JPS6155212B2 - - Google Patents
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- JPS6155212B2 JPS6155212B2 JP53159518A JP15951878A JPS6155212B2 JP S6155212 B2 JPS6155212 B2 JP S6155212B2 JP 53159518 A JP53159518 A JP 53159518A JP 15951878 A JP15951878 A JP 15951878A JP S6155212 B2 JPS6155212 B2 JP S6155212B2
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- Japan
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- collector
- pole piece
- magnetic
- electron beam
- magnetic field
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Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、大電力マイクロ波管、特にそのコレ
クタの磁気シールド構造に関する。
クタの磁気シールド構造に関する。
大電力マイクロ波管は、一般に、電子ビームを
発生する電子銃部と、電子ビームのもつ直流エネ
ルギを高周波エネルギに変換する高周波回路部
と、電子ビームを捕捉するコレクタ部と、電子ビ
ームを集束するための集束装置部等とで構成され
ている。
発生する電子銃部と、電子ビームのもつ直流エネ
ルギを高周波エネルギに変換する高周波回路部
と、電子ビームを捕捉するコレクタ部と、電子ビ
ームを集束するための集束装置部等とで構成され
ている。
第1図は、ビーム集束装置として永久磁石を使
用した従来のマイクロ波管の一構造例を示してい
る。この図では、コレクタは水冷式構造をしてお
り、また高周波回路部としては複数個の空胴が電
子ビームの進行方向に沿つて縦続配置されたいわ
ゆるクライストロンの回路が示されている。第1
図について更に詳細に説明する。1が電子を放射
するカソード、2がカソードを加熱するヒータ、
3,4が電子ビームを成形するウエーネルト.ア
ノード、5が絶縁用セラミツクで、これらが電子
銃部を構成し、真空用ポールピース6及び真空外
用ポールピース7の内部に収容されている。次
に、8,9は入力用及び出力用の導波管を、また
10〜14は縦続配置された空胴を示し、電子ビ
ーム15がこれら空胴の内部を貫通して進行す
る。高周波電力は入力用導波管8を通り、空胴1
0,11,12,13を通過していくうちに電子
ビームの集群を起こさせ、出力空胴14でエネル
ギ変換されて、増幅された高周波電力が出力導波
管9を通つて管外に出てゆく。コレクタ冷却水
は、入水部16より流入し、二重に構成された流
路の外側を上方から下方に向つて進行し、底部で
折り返されて、流路の内側を下方から上方に向つ
て進み、その間にコレクタで発生する熱をつれ
て、水出口部17より出てくる。コレクタの形状
は、逆行電子による管の不安定現象を避け、また
磁気回路の形成を容易にするため(エアギヤツプ
部の対向面積を減らすため)、通常縦長状のもの
がほとんどである。このため、第1図に示す如
く、コレクタ部の下部が真空用ポールピース18
及び真空外用ポールピース19の内部に入り込
み、コレクタ部の上部はポールピースから露出し
た構造となつている。更に、永久磁石20が、ポ
ールピース6,7,18,19と継鉄21の間に
設置され、図に示された極性に着磁されていて、
ポールピース6とポールピース18の対向部に管
軸方向の磁場BZを形成する。この磁場BZの管軸
方向(Z方向)分布が第1図に併記されている。
前記対向部における磁場の強さは、前記電子ビー
ムとの関係で決定される。参考のため、第1図の
うちで、磁気回路に関係のある部分だけをとり出
して、磁力線、磁束密度分布と共に第2図に示
す。
用した従来のマイクロ波管の一構造例を示してい
る。この図では、コレクタは水冷式構造をしてお
り、また高周波回路部としては複数個の空胴が電
子ビームの進行方向に沿つて縦続配置されたいわ
ゆるクライストロンの回路が示されている。第1
図について更に詳細に説明する。1が電子を放射
するカソード、2がカソードを加熱するヒータ、
3,4が電子ビームを成形するウエーネルト.ア
ノード、5が絶縁用セラミツクで、これらが電子
銃部を構成し、真空用ポールピース6及び真空外
用ポールピース7の内部に収容されている。次
に、8,9は入力用及び出力用の導波管を、また
10〜14は縦続配置された空胴を示し、電子ビ
ーム15がこれら空胴の内部を貫通して進行す
る。高周波電力は入力用導波管8を通り、空胴1
0,11,12,13を通過していくうちに電子
ビームの集群を起こさせ、出力空胴14でエネル
ギ変換されて、増幅された高周波電力が出力導波
管9を通つて管外に出てゆく。コレクタ冷却水
は、入水部16より流入し、二重に構成された流
路の外側を上方から下方に向つて進行し、底部で
折り返されて、流路の内側を下方から上方に向つ
て進み、その間にコレクタで発生する熱をつれ
て、水出口部17より出てくる。コレクタの形状
は、逆行電子による管の不安定現象を避け、また
磁気回路の形成を容易にするため(エアギヤツプ
部の対向面積を減らすため)、通常縦長状のもの
がほとんどである。このため、第1図に示す如
く、コレクタ部の下部が真空用ポールピース18
及び真空外用ポールピース19の内部に入り込
み、コレクタ部の上部はポールピースから露出し
た構造となつている。更に、永久磁石20が、ポ
ールピース6,7,18,19と継鉄21の間に
設置され、図に示された極性に着磁されていて、
ポールピース6とポールピース18の対向部に管
軸方向の磁場BZを形成する。この磁場BZの管軸
方向(Z方向)分布が第1図に併記されている。
前記対向部における磁場の強さは、前記電子ビー
ムとの関係で決定される。参考のため、第1図の
うちで、磁気回路に関係のある部分だけをとり出
して、磁力線、磁束密度分布と共に第2図に示
す。
さて、このように構成された従来形の大電力マ
イクロ波管においては、次のような問題がしばし
ば起る。即ち、ビーム集束装置として永久磁石を
使用した場合、第1図に附記したように、コレク
タ領域にかなりの量の軸方向磁界が必らず存在す
るため、電子ビームがコレクタ領域内で再集束さ
れ、その結果、コレクタ最上端部の過熱とか、コ
レクタ内の異常な温度不均一といつた現象が起
る。このため、コレクタ最上端部の熱的溶融やガ
ス発生、あるいは逆行電子による管の高周波特性
の劣化等の種々の2次的弊害が現われてくる。
イクロ波管においては、次のような問題がしばし
ば起る。即ち、ビーム集束装置として永久磁石を
使用した場合、第1図に附記したように、コレク
タ領域にかなりの量の軸方向磁界が必らず存在す
るため、電子ビームがコレクタ領域内で再集束さ
れ、その結果、コレクタ最上端部の過熱とか、コ
レクタ内の異常な温度不均一といつた現象が起
る。このため、コレクタ最上端部の熱的溶融やガ
ス発生、あるいは逆行電子による管の高周波特性
の劣化等の種々の2次的弊害が現われてくる。
上記問題点に対する従来の対策としては、コレ
クタ領域での磁界を減らすため、コレクタ部材2
2あるいは23を鉄などの磁性体で作つていた。
しかし、この方法には次の2つの欠点がある。ひ
とつは、コレクタ部材22あるいは23は、磁気
飽和が起らない程十分厚くすることが困難である
ためである。その理由は、コレクタ部材22ある
いは23を十分厚くするとポールピース19の内
外径、ひいてはポールピース18の空隙部対向面
積が拡大する結果となり空隙部の磁束密度が低下
してしまう。もうひとつは、コレクタ部材22あ
るいは23は、ポールピース19あるいは18と
構造上分離されているため、両者の空隙部にも不
要の磁場が形成されてしまう、またコレクタ部材
22あるいは23の磁気シールド効果を著しく損
つてしまうことがあげられる。従来形の磁気シー
ルド方法を、磁気回路に関係する部分だけとり出
して、磁力線、磁束密度分布と共に第3図に示
す。第3図に見るように、コレクタ領域の磁気シ
ールド効果は第2図の場合よりは良好ではある
が、完全とはいえないものである。
クタ領域での磁界を減らすため、コレクタ部材2
2あるいは23を鉄などの磁性体で作つていた。
しかし、この方法には次の2つの欠点がある。ひ
とつは、コレクタ部材22あるいは23は、磁気
飽和が起らない程十分厚くすることが困難である
ためである。その理由は、コレクタ部材22ある
いは23を十分厚くするとポールピース19の内
外径、ひいてはポールピース18の空隙部対向面
積が拡大する結果となり空隙部の磁束密度が低下
してしまう。もうひとつは、コレクタ部材22あ
るいは23は、ポールピース19あるいは18と
構造上分離されているため、両者の空隙部にも不
要の磁場が形成されてしまう、またコレクタ部材
22あるいは23の磁気シールド効果を著しく損
つてしまうことがあげられる。従来形の磁気シー
ルド方法を、磁気回路に関係する部分だけとり出
して、磁力線、磁束密度分布と共に第3図に示
す。第3図に見るように、コレクタ領域の磁気シ
ールド効果は第2図の場合よりは良好ではある
が、完全とはいえないものである。
本発明の目的は、上記の如き従来方法の欠点に
鑑み、コレクタ領域の磁界を電子ビームの挙動範
囲内で完全にシールドすることができるようにし
た大電力マイクロ波管を提供することである。
鑑み、コレクタ領域の磁界を電子ビームの挙動範
囲内で完全にシールドすることができるようにし
た大電力マイクロ波管を提供することである。
本発明は、ビーム集束装置として永久磁石を用
いたマイクロ波管において、コレクタ側のポール
ピース最上面とコレクタ内ビーム衝突部の最上部
との距離Lとポールピース最上部開口径Dとの間
にL>D/3の関係を満たすように設計してコレ
クタの電子ビーム挙動範囲内で磁気シールドが完
全に行なわれるようにしたことを特徴とする。
いたマイクロ波管において、コレクタ側のポール
ピース最上面とコレクタ内ビーム衝突部の最上部
との距離Lとポールピース最上部開口径Dとの間
にL>D/3の関係を満たすように設計してコレ
クタの電子ビーム挙動範囲内で磁気シールドが完
全に行なわれるようにしたことを特徴とする。
以下、本発明を第4図に従つて詳細に説明す
る。第4図が第1図と異なる点は、真空外ポール
ピース19′の構造と、それに伴うコレクタ領域
の磁場分布だけでその他は第1図のものと同じで
ある。本発明のポールピース構造においては、筒
形ポールピースを永久磁石20の上面をこえて上
方向に延長し、更に延長したポールピースの内径
Dをコレクタ部材22の外径に近い所まで縮小し
ている。そして、延長されたポールピース19′
の長さについては、第4図に示すようにコレクタ
内部頂点(A点)とポールピース上面との距離L
がポールピース内径Dに対し、 L>1/3D となるように設定する。この程度の距離をとつて
おけば、磁界が実用上問題ない値まで減少できる
ことが確認されている。電子ビームはA点以前で
すべてコレクタ内壁に流入してしまうから、A点
より先でいくら磁気シールドを行なつても無意味
であり、またA点より先には磁界がいくら存在し
ても何ら問題はない。即ち、本発明の特徴は、電
子ビームの挙動範囲内の領域で磁気シールドを完
全に行なおうとするものであり、常に存在する漏
洩磁界をビームの挙動とは無関係の場所まで追い
出したことにある。したがつて、ポールピース1
9′の長さは、L>1/3Dを満たすことが必要であ
るが、必要以上に長くすることは上述のように無
意味であるので、第4図に示すようにコレクタの
最上端に達するほど長くされておらず、コレクタ
の一部はポールピース19′の最上面より更に上
方向に突出している。本発明の構造においては、
ポールピース19′の肉厚は磁気飽和が起らない
程度に十分厚くすることが容易である。また、継
鉄21側との磁気抵抗を減ずるため、外周を一部
円錐状にすることも考えられる。ポールピースの
内径Dを小さくする程距離Lも小さくできるか
ら、無駄な磁気抵抗を増やさないという点で、D
は小さいほど良い。従つて本発明はコレクタ外周
が比較的小さくできる水冷式コレクタの場合に特
に有効である。しかし、これは本質的なものでは
なく、空冷式コレクタの場合にも本発明の原理を
適用できるのは明らかである。
る。第4図が第1図と異なる点は、真空外ポール
ピース19′の構造と、それに伴うコレクタ領域
の磁場分布だけでその他は第1図のものと同じで
ある。本発明のポールピース構造においては、筒
形ポールピースを永久磁石20の上面をこえて上
方向に延長し、更に延長したポールピースの内径
Dをコレクタ部材22の外径に近い所まで縮小し
ている。そして、延長されたポールピース19′
の長さについては、第4図に示すようにコレクタ
内部頂点(A点)とポールピース上面との距離L
がポールピース内径Dに対し、 L>1/3D となるように設定する。この程度の距離をとつて
おけば、磁界が実用上問題ない値まで減少できる
ことが確認されている。電子ビームはA点以前で
すべてコレクタ内壁に流入してしまうから、A点
より先でいくら磁気シールドを行なつても無意味
であり、またA点より先には磁界がいくら存在し
ても何ら問題はない。即ち、本発明の特徴は、電
子ビームの挙動範囲内の領域で磁気シールドを完
全に行なおうとするものであり、常に存在する漏
洩磁界をビームの挙動とは無関係の場所まで追い
出したことにある。したがつて、ポールピース1
9′の長さは、L>1/3Dを満たすことが必要であ
るが、必要以上に長くすることは上述のように無
意味であるので、第4図に示すようにコレクタの
最上端に達するほど長くされておらず、コレクタ
の一部はポールピース19′の最上面より更に上
方向に突出している。本発明の構造においては、
ポールピース19′の肉厚は磁気飽和が起らない
程度に十分厚くすることが容易である。また、継
鉄21側との磁気抵抗を減ずるため、外周を一部
円錐状にすることも考えられる。ポールピースの
内径Dを小さくする程距離Lも小さくできるか
ら、無駄な磁気抵抗を増やさないという点で、D
は小さいほど良い。従つて本発明はコレクタ外周
が比較的小さくできる水冷式コレクタの場合に特
に有効である。しかし、これは本質的なものでは
なく、空冷式コレクタの場合にも本発明の原理を
適用できるのは明らかである。
尚、本発明に一見よく似かよつている従来技術
を第5図に示す。第5図においては、コレクタは
空冷形をしており、冷却用フイン25内を冷却風
が下方より上方に向けて吹きぬける構造をしてい
る。ポールピース19″の上部には、互いにほゞ
平行状におかれた磁極平板24が設置されてお
り、これはコレクタ領域の磁界を管軸に対して非
対象にする効果を主目的とするものである。しか
し、磁極板23はコレクタ冷却風の流入路を狭め
るため、無暗にその数を増やすことができない
し、また高さを高くすることもできない。また、
両磁極平板24間の距離が広すぎて、磁気シール
ドとしての効果は非常に少ないことが確認されて
いる。すなわち、磁極片23の働きそのものが、
コレクタ領域の磁界を完全に消滅させるという性
質のものではないので、磁極の形状を管の構造や
動作条件に応じて選択使用しなければならないと
いう欠点がある。本発明においては、コレクタ領
域における磁界を電子ビームの挙動範囲内におい
て完全に消滅させようとするものであるから、従
来手法とは明らかに相異するものである。
を第5図に示す。第5図においては、コレクタは
空冷形をしており、冷却用フイン25内を冷却風
が下方より上方に向けて吹きぬける構造をしてい
る。ポールピース19″の上部には、互いにほゞ
平行状におかれた磁極平板24が設置されてお
り、これはコレクタ領域の磁界を管軸に対して非
対象にする効果を主目的とするものである。しか
し、磁極板23はコレクタ冷却風の流入路を狭め
るため、無暗にその数を増やすことができない
し、また高さを高くすることもできない。また、
両磁極平板24間の距離が広すぎて、磁気シール
ドとしての効果は非常に少ないことが確認されて
いる。すなわち、磁極片23の働きそのものが、
コレクタ領域の磁界を完全に消滅させるという性
質のものではないので、磁極の形状を管の構造や
動作条件に応じて選択使用しなければならないと
いう欠点がある。本発明においては、コレクタ領
域における磁界を電子ビームの挙動範囲内におい
て完全に消滅させようとするものであるから、従
来手法とは明らかに相異するものである。
第1図は従来の大電力マイクロ波管の構造断面
図、第1図右側には軸方向磁束密度分布が併記さ
れている。第2図は第1図において磁気回路に関
係する所だけをとり出した図で、軸方向磁束密度
分布も示されている。第3図は第1図において、
コレクタ部材22あるいは23を強磁性体にした
場合の磁気回路を〓束密度分布図と共に示したも
のである。第4図は本発明によるマイクロ波管の
構造断面図である。第5図は本発明と一見類似し
た従来構造のマイクロ波管の構造断面図である。 図において、1がカソード、2がヒータ、3が
ウエーネルト、4がアノード、5が絶縁用セラミ
ツク、6,7,18,19,19′がポールピー
ス、8,9が入出力導波管、10〜14がキヤビ
テイ、15が電子ビーム、16,17がコレクタ
冷却水入出水口、20が永久磁石、21が継鉄、
22,23がコレクタ部材を示す。
図、第1図右側には軸方向磁束密度分布が併記さ
れている。第2図は第1図において磁気回路に関
係する所だけをとり出した図で、軸方向磁束密度
分布も示されている。第3図は第1図において、
コレクタ部材22あるいは23を強磁性体にした
場合の磁気回路を〓束密度分布図と共に示したも
のである。第4図は本発明によるマイクロ波管の
構造断面図である。第5図は本発明と一見類似し
た従来構造のマイクロ波管の構造断面図である。 図において、1がカソード、2がヒータ、3が
ウエーネルト、4がアノード、5が絶縁用セラミ
ツク、6,7,18,19,19′がポールピー
ス、8,9が入出力導波管、10〜14がキヤビ
テイ、15が電子ビーム、16,17がコレクタ
冷却水入出水口、20が永久磁石、21が継鉄、
22,23がコレクタ部材を示す。
Claims (1)
- 1 ビーム集束装置として永久磁石を使用した大
電力マイクロ波管において、コレクタ側ポールピ
ースの最上面がコレクタ側永久磁石の上面を越え
るがコレクタの最上端を越えない範囲で上方向に
延長され、かつ、コレクタ側ポールピースの最上
面とコレクタ内ビーム衝突部の最上部との距離L
が、前記ポールピース最上部開口径Dに対して、
1/3Dより大きくなるように設定されたことを特
徴とする大電力マイクロ波管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15951878A JPS5586045A (en) | 1978-12-21 | 1978-12-21 | Large power microwave tube |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15951878A JPS5586045A (en) | 1978-12-21 | 1978-12-21 | Large power microwave tube |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5586045A JPS5586045A (en) | 1980-06-28 |
JPS6155212B2 true JPS6155212B2 (ja) | 1986-11-26 |
Family
ID=15695513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15951878A Granted JPS5586045A (en) | 1978-12-21 | 1978-12-21 | Large power microwave tube |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5586045A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03232113A (ja) * | 1990-02-07 | 1991-10-16 | Alps Electric Co Ltd | 光磁気記録用磁気ヘッド |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4853830B2 (ja) * | 2006-10-24 | 2012-01-11 | 株式会社片岡機械製作所 | 押しコップ |
CN109786189B (zh) * | 2018-12-30 | 2021-04-02 | 中国电子科技集团公司第十二研究所 | 一种速调管永磁聚焦系统 |
CN109860004B (zh) * | 2018-12-30 | 2021-02-02 | 中国电子科技集团公司第十二研究所 | 一种微波管永磁聚焦系统 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5729499U (ja) * | 1980-07-25 | 1982-02-16 |
-
1978
- 1978-12-21 JP JP15951878A patent/JPS5586045A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5729499U (ja) * | 1980-07-25 | 1982-02-16 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03232113A (ja) * | 1990-02-07 | 1991-10-16 | Alps Electric Co Ltd | 光磁気記録用磁気ヘッド |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5586045A (en) | 1980-06-28 |
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