘電体気密窓板、35…
…誘電体隔壁円板、37……ドアノブ状拡張部、
38……矩形導波管、83,98……透孔、99
……センサ装置、60……気密窓構体。
Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of this invention, Fig. 2 is an exploded sectional view of the main parts, Fig. 3 is a top view of the main parts, and Fig. 4 is a cross-sectional view of the main parts. FIG. 5 is a perspective view of the main parts, FIG. 6 is an enlarged sectional view of the main parts of this invention, and FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the conventional structure. 30 ... Coaxial waveguide structure, 31... Inner conductor, 3
2... Outer conductor, 34... Dielectric airtight window plate, 35...
...dielectric partition disk, 37...doorknob-shaped extension part,
38... Rectangular waveguide, 83, 98... Through hole, 99
...Sensor device, 60 ...Airtight window structure.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 内導体および外導体の間に誘電体気密窓板が真
空気密に封着され、且つ前記誘電体気密窓板に対
し所定間隔をおいて大気側に誘電体隔壁板が配置
されてなる同軸導波管構体において、 上記誘電体隔壁板は、透光性材料で形成される
か、または一部に小さい透孔が形成されてなるこ
とを特徴とする同軸導波管構体。
[Claims for Utility Model Registration] A dielectric airtight window plate is vacuum-tightly sealed between the inner conductor and the outer conductor, and a dielectric partition plate is placed on the atmosphere side at a predetermined distance from the dielectric airtight window plate. A coaxial waveguide structure in which the dielectric partition plate is made of a translucent material or has a small through hole formed in a part of the coaxial waveguide structure. Structure.
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