JPH07101594B2 - マイクロ波管のコレクタ構体 - Google Patents
マイクロ波管のコレクタ構体Info
- Publication number
- JPH07101594B2 JPH07101594B2 JP2259092A JP2259092A JPH07101594B2 JP H07101594 B2 JPH07101594 B2 JP H07101594B2 JP 2259092 A JP2259092 A JP 2259092A JP 2259092 A JP2259092 A JP 2259092A JP H07101594 B2 JPH07101594 B2 JP H07101594B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- collector
- vacuum envelope
- microwave tube
- ceramics
- thermal expansion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Microwave Tubes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、進行波管，クライス
トロン等に使用して好適なマイクロ波管のコレクタ構体
に関する。
トロン等に使用して好適なマイクロ波管のコレクタ構体
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にマイクロ波管は、電子銃部の電子
ビーム下流に遅波回路のような高周波作用部，及びコレ
クタ構体が配置されている。例えば、人工衛星搭載用の
進行波管などには、電力利用効率を高めるために、コレ
クタ電位を高周波作用部の電位より低下させて動作させ
る電位低下型コレクタ構体が採用される。
ビーム下流に遅波回路のような高周波作用部，及びコレ
クタ構体が配置されている。例えば、人工衛星搭載用の
進行波管などには、電力利用効率を高めるために、コレ
クタ電位を高周波作用部の電位より低下させて動作させ
る電位低下型コレクタ構体が採用される。
【０００３】この種のコレクタ構体は、従来、図３に示
すように構成され、同図中の符号１，２，３は管軸に沿
って縦列配置された第１，第２，第３コレクタ電極であ
り、その各周縁部（フランジ部）１ａ，２ａ，３ａがセ
ラミックス製電極支柱４，５，６，７で互いに電気的に
絶縁され、保持されている。又、符号８はコレクタ支持
基板、９は伝熱支持板、１０，１１はコレクタ真空外囲
器、１２は図示しない高周波作用部につながる接続用端
板、１３は支持円筒を表わしている。
すように構成され、同図中の符号１，２，３は管軸に沿
って縦列配置された第１，第２，第３コレクタ電極であ
り、その各周縁部（フランジ部）１ａ，２ａ，３ａがセ
ラミックス製電極支柱４，５，６，７で互いに電気的に
絶縁され、保持されている。又、符号８はコレクタ支持
基板、９は伝熱支持板、１０，１１はコレクタ真空外囲
器、１２は図示しない高周波作用部につながる接続用端
板、１３は支持円筒を表わしている。
【０００４】ところで、コレクタ電極１，２，３の冷却
のため、コレクタ電極１，２，３で発生した熱をコレク
タ真空外囲器１０，１１に伝達するのに、(1) 主に輻射
によるものと、(2) 主に伝導によるものとがある。そし
て、上記のようなコレクタ構体では、コレクタ真空外囲
器１０，１１の材料としては、次のような物が用いられ
ることが知られている。 (1) 主に輻射による伝熱の場合 (a) ステンレス鋼、コバール（商品名）など (2) 主に伝導による伝熱の場合 (a) ステンレス鋼，コバールなど (b) 銅
のため、コレクタ電極１，２，３で発生した熱をコレク
タ真空外囲器１０，１１に伝達するのに、(1) 主に輻射
によるものと、(2) 主に伝導によるものとがある。そし
て、上記のようなコレクタ構体では、コレクタ真空外囲
器１０，１１の材料としては、次のような物が用いられ
ることが知られている。 (1) 主に輻射による伝熱の場合 (a) ステンレス鋼、コバール（商品名）など (2) 主に伝導による伝熱の場合 (a) ステンレス鋼，コバールなど (b) 銅
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記のような
コレクタ構体では、次のような不都合が生じる。(1) −
(a) の輻射による伝熱の場合、輻射する側の温度が高く
ないと十分な熱量が伝わらないので、コレクタ電極が高
温になり、動作不安定となり易い。
コレクタ構体では、次のような不都合が生じる。(1) −
(a) の輻射による伝熱の場合、輻射する側の温度が高く
ないと十分な熱量が伝わらないので、コレクタ電極が高
温になり、動作不安定となり易い。
【０００６】(2) の主に伝導による伝熱の場合、熱伝導
の経路は有限個しかないので、(2)−(a) のステンレス
鋼，コバールなどをコレクタ真空外囲器に用いると、材
料の熱伝導性が良くないため、コレクタ真空外囲器自体
の温度勾配が大きくなる。従って、コレクタ真空外囲器
から更に外部への熱伝導の効率が下がり、コレクタ電極
が高温になる。
の経路は有限個しかないので、(2)−(a) のステンレス
鋼，コバールなどをコレクタ真空外囲器に用いると、材
料の熱伝導性が良くないため、コレクタ真空外囲器自体
の温度勾配が大きくなる。従って、コレクタ真空外囲器
から更に外部への熱伝導の効率が下がり、コレクタ電極
が高温になる。
【０００７】又、(2) −(b) の銅をコレクタ真空外囲器
に用いると、材料の熱伝導性が良いので、コレクタ真空
外囲器の温度勾配は小さくなるが、機械的強度が弱いの
で材料を厚くしたりして補強しなければならず、重くな
り易い。更に、銅はセラミックスと比べて熱膨脹率が約
２倍と大きいので、セラミックス製電極支柱あるいはコ
レクタ真空外囲器自体に熱によるストレスがかかり易
く、信頼性に欠ける。この発明は、上記のような不都合
を解決するものであり、放熱特性が優れ、耐電圧特性に
優れたマイクロ波管のコレクタ構体を提供することを目
的とする。
に用いると、材料の熱伝導性が良いので、コレクタ真空
外囲器の温度勾配は小さくなるが、機械的強度が弱いの
で材料を厚くしたりして補強しなければならず、重くな
り易い。更に、銅はセラミックスと比べて熱膨脹率が約
２倍と大きいので、セラミックス製電極支柱あるいはコ
レクタ真空外囲器自体に熱によるストレスがかかり易
く、信頼性に欠ける。この発明は、上記のような不都合
を解決するものであり、放熱特性が優れ、耐電圧特性に
優れたマイクロ波管のコレクタ構体を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、コレクタ真
空外囲器内に管軸に沿って複数のコレクタ電極が所定間
隔で縦列配置され、各周縁部がセラミックス製電極支柱
で互いに電気的に絶縁され保持されてなり、更にコレク
タ真空外囲器は熱膨脹率がセラミックスに近い金属と銅
とのクラッド材料からなるマイクロ波管のコレクタ構体
である。
空外囲器内に管軸に沿って複数のコレクタ電極が所定間
隔で縦列配置され、各周縁部がセラミックス製電極支柱
で互いに電気的に絶縁され保持されてなり、更にコレク
タ真空外囲器は熱膨脹率がセラミックスに近い金属と銅
とのクラッド材料からなるマイクロ波管のコレクタ構体
である。
【０００９】
【作用】この発明によれば、放熱特性が優れると共に耐
電圧特性が優れ、且つセラミックス製電極支柱あるいは
接合部の破損が起き難く、信頼性が向上する。
電圧特性が優れ、且つセラミックス製電極支柱あるいは
接合部の破損が起き難く、信頼性が向上する。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
を詳細に説明する。図１の実施例は、ヘリックス型進行
波管にこの発明を適用したものであって、次のように構
成されている。
を詳細に説明する。図１の実施例は、ヘリックス型進行
波管にこの発明を適用したものであって、次のように構
成されている。
【００１１】即ち、従来例（図３）と同一箇所は同一符
号を付すことにすると、同図中の符号１２は図示しない
高周波作用部につながる接続用端板であり、この接続用
端板１２には支持円筒１３を介してコレクタ支持基板８
が設けられている。接続用端板１２の近くには、管軸に
沿って第１，第２，第３コレクタ電極１，２，３がビー
ム上流側から下流側に所定間隔で縦列配置され、各周縁
部（フランジ部）１ａ，２ａ，３ａがセラミックス製電
極支柱４，５，６，７で互いに電気的に絶縁され保持さ
れている。そして、電極支柱４はコレクタ支持基板８に
固定され、電極支柱７は伝熱支持板９に固定されてい
る。更に、これらコレクタ電極１，２，３および電極支
柱４，５，６，７を取囲むように、コレクタ真空外囲器
１４，１５が設けられ、コレクタ支持基板８と伝熱支持
板９に固定されている。
号を付すことにすると、同図中の符号１２は図示しない
高周波作用部につながる接続用端板であり、この接続用
端板１２には支持円筒１３を介してコレクタ支持基板８
が設けられている。接続用端板１２の近くには、管軸に
沿って第１，第２，第３コレクタ電極１，２，３がビー
ム上流側から下流側に所定間隔で縦列配置され、各周縁
部（フランジ部）１ａ，２ａ，３ａがセラミックス製電
極支柱４，５，６，７で互いに電気的に絶縁され保持さ
れている。そして、電極支柱４はコレクタ支持基板８に
固定され、電極支柱７は伝熱支持板９に固定されてい
る。更に、これらコレクタ電極１，２，３および電極支
柱４，５，６，７を取囲むように、コレクタ真空外囲器
１４，１５が設けられ、コレクタ支持基板８と伝熱支持
板９に固定されている。
【００１２】この場合、各コレクタ真空外囲器１４，１
５は図２（ａ）に示すように、熱膨脹率がセラミックス
に近い例えばコバールのような金属１６と銅１７とのク
ラッド材料から構成されている。この実施例では、図示
のように２層の銅１７によりコバールのような金属１６
がサンドイッチ状に挾持された構造になっている。尚、
各コレクタ真空外囲器１４，１５とコレクタ支持基板
８、伝熱支持板９は、ろう接などにより熱的に接合され
ている。
５は図２（ａ）に示すように、熱膨脹率がセラミックス
に近い例えばコバールのような金属１６と銅１７とのク
ラッド材料から構成されている。この実施例では、図示
のように２層の銅１７によりコバールのような金属１６
がサンドイッチ状に挾持された構造になっている。尚、
各コレクタ真空外囲器１４，１５とコレクタ支持基板
８、伝熱支持板９は、ろう接などにより熱的に接合され
ている。
【００１３】さて、動作時には、電子ビームが各コレク
タ電極１，２，３に捕捉され、各電極は発熱する。この
コレクタ電極１，２，３で発生した熱は、主に電極支柱
４，５，６，７およびコレクタ支持基板８、伝熱支持板
９を通って各コレクタ真空外囲器１４，１５に伝達され
る。更に、各コレクタ真空外囲器１４，１５から伝導あ
るいは輻射によって外部に熱が放散される。
タ電極１，２，３に捕捉され、各電極は発熱する。この
コレクタ電極１，２，３で発生した熱は、主に電極支柱
４，５，６，７およびコレクタ支持基板８、伝熱支持板
９を通って各コレクタ真空外囲器１４，１５に伝達され
る。更に、各コレクタ真空外囲器１４，１５から伝導あ
るいは輻射によって外部に熱が放散される。
【００１４】一般に、コレクタ電極からコレクタ真空外
囲器への熱伝導を主に伝導によって行なう構造のコレク
タ構体では、熱伝導経路が有限個になるので、コレクタ
真空外囲器に熱伝導の悪い材料を用いると、コレクタ真
空外囲器の熱伝導経路に近い箇所と遠い箇所で温度差が
大きくなる。そのため、コレクタ真空外囲器から更に外
部への熱伝達の効率が悪くなる。
囲器への熱伝導を主に伝導によって行なう構造のコレク
タ構体では、熱伝導経路が有限個になるので、コレクタ
真空外囲器に熱伝導の悪い材料を用いると、コレクタ真
空外囲器の熱伝導経路に近い箇所と遠い箇所で温度差が
大きくなる。そのため、コレクタ真空外囲器から更に外
部への熱伝達の効率が悪くなる。
【００１５】ところが、この発明によればコレクタ真空
外囲器１４，１５を構成するクラッド材料の銅１７の部
分の熱伝導が良いため、上記のような温度差が生じ難
く、外部への熱伝達の効率は悪くならないので、コレク
タ電極１４，１５の温度を低く出来る。
外囲器１４，１５を構成するクラッド材料の銅１７の部
分の熱伝導が良いため、上記のような温度差が生じ難
く、外部への熱伝達の効率は悪くならないので、コレク
タ電極１４，１５の温度を低く出来る。
【００１６】又、上記のようなクラッド材料（以下，コ
バールと銅のクラッド材料を例にして説明する）では、
銅の降伏点が低いため、熱膨脹率はコバールの熱膨脹率
に支配される。その結果、コバールの熱膨脹率は約６０
０℃以上ではセラミックスよりも大きいので、約６００
℃以上の温度でろう接した場合、セラミックス製電極支
柱４〜７にかかる管軸方向の応力は圧縮力となる。更
に、ろう接による常温での残留応力が焼きなましによっ
て無くなった場合でも、通常の動作時温度（約４００℃
以下）ではコバールの熱膨脹率がセラミックスよりも小
さいので、セラミックスには圧縮方向に力が加わること
になる。従って、セラミックスあるいは接合部の破損な
ど不具合が起きない。 （変形例）
バールと銅のクラッド材料を例にして説明する）では、
銅の降伏点が低いため、熱膨脹率はコバールの熱膨脹率
に支配される。その結果、コバールの熱膨脹率は約６０
０℃以上ではセラミックスよりも大きいので、約６００
℃以上の温度でろう接した場合、セラミックス製電極支
柱４〜７にかかる管軸方向の応力は圧縮力となる。更
に、ろう接による常温での残留応力が焼きなましによっ
て無くなった場合でも、通常の動作時温度（約４００℃
以下）ではコバールの熱膨脹率がセラミックスよりも小
さいので、セラミックスには圧縮方向に力が加わること
になる。従って、セラミックスあるいは接合部の破損な
ど不具合が起きない。 （変形例）
【００１７】図２（ｂ）はコレクタ真空外囲器の変形例
を示したもので、上記実施例と同様効果が得られる。即
ち、この変形例では、コレクタ真空外囲器は上記実施例
と同様に熱膨脹率がセラミックスに近い金属１６と銅１
７とのクラッド材料からなるが、図示のように真空側に
セラミックスに近い金属１６が位置し、大気側に銅１７
が位置している。要するに、クラッド材料の銅１７は真
空側でも大気側でも良く、両側でも良い。又、コレクタ
真空外囲器１４，１５の大気側表面に輻射率の大きい材
料を主成分とする塗料が塗布される場合にも、この発明
は適用出来る。又、コレクタ真空外囲器１４，１５をな
すクラッド材料は、ろう接温度での熱膨脹率がセラミッ
クスより大きいものであっても良い。
を示したもので、上記実施例と同様効果が得られる。即
ち、この変形例では、コレクタ真空外囲器は上記実施例
と同様に熱膨脹率がセラミックスに近い金属１６と銅１
７とのクラッド材料からなるが、図示のように真空側に
セラミックスに近い金属１６が位置し、大気側に銅１７
が位置している。要するに、クラッド材料の銅１７は真
空側でも大気側でも良く、両側でも良い。又、コレクタ
真空外囲器１４，１５の大気側表面に輻射率の大きい材
料を主成分とする塗料が塗布される場合にも、この発明
は適用出来る。又、コレクタ真空外囲器１４，１５をな
すクラッド材料は、ろう接温度での熱膨脹率がセラミッ
クスより大きいものであっても良い。
【００１８】又、コレクタ真空外囲器１４，１５をなす
クラッド材料は、動作時のコレクタ電極の到達最高温度
での熱膨脹率がセラミックスより小さいものであっても
良い。
クラッド材料は、動作時のコレクタ電極の到達最高温度
での熱膨脹率がセラミックスより小さいものであっても
良い。
【００１９】
【発明の効果】この発明によれば、コレクタ電極を取巻
くコレクタ真空外囲器は、熱膨脹率がセラミックスに近
い金属と銅とのクラッド材料からなるので、熱が銅の部
分で主として伝導されるため放熱特性が優れ、セラミッ
クス製電極支柱あるいは接合部の破損が起き難く、信頼
性が向上する。
くコレクタ真空外囲器は、熱膨脹率がセラミックスに近
い金属と銅とのクラッド材料からなるので、熱が銅の部
分で主として伝導されるため放熱特性が優れ、セラミッ
クス製電極支柱あるいは接合部の破損が起き難く、信頼
性が向上する。
【図１】この発明の一実施例に係るマイクロ波管のコレ
クタ構体を示す断面図。
クタ構体を示す断面図。
【図２】図１の要部を拡大した２例を示す断面図。
【図３】従来のマイクロ波管のコレクタ構体を示す断面
図。
図。
１，２，３…コレクタ電極、１ａ，２ａ，３ａ…周縁
部、４，５，６，７…セラミックス製電極支柱、８…コ
レクタ支持基板、９…伝熱支持板、１４，１５…コレク
タ真空外囲器、１６…熱膨脹率がセラミックスに近い金
属、１７…銅。
部、４，５，６，７…セラミックス製電極支柱、８…コ
レクタ支持基板、９…伝熱支持板、１４，１５…コレク
タ真空外囲器、１６…熱膨脹率がセラミックスに近い金
属、１７…銅。
Claims (4)
- 【請求項１】 コレクタ真空外囲器内に複数のコレクタ
電極が所定間隔で配置され、各周縁部がセラミックス製
電極支柱で互いに電気的に絶縁され保持されてなるマイ
クロ波管のコレクタ構体において、 上記コレクタ真空外囲器は、熱膨脹率がセラミックスに
近い金属と銅とのクラッド材料からなることを特徴とす
るマイクロ波管のコレクタ構体。 - 【請求項２】 上記コレクタ真空外囲器の大気側表面に
輻射率の大きい材料を主成分とする塗料が塗布されてな
ることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波管のコレ
クタ構体。 - 【請求項３】 上記コレクタ真空外囲器をなすクラッド
材料はろう接温度での熱膨脹率がセラミックスより大き
いことを特徴とする請求項１記載のマイクロ波管のコレ
クタ構体。 - 【請求項４】 上記コレクタ真空外囲器をなすクラッド
材料は動作時のコレクタ電極の最高温度での熱膨脹率が
セラミックスより小さいことを特徴とする請求項１記載
のマイクロ波管のコレクタ構体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2259092A JPH07101594B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | マイクロ波管のコレクタ構体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2259092A JPH07101594B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | マイクロ波管のコレクタ構体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05225917A JPH05225917A (ja) | 1993-09-03 |
| JPH07101594B2 true JPH07101594B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=12087070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2259092A Expired - Lifetime JPH07101594B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | マイクロ波管のコレクタ構体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101594B2 (ja) |
-
1992
- 1992-02-07 JP JP2259092A patent/JPH07101594B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05225917A (ja) | 1993-09-03 |
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