JPH10134724A - Electron beam focusing device - Google Patents

Electron beam focusing device

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JPH10134724A
JPH10134724A JP30305597A JP30305597A JPH10134724A JP H10134724 A JPH10134724 A JP H10134724A JP 30305597 A JP30305597 A JP 30305597A JP 30305597 A JP30305597 A JP 30305597A JP H10134724 A JPH10134724 A JP H10134724A
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JP
Japan
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tube
magnetic
electron beam
heat
focusing device
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Application number
JP30305597A
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Japanese (ja)
Inventor
Richard B True
ブロウネル トゥルー リチャード
Alan J Theiss
ジェイ セイス アラン
Douglas B Lyon
ビー ライオン ダグラス
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Northrop Grumman Guidance and Electronics Co Inc
Original Assignee
Litton Systems Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce thermal resistance from a tunnel wall to a heat sink or heighten a magnetic flux level in a beam tunnel region, in an electron beam focusing device. SOLUTION: This device comprises a plurality of magnetic pole pieces 32 interposition provided with a non-magnetic spacer 34, tube 30 having a beam tunnel 38 facing the axial direction for an electron beam to pass through, and a means guiding the magnetic pole piece 32, ascending a magnetic field having a line of magnetic flux passing along a magnetic axis, into the tube 30. Heat generated inside the pipe 30 passes through the spacer 34, so as to lead to a flat surface in the outside along an axis in non-conformity to the magnetic axis.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームを誘導
するための周期集束装置に関し、とくにマイクロ波増幅
管において、電子ビームの周期集束を行うための新規な
構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a periodic focusing device for guiding an electron beam, and more particularly to a novel structure for periodically focusing an electron beam in a microwave amplification tube.

【0002】[0002]

【従来の技術】進行波管(TWT)のようなマイクロ波
増幅管は、よく知られている。このマイクロ波管は、マ
イクロ波の範囲内のRF(無線周波数)信号の利得の増
加、つまり増幅に用いられる。増幅管内に導かれたマイ
クロ波RF信号は、回路を介して投射された電子ビーム
と相互に作用する。この相互作用の結果、ビーム内のエ
ネルギーがRF信号に移行し、信号を増幅する。
BACKGROUND OF THE INVENTION Microwave amplifier tubes, such as traveling wave tubes (TWT), are well known. The microwave tube is used to increase, or amplify, the gain of RF (radio frequency) signals in the microwave range. The microwave RF signal guided into the amplification tube interacts with the electron beam projected through the circuit. As a result of this interaction, the energy in the beam transfers to the RF signal, amplifying the signal.

【0003】周期集束装置は、マイクロ波増幅管技術に
おいて、マイクロ波管内のビームトンネルを通過する電
子ビームを導くものとして、よく知られている。この種
の周期集束装置は、通常、磁極片として知られている強
磁性体で構成されており、これらの強磁性体間に、永久
磁石が挿入されている。
[0003] Periodic focusing devices are well known in the microwave amplifier tube art as directing an electron beam through a beam tunnel in a microwave tube. Periodic focusing devices of this kind are usually composed of ferromagnetic materials, known as pole pieces, between which a permanent magnet is inserted.

【0004】マイクロ波増幅管は、「一体型磁極片」あ
るいは「取付け型磁極片」のいずれかを利用している。
一体型磁極片は、ビーム域の方向に向かって内側に延び
る真空管球容器の一部を成し、取付け型磁極片は、増幅
管の真空管球容器の完全に外側に取付けられる。これら
の磁石は、通常は、円環状であって、増幅管を完全に取
り囲むか、あるいはボタン状であって、磁極片間の領域
の一部だけを、方位角的に覆っている。しかし、いずれ
の場合も、集束装置によって支配される管の形状は、ど
うしても円筒形になる。
[0004] Microwave amplifier tubes utilize either "integral pole pieces" or "mounted pole pieces."
The integral pole piece forms part of a vacuum envelope that extends inwardly in the direction of the beam area, and the mounted pole piece is mounted completely outside the vacuum envelope of the amplifier tube. These magnets are usually annular and either completely surround the amplification tube or are button-shaped, covering only part of the area between the pole pieces azimuthally. However, in each case, the shape of the tube governed by the focusing device is necessarily cylindrical.

【0005】従来の円筒形を有する周期永久磁石(PP
M)集束装置10を図1〜図3に示す。従来のPPM集
束装置10を内蔵した増幅管は、非磁性スペーサ14と
交互に配置された複数の、実質的に環状の磁極片12を
備えている。一般的に、磁極片12は鉄からなり、非磁
性スペーサ14は銅からなっている。磁極片12は、増
幅管の半径方向外側に向かって延び、環状永久磁石16
に接続されたハブ15を有している。
A conventional cylindrical permanent magnet (PP)
M) The focusing device 10 is shown in FIGS. An amplification tube incorporating a conventional PPM focusing device 10 includes a plurality of substantially annular pole pieces 12 alternately arranged with non-magnetic spacers 14. Generally, the pole pieces 12 are made of iron and the non-magnetic spacers 14 are made of copper. The pole piece 12 extends radially outward of the amplification tube and has an annular permanent magnet 16.
And a hub 15 connected to the

【0006】増幅管は、中心対称であり、図2に示すよ
うに円筒形をなしており、電子ビームトンネル17が、
その中心に設けられている。図1の構成は、単周期集束
装置として知られている。なぜなら、永久磁石16の各
極性が、隣接する1対の磁極片12の各々で反転するか
らである。それに代わる構成の、複周期集束装置が図3
に示されている。これは、磁極片12の間に、ハブ無し
磁極片18を備え、永久磁石16は、隣接する1対の磁
極片12同士を結合し、かつ2個の隣接する磁性スペー
サ14と、ハブ無し磁極片18とにまたがっている。
[0006] The amplification tube is symmetrical about the center and has a cylindrical shape as shown in FIG.
It is provided at the center. The configuration of FIG. 1 is known as a single cycle focusing device. This is because each polarity of the permanent magnet 16 is reversed in each of the pair of adjacent pole pieces 12. An alternative configuration of the multi-cycle focusing device is shown in FIG.
Is shown in This comprises a hubless polepiece 18 between the polepieces 12, wherein the permanent magnet 16 joins a pair of adjacent polepieces 12 and comprises two adjacent magnetic spacers 14 and a hubless polepiece. It straddles the piece 18.

【0007】この円形状のPPM集束装置において、永
久磁石16との境界において磁極片12に入る磁束は、
最初に半径方向に向かって内側に導かれる。磁極片12
の内側半径方向において、ビームトンネル17に到達す
る磁束は、その隣接磁極片に向かって軸方向にジャンプ
し、ビームトンネル部と磁界を連結して、ビームを集束
する。磁極片12の内側における磁束の方向は、本来的
に半径方向(R)と軸方向(Z)である。したがって、
このような円筒形状の集束装置は、R−Z PPM集束
装置と呼ぶことができる。
In this circular PPM focusing device, the magnetic flux entering the pole piece 12 at the boundary with the permanent magnet 16 is:
First it is guided inward in the radial direction. Magnetic pole piece 12
In the radial direction inside, the magnetic flux reaching the beam tunnel 17 jumps axially towards its adjacent pole piece, connecting the beam tunnel section and the magnetic field to focus the beam. The directions of the magnetic flux inside the pole piece 12 are essentially the radial direction (R) and the axial direction (Z). Therefore,
Such a cylindrical focusing device can be referred to as an RZ PPM focusing device.

【0008】このR−Z PPM集束装置は、磁束が磁
極片12の内側に集中するが、そこは、ビームを集中さ
せるべき領域に近いことが多いため、好ましい特徴とな
っている。しかし、この集束装置は、円形状の半径方向
の長さに起因する本来的な限界も有している。R−Z
PPM集束装置を使用している進行波管では、マイクロ
波信号のRF路が、管全体を貫通して設けられている。
たとえば、結合空洞進行波管には、増幅されたR信号の
帯域幅を決定する多数の同調空洞が含まれている。その
ため、管を取り巻環状磁石の直径は、管内の所要の空洞
寸法によって制限される。しかし、環状磁石装置の直径
が大きくなって。空洞が大きくなると、つまり、このビ
ル磁石の方位角上の位置が、半径方向に外側に向かって
延びると、ビームトンネル内に集中した磁界の強度は低
下する。
This RZ PPM focusing device is a preferred feature because the magnetic flux concentrates inside the pole piece 12, which is often close to the area where the beam should be concentrated. However, this focusing device also has inherent limitations due to the radial length of the circle. R-Z
In traveling wave tubes using a PPM focusing device, an RF path for microwave signals is provided through the entire tube.
For example, a coupled cavity traveling wave tube contains a number of tuned cavities that determine the bandwidth of the amplified R signal. Therefore, the diameter of the annular magnet surrounding the tube is limited by the required cavity size in the tube. However, the diameter of the ring magnet device has increased. When the cavity becomes large, that is, when the azimuthal position of the building magnet extends radially outward, the strength of the magnetic field concentrated in the beam tunnel decreases.

【0009】高パービアンス電子銃を使用しているマイ
クロ波増幅管では、磁界強度が弱すぎて、電子ビームを
十分に集束することができない場合がある。
[0009] In a microwave amplification tube using a high pervians electron gun, the magnetic field intensity may be too weak to sufficiently focus an electron beam.

【0010】円形PPM集束装置における関連する課題
として、熱除去の問題がある。電子ビームが、ビームト
ンネル17の内部を移動するにしたがい、トンネル壁を
遮蔽する迷走電子に起因する熱エネルギーを管から除去
して、磁性材料における磁気抵抗変化、空洞表面の熱変
形、あるいは、トンネル壁の溶融を防止しなければなら
ない。一般に、この熱は、トンネル壁から磁極片12を
通って管の外側へ流れ、この管の外側から、1つあるい
は2つ以上のヒートシンクにより、熱が吸収される。銅
製のスペーサ14も、熱をビームトンネル17から導き
出す。
A related problem with circular PPM focusing devices is the problem of heat removal. As the electron beam travels inside the beam tunnel 17, it removes thermal energy from the tube due to stray electrons shielding the tunnel wall, causing a change in magnetoresistance in the magnetic material, thermal deformation of the cavity surface, or tunneling. Wall melting must be prevented. Generally, this heat flows from the tunnel wall through the pole pieces 12 to the outside of the tube, from where it is absorbed by one or more heat sinks. Copper spacers 14 also conduct heat from beam tunnel 17.

【0011】上述の磁束伝導問題と同じく、大きな直径
の管は、熱が外部のヒートシンクに到達するまでの距離
が長くなるため、熱の伝導が一層困難である。管の直径
を小さくすれば、熱の除去はより容易になるが、大きな
サイズの結合用空洞を有する管には適用できない。
Similar to the flux conduction problem described above, large diameter tubes have a greater difficulty in conducting heat because the heat has to travel farther to an external heat sink. Reducing the diameter of the tube makes it easier to remove heat, but is not applicable to tubes having large sized coupling cavities.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従って、従来の集束装
置では、磁束密度と耐熱性の両方を犠牲にして、内部R
F路を確保せざるをえない。したがって、トンネルに隣
接する管の一部を、RF路あるいはその他の用途に供し
つつ、トンネル壁から、ヒートシンクへの熱路の熱抵抗
を減らすか、あるいはビームトンネル域における磁束レ
ベルを高くすることができるようにした、マイクロ波増
幅管用の周期集束装置が望まれている。
Therefore, in the conventional focusing device, the internal radius is reduced at the expense of both the magnetic flux density and the heat resistance.
I have to secure the F road. It is therefore possible to reduce the thermal resistance of the heat path from the tunnel wall to the heat sink or to increase the flux level in the beam tunnel area, while providing a portion of the tube adjacent to the tunnel for RF paths or other uses. What is needed is a periodic focusing device for a microwave amplification tube that can be used.

【0013】本発明の主要目的は、トンネルに隣接する
管の一部を、RF路あるいはその他の用途に供しつつ、
トンネル壁からヒートシンクへの熱路の熱抵抗を減らす
か、あるいはビームトンネル域における磁束レベルを高
くするかのいずれかを選択できるようにした、マイクロ
波増幅管用の周期集束装置をていきょうすることであ
る。
A primary object of the present invention is to provide a portion of a tube adjacent to a tunnel for RF paths or other uses,
By introducing a periodic focusing device for a microwave amplifier tube that allows the choice of either reducing the thermal resistance of the heat path from the tunnel wall to the heat sink or increasing the magnetic flux level in the beam tunnel area is there.

【0014】[0014]

【発明を解決するための手段】本発明によると、上記目
的およびその他の目的を達成するため、非磁性スペーサ
が挟設されている複数の磁石磁極片で形成された管を備
えるマイクロ波増幅管用電子ビーム集束装置が提供され
る。この管は、電子ビームが通過できる、軸方向を向く
ビームトンネルを有している。また、この管の少なくと
も1つの側面には、ヒートシンクを取り付けるための平
らな表面が設けられている。磁界が管内に誘導され、磁
束線が第1デカルト座標軸方向(X)において、磁極片
を通って流れ、第2デカルト座標方向(Z)において、
ビームトンネルを通ってジャンプして、ビームを集束す
る。管内で発生した熱は、スペーサを通過して、第3デ
カルト座標方向(Y)において平らな表面に向かって流
れる。この方向は、第1および第2方向の両方に対して
直角である。磁界は、管の外に配置され、かつ磁極片に
機械的に結合された永久磁石によって形成される。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided, in order to achieve the above and other objects, a microwave amplification tube comprising a tube formed by a plurality of magnet pole pieces having a non-magnetic spacer interposed therebetween. An electron beam focusing device is provided. The tube has an axial beam tunnel through which the electron beam can pass. Also, at least one side of the tube is provided with a flat surface for mounting a heat sink. A magnetic field is induced in the tube and flux lines flow through the pole pieces in a first Cartesian coordinate direction (X) and in a second Cartesian coordinate direction (Z).
Jump through the beam tunnel to focus the beam. The heat generated in the tube passes through the spacer and flows in a third Cartesian coordinate direction (Y) toward a flat surface. This direction is perpendicular to both the first and second directions. The magnetic field is formed by permanent magnets located outside the tube and mechanically coupled to the pole pieces.

【0015】本発明の第1実施例では、単周期PPM集
束装置を有する管が開示されている。この管では、対に
なった隣接磁極片が、それぞれ永久磁石によって結合さ
れている。磁石の極性の方向は、対になった隣接磁極片
で交互になっている。永久磁石は、管における、ヒート
シンクを取り付けるための前記平らな表面を有する側面
とは異なる1つの側面に取付けられている。
In a first embodiment of the present invention, a tube having a single period PPM focusing device is disclosed. In this tube, adjacent pairs of pole pieces are each connected by permanent magnets. The direction of the polarity of the magnet is alternated in adjacent pole pieces in pairs. The permanent magnet is mounted on one side of the tube different from the side having the flat surface for mounting the heat sink.

【0016】本発明の第2実施例では、複周期PPM収
束装置を有する管が開示されている。この管では、3個
1組の隣接磁極片が、それぞれ永久磁石によって結合さ
れている。永久磁石の極性は、3個1組の隣接磁極片の
各々で交互になっている。永久磁石は、管における前記
取付の平らな表面とは異なる1つの側面に取付けられて
いる。
In a second embodiment of the present invention, a tube having a multi-period PPM convergence device is disclosed. In this tube, a set of three adjacent pole pieces are each connected by a permanent magnet. The polarity of the permanent magnets alternates in each of a set of three adjacent pole pieces. The permanent magnet is mounted on one side of the tube different from the mounting flat surface.

【0017】本発明をさらに応用した実施例では、X−
2 PPM集束装置を有する複数の管が、機械的に結合
されて、1本の共通の管になっており、隣接する1対の
管の間が、共通ヒートシンクとなっている。さらに、こ
の複数の管は、管を直角に横切る共通磁石棒を有してい
る。これら複数の管の各々は、関連した1本の電子ビー
ムに対して、集束を行なう。
In an embodiment to which the present invention is further applied, X-
A plurality of tubes having a 2 PPM focusing device are mechanically coupled into one common tube, with a common heat sink between a pair of adjacent tubes. Further, the plurality of tubes have a common magnet bar that crosses the tubes at right angles. Each of the plurality of tubes focuses on an associated electron beam.

【0018】下記の実施例の説明を読むことにより、当
業者であれば、本発明のX−Z形状のPPM集束装置を
有するマイクロ波管の構成について、また、それが、ど
のようにして、上記以外の利点と目的が達成されるかに
ついて完全に理解できると思う。以下、実施例の説明
を、添付図面を参照しながら行なう。
By reading the description of the following examples, those skilled in the art will appreciate that the configuration of a microwave tube having an XZ-shaped PPM focusing device of the present invention and how You will have a complete understanding of what other benefits and objectives will be achieved. Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.

【0019】[0019]

【実施例】図4には、本発明によるX−Z形状のPPM
集束装置を有する管30が示されている。管30は、交
互に組み立てられている複数の非磁性スペーサ34を間
に挟んだ、複数の磁気磁極片32で形成されている。こ
の管30は、磁極片32をいずれかの端に有し、かつ、
平らな側面41、42、43、44を有している。図で
は、ビームトンネル38が端の磁極片32のほぼ中央に
示されているが、これは、管30の軸方向の全長に亘っ
て貫通している。さらに詳しく後述するように、電子ビ
ームは、ビームトンネル38を通って投射され、管30
によって集束される。
FIG. 4 shows an XZ-shaped PPM according to the present invention.
A tube 30 with a focusing device is shown. The tube 30 is formed by a plurality of magnetic pole pieces 32 sandwiching a plurality of non-magnetic spacers 34, which are alternately assembled. This tube 30 has a pole piece 32 at either end, and
It has flat sides 41,42,43,44. In the figure, a beam tunnel 38 is shown approximately in the center of the end pole piece 32, which extends through the entire length of the tube 30 in the axial direction. As will be described in more detail below, the electron beam is projected through a beam tunnel 38 and
Focused by

【0020】各磁極片32は、ほぼ方形あるいは楕円形
であり、好ましくは、鉄のような磁気導通金属材料で形
成されている。非磁性スペーサ34も、ほぼ方形であ
り、銅のような熱伝導材料で形成されている。非磁性ス
ペーサ34は、磁極片32に挟まれており、磁極片32
の中心部を横断している。永久磁石36が、隣接する磁
極片32の間に挟まれ、かつスペーサ34の上下に設け
られている。
Each pole piece 32 is substantially rectangular or elliptical and is preferably formed of a magnetically conductive metal material such as iron. The non-magnetic spacer 34 is also substantially rectangular and is made of a heat conductive material such as copper. The non-magnetic spacer 34 is sandwiched between the pole pieces 32.
The center is traversing. Permanent magnets 36 are sandwiched between adjacent pole pieces 32 and provided above and below the spacer 34.

【0021】磁極片32およびスペーサ34と同様に、
永久磁石36は、管全体が実質的に滑らかな外表面を有
するように、方形の表面を有するものとされる。あるい
は、それに代わって、永久磁石36を磁極片32より大
きくし、磁極片36の側縁から突出させることもでき
る。
Like the pole pieces 32 and spacers 34,
The permanent magnet 36 has a square surface such that the entire tube has a substantially smooth outer surface. Alternatively, the permanent magnet 36 may be larger than the pole piece 32 and protrude from the side edge of the pole piece 36.

【0022】図4は、各永久磁石36が、隣接する1対
の磁極片32を結合している単周期PPM集束装置を有
する管を示す。この一般的な構成の複周期PPM集束装
置は、非磁性スペーサ34とほぼ同じサイズの中間磁極
片32を有するものとして形成することもできることは
明白である。
FIG. 4 shows a tube with a single-period PPM focusing device in which each permanent magnet 36 connects a pair of adjacent pole pieces 32. Obviously, this general configuration of a multi-period PPM focusing device can also be formed having an intermediate pole piece 32 of approximately the same size as the non-magnetic spacer 34.

【0023】従来の集束装置のように、永久磁石36の
目的はビームトンネル38全体を通じて磁界を形成し、
電子ビームを案内して通過させることである。永久磁石
36から出た磁束は、図4及び図8の矢印46で示すよ
うに、磁極片32を通ってX方向を向いている。磁束が
ビームトンネル38に到達すると、磁束線は、トンネル
内を通過し、Z方向にジャンプして隣接する磁極片32
に到達し、そこから、隣接磁極片をX方向に通過して磁
石36に返る。
As in a conventional focusing device, the purpose of the permanent magnet 36 is to create a magnetic field throughout the beam tunnel 38,
To guide and pass the electron beam. The magnetic flux emanating from the permanent magnet 36 is directed in the X direction through the pole piece 32, as indicated by the arrow 46 in FIGS. When the magnetic flux reaches the beam tunnel 38, the magnetic flux lines pass through the tunnel, jump in the Z direction and jump to the adjacent pole piece 32.
, From which it passes through adjacent pole pieces in the X direction and returns to the magnet 36.

【0024】電子ビームがトンネル38を通過すると、
ビームトンネル壁の表面を打つ迷走電子によって、集束
装置の管30の内部に熱が発生する。この熱を取り去る
ために、平面状のヒートシンク54が、管30の対向す
る側面41と42に設けられている。この平面状のヒー
トシンク54は、銅のような熱伝導材料からなる棒でも
よく、あるいは内部マニホルドを設けて冷却液を流す方
式のものであってもよい。ヒートシンク54を一定温度
に維持し、熱を管30から効率的に除去するのが理想的
である。熱は、スペーサ34を通って、矢印52で示す
ように、Y方向に伝わって、ヒートシンク54に到達す
る。
When the electron beam passes through the tunnel 38,
The stray electrons striking the surface of the beam tunnel wall generate heat inside the tube 30 of the focusing device. To remove this heat, a planar heat sink 54 is provided on opposite sides 41 and 42 of the tube 30. The planar heat sink 54 may be a rod made of a heat conductive material such as copper, or may be of a type having an internal manifold and flowing a cooling liquid. Ideally, heat sink 54 is maintained at a constant temperature and heat is efficiently removed from tube 30. Heat is transmitted through the spacer 34 in the Y direction as indicated by the arrow 52 and reaches the heat sink 54.

【0025】熱の通過路の方向Yは、磁束の通過方向で
あるXおよびZ方向に対して、ほぼ直角であることは、
容易に理解されると思う。この管30の独自の形状は、
従来の円筒形に比べて、明らかに有利である。幅を小さ
くし、それに対して、高さを相当に大とすればヒートシ
ンク54は、ビームトンネル38に比較的近くなる。そ
れにより、管30の内部から、熱が効率的に除去され
る。
The fact that the direction Y of the heat passage is substantially perpendicular to the X and Z directions, which are the directions in which the magnetic flux passes,
I think it will be easily understood. The unique shape of this tube 30 is
There is a distinct advantage over conventional cylindrical shapes. With a reduced width, but a significantly higher height, the heat sink 54 is relatively close to the beam tunnel 38. Thereby, heat is efficiently removed from the inside of the tube 30.

【0026】スペーサ34に空洞を設けることにより、
RF路を形成して、マイクロ波RF信号が管30を通過
するようにできる。あるいは、別の方法として、側面4
3および44から、ビームトンネル38の内側に向かっ
て設けた永久磁石36で管を形成することにより、RF
路を管のスペーサの内部に保持した状態で、高い磁束密
度を得ることができる。永久磁石を、管30の対向する
側に配置し、同時に、ヒートシンク54を永久磁石36
とは異なる側に設けると、永久磁石36は、ヒートシン
ク54の位置と干渉しなくなる。したがって、この独得
の集束装置によると、管の設計者は、効率的な熱除去も
しくは高磁束密度のいずれかを選択できる。
By providing a cavity in the spacer 34,
An RF path can be formed so that the microwave RF signal passes through tube 30. Or, alternatively, side 4
From 3 and 44, by forming a tube with permanent magnets 36 facing the inside of the beam tunnel 38, the RF
A high magnetic flux density can be obtained with the path held inside the tube spacer. Permanent magnets are placed on opposite sides of tube 30 while heat sink 54 is attached to permanent magnets 36.
If the permanent magnet 36 is provided on a side different from the above, the permanent magnet 36 does not interfere with the position of the heat sink 54. Thus, with this unique focusing device, the tube designer has the option of either efficient heat removal or high magnetic flux density.

【0027】本発明によるX−Z PPM集束装置を有
するマイクロ波管をさらに応用した例を、図5に符号5
0で示す。この構成においては、ビームトンネル38
は、管50の中心から外れて設けられ、管50の1つの
側に寄っている。前の実施例では、スペーサ34を管5
0の中心に挟んで配置していたが、この実施例では、ス
ペーサ34を、管の1つの側に設けてある。永久磁石3
6は、管50のもう一方の側に設けられている。したが
って、ヒートシンク54も、非磁性スペーサ34と隣接
する側に設けてある。
An example of further application of a microwave tube having an XZ PPM focusing device according to the present invention is shown in FIG.
Indicated by 0. In this configuration, the beam tunnel 38
Is provided off the center of the tube 50 and is close to one side of the tube 50. In the previous embodiment, the spacer 34 was
Although positioned at the center of zero, in this embodiment the spacer 34 is provided on one side of the tube. Permanent magnet 3
6 is provided on the other side of the tube 50. Therefore, the heat sink 54 is also provided on the side adjacent to the nonmagnetic spacer 34.

【0028】この応用例では、3番目のヒートシンク5
4を管50の底部に設けてあり、熱を、3つの側から除
去することができる。この場合、熱路の方向は、Xおよ
びY方向になる。この管50は、前述のマイクロ波管設
計よりも、著しく良好な耐熱性を有することは明らかで
ある。
In this application example, the third heat sink 5
4 is provided at the bottom of the tube 50 so that heat can be removed from three sides. In this case, the directions of the heat paths are the X and Y directions. It is clear that this tube 50 has significantly better heat resistance than the microwave tube design described above.

【0029】本発明によるさらに別の応用例では、図6
に示すように、図4のX−Z PPM集束装置を有する
複数の管を組み合わせて、1つの共通の管60としてい
る。各々の隣接する管30は、共通のヒートシンク54
を共有している。管30はさらに、各管を直角に横断す
る共通磁石棒を共有することができる。隣接する各管3
0は、独立したビームトンネル38を有しているので、
組み合わされた管60は、複数の電子ビームを同時に集
束することができる。このような機能は、フェーズ・ア
レー・レーダのような、複数の独立したRF信号を有す
るマイクロ波応用分野において求められるものである。
In yet another application according to the invention, FIG.
As shown in FIG. 4, a plurality of tubes having the XZ PPM focusing device in FIG. Each adjacent tube 30 has a common heat sink 54
Sharing. The tubes 30 can further share a common magnet bar that traverses each tube at right angles. Each adjacent tube 3
0 has an independent beam tunnel 38,
The combined tube 60 can focus multiple electron beams simultaneously. Such a function is required in a microwave application having a plurality of independent RF signals, such as a phase array radar.

【0030】管30を使用に供するには、図7に示すよ
うに、電子銃74とコレクタ76を結合する。電子銃7
4は、発射面78を有し、そこから出た電子ビーム80
は、管30内を貫通する。管30内を通過した用済の電
子ビーム80は、コレクタ76に集められる。
In order to use the tube 30, the electron gun 74 and the collector 76 are connected as shown in FIG. Electron gun 7
4 has a launch surface 78 from which the electron beam 80
Penetrates through the tube 30. Spent electron beam 80 that has passed through tube 30 is collected by collector 76.

【0031】以上、本発明によるX−Z PPM集束装
置を有するマイクロ波管の好適な実施例について説明し
てきたが、この説明により、上記の目的ならびに利点が
達成されることを、当業者であれば、十分に理解し得た
ものと思う。
Having described a preferred embodiment of a microwave tube having an XZ PPM focusing device according to the present invention, it will be appreciated by those skilled in the art that this description will achieve the objects and advantages set forth above. If so, I think you have fully understood.

【0032】また、本発明は、その範囲と趣旨から逸脱
しないかぎり、様々な変形例、適用例、および上記以外
の実施例による具体化が可能なことは、当業者には明ら
かであると思う。たとえば、磁極片とスペーサの形状を
長くて薄いものから、短くて厚いものまでの間で設定し
て、耐熱性と磁束密度との間の平衡を望ましいものにす
ることができる。上記のマイクロ波管の構成は、結合空
洞進行波管、クリストロンあるいは拡張相互作用回路の
ような様々な用途に採用できると思われる。
It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in various modifications, applications, and other embodiments without departing from the scope and spirit of the invention. . For example, the shape of the pole pieces and spacers can be set from long and thin to short and thick to achieve a desired balance between heat resistance and magnetic flux density. It is envisioned that the above described microwave tube configuration can be employed in various applications such as coupled cavity traveling wave tubes, cristrons or extended interaction circuits.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来のR−Z円筒形集束装置を適用した単周期
マイクロ波管の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a single-period microwave tube to which a conventional RZ cylindrical focusing device is applied.

【図2】図1の従来のマイクロ波管の端面図である。FIG. 2 is an end view of the conventional microwave tube of FIG. 1;

【図3】従来のR−Z円筒形集束を利用した複周期マイ
クロ波管の側断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view of a conventional multi-period microwave tube using an RZ cylindrical focusing.

【図4】本発明によるX−Z形状の集束装置の一実施例
を有するマイクロ波管の斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of a microwave tube having an embodiment of an XZ focusing device according to the present invention.

【図5】本発明によるX−Z形状の集束装置を応用した
例を有するマイクロ波管の斜視図であって、永久磁石が
回路の一方の端に配置されている。
FIG. 5 is a perspective view of a microwave tube having an example in which the XZ-shaped focusing device according to the present invention is applied, in which a permanent magnet is disposed at one end of a circuit.

【図6】本発明のさらに応用した例を示し、複数の管を
有する多電子ビーム集束装置の側面図であり、これら隣
接する1対の管の各々は、共通ヒートシンクを共有して
いる。
FIG. 6 illustrates a further application of the invention, a side view of a multiple electron beam focusing device having a plurality of tubes, each of the adjacent pair of tubes sharing a common heat sink.

【図7】電子銃とコレクタに結合された電子ビーム集束
装置の概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram of an electron beam focusing device coupled to an electron gun and a collector.

【図8】X−2形状の集束装置を有するマイクロ波管の
断面図で、磁束フラックスを示す。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a microwave tube having an X-2 shape focusing device, showing a magnetic flux.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(30)管 (32)磁極片 (34)スペーサ (36)永久磁石 (38)ビームトンネル (41)〜(44)側面 (46)矢印 (50)管 (52)矢印 (54)ヒートシンク (60)管 (74)電子銃 (76)コレクタ (78)発射面 (80)電子ビーム (30) Tube (32) Magnetic pole piece (34) Spacer (36) Permanent magnet (38) Beam tunnel (41) to (44) Side surface (46) Arrow (50) Tube (52) Arrow (54) Heat sink (60) Tube (74) electron gun (76) collector (78) launch surface (80) electron beam

フロントページの続き (72)発明者 アラン ジェイ セイス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94062 レッドウッドシティー オークパ ークウェイ 540 (72)発明者 ダグラス ビー ライオン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94070 サンカルロス ノーザムアヴェニ ュー 48Continued on the front page (72) Inventor Alan J. Seys United States 94062 Redwood City Oak Parkway 540 (72) Inventor Douglas Bee Lion United States of America 94070 San Carlos Northam Avenue 48

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子ビームを集束するためのX−Z周期
永久磁石集束装置において,板形状の非磁性スペーサに
より挟設されている複数の磁極片を有する管であって,
前記管を通して配置されかつ前記電子ビームが通り抜け
突出するビームトンネルと,少なくとも前記管の一面上
に配置されている熱面とを有するものと;前記磁極片
を介して前記管の軸に対して直角な第1の方向に流れ,
かつ前記ビームを集束するために前記ビームトンネルを
ジャンプする磁束線を有し,前記管の中に磁界を誘起す
るための手段と;から成り,前記管の中で発生する熱
は,前記スペーサを通り抜けて,前記管の軸に直角な第
2の方向の前記熱面へ流れ,前記第1の方向は,前記
第2の方向とは一致しないことを特徴とする電子ビーム
を集束するためのX−Z周期永久磁石集束装置。
1. An XZ periodic magnet focusing apparatus for focusing an electron beam, comprising: a tube having a plurality of pole pieces sandwiched between plate-shaped non-magnetic spacers;
A beam tunnel protruding arranged and the electron beam pass through through the tube, and having a heat flat surface disposed on at least one surface of said tube; to the axis of the tube through the pole piece Flow in a first direction at right angles,
And means for inducing a magnetic field in said tube having magnetic flux lines jumping through said beam tunnel to focus said beam; through it, the pipe shaft to flow to the heat flat surface of the perpendicular second direction, said first direction, for focusing the electron beam, characterized in that does not match the second direction XZ periodic permanent magnet focusing device.
【請求項2】 板形状の非磁性スペーサにより挟設され
ている複数の磁極片から構成されている管であって,当
該管は,その中を通じて配置され,かつ電子ビームが通
り抜け可能なビームトンネルを有しているもの;と前記
管の中に前記電子ビームを集束するための磁界を誘起す
るための装置であって,前記磁界は,前記管の軸に直角
な磁気軸に沿う前記磁極片を通る磁束線を誘起し,前記
管の軸に直角な熱軸に沿って前記スペーサを通る熱束線
を有する熱を前記管の中に発生させる装置;とから成
り,前記磁気軸は,前記熱軸に概ね直角であることを特
徴とする電子ビーム集束装置。
2. A tube comprising a plurality of pole pieces sandwiched between plate-shaped non-magnetic spacers, said tube being disposed therein and being a beam tunnel through which an electron beam can pass. And a device for inducing a magnetic field in the tube for focusing the electron beam, wherein the magnetic field is along a magnetic axis perpendicular to the axis of the tube. A device for inducing heat in the tube with a heat flux passing through the spacer along a heat axis perpendicular to the axis of the tube in the tube. An electron beam focusing device which is substantially perpendicular to the thermal axis.
JP30305597A 1992-05-13 1997-11-05 Electron beam focusing device Pending JPH10134724A (en)

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US07/883,426 US5332948A (en) 1992-05-13 1992-05-13 X-z geometry periodic permanent magnet focusing system

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