JPS6110291Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は遅波回路にヘリツクを用いた進行波管
に係り特に真空外囲器内外の高周波信号の結合を
同軸結合で行う方式の進行波管に関する。

同軸結合方式は遅波回路にヘリツクスを用いた
進行波管で真空外囲器内外の高周波信号の結合を
同軸内導体にヘリツクスが接続された同軸構造の
入出力窓で行うもので、広帯域の周波数範囲で、
電力損失が少なくマイクロ波を授受することがで
きる特長をもつている。

第１図は遅波回路にヘリツクスを用い、高周波
信号の結合に同軸結合方式を用いた進行波管を示
したものである。電子銃１から電子ビームが発射
され、電子ビームがヘリツクス２内を通過する間
にマイクロ波と相互作用してマイクロ波の増幅が
行われる。３はヘリツクス２を通過した電子ビー
ムを捕集するコレクタである。マイクロ波は入力
端子４からヘリツクス２に導かれ、出力端子５か
ら外部回路（図には示していない）に取出され
る。６は入出力窓の同軸構造部分の内部導体にあ
たりヘリツクス２の端が接続されている。７は真
空封止するためのセラミツクである。８は金属性
真空外囲器を示す。他に電子ビームを集束するた
めの磁界装置が必要であるが図には示してない。
この場合ヘリツクスと外部回路との高周波インピ
ーダンスが同じであれば問題ないが、普通は異な
るため、何らかの手段で高周波インピーダンス整
合を行う必要があり、それも、入出力窓の付近で
行う必要がある。

従来の構造では、入力窓４、出力窓５は外部回
路との結合を行わせるのみに用いられ、図には示
してないが、その端は各種の定まつた特性インピ
ーダンスを有する同軸形コネクタ又は同軸導波管
変換器に接続されており、高周波インピーダンス
の整合方法としては、つぎに説明する第２図、第
３図、第４図に示す方法がとられていた。

第２図に示すものは、ヘリツクス２の入出力窓
付近Ａ−Ａ間のピツチに適当な勾配を施して外部
回路−ヘリツクス２間の高周波インピーダンスの
整合を行つたものである。第３図に示すものは、
金属外囲器８のヘリツクスを収納する部分に、軸
方向の長さが、作動マイクロ波の波長の２乃至３
倍の長さのテーパ部分９を設けて、外部回路−ヘ
リツクス２間の高周波インピーダンスを整合させ
ている。また第４図に示す方法は、ヘリツクスの
端の数ピツチを短絡片１９で短絡することにより
高周波インピーダンスの整合を行うものである。

これらは比較的広く行われている方法であるが
次の様な欠点を有している。第２図に示す方法で
は、テーパピツチ部が単に高周波インピーダンス
の整合を取るだけの働きしかなく、マイクロ波と
ヘリツクスの中心部を通る電子ビームとは非同期
になるためマイクロ波の増幅に寄与しないので、
一定の増幅度を得るには管長を長くする必要があ
る。さらに、ヘリツクスピツチに正確なテーパを
つけることは製造上難しい。

また第３図に示す方法では、外囲器のテーパ部
分９がヘリツクスに近接するため、外部シールド
効果によつてヘリツクス２と電子ビーム間の結合
インピーダンスが低下し、この部分では増幅度が
低下するため管長を長くする必要があることは第
２図の場合と同じである。またこの場合には、真
空管内に大量の金属が封入されるので、動作中に
はガス放出源となり、このため動作特性の劣化及
び短寿命の原因にもなる。

また第４図に示す方法においても、短絡片１９
によりヘリツクスの短絡された部分はマイクロ波
と電子ビームが非同期になり、管長が長くなる欠
点を有する。

さらに以上３例では、すべて高周波インピーダ
ンス整合部が真空管内に存在するために、排気後
の調整が不可能であり、排気工程中などに前記特
性が変化した場合、前記特性の再調整ができない
という難点があつた。

本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、特
殊な部分を用いることなく容易に高周波インピー
ダンス整合を取ることが可能で、且つ、管長を短
くすることができ製造を簡易化ならしめる進行波
管を得るものである。

以下図面を参照して本考案を実施例により説明
する。第５図は本考案を実施した進行波管の入出
力窓付近を示すものである。１０は外部回路が接
続される同軸形コネクタである。１１は本考案に
係る同軸形高周波インピーダンス整合部で、棒状
の内部導体１２、誘電体の円筒１３、導電体円筒
１４および導電体外囲器１５からなる。第５図で
は、内部導体１２が同軸形コネクタの内部導体を
兼ねているが、それぞれ別個のものとしてもよ
い。一般に同軸回路のインピーダンスは、内部導
体と外部導体の径比、および内部導体と外部導体
間の物質の誘電率で決まるから、内部導体１２の
外径と実質的な外部導体に相当する導電体円筒１
４の内径の比、および誘電体の円筒１３の材料を
選択することにより、同軸形高周波インピーダン
ス整合器１１の同軸回路としての高周波インピー
ダンスを調節でき、外部回路−ヘリツクス２間の
高周波インピーダンス整合を行うことができる。
さらに簡単に行うには、内径寸法の異なる導電体
円筒１４と、前記内径寸法に合う外径寸法を有す
る誘電体の円筒１３の組合せを複数個用意して、
良好な高周波インピーダンス特性の得られる組合
せを使用すればよい。この場合ヘリツクス２の端
のピツチを正確なテーパ状にする必要はなく、ヘ
リツクス２の中央部のピツチそのままか、多くて
もヘリツクス端のピツチ２〜３ピツチを変化させ
るだけで良好な高周波インピーダンス整合を得る
ことができることを実験的に確認した。また第３
図に示すテーパ部９やその他の特別な整合部品を
真空管内に入れる必要がなく、そのため管内の径
が小さくならず、ガス抜きが容易になるとともに
真空管内の吸蔵ガス源が小さくなり、永く高真空
を保持し得、進行波管の諸特性劣化の防止と長寿
命を期待することができる。又、従来の方法に比
較してマイクロ波と電子ビームが非同期になるヘ
リツクスの部分が短く、ヘリツクス２と電子ビー
ム間の結合インピーダンスの低下もないため管長
を短くすることができる。

さらに従来の進行波管に比較して改善されるこ
とは、排気作業後の真空管になつた状態でも高周
波インピーダンス整合の調整が可能であるという
ことである。即ち、従来の進行波管では排気後高
周波インピーダンス整合特性の不良が見い出され
た場合には、何ら有効な改善手段を持たなかつた
が、本考案の方式では、調整機構が真空管外に存
在するので、排気後においても改善調整が可能で
ある。

第６図は本考案を、入出力端子として同軸導波
管変換器を使用した進行波管に使用した場合の実
施例を示すもので、１６が同軸導波管変換器で、
誘電体の円筒１３、導電体円筒１４および入出力
窓部の内部導体６で同軸形高周波インピーダンス
整合部が形成される。この場合は、短絡片１７の
厚さｔと調節ねじ１８の出し入れによつて、排気
後真空管になつた状態でも高周波インピーダンス
整合の調節は可能であるが、導電体円筒１４と誘
電体の円筒１３を使用することによりさらに調整
範囲が広がり調整を容易に行える。

以上実施例で説明したように、本考案によれば
簡単な構造と部品で良好な高周波インピーダンス
整合特性が得られて効率良い増幅が得られるだけ
でなく、管長が短縮され、かつ長時間にわたり良
好な特性が維持される長寿命な進行波管を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は同軸結合方式を用いた進行波管の概略
の断面図、第２図〜第４図は従来のヘリツクス端
におけるインピーダンス整合手段を説明するため
の部分断面図、第５図は本考案の実施例の要部断
面図であり、第６図は本考案の他の実施例の要部
断面図である。 １……電子銃、２……ヘリツクス、３……コレ
クタ、４……入力窓、５……出力窓、６……ヘリ
ツクス端が接続されている入力および出力用の同
軸内導体、７……真空封じ用セラミツク、８……
金属製真空外囲器、１１……本考案に係る同軸形
高周波インピーダンス整合部、１２……内部導
体、１３……誘電体の円筒、１４……導電体円
筒、１５……導電体外囲器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 金属性真空外囲器と、この外囲器内に収納され
   たヘリツクス形遅波回路と、このヘリツクスのそ
   れぞれの端部に接続された入力及び出力の同軸内
   導体とを備え、前記同軸内導体の他端側が真空封
   じのセラミツク入力窓及びセラミツク出力窓を通
   して、真空外に取り出される進行波管に於て、前
   記入力窓又は出力窓の少なくとも一方の窓を通し
   て、突き出た前記同軸内導体を内導体として含む
   同軸回路部と外部回路に接続するための同軸コネ
   クターとの間、又は同軸導波管変換器との間に、
   前記同軸回路部の外囲器に接合する導電体外囲器
   とそれに内接する導電体円筒部品、更に前記導電
   体円筒部品に内接する誘電体の円筒および内導体
   よりなる同軸形高周波インピーダンス整合部を設
   けたことを特徴とする進行波管。