JPH0644912A - 進行波管用コレクタ電極構体 - Google Patents
進行波管用コレクタ電極構体Info
- Publication number
- JPH0644912A JPH0644912A JP19577392A JP19577392A JPH0644912A JP H0644912 A JPH0644912 A JP H0644912A JP 19577392 A JP19577392 A JP 19577392A JP 19577392 A JP19577392 A JP 19577392A JP H0644912 A JPH0644912 A JP H0644912A
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- Japan
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- collector electrode
- collector
- graphite
- electrode structure
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Abstract
(57)【要約】
【目的】進行波管の高効率化，軽量化のためのグラファ
イト製コレクタ電極部品の形状を改良してコレクタ支持
部品とのろう付性と強度を改善した構造を提供する。 【構成】グラファイト材料から成る円筒状のコレクタ電
極部品１０の外周に、それぞれ一体化連続して突出する
つば状部１１を設け、このつば状部１１の円環状平面と
コレクタ支持部品２０を重ね合わせろう付する。
イト製コレクタ電極部品の形状を改良してコレクタ支持
部品とのろう付性と強度を改善した構造を提供する。 【構成】グラファイト材料から成る円筒状のコレクタ電
極部品１０の外周に、それぞれ一体化連続して突出する
つば状部１１を設け、このつば状部１１の円環状平面と
コレクタ支持部品２０を重ね合わせろう付する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は進行波管用コレクタ電極
構体に関する。
構体に関する。
【０００２】
【従来の技術】進行波管はマイクロ波用電子管の一種
で、広帯域で、かつ、小型，軽量である特徴を持ってい
るため、衛星搭載用をはじめ多くのマイクロ波通信設備
の中枢器機として広く普及している。
で、広帯域で、かつ、小型，軽量である特徴を持ってい
るため、衛星搭載用をはじめ多くのマイクロ波通信設備
の中枢器機として広く普及している。
【０００３】進行波管は真空の管内で電子銃から放射さ
れた熱電子を電磁場によりビーム状とし、これを遅波回
路部を通過させる過程で信号波との相互作用により信号
波を増幅する。遅波回路の後部にはコレクタが配置さ
れ、役目を終わった電子ビームを捕捉し、そのエネルギ
ーを主に熱に変換して電子管外に放散する。
れた熱電子を電磁場によりビーム状とし、これを遅波回
路部を通過させる過程で信号波との相互作用により信号
波を増幅する。遅波回路の後部にはコレクタが配置さ
れ、役目を終わった電子ビームを捕捉し、そのエネルギ
ーを主に熱に変換して電子管外に放散する。
【０００４】従来、このような進行波管における改善課
題は、高周波数化および高効率化で加えて、衛星搭載用
進行波管では軽量化も重要な課題の１つとなっている。
題は、高周波数化および高効率化で加えて、衛星搭載用
進行波管では軽量化も重要な課題の１つとなっている。
【０００５】従来の進行波管のコレクタ内部に形成され
たコレクタ電極部品は、熱伝導性とガス放出特性を重視
して無酸素銅で作られていた。また、コレクタ電極部品
に入射する電子によって二次電子が放出されるが、この
二次電子が遅波回路に戻ってゆくと、その分信号波の増
幅率が低下したり、発振等の不具合を引起す。これを抑
制する目的から、無酸素銅のコレクタ電極部品の一次電
子が入射すると予想される表面にコロイド状グラファイ
ト（黒鉛）を塗布するなど表面の二次電子放射率を低く
する工夫がなされている。
たコレクタ電極部品は、熱伝導性とガス放出特性を重視
して無酸素銅で作られていた。また、コレクタ電極部品
に入射する電子によって二次電子が放出されるが、この
二次電子が遅波回路に戻ってゆくと、その分信号波の増
幅率が低下したり、発振等の不具合を引起す。これを抑
制する目的から、無酸素銅のコレクタ電極部品の一次電
子が入射すると予想される表面にコロイド状グラファイ
ト（黒鉛）を塗布するなど表面の二次電子放射率を低く
する工夫がなされている。
【０００６】また、近年、コレクタ電極部品自体をグラ
ファイトや熱分解（パイロリィティック）グラファイト
で作る試みもなされている。この理由は、グラファイト
の二次電子放射率は１．０以下で一般金属材料、例え
ば、銅の１．２に比べて小さく、比重も１．８と軽量で
あるためである。また、グラファイト製のコレクタ電極
部品は何等かの方法でコレクタ支持部品と接合してコレ
クタ電極構体とするが、グラファイト材料は金属材料に
比べ熱膨張係数および機械的強度が小さいことが欠点と
なっている。このため、特にコレクタ電極部品とこれを
支持する金属のコレクタ支持部品との接合部の形態が設
計上重要となる。
ファイトや熱分解（パイロリィティック）グラファイト
で作る試みもなされている。この理由は、グラファイト
の二次電子放射率は１．０以下で一般金属材料、例え
ば、銅の１．２に比べて小さく、比重も１．８と軽量で
あるためである。また、グラファイト製のコレクタ電極
部品は何等かの方法でコレクタ支持部品と接合してコレ
クタ電極構体とするが、グラファイト材料は金属材料に
比べ熱膨張係数および機械的強度が小さいことが欠点と
なっている。このため、特にコレクタ電極部品とこれを
支持する金属のコレクタ支持部品との接合部の形態が設
計上重要となる。
【０００７】例えば、図３に示す例では、コレクタ電極
１１ａ〜１１ｄを強度が大きい熱分解グラファイトで作
り、極力薄肉にしてコレクタ支持部品２１との熱膨張差
による応力を弾性変形内で吸収する構造となっている。
１１ａ〜１１ｄを強度が大きい熱分解グラファイトで作
り、極力薄肉にしてコレクタ支持部品２１との熱膨張差
による応力を弾性変形内で吸収する構造となっている。
【０００８】また、図４に示す例では、図３の例とは逆
に、一般の焼結多結晶グラファイトのコレクタ電極部品
１２ａ〜１２ｃを厚肉円盤状としてコレクタ支持部品２
２ａ〜２２ｃの中にかん入してろう付し、所謂、焼きば
め状態にしてグラファイトのコレクタ電極部品１２ａ〜
１２ｃ側に圧縮応力がかかるよう材料の熱膨張率と寸法
の関係を選択して用いている。
に、一般の焼結多結晶グラファイトのコレクタ電極部品
１２ａ〜１２ｃを厚肉円盤状としてコレクタ支持部品２
２ａ〜２２ｃの中にかん入してろう付し、所謂、焼きば
め状態にしてグラファイトのコレクタ電極部品１２ａ〜
１２ｃ側に圧縮応力がかかるよう材料の熱膨張率と寸法
の関係を選択して用いている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のグラファイト製コレクタ電極構体の構造には次の
ような問題点があった。
従来のグラファイト製コレクタ電極構体の構造には次の
ような問題点があった。
【００１０】まず、図３の熱分解グラファイト製のコレ
クタ電極部品１１ａ〜１１ｄは、（１）価格が多結晶グ
ラファイトに比べ非常に高価である。（２）物理特性に
おける異方性が強く層間のはがれが生じる可能性があ
る。（３）基体（中子）の上にＣＶＤ等により析出させ
て形成するので厚肉化が難しくその分熱伝達量が小さく
なりコレクタが高温になり易い。
クタ電極部品１１ａ〜１１ｄは、（１）価格が多結晶グ
ラファイトに比べ非常に高価である。（２）物理特性に
おける異方性が強く層間のはがれが生じる可能性があ
る。（３）基体（中子）の上にＣＶＤ等により析出させ
て形成するので厚肉化が難しくその分熱伝達量が小さく
なりコレクタが高温になり易い。
【００１１】一方、従来の多結晶グラファイトを用いた
焼ばめ構造では、（１）強度を補うため、相手金属の材
質特性、特に、設計の自由度が制限される。（２）厚肉
化による重量増やガス放出量の増加が問題となる。
焼ばめ構造では、（１）強度を補うため、相手金属の材
質特性、特に、設計の自由度が制限される。（２）厚肉
化による重量増やガス放出量の増加が問題となる。
【００１２】本発明の目的は、安価で層間のはがれがな
く軽量で設計の自由度が高い進行波管用コレクタ電極構
体を提供することにある。
く軽量で設計の自由度が高い進行波管用コレクタ電極構
体を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の進行波管用コレ
クタ電極構体は、グラファイト円筒と該グラファイト円
筒の一端に接続し頂点に開口が形成されたグラファイト
円すいと前記グラファイト円筒の外周の一部に中心軸と
垂直方向に突出し前記グラファイト円筒と一体化形成さ
れたつば状部を備えたコレクタ電極部品と、前記つば状
部品の平面に重ね合わせろう付されたコレクタ支持部品
とを有する。
クタ電極構体は、グラファイト円筒と該グラファイト円
筒の一端に接続し頂点に開口が形成されたグラファイト
円すいと前記グラファイト円筒の外周の一部に中心軸と
垂直方向に突出し前記グラファイト円筒と一体化形成さ
れたつば状部を備えたコレクタ電極部品と、前記つば状
部品の平面に重ね合わせろう付されたコレクタ支持部品
とを有する。
【００１４】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１５】図１は本発明の第１の実施例の一部切欠き
側面図、図２は図１のコレクタ電極構体を用いたコレク
タの一部切欠き側面図である。
側面図、図２は図１のコレクタ電極構体を用いたコレク
タの一部切欠き側面図である。
【００１６】まず、緻密質高純度グラファイト材から切
削加工して作ったコレクタ電極部品１０とこれを固定，
保持するコレクタ支持部品２０の関係について説明す
る。
削加工して作ったコレクタ電極部品１０とこれを固定，
保持するコレクタ支持部品２０の関係について説明す
る。
【００１７】図１に示すように、コレクタ電極部品１０
は厚みが１．５ｍｍの円筒状部とこれに接続する同じ厚
みの円すい状部とから構成され、円すい状部の先端には
電子が入射する開口がある。コレクタ電極部品１０の内
径，長さおよび開口部の内径等の寸法は、進行波管個々
の要求性能達成のためコンピュータを用いた計算により
決定した。また、コレクタ電極部品１０の外周方向に厚
さ３ｍｍ，長さ７ｍｍの突出するつば状部１１を全周に
一体化形成した。このつば状部１１の付根部は応力集中
による破壊を防ぐ目的から曲面取りが施されている。
は厚みが１．５ｍｍの円筒状部とこれに接続する同じ厚
みの円すい状部とから構成され、円すい状部の先端には
電子が入射する開口がある。コレクタ電極部品１０の内
径，長さおよび開口部の内径等の寸法は、進行波管個々
の要求性能達成のためコンピュータを用いた計算により
決定した。また、コレクタ電極部品１０の外周方向に厚
さ３ｍｍ，長さ７ｍｍの突出するつば状部１１を全周に
一体化形成した。このつば状部１１の付根部は応力集中
による破壊を防ぐ目的から曲面取りが施されている。
【００１８】一方、コレクタ電極部品１０を支持するコ
レクタ支持部品２０は厚み０．８ｍｍのモリブデン板を
プレス成型して製造した。コレクタ電極部品１０の円筒
状部の外径よりやや大きくしてつば状部１１の付根の曲
面取り加工部を避け、つば状部１１の平面に密着させて
コレクタ電極構体１を形成した。
レクタ支持部品２０は厚み０．８ｍｍのモリブデン板を
プレス成型して製造した。コレクタ電極部品１０の円筒
状部の外径よりやや大きくしてつば状部１１の付根の曲
面取り加工部を避け、つば状部１１の平面に密着させて
コレクタ電極構体１を形成した。
【００１９】図２に示すように、４種のコレクタ支持部
品２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄと組合わされたそれ
ぞれのコレクタ電極構体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄはチタ
ニウムを３％含む銅合金から成るろう板（図示せず）を
コレクタ電極部品１０とコレクタ支持部品２０の間に挟
んで５×１０-5Ｔｏｒｒ以下の真空中で１，１５０℃の
温度でろう付した。この際の部品間の位置出し、およ
び、ろう付面への加圧のため、ステンレス製の治具（図
示せず）を用いた。
品２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄと組合わされたそれ
ぞれのコレクタ電極構体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄはチタ
ニウムを３％含む銅合金から成るろう板（図示せず）を
コレクタ電極部品１０とコレクタ支持部品２０の間に挟
んで５×１０-5Ｔｏｒｒ以下の真空中で１，１５０℃の
温度でろう付した。この際の部品間の位置出し、およ
び、ろう付面への加圧のため、ステンレス製の治具（図
示せず）を用いた。
【００２０】以上のようにしてろう付されたコレクタ電
極構体１ａ〜１ｄは、さらに、コレクタ支持部品２０ａ
〜２０ｄ間を絶縁して保持するセラミック部品２，接続
部品３および接続フランジ４等と組合わせ約１，０５０
℃でろう付組立し、コレスタ１００とする。
極構体１ａ〜１ｄは、さらに、コレクタ支持部品２０ａ
〜２０ｄ間を絶縁して保持するセラミック部品２，接続
部品３および接続フランジ４等と組合わせ約１，０５０
℃でろう付組立し、コレスタ１００とする。
【００２１】第２の実施例は、図１のコレクタ支持部品
２０の材質を銅−ニッケル合金（７０ｃｕ−３０Ｎｉ）
に変更するとともに、つば状部１１およびコレクタ支持
部品２０にはそれぞれ円周上を３０°おきに１２等分割
した幅０．５ｍｍのすり割溝を入れてグラファイトと銅
−ニッケル合金の熱膨張差による応力を軽減したもので
ある。
２０の材質を銅−ニッケル合金（７０ｃｕ−３０Ｎｉ）
に変更するとともに、つば状部１１およびコレクタ支持
部品２０にはそれぞれ円周上を３０°おきに１２等分割
した幅０．５ｍｍのすり割溝を入れてグラファイトと銅
−ニッケル合金の熱膨張差による応力を軽減したもので
ある。
【００２２】この変更は、コレクタ支持部品のプレス加
工性がモリブデンより銅−ニッケル合金の方が優れてい
ること、および、比重が約２分の１で軽量化ができるた
め実施したものである。
工性がモリブデンより銅−ニッケル合金の方が優れてい
ること、および、比重が約２分の１で軽量化ができるた
め実施したものである。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、グラファ
イト製のコレクタ電極部品２０の外周に設けたつば状部
１１の平面部にコレクタ支持部品２０の平面部を重ねて
ろう付する。所謂、重ね合わせろう付継手を形成できる
構造としたので次に列挙する効果がある。
イト製のコレクタ電極部品２０の外周に設けたつば状部
１１の平面部にコレクタ支持部品２０の平面部を重ねて
ろう付する。所謂、重ね合わせろう付継手を形成できる
構造としたので次に列挙する効果がある。
【００２４】（１）コレクタ電極部品およびコレクタ支
持部品自体の同芯度許容値を大きく取れるのでろう付治
具で位置決めできる。
持部品自体の同芯度許容値を大きく取れるのでろう付治
具で位置決めできる。
【００２５】（２）重ね合わせ継手のため固相反応ろう
付に必須の接合面への加圧力をおもし治具で調整でき
る。従来は部品の熱膨張を考慮に入れたかん合寸法とな
るように部品を精密に製造して置く必要があった。
付に必須の接合面への加圧力をおもし治具で調整でき
る。従来は部品の熱膨張を考慮に入れたかん合寸法とな
るように部品を精密に製造して置く必要があった。
【００２６】（３）つば状部とその付近の寸法形状につ
いてのみ強度等を考慮しておけばよいので他は薄肉化で
き、その分軽量化できるため衛星搭載用でのメリットが
大きい。
いてのみ強度等を考慮しておけばよいので他は薄肉化で
き、その分軽量化できるため衛星搭載用でのメリットが
大きい。
【図１】本発明の第１の実施例の一部切欠き側面図であ
る。
る。
【図２】図１のコレクタ電極構体を用いたコレクタの一
部切欠き側面図である。
部切欠き側面図である。
【図３】従来のグラファイト製コレクタの一例の一部切
欠き側面図である。
欠き側面図である。
【図４】従来のグラファイト製コレクタの他の例の一部
切欠き側面図である。
切欠き側面図である。
１，１ａ〜１ｄ コレクタ電極構体 ２ セラミック部品 ３ 接続部品 ４ 接続フランジ １０，１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｃ コレクタ電
極部品 １１ つば状部 ２０，２０ａ〜２０ｄ，２１，２２ａ〜２２ｃ コレ
クタ支持部品 １００，１０１，１０２ コレクタ
極部品 １１ つば状部 ２０，２０ａ〜２０ｄ，２１，２２ａ〜２２ｃ コレ
クタ支持部品 １００，１０１，１０２ コレクタ
Claims (1)
- 【請求項１】 グラファイト円筒と該グラファイト円筒
の一端に接続し頂点に開口が形成されたグラファイト円
すいと前記グラファイト円筒の外周の一部に中心軸と垂
直方向に突出し前記グラファイト円筒と一体化形成され
たつば状部を備えたコレクタ電極部品と、前記つば状部
品の平面に重ね合わせろう付されたコレクタ支持部品と
を有することを特徴とする進行波管用コレクタ電極構
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19577392A JP2845039B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 進行波管用コレクタ電極構体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19577392A JP2845039B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 進行波管用コレクタ電極構体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0644912A true JPH0644912A (ja) | 1994-02-18 |
| JP2845039B2 JP2845039B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=16346730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19577392A Expired - Fee Related JP2845039B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 進行波管用コレクタ電極構体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2845039B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113921355A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-11 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 收集极及其制备方法 |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP19577392A patent/JP2845039B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113921355A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-11 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 收集极及其制备方法 |
| CN113921355B (zh) * | 2021-10-09 | 2024-02-06 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 收集极及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2845039B2 (ja) | 1999-01-13 |
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| JPS6336098B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980929 |
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| S533 | Written request for registration of change of name |
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