【発明の詳細な説明】
本発明は進行波管、特に周期永久磁石集束装置を用いた
多段コレクタ形進行波管に関する。進行波管の効率改善
には、電子ビームから高周波回路への変換効率を高める
方法と、高周波回路へエネルギーを与えた後コレクタに
流入する電子ビームを直流電界で減速させ二電子ビーム
の運動エネルギーを直流電源に還流し、総合効率を高め
る方法がある。後者の方法は、高周波回路に印加される
電圧より低い電圧をコレクタに印加することKより実現
できる。コレクタに流入する電子ビームの運動エネルギ
ーには大きな分散があるため、コレクタ電極を複数個に
分割し、高周波回路から遠ざかるに従って順次低い電圧
を印加することにより電子ビームのエネルギー分布に従
ったエネルギーの還流ができ、総合効率を一層高めるこ
とができる。しかし、通常コレクタ内では電子ビームを
集束する磁界が弱まるため、電子ビームは径方向に発散
し、より低い電圧が印加されたコレクタ電極に到達する
以前に、比較的高い電圧が印加された手前のコレクタ電
極に捕捉され、総合効率の低下が生じるという問題があ
った。実願昭55−6091には高周波回路に最も近い
第1コレクタの周囲に周期永久磁石集束装置を設け、電
子ビームの拡散を防止し、総合効率を高めるという内容
が記載されている。しかし、この従来技術ではコレクタ
の周囲に集束装置を設ける構造のため第1コレクタの径
が小きく制限されるとか、第1コレクタの冷却が十分に
出来ない、コレクタ用として余分の周期永久磁石が必要
であるといった欠点があり、その適用は小電力の進行波
管に制限されていた。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to traveling wave tubes, and more particularly to multi-stage collector traveling wave tubes using periodic permanent magnet focusing devices. To improve the efficiency of traveling wave tubes, there are two methods: increasing the conversion efficiency from the electron beam to the high-frequency circuit, and decelerating the electron beam that flows into the collector after giving energy to the high-frequency circuit using a DC electric field to reduce the kinetic energy of the two electron beams. There is a way to increase the overall efficiency by circulating it back into the DC power supply. The latter method can be realized by applying a lower voltage to the collector than the voltage applied to the high frequency circuit. Since there is a large dispersion in the kinetic energy of the electron beam flowing into the collector, the collector electrode is divided into multiple parts and lower voltages are sequentially applied as the distance from the high-frequency circuit increases, allowing the energy to be refluxed according to the energy distribution of the electron beam. can be achieved, further increasing overall efficiency. However, because the magnetic field that focuses the electron beam normally weakens within the collector, the electron beam diverges in the radial direction, and before reaching the collector electrode where a lower voltage is applied, the electron beam reaches the collector electrode where a relatively high voltage is applied. There was a problem in that it was trapped in the collector electrode, resulting in a decrease in overall efficiency. Japanese Utility Model Application No. 55-6091 describes the provision of a periodic permanent magnet focusing device around the first collector closest to the high frequency circuit to prevent electron beam diffusion and improve overall efficiency. However, in this conventional technology, the diameter of the first collector is limited due to the structure in which a focusing device is provided around the collector, the first collector cannot be cooled sufficiently, and an extra periodic permanent magnet is required for the collector. However, its application has been limited to low-power traveling wave tubes.
本発明の目的は、周期永久磁石集束装置を用いた多段コ
レクタ形進行波管において、コレクタの形状に制限され
ることなくまた、冷却が制限されることなくコレクタ内
に強い集束磁界を得るための手段を提供することである
。本発明によれば、高周波回路の周囲に設けられた周期
永久磁石集束装置において、コレクタに最も近い端部な
磁石だけとし、ポールピースを取り除くことによって、
コレクタ内への漏洩磁気を増し、強い反転磁界によって
電子ビームを集束するものである0本発明によるへりク
ス進行波管の高周波回路出力部と2段コレクタ部の構成
を第1図に示す。2段コレクタ形へリックス進行波管1
におい【、高周波回路部はパイプ状真空外囲器2の中で
ヘリックス3を誘電体棒4で支持した構造であり、ヘリ
ックス3の出力端は、真空気密窓5を介して同軸線路6
に接続されている。周期永久磁界集束装置はパイプ状真
空外囲器2に沿って永久磁石7とポールピース8を交互
に配置した構造である。2段コレクタ部は高周波回路部
に近い第1コレクタ10と遠い方の第2コレクタ11が
絶縁体12により、コレクタ真空外囲器13の中で支持
された構造でありへリックス3に印加されている電圧な
Vとすれば第1コレクタ10には0.5V、第2コレク
タ11には0.25 Vの電圧が印加されている。ここ
では第1コレクタIOに最も近くに永久磁石7を置きポ
ールピース8を取り除いている。こうすることにより永
久磁石7からコレクタ方向への漏洩磁気が増え、第1コ
レクタ100杓部に強い反転磁界が発生する。この強い
反転磁界はコレクタに流入した電子ビームの急速な発散
を防止し、より電位の低い第2コレクタ11まで電子ビ
ームを導き、総合効率を高める。本発明は、周期永久磁
石集束装置のコレクタ端部のポールピースを取り除くだ
けでよく、コレクタの形状は自由に設計できるだけでな
く、コレクタの外側に放熱翼やヒートシンクなども自由
に取付けることができるので、大電力進行波管にも適用
可能である。An object of the present invention is to obtain a strong focused magnetic field within the collector without being limited by the shape of the collector and without limiting cooling in a multi-stage collector type traveling wave tube using a periodic permanent magnet focusing device. It is to provide the means. According to the present invention, in a periodic permanent magnet focusing device provided around a high frequency circuit, by using only the magnet at the end closest to the collector and removing the pole piece,
FIG. 1 shows the configuration of a high frequency circuit output section and a two-stage collector section of a helical traveling wave tube according to the present invention, which increases the magnetic leakage into the collector and focuses the electron beam by a strong reversal magnetic field. Two-stage collector type helix traveling wave tube 1
The high-frequency circuit section has a structure in which a helix 3 is supported by a dielectric rod 4 in a pipe-shaped vacuum envelope 2, and the output end of the helix 3 is connected to a coaxial line 6 through a vacuum-tight window 5.
It is connected to the. The periodic permanent magnetic field focusing device has a structure in which permanent magnets 7 and pole pieces 8 are alternately arranged along a pipe-shaped vacuum envelope 2. The two-stage collector section has a structure in which a first collector 10 near the high-frequency circuit section and a second collector 11 farthest from the high-frequency circuit section are supported within a collector vacuum envelope 13 by an insulator 12, and a voltage is applied to the helix 3. If the voltage is V, then a voltage of 0.5 V is applied to the first collector 10 and a voltage of 0.25 V is applied to the second collector 11. Here, the permanent magnet 7 is placed closest to the first collector IO, and the pole piece 8 is removed. By doing so, magnetic leakage from the permanent magnet 7 toward the collector increases, and a strong reversal magnetic field is generated at the base of the first collector 100. This strong reversal magnetic field prevents the electron beam that has entered the collector from rapidly diverging, guides the electron beam to the second collector 11 with a lower potential, and increases the overall efficiency. In the present invention, it is only necessary to remove the pole piece at the end of the collector of the periodic permanent magnet focusing device, and not only can the shape of the collector be freely designed, but also heat dissipation blades, heat sinks, etc. can be freely attached to the outside of the collector. , it is also applicable to high power traveling wave tubes.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第1図は、本発明を実施した2段コレクタ形進行波管の
高周波回路出力部とコレクタ部の構造を示す断面図。
1:2段コレクタ形進行波管、2:バイブ状外囲器、3
:ヘリックス、4:誘電体棒、5:真空気密窓、6:同
軸線路、7:永久磁石、8:ポールピース、10:第1
コレクタ、11:第2コレクタ、12:絶縁物、13;
コレクタ真空外囲器。
どFIG. 1 is a sectional view showing the structure of a high frequency circuit output section and a collector section of a two-stage collector type traveling wave tube in which the present invention is implemented. 1: Two-stage collector type traveling wave tube, 2: Vibe-shaped envelope, 3
: Helix, 4: Dielectric rod, 5: Vacuum sealed window, 6: Coaxial line, 7: Permanent magnet, 8: Pole piece, 10: First
Collector, 11: Second collector, 12: Insulator, 13;
Collector vacuum envelope. degree