JPS5847817B2 - microwave tube device - Google Patents

microwave tube device

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JPS5847817B2
JPS5847817B2 JP2422976A JP2422976A JPS5847817B2 JP S5847817 B2 JPS5847817 B2 JP S5847817B2 JP 2422976 A JP2422976 A JP 2422976A JP 2422976 A JP2422976 A JP 2422976A JP S5847817 B2 JPS5847817 B2 JP S5847817B2
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JP
Japan
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electron beam
magnetic
partition plate
ferrule
magnetic field
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Application number
JP2422976A
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Japanese (ja)
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JPS52107763A (en
Inventor
圭次郎 伊藤
欣三 杉森
勝利 藤田
康昌 野田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Microwave Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は進行波管、クライストロンなどの電子ビーム直
進形マイクロ波管装置に係わり、とくにその周期磁界発
生装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electron beam rectilinear microwave tube device such as a traveling wave tube or a klystron, and particularly relates to an improvement of a periodic magnetic field generating device thereof.

一般に知られている進行波管は、例えば特公昭37−7
425号公報などに示されるように、遅波回路の外周に
、軸に沿ってドーナツ状の永久磁石を配夕1ルた周期磁
界発生装置を有する。
Generally known traveling wave tubes are, for example,
As shown in Japanese Patent No. 425, etc., a periodic magnetic field generator is provided in which donut-shaped permanent magnets are arranged along the axis around the outer periphery of a slow wave circuit.

そして磁石に磁気的に結合された磁性体製の隔壁円板及
び電子ビーム通路をどっかこむフエルール( ferr
u& )によって周期磁界を形或し、電子ビームを集束
する。
Then, there is a ferrule (ferrule) that houses the partition disk made of a magnetic material that is magnetically coupled to the magnet and the electron beam path.
u & ) forms a periodic magnetic field and focuses the electron beam.

従来のこのような周期磁界発生装置は、磁石の漏洩磁束
も多く、従って大形、大重量とならざるをえない。
Such a conventional periodic magnetic field generator has a large amount of leakage magnetic flux from the magnet, and therefore has no choice but to be large and heavy.

このため例えば人工衛星に搭載する目的などには満足し
えなかった。
For this reason, it could not be used satisfactorily for purposes such as mounting on artificial satellites.

また磁石が遅波回路の外側に突き出ているので、外部の
磁気的影響を受けやすい。
Also, since the magnet protrudes outside the slow wave circuit, it is susceptible to external magnetic influences.

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたもので、き
わめて小形化しうるビーム直進形マイクロ波管、とくに
その周期磁界発生装置を改良したものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and is an improvement of a straight-beam microwave tube that can be extremely miniaturized, and in particular, its periodic magnetic field generator.

以下図面を参照してその実施例を説明する。Examples thereof will be described below with reference to the drawings.

なお同一部分には同一符号を付す。Note that the same parts are given the same symbols.

第1図及び第2図に示すマイクロ波管装置は、空胴結合
形遅波回路をもつ大電力用進行波管装置の場合であり、
その遅波回路部分のみを図にあらわしている。
The microwave tube device shown in FIGS. 1 and 2 is a high-power traveling wave tube device having a cavity-coupled slow-wave circuit.
Only the slow wave circuit part is shown in the figure.

即ちこの遅波回路11は、真空外囲器の壁を兼ねる外周
壁13と、軸方向に規則正し《並ぶ複数の隔壁板たとえ
ば隔壁円板14,14・・・とを有する。
That is, this slow wave circuit 11 has an outer circumferential wall 13 which also serves as a wall of a vacuum envelope, and a plurality of partition plates, such as partition disks 14, 14, arranged regularly in the axial direction.

隔壁円板14は磁性体で形成され、またその一部に結合
スロツ}15.15・・・が形成されている。
The partition disk 14 is made of a magnetic material, and coupling slots 15, 15, . . . are formed in a part thereof.

空胴外周壁13は非磁性体でなるとともに隔壁円板14
と気密に接合されている。
The cavity outer peripheral wall 13 is made of a non-magnetic material, and the partition disk 14
is airtightly joined.

そこで、隔壁円板14の中心部には、点線であらわして
ある電子ビームeが通過するための透孔16が形成され
る。
Therefore, a through hole 16 is formed in the center of the partition disk 14 through which the electron beam e shown by the dotted line passes.

そしてこの隔壁円板の透孔16部分の両面に、電子ビー
ム通路をとりまく形で円筒状の永久磁石17,17・・
・を、それらの磁極が軸方向に沿って並ぶようにとりつ
げられる。
Cylindrical permanent magnets 17, 17, .
・ are mounted so that their magnetic poles are aligned along the axial direction.

1つの隔壁円板14に対しては同じ極性の磁極例えばS
極が接続され、その隣りの隔壁円板には他の極性の磁極
即ちN極が接続される。
For one partition disk 14, a magnetic pole of the same polarity, for example S
The poles are connected, and the adjacent partition disk is connected to a magnetic pole of another polarity, ie, a north pole.

これによって隣り合う隔壁円板にそれぞれ接続された磁
石の相互間隙グ付近には、電子ビーム通路にも及ぶ強力
な磁界が形成される。
As a result, a strong magnetic field that extends to the electron beam path is formed near the mutual gap between the magnets connected to adjacent partition disks.

この磁界は電子ビームの通路に沿って矢印で示すように
形成される周期磁界となる。
This magnetic field becomes a periodic magnetic field that is formed along the path of the electron beam as shown by the arrow.

さて永久磁石17,17・・・はまた導電性がよい材料
で形成されている。
Now, the permanent magnets 17, 17, . . . are also made of a material with good conductivity.

こうして、外周壁13、隣り合う隔壁円板14,14及
び隣り合う永久磁石17,17によって空胴共振器12
が構成される。
In this way, the cavity resonator 12 is formed by the outer peripheral wall 13, the adjacent partition disks 14, 14, and the adjacent permanent magnets 17, 17.
is configured.

この空胴共振器12と電子ビームeとの高周波相互作用
は、間隙グのところで行われるわけであり、永久磁石1
7,17・・・が共振器の間隙グに高周波電界を形或す
るためのいわゆるフエルール( ferru& )の機
能を兼ねる。
This high frequency interaction between the cavity resonator 12 and the electron beam e takes place in the gap, and the permanent magnet 1
7, 17, . . . also serve as so-called ferrules for forming a high frequency electric field in the gap of the resonator.

また、必要に応じて周期磁界の分布を調整しうるように
、空胴外周壁13の外側で、且つ隣り合う隔壁円板14
,14相互の間の磁気的結合度を変えうる磁性体の隔壁
円板間磁気抵抗調整片18,1B・・・をと9つげる。
In addition, in order to adjust the distribution of the periodic magnetic field as necessary, the partition disks 14 that are adjacent to each other on the outside of the cavity outer peripheral wall 13 are
, 14 are provided with nine inter-disk magnetic resistance adjusting pieces 18, 1B, .

即ち隣り合う隔壁円板間を磁気的に短絡するようにすれ
ば、隣り合う2つの磁石を含む磁気回路の磁気抵抗が最
小となって、電子ビーム通路中の磁束密度が増す。
That is, if adjacent partition disks are magnetically short-circuited, the magnetic resistance of a magnetic circuit including two adjacent magnets is minimized, and the magnetic flux density in the electron beam path is increased.

このように局部的にも磁束密度あるいは磁界分布を変え
ることができる。
In this way, the magnetic flux density or magnetic field distribution can be changed locally.

なお永久磁石17は、小形で充分な保磁力をもち、ガス
放出が少な《、しかも上述の如く少くともその表面の導
電性がよいものを用いる。
The permanent magnet 17 used is one that is small, has sufficient coercive force, releases little gas, and has at least good electrical conductivity on its surface as described above.

これに適するものとして最近高エネルギー積のものとし
て開発されている例えばサマリウム・コバルト系磁石な
どの希土類磁石、あるいはスピノーダル形磁石、などが
使用可能である。
Suitable magnets for this purpose include rare earth magnets such as samarium-cobalt magnets, which have recently been developed as high-energy products, or spinodal magnets.

なおこの磁石17の内径寸法にくらべて隔壁円板の透孔
16の内径寸法を大きくして、磁石そのものの内側をま
わりこむ漏洩磁束を少なくするようにしている。
The inner diameter of the through hole 16 in the partition disk is made larger than the inner diameter of the magnet 17 to reduce the leakage magnetic flux that goes around the inside of the magnet itself.

以上のような構或の本発明マイクロ波管装置は、その周
期磁界発生装置として、磁石が隔壁円板の内側中心部の
フエルールのところに配置されるので、電子ビーム通路
にきわめて接近し、磁石の磁束利用効率が高く、従って
装置の小形化がはかられる。
In the microwave tube device of the present invention having the above structure, the magnet is placed as the periodic magnetic field generating device at the ferrule in the inner center of the partition disk. The magnetic flux utilization efficiency is high, so the device can be made smaller.

また磁石が真空外囲器の内部に完全に収容されるので外
部からの磁気的影響を受けにくく、安定な周期磁界分布
を維持しうる。
Furthermore, since the magnet is completely housed inside the vacuum envelope, it is less susceptible to external magnetic influences, and a stable periodic magnetic field distribution can be maintained.

第3図に示す実施例は、磁界発生装置として、磁石17
の磁極面に磁性体のポールピース21,21・・・を接
続したものである。
The embodiment shown in FIG. 3 uses a magnet 17 as a magnetic field generator.
The magnetic pole pieces 21, 21, . . . are connected to the magnetic pole faces of the magnetic pole pieces 21, 21, .

そしてこのポールピース21は、電子ビーム通路中に磁
束が効率よく導かれるように磁極面の内側の方に片寄っ
て結合させてあり、また隔壁円板14の透孔16の内径
寸法を磁石の内径よりも小さくして、これとポールピー
スとの間に形戒する漏洩磁界をも積極的に電子ビームの
集束に活用しうるようにしてある。
The pole piece 21 is coupled to the inside of the magnetic pole face so that the magnetic flux is efficiently guided into the electron beam path, and the inner diameter of the through hole 16 of the partition disk 14 is set to the inner diameter of the magnet. It is made smaller so that the leakage magnetic field that forms between this and the pole piece can also be actively used to focus the electron beam.

これによってさらに磁石の利用効率はあがり、しかも周
期磁界が電子ビーム通路中に強く及ぶようにできる。
This further increases the efficiency with which the magnet is used, and allows the periodic magnetic field to be strongly distributed in the electron beam path.

さらにまた、第4図に示すようにポールピース21を磁
石の内側壁に沿って折り曲げた形状にもできる。
Furthermore, as shown in FIG. 4, the pole piece 21 can be bent along the inner wall of the magnet.

これは磁界がさらに電子ビーム通路に及ぶようになり、
しかも磁石とポールピース、磁石と隔壁円板との固定が
容易になしうる。
This allows the magnetic field to extend further into the electron beam path,
Moreover, the magnet and the pole piece and the magnet and the partition disk can be easily fixed.

第5図に示す装置は、1個の円筒状磁石17を隔壁円板
14の中心部に固着し、空胴共振器のフエルールを形づ
くるとともにこれを軸方向に交互に配列したものである
In the device shown in FIG. 5, one cylindrical magnet 17 is fixed to the center of the partition disk 14 to form a ferrule of a cavity resonator and arranged alternately in the axial direction.

隔壁円板は非磁性体でつくる。The partition disk is made of non-magnetic material.

この場合、外部から磁界分布を調整することはできない
が、あらかじめ磁石の着磁の強さや磁石間隔などを適切
に設定しておいて調整を不要にしておけば、きわめて簡
単な構造になるので、とくに小形の進行波管など、構造
の複雑化をさげたいものに適する。
In this case, it is not possible to adjust the magnetic field distribution externally, but if you set the magnetization strength and spacing of the magnets appropriately in advance and eliminate the need for adjustment, the structure becomes extremely simple. It is especially suitable for small traveling wave tubes and other devices where the complexity of the structure needs to be reduced.

第6図に示す実施例の装置は、磁石17,17・・・の
外面に、非磁性体で、磁石の材料よりも導電性及び熱伝
導性にすぐれ、耐熱性のよい導電層22を形成したもの
である。
In the device of the embodiment shown in FIG. 6, a conductive layer 22 made of a non-magnetic material and having better electrical conductivity and thermal conductivity than the material of the magnets and good heat resistance is formed on the outer surface of the magnets 17, 17, . . . This is what I did.

この導電層として適するのは、例えば銅、ニッケル、な
どが使用しうる。
Suitable materials for this conductive layer include copper, nickel, and the like.

これによって空胴共振器の電気的特性を満足しながら、
例えば電子ビームの一部がフエルール部分即ち磁石に当
ってもガス放出や溶融を防ぐことができる。
As a result, while satisfying the electrical characteristics of the cavity resonator,
For example, even if a portion of the electron beam hits the ferrule portion, ie, the magnet, outgassing and melting can be prevented.

同時にまたこの構造にすることによって、磁石として導
電性のよくない例えばフエライト系磁石なども使用しう
る。
At the same time, by adopting this structure, it is possible to use a magnet having poor conductivity, such as a ferrite magnet.

なお、磁石に結合され磁束通路となる隔壁円板、あるい
は磁気抵抗調整用の磁性体として、温度が上昇するとそ
れに対応してその磁気抵抗が小さくなる特性をもつ、い
わゆる整磁材料を用いれば、マイクロ波管の動作にとも
なって磁石の温度が上昇し起磁力が低下しても、電子ビ
ーム通路中の磁束密度は自動的に一定となるようにでき
る。
In addition, if a so-called magnetic shunt material is used as the partition disk that is coupled to the magnet and serves as a magnetic flux path, or as a magnetic material for adjusting magnetic resistance, the magnetic resistance decreases as the temperature rises. Even if the temperature of the magnet increases and the magnetomotive force decreases as the microwave tube operates, the magnetic flux density in the electron beam path can be automatically kept constant.

第7図に示す実施例は、磁性体製の隔壁円板14の中心
部に非磁性体のフエルール23を固着し、このフエルー
ル23の外周に円筒状の永久磁石17.17をはめこん
だものである。
In the embodiment shown in FIG. 7, a non-magnetic ferrule 23 is fixed to the center of a partition disk 14 made of a magnetic material, and a cylindrical permanent magnet 17.17 is fitted on the outer periphery of this ferrule 23. It is.

この装置もフエルールの位置に永久磁石が配置されるの
で、前述の実施例と同様な効果を得ることができる。
Since this device also has a permanent magnet placed at the ferrule, it is possible to obtain the same effect as the above-mentioned embodiment.

以上のように本発明のマイクロ波管装置は、永久磁石が
遅波回路を構成する空胴共振器のフエルールの位置に配
置されているため、磁束利用効率が高く、従ってまた装
置を著しく小形化、軽量化しうるものである。
As described above, in the microwave tube device of the present invention, the permanent magnet is placed at the ferrule of the cavity resonator constituting the slow wave circuit, so the efficiency of magnetic flux utilization is high, and the device can be made significantly smaller. , it can be made lighter.

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

第1図は本発明の一実施例を示す要部縦断面図、第2図
は第1図の2−2における横断面図、第3図ないし第7
図は各々本発明の他の実施例を示す要部縦断面図である
。 e・・・電子ビーム、12・・・空胴共振器、13・・
・空胴外周壁、14・・・隔壁円板、17・・・磁石、
18・・・調整用磁性体、15・・・結合窓、21・・
・ポールピース 22・・・導電層、23・・・フエル
ール。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a main part showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken at 2-2 in FIG. 1, and FIGS.
The figures are longitudinal sectional views of main parts showing other embodiments of the present invention. e...Electron beam, 12...Cavity resonator, 13...
・Cavity outer peripheral wall, 14... Partition disk, 17... Magnet,
18...Magnetic material for adjustment, 15...Coupling window, 21...
- Pole piece 22...conductive layer, 23...ferrule.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電子ビーム通路のまわりにフエルール及び隔壁板を
有してなる複数の空胴共振器が整列され、上記フエルー
ル及び隔壁板の中央透孔を電子ビームが通過する電子ビ
ーム通過路に電子ビーム集束用の周期磁界を形或するた
めの磁界発生装置を具備するマイクロ波管装置において
、上記磁界発生装置は、上記各空胴共振器の隔壁板の中
央透孔部に上記フエルールを兼ねる筒状永久磁石が電子
ビーム通路のまわりに同軸状に固定されてなることを特
徴とするマイクロ波管装置。 2 上記磁界発生装置は、永久磁石はその外表面に該磁
石材料よりも導電性のすぐれた材料の導電層を形或して
なる特許請求の範囲第1項記載のマイクロ波管装置。 3 電子ビーム通路のまわりにフエルール及び隔壁板を
有してなる複数の空胴共振器が整列され、上記フエルー
ル及び隔壁板の中央透孔を電子ビームが通過する電子ビ
ーム通過路に電子ビーム集束用の周期磁界を形戒するた
めの磁界発生装置を具備するマイクロ波管装置において
、上記磁界発生装置は、上記各空胴共振器の隔壁板が磁
性材で形或されるとともに該隔壁板の中央透孔部にフエ
ルールを兼ねる筒状永久磁石が電子ビーム通路のまわり
に同軸状に固定され、且つ隣り合う上記隔壁板の外部磁
束通路に磁気抵抗を調整する磁性体が磁気的に接続され
てなることを特徴とするマイクロ波管装置。 4 磁性体は温度上昇とともに磁気抵抗が低下する整磁
材料からなる特許請求の範囲第3項記載のマイクロ波管
装置。
[Claims] 1. An electron beam passage in which a plurality of cavity resonators each having a ferrule and a partition plate are arranged around an electron beam passage, and the electron beam passes through a central hole in the ferrule and partition plate. In the microwave tube device, the magnetic field generating device is provided with a magnetic field generating device for forming a periodic magnetic field for electron beam focusing in the channel, and the magnetic field generating device has the ferrule in the central through-hole of the partition plate of each cavity resonator. A microwave tube device characterized in that a cylindrical permanent magnet that also serves as a magnet is fixed coaxially around an electron beam path. 2. The microwave tube device according to claim 1, wherein the magnetic field generating device is such that the permanent magnet has a conductive layer formed on its outer surface made of a material having higher conductivity than the magnetic material. 3. A plurality of cavity resonators each having a ferrule and a partition plate are arranged around an electron beam path, and an electron beam is focused on the electron beam passage through which the electron beam passes through a central hole in the ferrule and partition plate. In the microwave tube device, the magnetic field generating device includes a partition plate of each cavity resonator formed of a magnetic material, and a center of the partition plate. A cylindrical permanent magnet that also serves as a ferrule is fixed coaxially around the electron beam path in the through-hole part, and a magnetic body that adjusts magnetic resistance is magnetically connected to the external magnetic flux path of the adjacent partition plate. A microwave tube device characterized by: 4. The microwave tube device according to claim 3, wherein the magnetic body is made of a magnetically shunt material whose magnetic resistance decreases as the temperature rises.
JP2422976A 1976-03-08 1976-03-08 microwave tube device Expired JPS5847817B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5669753A (en) * 1979-11-09 1981-06-11 Nec Corp Magnetic field focusing device
JPS5669754A (en) * 1979-11-09 1981-06-11 Nec Corp Magnetic field focusing device

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JPS52107763A (en) 1977-09-09

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