JPS63939A - 進行波管のコレクタ - Google Patents
進行波管のコレクタInfo
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- JPS63939A JPS63939A JP14438786A JP14438786A JPS63939A JP S63939 A JPS63939 A JP S63939A JP 14438786 A JP14438786 A JP 14438786A JP 14438786 A JP14438786 A JP 14438786A JP S63939 A JPS63939 A JP S63939A
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Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
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。
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構造の改良に関するもので
ある。
ならば、進行波管のコレクタ構造の改良に関するもので
ある。
従来の技術
現在、様々な進行波管が、通信放送などの分野で使用さ
れている。進行波管は、電子ビーｌ・を射出する電子銃
と、電子ビームと高周波信号との相互作用が行なわれる
高周波回路部、電子ビームを捕捉し電子ビームの持つ運
動エネルギーを熱エネルギーに変換するコレクタなどを
主な構成要素としている。このような進行波管の高効率
化を図るために、特にコレクタにおいては、電子ビーム
の運動エネルギーの回収効率を高くするように種々な方
法がとられている。
れている。進行波管は、電子ビーｌ・を射出する電子銃
と、電子ビームと高周波信号との相互作用が行なわれる
高周波回路部、電子ビームを捕捉し電子ビームの持つ運
動エネルギーを熱エネルギーに変換するコレクタなどを
主な構成要素としている。このような進行波管の高効率
化を図るために、特にコレクタにおいては、電子ビーム
の運動エネルギーの回収効率を高くするように種々な方
法がとられている。
その方法のひとつとして、多段コレクタによるコレクタ
電位勾配が公知であるが、以下図面を参照して前記多段
電位勾配コレクタについて説明する。
電位勾配が公知であるが、以下図面を参照して前記多段
電位勾配コレクタについて説明する。
第３図は、多段コレクタを有する進行波管の動作原理を
示す略図である。図によれば、電子銃３１から射出され
た電子ビーム３２は、該電子銃３１と同軸関係かつ前方
に位置した高周波回路部３３内部で高周波により相互作
用を受ける。更に、該電子ビーム３２は、該高周波回路
部３３の前方に位置する多投コレクタ３４内部に実線矢
印のごとく捕捉され、その運動エネルギーを熱エネルギ
ーに変換される。
示す略図である。図によれば、電子銃３１から射出され
た電子ビーム３２は、該電子銃３１と同軸関係かつ前方
に位置した高周波回路部３３内部で高周波により相互作
用を受ける。更に、該電子ビーム３２は、該高周波回路
部３３の前方に位置する多投コレクタ３４内部に実線矢
印のごとく捕捉され、その運動エネルギーを熱エネルギ
ーに変換される。
前記多段コレクタ３４は、図示のごとく中央部に電子ビ
ームの入射口を有する第１及び第２の円錐形コレクタ電
極３５、３６と第３の籠形コレクタ電極３７とにより構
成されている。図示の多段コレクタは上記のように、３
つのコレクタ電極を有しているが、コレクタ電極の段数
は多いほど電子ビーム回収効率を大きくすることができ
る。実際的に多段コレクタとしては、通常２〜４段のも
のが広く使用されている。
ームの入射口を有する第１及び第２の円錐形コレクタ電
極３５、３６と第３の籠形コレクタ電極３７とにより構
成されている。図示の多段コレクタは上記のように、３
つのコレクタ電極を有しているが、コレクタ電極の段数
は多いほど電子ビーム回収効率を大きくすることができ
る。実際的に多段コレクタとしては、通常２〜４段のも
のが広く使用されている。
上記のような進行波管の動作時は、多段コレクタの第１
、第２及び第３の各電極の電位を■。１、ＶＣ２、ＶＣ
．，、進行波管の回路電位をＶＢとするとこれらの間に
ＶＢ ＞ ＶＣＩ ＞ ＶＣ２ ＞ ＶＣ３の関係を有
するように、電圧がそれぞれ印加される。
、第２及び第３の各電極の電位を■。１、ＶＣ２、ＶＣ
．，、進行波管の回路電位をＶＢとするとこれらの間に
ＶＢ ＞ ＶＣＩ ＞ ＶＣ２ ＞ ＶＣ３の関係を有
するように、電圧がそれぞれ印加される。
高周波回路部３３で相互作用を終えた電子ビーム３２が
該コレクタ３４内部に入射するとそれぞれのコレクタ電
極によ減速電界と、空間電荷による発散力とにより、該
電子ビームは速度選別される。
該コレクタ３４内部に入射するとそれぞれのコレクタ電
極によ減速電界と、空間電荷による発散力とにより、該
電子ビームは速度選別される。
すなわち、最も速度の遅い電子は第１のコレクタ電極３
５に、次に速度の遅い電子は第２のコレク？電極３６に
、最も速度の速い電子は第３のコレクタに入射し捕捉■
される。
５に、次に速度の遅い電子は第２のコレク？電極３６に
、最も速度の速い電子は第３のコレクタに入射し捕捉■
される。
このようにコレクタ内の各電極に入射し捕捉された電子
ビームは、各コレクタ電極面上で熱エネルギーに変換さ
れ、該コレクタを発熱させる。このコレクタで発生した
熱は伝導冷却あるいは輻射冷却等の手段により該コレク
タ外部に放散される。
ビームは、各コレクタ電極面上で熱エネルギーに変換さ
れ、該コレクタを発熱させる。このコレクタで発生した
熱は伝導冷却あるいは輻射冷却等の手段により該コレク
タ外部に放散される。
このため進行波管のコレクタには、熱伝導効率が良く、
また発熱によるガス放出蛍が少なく、進行波管内部を高
真空に維持できる無酸素銅が一般に使用されている。
また発熱によるガス放出蛍が少なく、進行波管内部を高
真空に維持できる無酸素銅が一般に使用されている。
発明が解決しようとする問題点
しかし、前記のようなコレクタの各電極は、入射する電
子ビームの電子を捕捉すると同時に該極面上で２次電子
を発生させる。
子ビームの電子を捕捉すると同時に該極面上で２次電子
を発生させる。
このコレクタ電極面上で発生する２次電子は電位の高い
方向に加速され、第３図破線矢印で示すように逆行電子
となって高周波回路部に戻ることがある。２次電子によ
る逆行電子の発生が多いと進行波管の歪特性に悪影雪を
及ぼし、高周波回路内部のへワックス電流を増加させる
。このことは出力変動、真空劣化など進行波管としての
機能を著しく損う原因となる。特に、近年需要が増えて
いる高出力高効率の進行波管においては、コレクタ電極
として無酸素鋼をそのまま使用すると、前記２次電子の
発生が著しい。そこで従来においては、該２次電子の発
生を抑制するために無酸素銅より成るコレクタ電極の表
面にパイロティックグラファイトまたはカーボン粉末を
彼着して実用に供するようにしている。しかしこの方法
では、進行波管の振動あるいはイオン衝撃などにより炭
素粉末が発生し、動作効率を低下させるため、高出力高
効率の進行波管には適し得ないという問題があった。
方向に加速され、第３図破線矢印で示すように逆行電子
となって高周波回路部に戻ることがある。２次電子によ
る逆行電子の発生が多いと進行波管の歪特性に悪影雪を
及ぼし、高周波回路内部のへワックス電流を増加させる
。このことは出力変動、真空劣化など進行波管としての
機能を著しく損う原因となる。特に、近年需要が増えて
いる高出力高効率の進行波管においては、コレクタ電極
として無酸素鋼をそのまま使用すると、前記２次電子の
発生が著しい。そこで従来においては、該２次電子の発
生を抑制するために無酸素銅より成るコレクタ電極の表
面にパイロティックグラファイトまたはカーボン粉末を
彼着して実用に供するようにしている。しかしこの方法
では、進行波管の振動あるいはイオン衝撃などにより炭
素粉末が発生し、動作効率を低下させるため、高出力高
効率の進行波管には適し得ないという問題があった。
そこで、本発明は、以上のような問題を鑑み、振動やイ
オン衝撃に強く、コレクタ電極面上での２次電子の放出
が少ない進行波管のコレクタ構造を提供せんとするもの
である。
オン衝撃に強く、コレクタ電極面上での２次電子の放出
が少ない進行波管の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
すなわち、本発明によれば、少なくとも１つの無酸素銅
製コレクク電極を有する進行波管のコレクタにおいて、
該コレクタ電極は表面に厚さ４００八以上のＴｉＮある
いはＴｉＣによる被膜を有している。
製コレクク電極を有する進行波管のコレクタにおいて、
該コレクタ電極は表面に厚さ４００八以上のＴｉＮある
いはＴｉＣによる被膜を有している。
昨月
以上のように、コレクタ電極の電子を捕捉する表面に、
厚さ４００人以上のＴｉＮあるいはＴｉＣによる被膜が
設けられていることで、該ＴｉＮ膜及びＴｉＣ膜の２次
電子放射比は０．４〜１．１と小さく、コレクタ内に入
射する電子ビームの回収効率を大幅に高めることができ
ると同時に、コレクタ内での２次電子の発生をかなり少
なくすることができる。
厚さ４００人以上のＴｉＮあるいはＴｉＣによる被膜が
設けられていることで、該ＴｉＮ膜及びＴｉＣ膜の２次
電子放射比は０．４〜１．１と小さく、コレクタ内に入
射する電子ビームの回収効率を大幅に高めることができ
ると同時に、コレクタ内での２次電子の発生をかなり少
なくすることができる。
従って、コレクタから高周波回路部内に流入す逆行電子
を抑制することができる。
を抑制することができる。
実施例
以下、前述のようなＴｉＮあるいはＴｉＣによる被膜を
有するコレクタ電極の製造方法について図面を参照して
説明する。
有するコレクタ電極の製造方法について図面を参照して
説明する。
第２図に、本発明によるコレクタの製造方法のー実施例
を示す。
を示す。
第２図によれば、真空槽２１の内部下方に蒸発源のチタ
ン２２を配置した電子ビームガン２３が位置し、該電子
ビームガン２３の上方には、イオン化電極２４が位置し
ている。更にその上方には、無酸素銅より成るコレクタ
電極部材２５を保持する基板ホルダー電極２６が配置さ
れている。かかる状態の真空槽２１において、ＴｉＮあ
るいはＴｉＣによる被膜をコレクタ電極部材２５の表面
に被着させる製造工程としては、まず真空槽２１の外壁
部に設けられた排気系２７により真空槽２１内の空気を
排気し、冷却槽２ｌ内を１０−３〜１０−５Ｐａの高真
空にする。その後に電子ビームガン２３を作動させチタ
シ２２を蒸発させ、イオン化電極２４に４０〜５０Ｖの
正電圧をかけることにより、蒸発したチタンをイオン化
させる。
ン２２を配置した電子ビームガン２３が位置し、該電子
ビームガン２３の上方には、イオン化電極２４が位置し
ている。更にその上方には、無酸素銅より成るコレクタ
電極部材２５を保持する基板ホルダー電極２６が配置さ
れている。かかる状態の真空槽２１において、ＴｉＮあ
るいはＴｉＣによる被膜をコレクタ電極部材２５の表面
に被着させる製造工程としては、まず真空槽２１の外壁
部に設けられた排気系２７により真空槽２１内の空気を
排気し、冷却槽２ｌ内を１０−３〜１０−５Ｐａの高真
空にする。その後に電子ビームガン２３を作動させチタ
シ２２を蒸発させ、イオン化電極２４に４０〜５０Ｖの
正電圧をかけることにより、蒸発したチタンをイオン化
させる。
この時、ガス導入系２８より窒素ガスあるいはアセチレ
ンガスを該真空槽２１内に導入することで、真空槽内の
イオン化したチタンと反応を起こしＴｉＮあるいはＴｉ
Ｃが該真空！２１内で生成され、コレクク電極部材２５
の表面に被着する。本実施例において、ＴｉＮあるいは
ＴｉＣによる被膜は、コレクタ電極部材の面上に４００
八以上の厚さを有するように設けた。
ンガスを該真空槽２１内に導入することで、真空槽内の
イオン化したチタンと反応を起こしＴｉＮあるいはＴｉ
Ｃが該真空！２１内で生成され、コレクク電極部材２５
の表面に被着する。本実施例において、ＴｉＮあるいは
ＴｉＣによる被膜は、コレクタ電極部材の面上に４００
八以上の厚さを有するように設けた。
上記のような製造方法において彼着されたＴｉＮあるい
はＴｉＣの被膜を、表面に有するコレクタ電極より構成
される輻射冷却型３没コレクタの断面図を第１図に示す
。
はＴｉＣの被膜を、表面に有するコレクタ電極より構成
される輻射冷却型３没コレクタの断面図を第１図に示す
。
図によれば、無酸素銅製のコレクタ電極１，２、３の表
面上には、前述のとおり厚さ４００八以上のＴｉＮある
いはＴｉＣの被膜層４が高周波回路部５から入射する電
子ビーム６が捕捉され得るすべての部分に設けられてい
る。
面上には、前述のとおり厚さ４００八以上のＴｉＮある
いはＴｉＣの被膜層４が高周波回路部５から入射する電
子ビーム６が捕捉され得るすべての部分に設けられてい
る。
前記ＴｉＮあるいはＴｉＣの被膜の２次電子放射比は０
．４〜１．１と小さいため、コレクタ電極面上で発生す
る２次電子は極めて少ない。従って、高周波回路内への
逆行電子の流入量も少なくなることから、進行波管の歪
特性に悪影響を及ぼすことがなく、出力変動の問題も生
じなかった。さらに、ＴｉＮ及びＴｉＣは、パイロテッ
クグラファイトやカーボン粉末と異なり、イオン衝撃な
どにより炭素微粉末を発生することもないので、真空劣
化の問題も生じなかった。
．４〜１．１と小さいため、コレクタ電極面上で発生す
る２次電子は極めて少ない。従って、高周波回路内への
逆行電子の流入量も少なくなることから、進行波管の歪
特性に悪影響を及ぼすことがなく、出力変動の問題も生
じなかった。さらに、ＴｉＮ及びＴｉＣは、パイロテッ
クグラファイトやカーボン粉末と異なり、イオン衝撃な
どにより炭素微粉末を発生することもないので、真空劣
化の問題も生じなかった。
また、本実施例における各コレクタ電極のＴｉＮあるい
はＴｉＣによる被膜の厚さは４００人以上としているが
、実験の結果、前記ＴｉＮあるいはＴｉＣによる被膜の
厚さが４００八未満の場合には、２次電子抑制の効果が
少なく、被膜を施さない無酸素銅そのままのコレクタ電
極と同程度の逆行電子が発生したことから、ＴｉＮある
いはＴｉＣによる被膜の厚さは４００人以上必要である
。
はＴｉＣによる被膜の厚さは４００人以上としているが
、実験の結果、前記ＴｉＮあるいはＴｉＣによる被膜の
厚さが４００八未満の場合には、２次電子抑制の効果が
少なく、被膜を施さない無酸素銅そのままのコレクタ電
極と同程度の逆行電子が発生したことから、ＴｉＮある
いはＴｉＣによる被膜の厚さは４００人以上必要である
。
尚、コレクタ電極にＴｉＮあるいはＴｉＣの被膜を被着
する方法として本実施例では、前述のとおりイオンプレ
ーティング法を採用しているが、その他の被着方法とし
て、スパッタリング法、ＣＵＤ法なども適宜使用可能で
ある。
する方法として本実施例では、前述のとおりイオンプレ
ーティング法を採用しているが、その他の被着方法とし
て、スパッタリング法、ＣＵＤ法なども適宜使用可能で
ある。
発明の効果
以上の説明から明らかなように本発明によれば、進行波
管のコレクタのコレクク電極での２次の電子の発生を大
幅に抑制することができると共に真空度を十分高く維持
することができ、コレクタの電子ビーム回収効率を高め
ることができる。従って、高出力高効率の進行波管が、
安定に動作できるようになる。
管のコレクタのコレクク電極での２次の電子の発生を大
幅に抑制することができると共に真空度を十分高く維持
することができ、コレクタの電子ビーム回収効率を高め
ることができる。従って、高出力高効率の進行波管が、
安定に動作できるようになる。
第１図は、本発明によるコレクタ電極により構成された
輻射冷却型３段コレクタの断面図であり、第２図は、本
発明によるコレクタ電極の製造方法の一実施例を図解す
る図であり、 第３図は、多投コレクタを有する進行波管の動作原理を
示す略図である。 （主な参照番号） １，２．３・・コレクタ電極、 ４・・ＴｉＮあるいはＴｉＣによる被膜層、５・・高周
波回路部、 ６・・電子ビーム、２１・・真空槽、
２２・・チタン、２３・・電子ビームガン、 ２４・・
イオン化電極、２５・・コレクタ電極部材、 ２６・・基板ホルダー、 ２７・・排気系、２８・・ガ
ス導入系、 ３１・・電子銃、３２・・電子ビーム、
３３・・高周波回路部、３４・・多段コレクタ、
輻射冷却型３段コレクタの断面図であり、第２図は、本
発明によるコレクタ電極の製造方法の一実施例を図解す
る図であり、 第３図は、多投コレクタを有する進行波管の動作原理を
示す略図である。 （主な参照番号） １，２．３・・コレクタ電極、 ４・・ＴｉＮあるいはＴｉＣによる被膜層、５・・高周
波回路部、 ６・・電子ビーム、２１・・真空槽、
２２・・チタン、２３・・電子ビームガン、 ２４・・
イオン化電極、２５・・コレクタ電極部材、 ２６・・基板ホルダー、 ２７・・排気系、２８・・ガ
ス導入系、 ３１・・電子銃、３２・・電子ビーム、
３３・・高周波回路部、３４・・多段コレクタ、
Claims (1)
- 少なくとも１つの無酸素銅製コレクタ電極を有する進行
波管のコレクタにおいて、該コレクタ電極は表面に厚さ
４００Å以上のＴｉＮあるいはＴｉＣによる被膜を有し
ていることを特徴とする進行波管のコレクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14438786A JPS63939A (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 進行波管のコレクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14438786A JPS63939A (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 進行波管のコレクタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63939A true JPS63939A (ja) | 1988-01-05 |
Family
ID=15360955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14438786A Pending JPS63939A (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 進行波管のコレクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63939A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63231859A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-27 | Ulvac Corp | 電極構造 |
| JPH0485639U (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-24 | ||
| US5466359A (en) * | 1993-10-07 | 1995-11-14 | Nec Corporation | Method of manufacturing microwave tube collector |
| US6060832A (en) * | 1997-07-24 | 2000-05-09 | Hughes Electronics Corporation | Self-biasing collector elements for linear-beam microwave tubes |
| US6310438B1 (en) | 1997-08-12 | 2001-10-30 | Nec Corporation | Electron tube device mounted with a cold cathode and a method of impressing voltages on electrodes of the electron tube device |
| GB2411517A (en) * | 2004-02-27 | 2005-08-31 | E2V Tech Uk Ltd | Collector arrangement |
| CN102135628A (zh) * | 2010-12-31 | 2011-07-27 | 中国航天科技集团公司第六研究院第十一研究所 | 用于大气环境下电子束等离子体的诊断探针及诊断方法 |
-
1986
- 1986-06-19 JP JP14438786A patent/JPS63939A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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