JPS5848766Y2 - らせん形進行波管 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、らせん遅波回路を具備するらせん形進行波管
に関するものである。

第１図に示す如く、らせん形進行波管１は電子ビームを
射出する電子銃２、電子ビームと高周波信号が相互に作
用し、増幅された高周波信号が伝搬するらせん遅波回路
３、該遅波回路３の中心軸にそって電子ビームを一定の
形状に集束するための磁界集束装置４、増幅に寄与し不
用となった電子ビームを捕獲するコレクタ５、さらには
入力側より高周波信号を入力する入力回路６、及び増幅
された高周波信号を取り出す出力回路７、コレクタ５で
発生した熱を放散する冷却器（図示せず）などからなる
。

さて、らせん遅波回路３は１図に示すごとく、らせん１
１と、その周囲に配置された複数本の絶縁棒１２からな
り、真空外囲器８の内部に固定され、らせん１１の両端
はそれぞれ入力回路６及び゛出力回路７に接続された構
造になっている。

進行波管の動作を安定にするため絶縁棒１２の中央附近
には、高周波減衰性１３が外周面に塗布され発振防止用
減衰器が構成される。

らせん１１の金属材料としては、一般に溶融点が高いモ
リブチ゛ンやタングステンなどが用いられている。

入力回路６より入力された高周波信号は、らせん１１上
を伝搬する間に電子銃２から射出され、磁気集束装置４
によって集束成形された電子ビームと相互作用を行ない
増幅されて出力回路７より外部回路（図示せず）に出力
される。

らせん１１に沿って高周波信号が増幅される様子を第２
図に示しているが、らせん１１上の高周波電力は高周波
減衰体１３で減衰された後、距離と共に指数関数的に増
大し、遂には飽和に達する。

第２図には高周波電力と共に絶縁棒の誘電体損失および
らせん１１の表皮効果（５ｋｉｎ ｅｆｆｅｃｔ）によ
りらせん１１上で生じる高周波損失の距離に対する特性
も同時に示している。

この図から、高周波損失Ｐ、は高周波減衰体１３（云い
かえれば発振防止用減衰器）を境にして高周波電力レベ
ルの大きい出力側部分で生じていることが判る。

この高周波損失Ｐ１、は直流エネルギーから高周波エネ
ルギーへの実質的な変換効果を低下させるだけでなく発
生した熱のためにらせん１１が加熱され、らせん１１内
の吸蔵ガスが管内へ放出されて管内の真空度が劣化し雑
音増加をもたらし、さらには管球の寿命を低下させる。

従来、高周波損失を低減する方法として、モリブチ゛ン
を基材として金メッキまたは銅メッキを表面に施した細
線を用いてらせん１１の全体を製作する方法があった。

確かにこのようにすれば表１より明らかなように、らせ
ん１１の表面の電気抵抗が下り、表皮効果が少なくなり
高周波損失が低減される。

その結果、単位長当りの利得が上ると共に進行波管の効
果が改善される利点があった。

しかしながら表１から明らかなように、溶融点の低い材
料がらせん１１の全表面にわたりメッキされているので
、らせん遅波回路３の許容電力（メッキ材料がスパッタ
を起こさない最大許容遅延回路電流と遅波回路電圧）を
大きくとれないという欠点があった。

即ち、電子銃２から射出された電子ビーム及びコレクタ
５から発生する２次電子がらせん遅波回路３に局部的に
衝突した場合などらせん遅波回路３の温度が局部的に上
昇しらせん１１にメッキされている溶融点の低い金属材
料が絶縁棒１２の表面にスパッタし、その部分で高周波
信号が反射され結果的に高周波増幅作用が低減し高周波
出力が低下するという欠点が生じる。

本考案は、このような欠点を除去しようとするものであ
り高周波損失か′遅波回路の出力側の部分で殆んど発生
していることに着目し、高周波減衰体を境にして軸方向
に複数個の部分に区分されるらせん遅波回路の出力側ら
せん表面にらせん基材金属の電気抵抗よりも小さい金属
のメッキを施すことにより高周波損失を低減し、進行波
管の効率を改善すると共に出力側らせんの両端部にらせ
ん内径より小なる内径を有する金属円筒を配設すること
により、出力側らせんの電子ビームによるスパッタ防止
を施したことを特徴とするらせん形進行波管を提供する
ことにある。

以下、第３図を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図と同一あるいは相当部分は同符号を用いている。

本考案に係るらせん形進行波管１は電子銃２、らせん遅
波回路３、磁界集束装置４、コレクタ５、入力回路６、
出力回路７などを含み、らせん遅波回路３は、入力側ら
せんコ５及び出力側らせん１６とその周囲に配置された
複数本（３〜４本）の絶縁棒１２などからなり、真空外
囲器８の内部に固定されている。

入力側らせに１５及び出力側らせん１６の端部はそれぞ
れ入力回路６及び゛出力回路７に接続され、出力側らせ
ん１６のらせん表面にはらせん基材金属の電気抵抗より
小さい金属１７（例えば銅または金）のメッキが施され
ている。

また進行波管の動作を安定にするため絶縁棒１２の中央
附近には、高周波減衰体１３が外周面に塗布され発振防
止用減衰器が構成されている。

入力側らせん１５と出力側らせん１６とは、らせん内径
より小なる内径を有する金属円筒１８を介在させて溶接
などにより接続され、それに加えて出力側らせん１６の
端部とコレクタ５の間にはらせん内径より小なる内径を
有する金属円筒１９が配設されている。

このような構造にすれば、出力側らせん１６の表面には
らせん１６の電気抵抗より小さい電気抵抗を有する金属
１７のメッキが施されているから、出力側らせん１６上
の高周波損失が低減され、進行波管の効率が改善される
。

試１験結果によれば、出力側らせん１６の金属材料にモ
リブチ゛ンを用いたものに銅メッキを施すことにより進
行波管の効率が１０〜１５％改善されることが確認出来
た。

一方、出力側らせん１６の両端部にはらせん内径より小
なる内径を有する金属円筒１８．１９が配設されている
ので、電子ビームの衝突及びコレクタ５からの２次電子
の衝突が抑制され許容電力が小さい出力側らせん１６を
熱的に保護することが出来る。

具体的に述べると電子銃２より放射された電子ビームは
、らせん遅波回路３の中心軸部を通過する間に高周波の
増幅作用に寄与し速度にバラツキが生じて電子ビーム径
は大きくなるがらせん遅波回路３のほは沖央部に位置す
る金属部品１８により電子ビームの一部が捕獲されるの
で出力側らせん］６への電子ビームの衝突が低減される
。

また進行波管の効率を一段と改善するためコレクタ電圧
をらせん遅波回路電圧より大幅に下げて動作させる場合
などコレクタ５から”２次電子又は戻り電子が発生する
が、これらの電子は熱容量の大きい金属円筒１９により
ほとんど遮断され、出力側らせん１６への電子の衝突が
防止出来て、溶融点の低い金属材料１７のスパッタなど
は起らないので出力側らせん１６の焼損などによる電気
的特性劣化はなく進行波管を安定に動作させることが出
来る。

なお金属部品１８．１９の内径はらせん内径より１０％
程度小さくすれば十分である。

以上説明した通り本考案によれば、入力側らせんの許容
電力を低下させることなく進行波管の効率が向上したら
せん形進行波管が得られる。

尚、本考案の上記実施例では同軸結合形の進行波管につ
いて言及したが、真空外囲器がガラスからなり、導波管
結合形の進行波管に本考案を適用することはもちろん可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のらせん形進行波管の縦断面図、第２図
は軸方向距離に対する高周波電力、高周波損失の大きさ
を示す特性図、第３図は本考案に係るらせん形進行波管
の実施例を示す縦断面図である。 図において、１はらせん形進行波管、２は電子銃、３は
らせん遅波回路、４は磁界集束装置、５はコレクタ、６
は入力回路、７は出力回路、８は真空外囲器、１１はら
せん、１２はらせんを支持する絶縁棒、１３は高周波減
衰体、１５は入力側らせん、１６は出力側らせん、１７
はらせん本体より電気抵抗の小さい金属材料、１８．１
９は各々金属円筒である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電子ビームを発生する電子銃と、高周波の相互作用が行
   なわれる遅波回流路と、前記相互作用が行なわれた電子
   ビームを捕獲するコレクタを具備し、前記遅波回路はら
   せんとその周囲に複数本の絶縁棒を配置して構成される
   らせん形進行波管において、前記絶縁棒の表面の一部に
   形成される高周波減衰体を境にして軸方向に複数個の部
   分に区分されるらせん遅波回路の出力側らせん表面にら
   せん基材金属の電気抵抗よりも小さい電気抵抗を有する
   金属のメッキを施すと共に、出力側らせん遅波回路の両
   端部にらせん内径より小なる内径を有する金属円筒を配
   設したことを特徴とするらせん形進行波管。