JPH06162941A - 進行波管用の異方性に負荷された螺旋構造およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、安価で製造が簡単で衝撃に耐久性
があり、効率的に動作するＴＷＴ用の異方性負荷された
螺旋構造を提供することを目的とする。 【構成】 複数の誘電体支持部材16により導電性ハウジ
ング10内で支持された螺旋回路12を具備し、導電性材料
18は異方性負荷を生成する誘電体支持部 16 材に直接付
着されていることを特徴とする。誘電体支持部材は安価
で熱伝導が高い窒化アルミニウムが使用され、導電性材
料18はシルクスクリーン法等により付着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、進行波管で使用される
異方性に負荷された螺旋構造およびその製造方法、特に
異方性負荷を生成するため導体に直接被覆される窒化ア
ルミニウム又は酸化ベリリウムのような形態の誘電体を
選択的に利用する異方性に負荷された螺旋構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】当業者に認められているように進行波管
（ＴＷＴ）内の位相速度は周波数で変化する。周波数が
減少すると単位波長当りの螺旋巻数が増加する。結果と
して螺旋の巻線の間の電界および磁界の結合が変化し、
隣接する巻線の間の磁束の消去が生じる。従ってＴＷＴ
螺旋のインダクタンスが減少し波速度の増加を可能にす
る。付加的に周波数が減少して単位波長に対する螺旋巻
数が増加すると螺旋により生成された電界はさらに螺旋
から延在する。

【０００３】ＴＷＴ内の波速度および結果的には位相速
度を低下するために金属ハウジングが同心的に螺旋の周
辺に位置される。低い周波数の信号が高い周波数の信号
よりもＴＷＴ螺旋からさらに延在する電界を生成するの
で、金属ハウジングは高周波数動作に非常に小さい効果
を有しながら低周波数で波速度を減少することに使用さ
れることができる。低周波数で波速度を減少した金属ハ
ウジングの効果はＴＷＴ螺旋からの金属ハウジングの距
離に比例する。残念ながらＴＷＴ螺旋に金属ハウジング
を近接させると回路の相互作用インピーダンスを減少す
るという欠点を伴い、これはＴＷＴの利得と効率を減少
する。理想としては軸方向でのみ導電される金属ハウジ
ングが生成されるならばＴＷＴ螺旋からの円周方向電流
が包囲する金属シェルに流れないので回路インピ−ダン
スに対する金属ハウジングの効果は阻止される。

【０００４】実際には軸方向に導電されるシェルは通常
異方性負荷と呼ばれる技術により近似される。異方性負
荷では金属シェルは複数の誘電体支持体によりＴＷＴ螺
旋周辺で同心的に支持される。成形された導電部材は包
囲された金属ハウジングの内径に付着され、誘電体支持
体の間でＴＷＴ螺旋へ下向きに延在される。導電部材は
通常負荷ベ−ンと呼ばれＴＷＴ螺旋の分散は中心の螺旋
と包囲した金属ハウジングの両者に関して負荷ベ−ンの
形態および位置により制御される。導電負荷ベ−ンの存
在に加えてＴＷＴ螺旋内の波速度はまたＴＷＴ螺旋をそ
れを包囲される金属ハウジングから分離する誘電体支持
体の存在により影響される。波速度は支持体が生成され
る材料の誘電率の平方根に反比例する。従って誘電体材
料はＴＷＴ螺旋を包囲する領域に付加されるとＴＷＴ螺
旋中の波速度が低下する。

【０００５】図１のａ、ｂ、ｃを参照すると３つの典型
的な従来技術の異方性負荷構造がＴＷＴに対して示され
ている。図１のａでは金属ハウジング10は複数の対称的
に配置された誘電体支持体14によりＴＷＴ螺旋12の周辺
で同心的に支持されている。金属ハウジングの内壁上に
は複数の導電負荷ベ−ン16が支持されている。誘電体支
持体14および負荷ベ−ン16は金属ハウジングの内壁上に
ろう付けし、接着剤等で結合され、または機械的に固定
されることにより位置に設けられる。同様に誘電体支持
体14はＴＷＴ螺旋にろう付け、接着剤等で結合されるか
或いは機械的に固定される。

【０００６】図１のｂではＴＷＴが示されており、ここ
で複数の成形された金属クリップ18が負荷ベ−ンとして
使用される。クリップ18はまたＴＷＴ螺旋12の周辺の位
置に対称的に誘電体部材14を保持するように動作する。
図１のｃでは大型の固体負荷ベ−ン20を有するＴＷＴが
示されている。図１のａの実施例のように固体負荷ベ−
ンは金属シェル10に機械的に固定され、またはろう付
け、或いは接着剤で付着されなければならない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の実施例は実
質的な欠点を有する。従来技術では異方性負荷のＴＷＴ
の製造は通常多大な労力と高価な処理が必要である。従
来技術の構造の方法では金属シェルへの誘電体支持体お
よびＴＷＴ螺旋の插入は真空のオ−ブンで金属シェルと
ＴＷＴ螺旋を加熱して行われる。さらに負荷ベ−ンの質
量は通常減少した相互作用インピ−ダンスを生成する過
剰な総合的シェル負荷を生成する。

【０００８】このような高温入製造技術は試験される前
にＴＷＴ構造を数時間冷却する必要があることが当業者
に認められている。付加的に従来技術の方法は付加ベ−
ンを形成するために大型の導電素子を使用する。金属ク
リップまたはベ−ンのいずれかの形態の導電素子は製造
が高価であり、同心方向でＴＷＴ螺旋、金属ハウジング
および負荷ベ−ンを組立てるために非常に正確な製造技
術を必要とする。付加的に分離した付加ベ−ンと誘電体
支持体の使用は従来技術のＴＷＴを加速その他の衝撃の
突然の変化を受けて付加ベ−ン素子が除去それ、または
ＴＷＴ同心構造を変更させる欠点がある。

【０００９】多くの従来技術のＴＷＴの別の欠点は金属
シェルからＴＷＴ螺旋を分離する誘電体支持体を構成す
るのに使用される材料にある。従来技術のＴＷＴでは誘
電体支持体は酸化ベリリウムまたは窒化硼素により構成
される。酸化ベリリウムおよび窒化硼素は高価な材料で
ある。さらに酸化ベリリウムおよび窒化硼素の両者の熱
伝導性は制限されＴＷＴの性能特性に理論上、限定を与
える。

【００１０】従来技術の前述の問題を考慮すると、本発
明の主要な目的は、価格が安く製造が簡単で衝撃に耐久
性があり、高い温度範囲を有し、他の通常の異方性負荷
ＴＷＴよりも効率的に動作するＴＷＴに使用される異方
性負荷された螺旋構造とその製造方法を提供することで
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は進行波管で使用
される異方性負荷の螺旋構造とその製造方法に関する。
本発明は複数の誘電体支持部材により導電性の円筒型ハ
ウジング内に同心的に支持される螺旋回路その他の低速
波構造を含む。好ましい１実施例では導電性材料のスト
リップの形態の異方性負荷はシルクスクリ−ン、フォト
リソグラフ制御の蒸気付着等のような既知の技術を使用
して誘電体支持部材に直接付着される。導電材料のスト
リップを直接誘電体支持部材に付着することにより労力
と製造価格が減少し、分離した異方性負荷ベ−ンの組立
てが省かれ、従って本発明がより簡単で製造価格を安価
にすることを可能にする。さらに部品の許容度が容易に
制御され、従って装置による変化を減少する。製造部品
間の変化が減少することによりＴＷＴの生産が増加す
る。さらに直接誘電体支持部材に選択的に付着された導
電性材料を利用することによりＴＷＴの性能は改良され
る。異方性負荷のＴＷＴでは螺旋回路とそれを囲む異方
性負荷との間に微少のインダクタンスまたはインダクタ
ンスが存在しない領域が存在する。このような位置は損
失パタ−ン中心および螺旋回路の始めと最後で生じる。
本発明では各誘電体支持部材に付着される導電性材料の
ストリップは微少のインピ−ダンス相互作用またはイン
ピ−ダンス相互作用の存在しない領域の包囲した円筒型
ハウジングにのみ電気的に結合される。このような方法
で異方性負荷を構成することにより螺旋回路から円筒型
ハウジングへの円周方向電流の交換は減少され、従って
総合的な軸的ベ−ン負荷、帯域幅領域、ＴＷＴの効率が
改良される。

【００１２】誘電体支持部材に直接付着される異方性負
荷の使用は螺旋回路に整合するインピ−ダンスを提供す
るように異方性負荷のインピ−ダンスが単位長当り容易
に変化されることを許容する付加的な利点を有する。異
方性負荷のインピ−ダンスは必要なインピ−ダンス値の
プロフィルにしたがうように後続するために導電ストリ
ップを選択的に成形することにより行われる。

【００１３】本発明は誘電体支持部材が製造される材料
および形態によって従来技術にまさる利点をもたらす。
本発明では誘電体支持部材は好ましくは窒化アルミニウ
ムから形成される。窒化アルミニウムの使用は従来技術
の窒化硼素および酸化とベリリウム誘電体にまさる利点
を提供し、窒化アルミニウムは高価でなく、高い熱伝導
性を有し、ＴＷＴ内で１インチ当り高い利得に生む。

【００１４】負荷されていないＴＷＴ螺旋回路内の波速
度が入力信号の周波数の減少で増加することが技術で知
られている。波速度の変化はＴＷＴの総合的利得を減少
する位相変化を生成する。螺旋回路に近接する誘電体の
使用はＴＷＴ螺旋回路内の波速度を減少させる。このよ
うにして特別に成形された誘電体支持部材の使用は低い
周波数の信号により生じる波速度の増加を補償すること
ができる。低い周波数の信号が緩やかな電磁界ラインを
生成し、螺旋回路内に限定された磁束を生成し、波速度
の上昇を許容する。信号周波数が上昇すると電磁界ライ
ンは螺旋回路近くでより集中し、波速度は低下する。円
筒型ハウジング近くで広く螺旋回路近くで狭い誘電体支
持部材を生成することにより高い周波数の信号に比例し
ない低い周波数の信号の電磁界に影響する装置が形成さ
れる。誘電体材料が波速度を低下するように電磁界に影
響するので誘電体支持部材は低い周波数の信号により生
成される波速度の増加に対して反対に作用するように適
切に成形される。

【００１５】本発明はまた異方的に負荷された螺旋構造
を構成する方法を提供する。本発明の方法は螺旋回路お
よび誘電体支持ロッドが位置されるように円筒型ハウジ
ングを弾性的に変形することを含む。円筒型ハウジング
内に位置されると円筒型ハウジングは通常の形態に戻さ
れ、時間および価格において効率的な方法で組立てを完
成する。本発明の金属化された誘電体支持ロッドの負荷
ベ−ンは他の種々のＴＷＴ構造方法で使用されることが
できる。組立方法に関係なく組立は使用部品が少ないこ
とにより簡単化される。

【００１６】

【実施例】本発明を理解するために添付図面を参照して
実施例について説明する。図３と関連して図２を参照す
ると異方性負荷進行波管（ＴＷＴ）の構造で使用される
進行波管の螺旋およびシェル構造11が示されている。螺
旋およびシェル構造11は金属シリンダ10内に同心的に位
置されている導電性螺旋12を具備する。螺旋12は窒化ア
ルミニウム（ここではＡｌＮ）または金属化されること
のできる他の誘電体材料から形成される複数の誘電体支
持部材16によりシリンダ14内で支持されている。ＡｌＮ
支持部材16は螺旋12の周囲に対称的に配置され、従って
示された実施例では３つのＡｌＮ支持部材16に対しては
120 °離れている。各ＡｌＮ支持部材16は導電材料18の
選択的成形層がＡｌＮ支持部材16に付着される金属化処
理を受ける。導電性材料18の層は既知の金属化技術を使
用してＡｌＮ支持部材16に付着されるが、好ましくは既
知のシルクスクリ−ン処理を使用してＡｌＮ支持部材16
に設けられる。示された実施例では導電性材料18は各Ａ
ｌＮ支持部材16の長さを横切って実質上Ｕ字型の異方性
負荷を形成するためＡｌＮ支持部材16の３つの近接する
側面に沿って付着される。導電性材料18を直接ＡｌＮ支
持部材16に付着することにより、分離して組立てる必要
のない異方性負荷が生成され、従って組立て処理期間中
に必要な時間と労力を省く。さらに異方性負荷を直接Ａ
ｌＮ支持部材16に付着することにより総合的な構造は分
離して形成された従来技術の付加ベ−ンでは脱落するよ
うな物理的衝撃に抵抗力がある。本発明のＴＷＴ螺旋お
よびシェル構造11を組立てるために螺旋12を有するＡｌ
Ｎ支持部材16は金属シリンダ10内に位置される。一体的
に形成された導電性負荷ベ−ンを有するＡｌＮ支持部材
16はＥＡＳＴＭＡＮセメント4655型のような非導電性の
高温の接着剤19を使用して螺旋12に固定される。ＡｌＮ
支持部材16の金属シリンダ10への固着は好ましい製造方
法を明示するとき後に説明されるように接着剤または機
械的固定装置なしに行われる。

【００１７】典型的に従来技術の異方性に負荷された進
行波管は螺旋12を金属シリンダ10から分離する誘電体支
持部材を形成するのに窒化硼素（ここではＢＮ）または
酸化ベリリウム材料を利用する。しかしＢＮまたは酸化
ベリリウム支持部材の代用のＡｌＮ支持部材16の使用は
ＴＷＴの技術状態を改良する利点を有する。異方的負荷
のＴＷＴ内の誘電体支持部材の存在は螺旋12内の波速度
を低下させる。波速度は支持部材の誘電率の平方根に反
比例する。ＢＮまたは酸化ベリリウム支持部材の代りの
ＡｌＮ支持部材16の使用は低い損失タンジェントのため
に１インチ当り高い利得の形態でＴＷＴの性能の効率を
増加する。付加的にＡｌＮ支持部材16は同様に形成され
たＢＮ支持部材よりも高い熱伝導性を有し、ＡｌＮ支持
部材16は100 ℃よりも高い温度で酸化ベリリウムよりも
高い熱伝導性を有する。従ってＡｌＮ支持部材16は従来
技術のものよりもより急速に熱を消散し、本発明に動作
温度領域における熱的利点を与える。さらにＡｌＮ支持
部材16の価格はＢＮまたは酸化ベリリウム支持部材より
低価格であり、本発明に従来技術の価格における利点を
与える。

【００１８】図５と関連し図４を参照すると、本発明の
ＴＷＴ螺旋およびシェル構造30の別の実施例が示されて
いる。ＴＷＴ螺旋およびシェル構造30のこの実施例は金
属シリンダ10内に同心的に位置する導電性螺旋構造32を
含む。複数の支持部材構造34が金属シリンダ10内で螺旋
構造32を支持している。支持部材構造34は対称的に螺旋
構造32の周辺に位置されており、それ故示された実施例
の３つの支持部材構造で120 °離れている。

【００１９】螺旋構造32は、反対に巻かれた損失パタ−
ンの中心に接続されている２つの螺旋または１つの単一
スプリット螺旋で構成されている。このような２つの螺
旋巻線は既知であり技術的に広く使用されている。各支
持部材構造34は上に導電材料38のストリップを形成され
ている成形された誘電体基体36を有する。成形された誘
電体基体36は好ましくは図２、３の説明で述べた理由で
窒化アルミニウムで生成されるが、誘電体基体36は窒化
硼素または酸化ベリリウムを含んだ任意の誘電体材料で
形成されることができる。本発明では従来技術の分離し
た導電負荷ベ−ンは誘電体基体36の両側に付着されたこ
こで負荷ストリップ38と呼ばれている導電性材料のスト
リップにより置換されている。負荷ストリップ38は銅、
金またはその他の高導電性材料から構成される。負荷ス
トリップ38は負荷ストリップ38の本体が螺旋構造32と金
属シリンダ10との間で支持されるように誘電体基体36の
長さに沿って付着される。負荷ストリップ38はスパッタ
付着等のような既知の方法を利用して誘電体基体36で付
着されることもできるが、負荷ストリップ38は既知のシ
ルクスクリ−ン技術を使用して生成されることが好まし
い。

【００２０】種々の負荷ストリップ38は負荷ストリップ
38を形成することにより従来技術の負荷ベ−ンを模倣す
るように形成され、これらは実質上Ｕ字型で誘電体基体
の全長を横切って金属シリンダ10と接触する。しかし図
４、５から認められるように本発明は負荷ストリップ38
が３つの分離した接点42,44,46だけで包囲する金属シリ
ンダとのみ接触するように構成されるのが好ましい。第
１および最後の接点42,46 は螺旋構造32の前方および後
方端部の位置に対応する。これらの点で負荷ストリップ
38と螺旋構造32の電磁界との間の相互作用は最小であ
る。中央接点44は２つの螺旋との間の分割点への位置に
対応し、さらにこれは損失パタ−ン内の中心点にも対応
する。損失パタ−ンの中心では、異方性負荷と螺旋構造
32により生成される電磁界との間の相互作用が減少す
る。負荷ストリップ38を低い電磁界相互作用の点で金属
シリンダに結合することにより、結合により生成された
対応する円周方向電流は低い電磁界相互作用の点でも生
じる。従って円周方向電流は減少し、ＴＷＴ螺旋および
シェル構造30の異方性負荷の効果は改良され、改良され
た動作帯域幅を有するＴＷＴが生じる。

【００２１】負荷ストリップ38の金属シリンダへの結合
は付着材料が金属シリンダ10と接触する誘電体基体36の
部分を被覆するように負荷ストリップ38の幅を増加する
ことにより達成される。誘電体基体36の表面上に付着し
た材料の重複は分離した接触点42,44,46になる。その代
りに損失導電カ−ボンパタ−ンが単一の損失パタ−ンＴ
ＷＴの分離した接点44に対応する点で誘電体基体36上に
付着可能である。導電性カ−ボンの付着は負荷ストリッ
プ38を金属シリンダに結合するように動作する。カ−ボ
ン付着により生成された低抵抗接続は方位シェル電流が
損失部分で生成されることを許容するのみでありシェル
電流の悪影響は最小である。

【００２２】個々に形成された導電負荷ベ−ンの代りに
誘電体基体36に付着された負荷ストリップ36を使用する
ことにより総合的な外部シェル負荷は減少される。従っ
て金属シリンダ14により生成される減少した相互作用イ
ンピ−ダンスは減少され、ＴＷＴはより効率的に動作さ
れる。さらに誘電体基体36に付着された負荷ストリップ
38の使用は従来技術の個々に形成された負荷ベ−ンと比
較して部品、労力、費用を減少させている。

【００２３】負荷ストリップ38を金属シリンダ14に選択
的に結合することにより得られる改良された効率に加え
て、ＴＷＴの動作効率はさらに誘電体基体36と誘電体基
体36に付着された負荷ストリップ38との両者を選択的に
成形することにより改良される。図４、５を参照する
と、誘電体基体36が実質上、Ｔ形のプロフィルを有する
ことが認められる。前述したように螺旋構造32内の信号
周波数が減少すると螺旋構造により生成される電磁界ラ
インは螺旋の巻きから離れて伝播して磁束の減少が生
じ、信号の波速度が増加する。反対に螺旋構造32の電磁
界内の誘電材料の存在は信号の波速度を減少させる。こ
のようにして低い周波数の信号の効果および誘電体材料
の存在は螺旋構造32内に波速度の反対の効果を生成す
る。結果として誘電体基体36の形態は低い周波数の信号
により生じる波速度の減少を補償するように特に成形さ
れ、従ってＴＷＴが効率的に動作する動作パラメ−タを
増加する。信号周波数が減少すると螺旋構造32により生
成された電磁界ラインが螺旋構造32からさらに移動す
る。このようにして実質上高い周波数の信号の波速度に
影響を及ぼさずに低い周波数の信号により生じる波速度
に対する影響のために誘電体材料の存在は低い周波数の
信号の電磁界により主として影響される領域で最大にさ
れる。同様に誘電体材料の存在は高い周波数の信号の電
磁界により主として影響される領域で最小化される。こ
の理由で示された誘電体基体36は螺旋構造32と接触する
薄いステム領域40を有する。ステム領域40の長さは高い
周波数の信号により生成される電磁界の平均領域に対応
する。誘電体基体36のヘッド領域51はステム領域40より
ずっと広く低い周波数の信号により生成される電磁界の
平均領域に対応する。このようにして誘電体基体36は低
い周波数の信号を生じる位相速度変化の一部を補償す
る。前述の説明を考慮すると、誘電体基体36の形態は所
定のＴＷＴ応用の特定の波速度変化によって支配される
ことが当業者に明白である。例えば所定のＴＷＴでは電
磁界ラインの位置が信号周波数と線形に比例する関係な
らば、誘電体基体36は波速度（図６のｂ参照）の低い周
波数の信号の効果を補償するために線形スロ−プの壁で
形成される。同様に電磁界ラインの位置が信号周波数と
便宜上の関係であるならば誘電体基体36は変化した波速
度を補償するため厚さの便宜的な変化も含む。このよう
な厚さの便宜上の変化は外形50が誘電体基体36のヘッド
領域51とステム領域40を接続するものとして図５に示さ
れている。

【００２４】図６のａを参照すると支持部材構造90の簡
単な形態が示されている。この実施例では負荷ストリッ
プ92が誘電体基体94の両側に形成されている。負荷スト
リップ92は導電性カ−ボンパタ−ン96により単一の点で
接続されている。負荷ストリップ96を単一点で接続する
ことにより単一の損失パタ−ンがＴＷＴに対して生成さ
れることができる。

【００２５】図６のｂを参照すると別の実施例の支持部
材構造52が示されている。支持部材52は実質上Ｖ型断面
形状を有する誘電体基体54を含む。導電性負荷ストリッ
プ５６が誘電体基体５４の両側に形成されている。しか
し図６のｂの実施例では負荷ストリップ56は均一に形成
されていない。負荷ストリップ56は誘電体基体54の長さ
を越えるようにユニットの長さ当りのインピ−ダンスの
変化のために形成される。長さの関数としてのインピ−
ダンスの変化は多くの既知の方法で行われ、部分58で示
されているように負荷ストリップ56内のテ−パ−または
部分60で示されているように負荷ストリップ56の部分と
して生成される形成された形態を含む。負荷ストリップ
56のインピ−ダンスは帯域幅または帯域中心を増加する
ため螺旋回路の帯域端部における相互作用の改良と共に
螺旋構造と負荷ストリップ56との間のインピ−ダンス整
合を改良するために形成される。

【００２６】支持部材構造の構成にかかわらず螺旋構造
は金属シリンダ10内の支持部材構造により支持される。
過去において金属シリンダ10内の螺旋構造と支持部材構
造の構造は長時間を要し多大な労力の動作であった。図
７のａ乃至ｃを参照すると構造処理内に含まれる労力と
時間と費用を減らし、より信頼性のあるＴＷＴ螺旋およ
びシェル構造を生成する新しい構造方法が示されてい
る。図７のａでは（矢70,72,74で示されている）３つの
対称的に配置された力の影響により弾性的に変形されて
いる金属シリンダ10が示されている。休止時に金属シリ
ンダ10は正規の状態の半径Ｒ１を有し、破線68により示
されている円形形状を有する。金属シリンダ10に供給さ
れた力は弾性的にこれを正常の形態から変形する。対称
的に反対の位置で、金属シリンダ10で作用する３つの力
70,72,74が存在するので金属シリンダ10は種々の供給さ
れた力の間で生じる３つの円形の頂点76,78,80を有する
三角形に変形される。各頂点76,78,80は金属シリンダの
中心からの距離Ｄ１であり、Ｄ１は半径Ｒ１より大き
い。

【００２７】図７のｂでは弾性的に変形された金属シリ
ンダ10内に位置する負荷された螺旋構造82が示されてい
る。螺旋構造82は周囲に３つの支持部材構造86が対称的
に位置する中心螺旋84を含む。支持部材構造86は接着剤
88で中心螺旋84に取付けられている。螺旋84と反対側の
各支持部材構造82の表面90は正常の形態で金属シリンダ
10の内径に対応するように湾曲されている。各表面90の
距離は螺旋の中心からの半径Ｒ１であり、これは金属シ
リンダ10の公称上の半径よりも僅かに大きい。金属シリ
ンダ10の内径と負荷された螺旋構造82の寸法が近接して
いるので、干渉的な適合が負荷された螺旋構造82が金属
シリンダ10に入るときに生じる。干渉的適合は金属シリ
ンダ10の変形により除去される。金属シリンダ10が変形
されると３つの頂点76,78,80が構造中に生じる。３つの
支持部材構造86は３つの頂点76,78,80と整列され、負荷
された螺旋構造82は金属シリンダ10に挿入される。負荷
された螺旋構造82が金属シリンダ10に負荷されると変形
力は除去され、金属シリンダ10は正常の形態に戻る。正
常の形態に戻ることにより金属シリンダ10は負荷された
螺旋構造82をその位置（図８のｃ参照）に拘束をする。
負荷された螺旋構造82は金属シリンダ10と、干渉的適合
により生じる負荷された螺旋構造82周辺の金属シリンダ
10の圧縮との間の干渉適合により金属シリンダ10からの
除去を防止される。

【００２８】金属シリンダ10の弾性的変形により金属シ
リンダへの負荷された螺旋構造82の挿入正常の形態へ金
属シリンダ10を戻すことによって従来技術の組立方法に
まさる多くの利点がある。構造の変形方法は負荷された
螺旋構造82と金属シリンダを自動的に同心的に整列さ
せ、それによって面倒な時間のかかり、費用のかかる作
業を除去する。構造の前述した変形方法は完成した螺旋
およびシェル構造が金属シリンダ10への接着剤を硬化さ
せる必要がないため部品の冷却または負荷された螺旋構
造の設置を待たずに組立の次のレベルに即座に進行する
ことを可能にする。さらに金属シリンダ10中の負荷され
た螺旋構造82の組立が接着剤または機械的な固定器具な
しに達成されるので機械的衝撃に対して従来技術に比較
して改良された抵抗力が得られる。

【００２９】図面を伴って特別に説明された本発明の実
施例は単なる例示であり、当業者は本発明の技術的範囲
内を逸脱することなく示された実施例の変化および変形
が行われることが理解できよう。このような全ての変化
および変形は添付の特許請求の範囲で限定されるように
本発明の技術的範囲内に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の異方性負荷の進行波管の断面図。

【図２】本発明の異方性負荷の進行波管の螺旋およびシ
ェル構造の好ましい１実施例の斜視図。

【図３】ライン３−３に沿った図２で示されている異方
性負荷の進行波管の螺旋およびシェル構造の断面図。

【図４】本発明の異方性負荷の進行波管の螺旋およびシ
ェル構造の第２の実施例の斜視図。

【図５】ライン４−４に沿って見た図４で示されている
異方性負荷の進行波管の螺旋およびシェル構造の断面
図。

【図６】本発明により形成された誘電体支持部材の斜視
図。

【図７】３つの対称的に配置された力により円形から弾
性的に変形された進行波管シェルの好ましい実施例の端
面図と、進行波管シェル内に位置された進行波管螺旋構
造と、シェルで動作する変形する力が除去されたシェル
内の進行波管螺旋の最終位置を示した図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス・エス・カーステン、ジュニア アメリカ合衆国、ペンシルバニア州 18017、ベスレヘム、メイン・ストリート 2219 (72)発明者 リチャード・シー・ワートマン アメリカ合衆国、ペンシルバニア州 18013、アレンタウン、メドウブルック・ サークル 2913

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の誘電体支持部材により導電性ハウ
   ジング内で支持された螺旋回路を具備し、導電性材料は
   異方性負荷を生成する前記誘電体支持部材に直接付着さ
   れることを特徴とする進行波管内で使用される異方性に
   負荷された螺旋構造。
2. 【請求項２】 前記導電性材料が少なくとも１つの分離
   した点で前記導電性ハウジングに選択的に結合され、前
   記螺旋回路から前記導電性ハウジングまでの誘導された
   円周方向電流を減少する請求項１記載の構造。
3. 【請求項３】 前記異方性に負荷された螺旋構造が、前
   記螺旋回路により前記導電性材料で電流が導入される少
   なくとも１つの強力な相互作用領域と、前記螺旋回路と
   前記導電性材料との間の誘導相互作用の実質的な減少が
   存在する少なくとも１つの弱い相互作用領域とを含み、
   前記少なくとも１つの分離した点は前記少なくとも１つ
   の弱い相互作用領域に位置している請求項２記載の構
   造。
4. 【請求項４】 前記導電性材料が前記螺旋回路のインピ
   −ダンスの変化に対応して変化するインピ−ダンスを有
   する各前記誘電体支持部材上に付着され、その上で前記
   導電性材料が前記導電性材料と前記螺旋回路との間でイ
   ンピ−ダンス適合を促進するように配置される請求項３
   記載の構造。
5. 【請求項５】 前記誘電体支持部材が前記低い周波数の
   信号により生じる前記螺旋回路内の波速度の増加を補償
   するように前記螺旋回路を通過する低い周波数の信号に
   より生成される電磁界ラインと相互作用するように成形
   される請求項４記載の構造。
6. 【請求項６】 前記誘電体支持部材が前記螺旋回路に近
   接した狭い領域と、前記導電性ハウジングに近接した広
   い領域とを含み、前記狭い領域と前記広い領域との間の
   前記誘電体支持部材の形状が周波数の前記領域内の前記
   螺旋回路内の一定の波速度を促進するように周波数の所
   定領域内で前記螺旋回路により生成される電磁界ライン
   の変化に対応するように形成される請求項５記載の構
   造。
7. 【請求項７】 前記誘電体支持部材が前記螺旋回路から
   延在する実質上一定の幅のステム部分と前記導電性ハウ
   ジングに近接する広いヘッド部分とを有する実質上Ｔ形
   の断面形状を具備する請求項６記載の構造。
8. 【請求項８】 前記導電性材料は前記変化されたインピ
   −ダンスを生成するようにテ−パ−を有する断面形状で
   前記各誘電体支持部材上に付着される請求項４記載の構
   造。
9. 【請求項９】 前記誘電体支持部材上の前記導電性材料
   の付着がシルクスクリ−ン処理を利用して付着される請
   求項１記載の構造。
10. 【請求項１０】 前記誘電体支持部材が窒化アルミニウ
    ムから形成される請求項９記載の構造。
11. 【請求項１１】 前記螺旋回路が損失パタ−ンを含み、
    螺旋回路を形成する巻線の方向が反転されまたは切断さ
    れ、前記導電性材料は前記損失パタ−ンの中心に対応す
    る位置で前記導電性ハウジングに結合する請求項３記載
    の構造。
12. 【請求項１２】 前記導電性材料が前記螺旋回路の始め
    および最後に対応する位置で前記導電性ハウジングに結
    合されている請求項１１記載の構造。
13. 【請求項１３】 カ−ボンパタ−ンが前記少なくとも１
    つの分離した点で前記誘電体支持部材に付着されてお
    り、前記カ−ボンパタ−ンは前記誘電体支持部材を前記
    導電性ハウジングに結合している請求項３記載の構造。
14. 【請求項１４】 導電性材料を所望の異方性負荷を生成
    する複数の誘電体支持部材に付着し、 前記誘電体支持部材を予め決められた構造の副構造を形
    成している螺旋回路に取付け、 前記副構造を前記導電性材料が選択的に前記円筒型ハウ
    ジングに結合されるように導電性の円筒型ハウジングに
    挿入する段階を含む進行波管内で使用される異方性に負
    荷された螺旋構造の製造方法。
15. 【請求項１５】 付着の段階が前記導電性材料を前記誘
    電体支持部材に供給することにより前記誘電体支持部材
    をシルクスクリ−ン処理で金属化し、前記導電性材料は
    予め決められた形状で前記誘電体支持部材に選択的に付
    着される請求項１４記載の方法。
16. 【請求項１６】 前記副構造の前記予め定められた構造
    は前記円筒型ハウジングと寸法的に干渉し、前記ハウジ
    ングへの前記副構造の通過を阻止し、前記挿入段階にお
    いて前記円筒型ハウジングに変形力を選択的に供給する
    ことにより前記円筒型ハウジングを弾性的に変形し、前
    記円筒型ハウジングは前記干渉が除去されるように膨脹
    し、前記副構造を弾性的に変形された円筒型ハウジング
    内に配置し、前記円筒型ハウジングを正常の位置に戻す
    ように前記変形力を除去して前記副構造を圧縮させる請
    求項１４記載の方法。
17. 【請求項１７】 前記誘電体支持部材を前記螺旋回路に
    取付ける前記段階においてほぼ三角形の断面形状を有す
    る前記副構造を形成するように対称的に位置するように
    前記螺旋回路に３つの誘電体支持部材を接着して固定
    し、各誘電体支持体は前記三角形断面形状内に頂点を含
    む請求項１６記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記円筒型ハウジングを弾性的に変形
    する前記段階において、円筒型ハウジング周囲の３つの
    位置に前記変形力を供給し、その結果前記円筒型ハウジ
    ングは前記３つの位置の間で膨脹し前記副構造の通過が
    可能にされている請求項１７記載の方法。
19. 【請求項１９】 前記各誘電体支持部材が電磁界ライン
    と相互作用するように前記誘電体支持部材の形状を形成
    する段階を含み、電磁界ラインは周波数の所定領域を横
    切る前記螺旋回路内に実際上一定の波速度を助長するよ
    うに前記螺旋回路により生成される請求項１４記載の方
    法。
20. 【請求項２０】 前記複数の誘電体支持部材は窒化アル
    ミニウムから構成される請求項１４記載の方法。