JPS62222543A

JPS62222543A - 進行波管

Info

Publication number: JPS62222543A
Application number: JP6434286A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Tomikawa; 富川　邦博
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1986-03-20
Filing date: 1986-03-20
Publication date: 1987-09-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、進行波管に関するものであり、更に詳述する
ならば、進行波管のコレクタ内面の改良に関するもので
ある。

従来の技術一般に、マイクロ波帯無線通信の中継局、衛星通信地上
局などの送信機に用いられる進行波管においては、装置
設計の面また経済性の面から低消費電力であること、つ
まり高効率であることが要求される。効率改善の一つの
手段として、多段電位低下コレクタが広く用いられてい
る。しかしながら、電位低下によってコレクタに捕捉さ
れない戻り電子やコレクタ内面からの２次電子が高周波
増幅回路に逆行し、伝送特性に悪い影響を及ぼすことが
ある。

また、近年実用化された高密度ディジタル通信方式に用
いられる進行波管は、高周波人力に対する高周波出力の
直線性が良く、伝送歪（振幅歪、位相歪）の小さいこと
が要求される。伝送歪の要因の一つは、コレクタからの
高周波増幅回路部への逆行電子が伝送特性に悪影雪を及
ぼずことである。

それ故、低消費電力化、低歪化のためには、コレクタか
らの戻り電子や２次電子などの逆行電子をいかに抑制す
るかが重要なポイントとなっている。

第２図（ａ）は、２段重位コレクタを用いた従来のヘリ
ックス形進行波管出力部縦断面図であり、第２図（ｂ）
は、その主要品分を示す縦断面図である。

第２図（ａ）において、ヘリックス２は、誘電体支持棒
３とともに金属真空外聞器４内に収められいる。そして
、そのヘリックス２の端部は、真空気密窓５に取出され
て高周波出力部を形成する。また、ヘリックス２を収め
た金属真空外囲器４の外周部には電子ビーム６を集束さ
するための周期磁界集束装置７が配置され、電子ビーム
の下流には、電子ビームを捕捉し、その運動エネルギー
を熱エネルギーに変えて放散する機能をもつコレクタが
管軸上、軸対称に配置されている。

この例では２段コレクタの場合を示しており、ヘリック
スに近いものからそれぞれ、第１コレクタ、第２コレク
タと呼ぶ。そして、それら第１コレクタ８および第２コ
レクタ９は、その入口開口面が外囲器管軸に対し直交し
た構造を有している。

電子銃（図示せず）から放射された電子ビーム６は、ヘ
リックス２内を通過しながらヘリックス２を伝搬する高
周波の増幅作用に寄与した後、その速度に応じて第１コ
レクタ８および第２コレクク９に分別捕捉される。

一般的に、第１コレクタ８には比較的速度の遅い電子ビ
ーム群が、また第２コレクタ９には比較的速度の速い電
子ビーム群がそれぞれ捕捉される。

そのような捕捉関係を実現するために、ヘリックス２、
第１コレクタ８、第２コレクク９の電位をそれぞれ、Ｖ
　ｈ　ｌｌＬ　％　Ｖ　ｃ　ｏ　Ｌ　−１、Ｖ　ｃ　ｏ
　Ｌ　−２とすると、Ｖ　ｈｅＬ　＞　ＶＣＯＬ−１＞
　ＶＣＯＬ−２の関係に印加される。

発明が解決しようとする問題点このような進行波管の通常の動作において、電子ビーム
６は速度変調を受け、その速度に応じて第１コレクタ８
および第２コレクク９に導かれる。

この中で各コレクタに捕捉されるに十分な速度を持たな
い電子ビーム群や、コレクタに捕捉された時に発生する
２次電子は、より高電位のヘリックス２側へ戻ろうとす
る。

ここで、第１コレクタ８および第２コレクタ９はその入
口開口面が管軸に対して直交した構造を有しているので
、各コレクタの入口付近の等電位面は、第２図Ｑ））に
破線１２で示す如く、管軸付近ではほぼ管軸に直交して
いる。そのため、第１コレクタ８および第２コレクタ９
からの戻り電子１１や２次電子ＩＯの逆行電子は、等電
位面１２に垂直に進ことから、そのほとんどがヘリック
ス２へ戻ることになってしまう。

このようにして、ヘリックス２への逆行電子は、進行波
管の伝送特性に悪影雷を及ぼし、振幅歪、位相歪などの
伝送歪を発生し、低歪、低消費電力の実現に支障をきた
す要因となっている。また、ヘリックス電流の堆大とな
って、ヘリックス２が加熱され、出力変動を起こしたり
、更には、ヘリックス２からのガス放出による真空度劣
化など、進行波管としての機能を維持できなくなる危険
性もあった。

そこで、本発明は、上記した従来の問題を解決した進行
波管を提供せんとするものである。

詳述するならば、本発明は、ヘリックスへの逆行電子を
効果的に抑制して、低歪、低消費電力で且つヘリックス
が加熱されない進行波管を実現できるコレクタ構造を提
供せんとするものである。

問題点を解決するための手段上記目的を達成するために、本発明による進行波管は、
電子ビームを捕捉する複数個のコレクタの少なくとも１
個のコレクタの入口開口面を管軸に対して斜交させてい
る。

作用以上のように、コレクタの入口開口面を管軸に対して斜
交させることにより、そのコレクタの斜文入口開口の前
後の等電位面が、管軸に対して傾斜する。従って、等電
位面に対して直角に逆行す　゛る電子は、管軸から逸れ
るため、ヘリックスに戻らず、そのコレクタよりヘリッ
クス側のコレクタや外囲器に捕捉される。その結果、２
次電子や戻り電子などの逆行電子がヘリックスに戻るこ
とが効果的に抑制される。

実施例以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）は、本発明を実施した、２段重位コレクタ
を用いたベリックス形進行波管出力部縦断面図であり、
第１図（ｂ）は、その主要部分を示す縦断面図である。

第１図（ａ）に示すヘリックス型進行波管は、ヘリック
ス２、誘電体支持棒３、金属真空外囲器４、周期磁界集
束装置７、第１コレクタ８、第２コレクタ９などを有し
ていること並びにそれらの配置については、第２図に示
した従来のへリックス型進行波管と同じであるが、第２
コレクタ９の入口開口面が管軸に垂直な面に対し、ある
角度θだけ斜交している点が異なる。この実施例では、
第２コレクタのみの入口開口面が斜交している。

かかる構造の進行波管においては、高周波増幅に寄りし
た後速度変１１１．！ｌを受けて第２コレクタ９内へ突
入してきた電子ビーム群のうち、第２コレクク９に捕捉
されるに十分な速度を持たない電子ビーム群は、第２コ
レクク９に捕捉されないまま戻り電子となってより高電
位な電極へ逆行し、また捕捉されるに十分すぎる速度を
もつ電子ビーム群は第２コレクタに捕捉された時その衝
撃によって２次電子を発生し、この２次電子もより高電
位な電極へ逆行する。これら戻り電子１１や２次電子１
０は、第２コレクタ９の入口付近をその等電位面１２に
垂直に逆行する。

しかし、図示の実施例では、第２コレクタ９０人ロ開ロ
面が管軸に対し斜交しているので、この近辺の等電位面
も、その縦断面を第１図（ｂ）に破線で示す如く、管軸
に斜交している。従って、第２コレクク入ロ開ロ面を逆
行する戻り電子１１や２次電子１０は、この斜交した等
電位面に垂直に進むので、管軸から曲げられ、ヘリック
ス２側へ戻る前に第１コレクタ８に捕捉されることにな
る。かくして、第２コレクタ９からヘリックス２への逆
行電子の割合を従来より小さく抑えることができる。

第１図（Ｃ）は、本発明の第２実施例で、単一コレクタ
の場合を示す。コレクタ８からの戻り電子１１や２次電
子１０は、前述したと同様にコレクタ８の入口を逆行す
る際、入口付近の斜交等電位面に垂直に進み、金属真空
外囲器４に捕捉される。金属真空外囲器４はヘリックス
２と同電位なので、見かけ上へリックスミ流の増大とな
るが、直接ヘリックス２へ戻ってるわけではないので、
伝送特性には何ら悪影響は及ぼさないし、また逆行電子
によってヘリックスが加熱されることもない。

第１図（ｄ）は、本発明の第３実施例で、２段コレクタ
型進行波管のその全てのコレクタの入口開口面が、管軸
に対して斜交している場合を示す。この進行波管におい
ては、コレクタ８からの戻り電子１１や２次電子ＩＯは
、第１コレクク８に捕捉されたり、金属真空外囲器４に
捕捉され、動作は第１図ら）または第１図（Ｃ）の場合
と同様である。

なお、上記実施例は、コレクタの数が１または２である
が、３またはそれ以上のコレクタを有する進行波管でも
、同様に本発明は適用できる。

発明の詳細な説明したように、本発明は複数個のコレクタのうち、
少な（とも１つのコレクタの入口開口面を管軸に対し斜
交した構造にすることにより、戻り電子や２次電子など
の逆行電子を従来の場合より低く抑えることができる。

従って、進行波の伝送特性への悪影響を低減し、歪を改
善することが可能になるとともに、コレクタ電位低下が
容易に行なえ、低消費電力化が容易に図れる。

また逆行電子によるヘリックス部の加熱もなくなり、出
力変動、ガス放出による真空度劣化などの不具合を低減
できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の一実施例のへワックス進行波
管の出力部の縦断面図であり、第１図ら）は、第１図（ａ）に示したヘリックス進行波
管のコレクタ部分の縦断面図であり、第１図（Ｃ）は、
本発明の第２実施例を示す第１図（ｂ）と同様な図であ
り、第１図（ｄ）は、本発明の第３実施例を示す第１図（ｂ
）と同様な図であり、第２図（ａ）は、従来のヘリックス形進行波管の出力部
縦断面図であり、第２図（ｂ）は、その主要部を示す縦断面図である。（主な参照番号）１・・進行波管、　　　　２・・ヘリックス、３・・誘
電体支持棒、　４・・金属真空外囲器、５・・真空気密
窓、　　６・・電子ビーム、７・・周期磁界集束装置、８・・第１コレクタ、　　９・・第２コレクタ、１０・
・２次電子、　　　１１・・戻り電子、１２・・等電位
面

Claims

【特許請求の範囲】

電子ビームを射出する電子銃と、電子ビームとの相互作
用により高周波入力を増幅する遅波回路構体と、電子ビ
ームを該遅波回路構体内に集束せしめる集束磁界装置と
、増幅に寄与した電子ビームを捕捉するための少なくと
も１つのコレクタとで構成される進行波管において、前
記コレクタの少なくとも１つは、その入口開口面が管軸
に対して斜交していることを特徴とする進行波管。