JPH0538520Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は進行波管の遅波回路構体の構造の改良
に関する。

従来の技術 現在、様々な進行波管が、通信放送などの分野
で使用されている。その進行波管は、電子ビーム
を射出する電子銃と、その電子銃からの電子ビー
ムを捕捉するコレクタと、電子銃とコレクタとの
間に配置された遅波回路と、該遅波回路の外周に
位置して電子ブームを終始一定の径に集束させる
周期磁界集束装置とを基本的に具備しており、入
力部から遅波回路に印加された入力信号が遅波回
路に沿つて進むとき、電子ビームを速度変調し、
遅波回路の下流側の出力部において増幅された電
磁波を取り出すようになされている。

第２図ａは、従来における進行波管の遅波回路
構体の縦断面図であり第２図ｂは横断面図であ
り、第２図ｃは、周期磁界集束装置の構成部品で
ある磁極の断面図である。

第２図ａ，ｂによれば、進行波管の遅波回路構
体の構成は、タングステンあるいはモリブデン等
の高融点の材料より成る螺旋状遅波回路１が、該
螺旋状遅波回路１の外周部で120度間隔に位置し
かつ該螺旋状遅波回路の中心軸と平行な複数本の
誘電体支持棒２により、非磁性のステンレス材等
よりなる円筒状金属外囲器３内部に該円筒状金属
外囲器３の金属弾性復元力により収納固定されて
いる。また、前記円筒状金属外囲器３の外周部に
は、前記螺旋状遅波回路１内部を通過する電子ビ
ームを終始一定の径に集束させる周期磁界集束装
置４が形成されている。その周期磁界集束装置４
は、第１図ｃに示すように円筒状金属外囲器３の
外周部に精度よく嵌合する複数個の円環状の磁極
５が、互いに隣りあう磁極５の延展部５ａに円環
状永久磁石６を嵌合して形成されている。また、
該円環状永久磁石６は、一般に、その中心軸で２
分割されており、また、磁性が交互になるように
してある。

このような周期磁界集束装置は、その磁界の中
心軸を前記螺旋状遅波回路の中心軸と一致するよ
うに製作され、該遅波回路内部を通過する電子ビ
ームを、遅波回路の中心軸に集束させている。

考案が解決しようとする問題点 しかし、かかる進行波管の動作時において、電
子ビームは、螺旋状遅波回路内部を該遅波回路に
近接して通過するために、電子ビームの一部が該
螺旋状遅波回路本体に衝突したりあるいは該遅波
回路上を伝播する高周波電力の損失により、遅波
回路内部で発熱を生じる。

この発熱により、熱容量の小さい螺旋状遅波回
路は昇温する。また、該遅波回路での高周波損失
の増大や、遅波回路からのガス放出量の増大によ
り進行波管の出力が低下したり雑音を生じる等の
不具合がある。特に最近では、進行波管の高出力
化に伴なつて遅波回路の高電圧化、ビーム電流の
増大化により電子ビームの一部が該遅波回路に衝
突して発生する発熱量も大きくなつており、これ
を抑制するには、進行波管各部の設計や部品精度
を向上させて、遅波回路への電子ビームの衝突を
最小限にすることが重要である。また同時に、高
真空中に配置された該螺旋状遅波回路では、その
熱の大半を各構成部材の熱伝導によつて進行波管
外に、放熱させていることから、遅波回路構体を
構成する各部品は、熱伝導率が良くかつ接触状態
を良好にして放熱効果を高めるように設計する必
要がある。

従つて、従来の技術においては、該螺旋状遅波
回路１の熱は遅波回路の外周部に配置された複数
本の誘電体支持棒を介して円筒状金属外囲器に伝
熱され、円筒状金属外囲器の外周部に精度よく嵌
合している周期磁界集束装置の磁極及び磁極に装
着された磁石から外部に放熱されており、通常、
高出力の進行波管においては、円筒状金属外囲器
と電極との嵌合部には、製品製作時にわずかなク
リアランスが存在しているので、この部分の熱伝
導率を良くするためにヒートコンパウンド等を塗
布することで改善が図られている。

しかし、該円筒状金属外囲器の材料である非磁
性ステンレス材は螺旋状遅波回路の材料であるモ
リブデンあるいはタングステン並びに誘電体支持
棒よりも熱膨張係数が大きいため、進行波管の動
作時の温度上昇により膨張し螺旋状遅波回路及び
誘電体支持棒の支持固定が弱くなり、前記各部の
密着性が悪くなる。

その結果、螺旋状遅波回路で発生した熱が、誘
電体支持棒あるいは円筒状金属外囲器へ効率よく
伝導されなくなることから放熱状態が悪く、増々
螺旋状遅波回路は昇温し、更には進行波管の出力
低下あるいは雑音が発生する等の問題を生じる場
合があつた。

そこで、本考案は、上記の欠点を解決して、高
出力進行波管の動作時の温度上昇に際しても良好
な放熱を確保して安定した高周波出力の得られる
進行波管の遅波回路構体を実現せんとするもので
ある。

問題点を解決するための手段 すなわち、本考案によるならば、螺旋状遅波回
路と、該螺旋状遅波回路と同軸関係に且つ離隔し
て該螺旋状遅波回路を囲む円筒状金属外囲器と、
前記螺旋状遅波回路と前記円筒状金属外囲器との
間にあつて該円筒状金属外囲器内に該螺旋状遅波
回路を収納固定している複数本の誘電体支持棒
と、前記円筒状金属外囲器の外周に設けられた複
数個の円環状永久磁石により形成される周期磁界
集束装置とにより構成される進行波管の遅波回路
構造体において、前記金属外囲器は熱伝導率の良
い材料で作られ、前記周期磁界集束装置を形成す
る複数個の円環状永久磁石を支持する複数個の磁
極のそれぞれの内周面には前記円筒状金属外囲器
の材料より熱膨張係数の低い非磁性金属から成る
円環状リングを圧入してあり、該円環状リングは
該円筒状金属外囲器外周に密着嵌合している。

作 用 以上のような、進行波管の動作時、該進行波管
の遅波回路を含む構体全体が昇温し、それにより
円筒状金属外囲器が熱により膨張しても、該円筒
状金属外囲器外周部と、磁極との間にある円環状
リングは円筒状金属外囲器より熱膨張係数が低い
ことから、外囲器の膨張を抑制することができ
る。

このため、前記円筒状金属外囲器内に収納固定
されている複数本の誘電体支持柱及び螺旋状遅波
回路は、その支持固定が緩むことなく安定に保持
される。従つて、磁界の中心軸と遅波回路の中心
軸が、常に一致している状態で維持することがで
きるため、遅波回路内部を通過する電子ビームの
一部が該遅波回路に衝突接触することを最小限に
することができる。

更に、該遅波回路構体を構成する、螺旋状遅波
回路、該電体支持棒及び円筒状金属外囲器の各部
品の密着状態がよくなり、遅波回路で発生した熱
を放熱させるための熱伝導率がよくなる。従つ
て、その良好な熱伝導を確保するために、外囲器
は、ステンレスではなく、銅又は銅合金などの熱
伝導率の良い金属で作ることが好ましい。

実施例 第１図ａは本考案の一実施例を示したものであ
り、第１図ｂは本考案の径方向部分断面図であ
り、第１図ｃは磁極の断面図である。図示の遅波
回路構体は、モリブデン或いはタングステンから
成る遅波回路１の外周面に３本の誘電体支持棒２
を120°間隔に配置し、それを熱伝導率の高い銅製
の円筒状金属外囲器３の内径部に挿入し、円筒状
金属外囲器３の外周部より圧力を加えて支持固定
している。

銅製の円筒状金属外囲器３は、内径部に誘電体
支持棒２と同半径を有する半円形の溝が120°間隔
で設けてあり、この溝に誘電体支持棒２が嵌合
し、円筒状金属外囲器３との接触面積を大きくと
れるような構造をなしている。遅波回路１と誘電
体支持棒２を組合せた状態で治具を用いて円筒状
金属外囲器３の内径部に挿入し、円筒状金属外囲
器３の外周部に圧力を加えて遅波回路１と誘電体
支持棒２及び円筒状金属外囲器３とが密着し支持
固定されている。円筒状金属外囲器３の外周部に
は、周期磁界集束装置４を構成する環状の磁極５
が配置されている。環状の磁極５は、磁極の両側
に永久磁石６の内径が嵌合する永久磁石６の内径
寸法と同寸法の延展部５ａが設けてあり、磁極５
の内径部には、円筒状金属外囲器３の材料よりも
低膨張係数を有する非磁性金属モリブデン材の円
環状リング７が圧入されている。円環状リング７
の内径寸法は、円筒状金属外囲器３の外周部に密
着するように寸法が選択されている。磁石６は中
心線上で２分割され、磁極５の延展部５ａに嵌合
するように磁性を交互に装着して周期磁界を構成
している。

以上のような遅波回路構体において、高周波を
増幅する際、遅波回路１の高周波損失などによつ
て発生した熱は、誘電体支持棒２を通して円筒状
金属外囲器３に伝熱されるが、この円筒状金属外
囲器３は遅波回路１及び誘電体支持棒２よりも熱
膨張係数が大きいため、高出力で発熱が大きい場
合には、円筒状金属外囲器３が膨張し遅波回路１
と誘電体支持棒２との支持固定が弱くなる。

しかし、図示の実施例では磁極５の内径部に圧
入している低熱膨張係数を有する非磁性円環状リ
ング７の効果によつて高温状態で遅波回路１及び
誘電体支持棒２が締付けられ、支持固定が保持さ
れると同時に円筒状金属外囲器３と磁極５との接
触も良好になり、磁極５及び永久磁石６を通して
外部への放熱が良好になり、高出力動作に適した
遅波回路構造体が構成できる。

尚、本構造に於て、磁極５の内径部に圧入して
いる非磁性円環状リング７の肉厚を調整すること
によつて、周期磁界装置の中心磁束密度も容易に
調整できる機能も有する。

考案の効果 以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、進行波管の遅波回路構体の放熱効果が良くな
り、特に、高出力の進行波管においても、長時間
安定した高周波出力を得る事が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、本考案による進行波管の遅波回路
構体の横断面図であり、第１図ｂは、第１図ａに
示す本考案による進行波管の遅波回路構体の縦断
面図であり、第１図ｃは、第１図ａ及びｂに示す
本考案による進行波管の周期磁界集束装置を構成
する磁極の断面図であり、第２図ａは従来におけ
る進行波管の遅波回路構体の横断面図であり、第
２図ｂは、第２図ａに示す従来の進行波管の遅波
回路構体の縦断面図であり、第２図ｃは、第１図
ａ及びｂに示す従来の進行波管の周期磁界集束装
置を構成する磁極の断面図である。 主な参照番号、１……螺旋状遅波回路、２……
誘電体支持棒、３……円筒状金属外囲器、４……
周期磁界集束装置、５……磁極、５ａ……磁極の
延展部、６……円環状永久磁石、７……円環状リ
ング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 螺旋状遅波回路と、該螺旋状遅波回路と同軸関
   係に且つ離隔して該螺旋状遅波回路を囲む円筒状
   金属外囲器と、前記螺旋状遅波回路と前記円筒状
   金属外囲器との間にあつて、該円筒状金属外囲器
   内に該螺旋状遅波回路を収納固定している複数本
   の誘電体支持棒と、前記円筒状金属外囲器の外周
   に設けられた複数個の円環状永久磁石により形成
   される周期磁界集束装置とにより構成される進行
   波管の遅波回路構造体において、 前記金属外囲器は熱伝導率の良い材料で作られ
   ており、前記周期磁界集束装置を形成する複数個
   の円環状永久磁石を支持する複数個の磁極のそれ
   ぞれの内周面には前記円筒状金属外囲器の材料よ
   り熱膨張係数の低い非磁性金属から成る円環状リ
   ングを圧入してあり、該円環状リングは該円筒状
   金属外囲器外周に密着して嵌合していることを特
   徴とする進行波管の遅波回路構体。