KR0175855B1 - 멀티빔 클라이스트론 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티빔 클라이스트론(20)에 관한 것으로써, 다수개의 튜브채널(101)이 구비된 튜브(100)와 상기 튜브(100)를 통과한 전자들을 수집하는 컬렉터(50)와, 상기 컬렉터(50)와 캐소드(30)의 외주에 배설되어 캐소드(30)에서 방출된 전자들이 상기 컬렉터(50)로 향하는 방향을 일정하게 유지케 하는 자력발생수단(40)과, 상기 자력발생수단(40)에 의해 발생된 자속을 상기 튜브(100)내의 공간으로 가이드하면서 튜브(100)내에 일정하게 분포되도록 소정치의 간격을 두고 배설된 제1 및 제2폴피스와 (91, 92), 상기 자력발생수단(40)과 제1, 제2, 제3폴피스(91, 92, 93) 및 튜브(100)가 상호 유기적으로 결합하여 자속이 폐회로를 형성하도록 가이드하는 요크(47)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 전자빔(107)의 자속밀도분포를 균일하게 유지함으로써 제품의 출력이 안정됨과 동시에 제품의 내구성이 증대되고, 제품의 입력에너지 대 출력에너지의 비율인 효율을 증대시키는 등의 매우 뛰어난 효과가 있다.

Description

멀티빔 클라이스트론

제1도는 종래에 의한 멀티빔 클라이스트론의 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 멀티빔 클라이스트론의 단면도.

제3도는 제2도에 있어서, 선 A-A를 따른 단면도.

제4도는 제2도에 있어서, 본발명에 의한 히터, 에미터, 튜브, 방열플레이트등을 도시한 요부단면도.

제5도는 제4도에 있어서, 선 B-B의 단면축에 따른 자속밀도분포도.

제6도는 제4도에 있어서 방열플레이트 상에서의 전자빔의 확산상태를 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 캐소드 40 : 자력발생수단

50 : 컬렉터 91, 92 : 제1 및 제2폴피스

93 : 제3폴피스 100 : 튜브

101 : 튜브채널

본 발명은 멀티빔 클라이스트론에 관한 것으로, 특히, 컬렉터 앞단에 제3폴피스를 배설하여 튜브채널을 통과하는 전자빔이 제2폴피스를 지나면서 급격히 확산되는 전바빔에 의해 제2폴피스가 응융되는 것을 방지함과 동시에 출력을 안정시키는 멀티빔 클라이스트론에 관한 것이다.

종래의 멀티빔 클라이스트론(10)은, 제1도에 도시한 바와 같이, 전자빔(45)을 방출하는 캐소드(30)와 상기 캐소드(30)에서 발생한 전자빔(45)이 이동하는 튜브(60)와 상기 튜브(60)에 형성된 튜브채널(61)내를 이동하는 전자빔(45)의 확산을 방지하도록 자력을 발생하는 자력발생수단(40)과, 상기 튜브채널(61)를 이동한 전자빔(45)을 수집하는 컬렉터(50)로 이루어져 있다.

또한, 상기 컬렉터(50)상에서 발생하는 다량의 열을 발열봉(55)으로 전도시키는 컬렉터플레이트(51)로부터 받은 열을 외부로 이동시키는 발열봉(55)의 외주면에 배설되어 있는 방열플레이트(53)로 구성되어 있다.

상기설명에 있어서, 캐소드(30)는 외부로부터 인가되는 전압을 두 개의 전극(도시안됨)을 통해 받아서 열을 발생하는 히터(33)와 상기히터(33)에서 발생된 열에 의해 고온상태에서 열전자를 방출하는 에미터(37)와 상기 히터(33)와 에미터(37)를 지지함과 동시에 전원을 공급하는 히터로드(35) 및 에미터로드(38)로 구성되어 있다.

한편, 에미터(37)의 표면에는 상기 에미터(37)에서 방출되는 전자를 집속시켜 상기 에미터(37)와 튜브(60) 사이의 진공중에 방출하도록 전자방출표면(39)이 형성되어 있고 상기 에미커(37)에 형성된 전자방출표면(39) 이외에 표면에서 전자의 방출이 일어나지 않도록 상기 에미터(33)의 표면에 얇게 마스크를 만들어 용접된 몰리브덴판(31)이 접착되어 있다.

상기와 같이 구성된 멀티빔 클라이스트론(10)은 외부로부터 두 개의 전극을 통해 전압이 인가되면 히터(33)에 전류가 흐르면서 저항열이 발생하기 시작한다.

이때, 상기 저항열의 온도는 순식간에 상승하면서 히터(33)표면으로부터 복사열이 방출되고 그 방출된 복사열의 절반정도가 에미터(37)로 전달된다.

따라서, 시간이 경과함에 따라 상기 에미터(37)의 온도가 상승하기 시작하여 상기 에미터(37)는 1000℃ 이상의 고온으로 상승된다.

상기 에미터(37)의 온도가 상승하여 1000℃ 이상의 고온을 유지하게 되면, 에미터(37) 내부의 전자들이 열을 흡수하여 열에너지가 증가한다.

열에너지가 증가된 상기 에미터(37) 내부의 전자들이 소정치 이상의 에너지에 도달하게 되면서 전자방출표면(39)을 통해 에미터(37)와 튜브(100) 사이의 진공중에 방출되기 시작한다.

이때, 상기 전자방출표면(39)을 통해 방출되는 전자들은 전자방출표면(39)이 오목한 반구형상으로 되어 있기 때문에 중심쪽으로 집속되고, 집속된 전자들은 상기 에미터(37)와 에노드(도시안됨)사이에 인가된 수백 볼트(Volt)이상의 에노드전압에 의해 튜브(60)쪽으로 빠른 속도로 진행한다.

그리고, 상기 전자 방출 표면(39)에서 중심쪽으로 집속된 전자들은 연속적으로 방출되기 때문에 제1폴피스(91)를 지난후 튜브채널(61)내를 직진이동 하면서 밀도가 높은 전자빔을 이루고 제2폴피스(92)를 지나면서 전자빔(45)은 확산되거나 컬렉터플레이트(51)에 충돌하여 열로 변화된다.

상기 컬렉터(50)에서 발생된 열은 방열 플레이트(53)와 방열봉(55)에 전도되면서 도시되지 않은 송풍수단에 의해 냉각된다.

그런데, 이와 같은 종래의 튜브채널(61)은 에미터(37)에서의 연속적인 전자들의 집속체인 전자빔(45)이 통과되면서 균등한 자속밀도분포를 유지하기가 어려워 효율이 저하되는등의 문제점이 있었다.

그리고, 튜브채널(61)을 통과하는 전자빔(45)이 제2폴피스(92)를 지나면서 급격히 확산되는 전자빔(45)에 의해 제2폴피스(92)가 용융되어 출력이 불안정하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 출력이 안정됨으로써, 내구성이 증대시키는 멀티빔 클라이스트론을 제공하는데 있다.

그리고, 본 발명의 또다른 목적은 고주파효율을 증대시키는 멀티빔 클라이스트론을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 발명에 따른 멀티빔 클라이스트론은, 다수개의 튜브채널이 구비된 튜브와, 상기 튜브를 통과한 전자들을 수집하는 컬렉터와, 상기 컬렉터와 캐소드의 외주에 배설되어 캐소드에서 방출된 전자들이 상기 컬렉터로 향하는 방향을 일정하게 유지케 하는 자력 발생수단과, 상기 자력발생수단에 의해 발생된 자속을 상기 튜브내의 공간으로 가이드하면서 튜브내에 일정하게 분포되도록 소정치의 간격을 두고 배설된 제1 및 제2폴피스와, 상기 자력발생수단과 제1, 제2, 제3폴피스 및 튜브가 상호 유기적으로 결합하여 자속이 폐회로를 형성하도록 가이드하는 요크로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 의한 멀티빔 클라이스트론의 단면도이고, 제3도는 제2에 있어서, 선 A-A를 따른 단면도이며, 제4도는 제2도에 있어서, 본 발명에 의한 히터, 에미터, 튜브, 방열플레이트등을 도시한 요부 단면도이고, 제5도는 제4도에 있어서, 선 B-B의 단면축에 따른 자속밀도분포도이며, 제6도는 제4도에 있어서 방열플레이트 상에서의 전자빔의 확산상태를 도시한 단면도이다.

제2도에 도시된 바와 같이, 다수의 전자빔(107)을 방출하는 캐소드(30)는 히터로드(35) 및 에미터로드(38)와, 상기 히터로드(35) 및 에미터로드(38)를 통해 교류 혹은 직류 전압을 받아서 발열하는 히터(33)와, 상기 히터(33)에서 방출되는 열에 의해 여기되어 전자를 방출하는 에미터(37)로 이루어 진다.

상기 에미터(37)의 표면은 다수의 전자빔(107)을 방출하도록 전자방출표면(39)이 형성되어 있으며 상기 에미터(37)의 표면 중 상기 전자방출표면(39) 이외의 표면에는 전자빔(107) 방출을 억제하기 위해 얇은 몰리브덴판(31)이 부착되어 있다.

상기 전자방출표면(39)은 1열 이상의 환상으로 다수개 형성되어 있으며, 상기 전자방출표면(39)로부터 방출된 전자를 한 곳으로 모으도록 상기 에미터(37)의 상기 히터(33)와 상기 에미터(37)는 내측으로 오목하게 형성되어 있다. 히터로드(35)와 상기 에미터로드(38)를 매개로 교류 또는 직류를 출력하는 전원수단(도시생략)에 상호 직렬로 접속되어 있다.

상기 캐소드(30)에서 방출된 다수의 전자빔(107)의 확산을 방지하도록 자력을 발생하는 자력발생수단(40)은 상기 캐소드(30)의 바깥쪽 주위에 원형으로 구성된 제1영구자석(41)과, 후술하는 컬렉터(50)의 바깥쪽 주위에 놓이는 원형의 제2영구자석(43)과, 전자빔(107)이 이동하는 튜브채널(101)에 자속을 균일한 밀도로 분포시키도록 상기 제1영구자석(41)로 안내하는 요크(47)로 이루어져있다.

즉, 튜브채널(101)에 자속을 균일하게 인가하도록 상기 제1영구자석(41)과 상기 제2영구자석(43)은 튜브채널(101)의 양단에 각각 설치되어 있다.

상기 제1영구자석(41)은 중심측이 N 극을 띠고 바깥측이 S 극을 띤다. 반면에 상기 제2영구자석(43)은 중심측이 S 극을 띠고 바깥측이 N극을 띤다.

또한, 전자빔(107)이 존재하는 곳의 자속밀도가 균일하도록 상기 제1영구자석(41)과 상기 제3영구자석(43)에 내접하는 원의 반경은 튜브채널(101)의 외경보다 구성되어 있다.

상기 제1영구자석(41)과 제2영구자석(43)의 영구자석 총질량(M)은 다음 식(1)에 의해서 결정된다.

여기서, B는 상기 튜브채널(101)에서 필요한 자속밀도이고, L 은 전자빔(107)이 존재하는 제1폴피스(91)로부터 제3폴피스(93)까지의 거리이다.

상기 전자빔(107)이 제4캐비티를 지나 끝가지 일정한 반경을 유지하도록 상기 제2폴피스(92)는 튜브채널(101)의 일단부에 접합되어 밀도변조된 전자빔(107)을 3차로 밀도 변조하여 고주파 전력을 더욱 증폭하는 제3캐비티(73) 및 밀도변조되어 높은 고주파전력을 갖는 전자빔(107)으로부터 고주파 에너지를 밖으로 유도해내는 제4캐비티(74)로 이루어져 있다.

상기 제2캐비티 제3캐비티(73) 및 밀도변조되어 높은 고주파전력을 갖는 전자빔(107)으로부터 고주파 에너지를 밖으로 유도해 내는 제4캐비티(74)로 이루어져 있다.

상기 제1캐비티 내지 제4캐비티(71,72,73,74)에는 상기 에미터(37)로부터 방출된 전자빔(107)을 컬렉터(50)방향으로 이동시키는 다수개의 튜브채널(101)이 형성되어 있으며, 상기 튜브채널(101)은 상기 제1캐비티(71) 내지 제4캐비티(74)의 중심축과 평행하도록 만들어진 튜브(100)에 의해 제3도에 도시된 바와 같이 다수개의 환상으로 배열되어 있고, 고주파 에너지의 일부가 상기 제3캐비티(73)로부터 상기 제3캐비티(71)로 되돌아가도록 상기 제3캐비티(73)와 상기 제1캐비티(71)와 상기 제1캐비티(71)사이에는 피드백채널(75)이 형성되어 있다.

제4캐비티(74)는 출력효율을 높이기 위해 제1캐비티(71) 내지 제3캐비티(73)에 비해 작게 형성되어 있고, 상기 제1캐비티(71) 내지 제4캐비티(74)의 갭(109) 사이의 간격이 다음 식에서 나타난 바와 같이 단계적으로 감소하도록 설정되어 있다.

여기서 λр 는 전자빔(107)의 이론식에 의해 결정되는 전자빔(107)내의 플라즈마 주파수이고, 상기 밀도변조수단(70)에 의해 밀도변조된 전자빔(107)의 에너지를 커플링하여 고주파를 발생하는 고주파 출력수단(80)은 상기 제4캐비티(74)와 자계커플링되고, 상기 커플링링(81)이 흡수한 에너지를 고주파로 출력하는 안테나(83)로 이루어져 있다.

상기 밀도변조수단(70)을 통과하고 고주파를 출력한 전자빔(107)을 수집하는 컬렉터(50)는 상기 제폴피스(92)를 통과한 전자를 수집하는 제3폴피스(93)와 컬렉터플레이트(51)와 상기 컬렉터플레이트(51)에 수집된 전자가 갖고 있던 에너지를 열로서 외부에 방출하는 방열봉(55) 및 방열플레이트(53)로 이루어져 있다.

상기 방열플레이트(53)와 컬렉터플레이트(51)는 상기 방열봉(55)에 억지 끼워맞춤으로 결합되어 있고 상기 컬렉터플레이트(51)는 상기 에미터(37)와 상기 컬렉터플레이트(51) 사이에 전위차가 형성되도록 직류 600V의 전압을 출력하는 제2전원수단(도시생략)의 출력단자에 접속되어 있다.

다음에는 멀티빔 클라이스트론(20)의 구조에 대한 이론적 원리를 설명한다. 상기 에미터(37)와 컬렉터플레이트(51) 사이에 형성된 전위차를 V로, 개별 전자빔(107)의 퍼비언스(PERVEANCE)를 Pe 로, 전체 전자빔(107)의 퍼비언스를 Pt로, 전체 전자빔(107)의 수를 n 이라고 하면, 상기 전류값(1)과 상기 전위차(V)사이에는 2극관의 일반적인 원리에 의해 다음과 같은 관계식(5~11)이 성립된다.

상기 식(8)로부터 전위차(V)는

상기 식(11)으로부터 전자빔(107)의 수(n)를 크게 함으로써 상기 전위차(V)를 낮출 수 잇고 또한 식(10)으로부터 전자빔(107)의 수(n)를 크게 함으로써 출력(P)을 높일 수 있다는 것을 알 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일시예에 의한 멀티빔 클라이스트론(20)의 작용효과를 설명한다.

제5도는 두 개의 영구자석과 세 개의 폴피스, 두 개의 요크(47)를 제2도와 같이 배열하였을 경우의 자속밀도 분포를 보여주고 있다.

제7도에서 확산곡선 ①, ②, ③ 은 제2폴피스와 컬렉터 사이의 자속밀도를 나타내는데, ①곡선은 자속밀도가 '영' 이고, ②곡선은 자속밀도가 600가우스 이상이며, ③곡선은 자속밀도가 튜브채널(101)내의 전자빔의 자속밀도와 비슷한 1000가우스이상 자속밀도가 됨을 나타내고 있다.

먼저, 상기 히터로드(35)와 상기 에미터로드(38) 사이에 교류전압이 인가되고 상기 에미터로드(38)와 컬렉터(50) 플레이트 사이에 600V 의 직류전압이 인가된다. 그러면 상기 히터(33)와 상기 에미터(37)에 교류전압이 인가되어 상기 히터(33)가 발열한다. 상기 히터(33)가 발열하면, 상기 에미터(37)가 1000℃ 이상으로 가열되어 상기 에미터(37)의 전자방출표면(39)로 다수의 전자가 연속적으로 방출되어 전자빔(107)을 형성한다.

상기 에미터(37)의 전자방출표면(39)로부터 상기 컬렉터플레이트(51)사이에 형성된 600V의 전위차로 인해 상기 컬렉터 플레이트(51) 방향으로 가속된다. 상기 컬렉터플레이트(51) 방향으로 가속된 전자빔(107)은 상기 제1캐비티(71)의 갭(109)에 도달한다. 상기 제1캐비티(71)의 공동(104)에 입사된 소신호 고주파로 인해 전계가 형성되어 있는데, 이 전계로부터 전자빔(107) 내의 전자들이 힘을 받아 속도변조가 발생한다. 전자빔(107)내의 전자들이 속도 변조를 받게되면 전자빔(107)의 밀도는 상기 튜브채널(101) 내에서의 위치에 따라 밀도변화가 일어난다.

전자빔(107)이 계속 진행하여 제2캐비티(72)의 갭(109)에 이르면 제2캐비티(72)와 전자빔(107)의 상호작용으로 전자의 속도변조가 다시 발생하고, 이로인해 전자빔(107) 내에서 밀도가 높았던 부분의 전자밀도는 더욱 높아진다. 전자빔(107)이 계속 진행하여 상기 제3캐비티(73)의 갭(109)에 이르렀을 때에도 제2캐비티(72)의 갭(109)에서 작용했던 것과 똑같이 되어 전자밀도가 높았던 부분이 다시 한번 더 고밀도로 높아진다. 따라서 높은 에너지의 고주파를 발생시키기에 충분하도록 밀도가 높은 전자빔(107)이 형성된다.

충분한 전자밀도를 갖는 전자빔(107)이 출력캐비티인 제4캐비티(74)의 갭(109)에 이르면 상기 상기 제4캐비티(74)에 유도전류를 야기하고 이로인해 전계와 자계가 제4캐비티(74)의 공동(104)내에 존재한다.

제5도에 도시한 바와 같이 상기 전자빔(107)은 상기 제4캐비티(74)의 갭(109)을 지나면서 전자계에너지를 상기 제4캐비티(74)의 공동(104)내에 유도시킨 다음 잔여의 운동에너지를 갖고 계속 진행해서 제2폴피스(92)를 통과해서 제3폴피스(93) 표면과 부딪혀서 흡수된다. 전자빔(107)이 상기 제4캐비티(74) 갭(109)을 지나면서 대부분의 운동에너지를 잃게되어 진행속도는 현저히 감소한다. 전자빔(107)이 감소된 속도로 계속진행하여 제2폴피스(92)를 지나는 동안 자속밀도는 급격히 감소하며, 전자빔(107)이 제2폴피스(92)를 통과하는 시간과 이후에 컬렉터(50)에 도달하는 시간은 길어지게 된다.

상기 전자빔(107)이 자속밀도가 작은 구간과 '영'인 구간에 머무는 시간이 길어짐으로 해서 전자빔(107)의 확산은 급격히 발생한다. 급격한 전자빔(107)의 확산은 전자빔(107)과 제2폴피스(92)와의 충돌을 일으켜 제2폴피스(92)를 녹게 한다. 이러한 현상을 방지하기위해서 컬렉터(50) 앞단에 제3폴피스(93)를 부착하여 제2폴피스(92)와 제3폴피스(93)사이에도 일정한 크기의 자속밀도를 유지시켜주도록 하고 있다. 제5도는 자속밀도에 따른 전자빔(107)의 확산정도를 보여주고 있다.

상기 설명에 있어서, 상기 전자빔(107)이 제2폴피스(92)를 지나면서 확산되는 전자들 이외의 전자들은 상기 컬렉터(50)측으로 이동하여 상기 전자들이 제3폴피스(93)에 충돌할 때 상기 전자들이 갖고 있는 강한 에너지가 상기 제3폴피스(93)내에 구속된 전자에 전달되면서 구속되어 있던 전자는 구속력을 극복하면서 제3폴피스(93)에서 튀어 나오게 되는데 이 전자를 2차전자라 한다.

상기 2차전자는 전자빔(107)내 전자들의 운동방향에 역행하여 제2폴피스(92)에 충돌하여 열을 발생시키고 이미 튜브채널(101)내로 입사된 전자들은 컬렉터(50) 방향으로 이동하는 전자들과 마주치면서 상호반발력이 생겨 상기 컬렉터(50) 방향으로 이동하는 전자들의 이동이 어렵게 되어 출력이 불안정하게 되므로 상기 제3폴피스(93)의 표면에 몰리브덴코딩을 함으로써 2차전자의 발생을 억제시킨다.

상기 커플링링(81)은 상기 제4캐비티(74)의 공동(104) 내의 자계에너지를 커플링함으로써 고주파 에너지를 외부로 끌어내게 되고, 외부로 나온 고주파는 안테나(83)에서 필요한 공간중으로, 즉 일예로 전자렌지의 조리실로 방사된다.

한편, 상기 제1영구자석(41)의 N 극으로부터 나온 자속은 제1폴피스(91)를 통하여 튜브채널(101)의 왼쪽까지 가이드되어, 이곳으로부터 상기 튜브채널(101)과 튜브(100)를 향하여 자속이 방사된다. 상기 제1폴피스(91)로부터 방사된 자속을 전자빔(107)에 평행을 유지하면서 상기 튜브채널(101)을 통해서 모두 상기 제2폴피스(92)와 제3폴피스(93)로 입사된다. 다음에 자속은 상기 제2폴피스(92)와 제3폴피스(93)로부터 상기 제2영구자석(43)의 S 극으로 입사된다. 다음에 상기 제2영구자석(43)의 N 극으로부터 나온 자속은 두 개의 요크(47)를 통해서 상기 제1영구자석(41)의 S 극에 입사된다.

이와 같이 자속은 상기 제1영구자석(41), 제1폴피스(91), 튜브채널(101), 제2폴피스(93), 제2영구자석(43) 및 요크(47)를 통하여 완전 폐회로를 형성하면서 전자빔(107)이 존재하는 튜브채널(101)에 필요한 자속밀도를 공급한다.

상기 전자빔(107)이 상기 전자방출표면(39)에서부터 상기 제2폴피스(92)까지 일정한 크기의 반경을 유지시키기 위해서 전자빔(107)이 지나가는 튜브채널(101)이 분포하는 제1폴피스(91)로부터 제2폴피스(92)까지는 1,000~1,100 가우스로 높은 자속밀도와 균일한 자속밀도분포를 만족 시켜야 한다. 그러나 제1폴피스(91)로부터 제2폴피스(92)로 진행하는 자속이 제1폴피스(1)에서 출발하여 진행함에 따라 확산하여 중앙에서 가장 폭넓게 분포하고 다시 제2폴피스(92)와 제3폴피스(93)의 표면 근처에서 가장 높고 제1 및 제2폴피스(91)(92)중앙부에서 가장 낮게 나타난다.

그런데, 제5도에 도시된 바와 같이, 이러한 자속밀도분포를 갖는 제1 및 제2폴피스(91)(92) 사이에 놓인 튜브(100)를 구성하는 구성요소중에서, 튜브(100)의 비자성체(103)는 자속밀도분포에 아무런 영향을 주지 못하지만 튜브(100)의 자성체(102)는 확산하려는 자속을 다시 중심쪽으로 끌어들임으로써 자속의 확산을 막아주어 일정한 자속밀도가 유지되는 것이다.

튜브(100)의 일부를 구성하는 튜브(100)의 자성체(102)가 차지하는 비중이 너무크거나 놓이는 위치가 일부에 치우치게 되면 균일한 자속밀도를 얻지 못한다. 따라서 전체 튜브(100)중에서 자성체(102)가 차지하는 비중을1/3이하가 되도록 하고, 자성체(102)가 놓이는 위치는 캐비티이 갭(109)들에 관계없이 일정간격으로 유지시켜야 한다. 제5도는 튜브(100)를 자성체(102)와 비자성체(103)로 구성하였을때의 자속밀도를 보여 주고 있다. 상기 제5도에 있어서, X 축은 제2도에 도시된 멀티빔 클라이스트론(20)의 좌측에서 우측으로의 전자빔(107)상에서의 위치를 나타내고, Y축은 상기 제2도에 도시된 멀티빔 클라이스트론(20)의 전자빔(107)상에서의 자속밀도(가우스)를 나타낸다.

상기 전자빔(107)이 에미터(37)에서 생성되어 튜브채널(101)을 통과하여 컬렉터플레이트(51)에 흡수된 전자가 가지고 있던 잔여 운동에너지는 상기 컬렉터플레이트(51)에서 열을 발생시키고 상기 컬렉터플레이트(51)에서 발생한 열은 상기 방열봉(55) 및 방열플레이트(53)로 열전도되어 외부로 방출한다.

상기 설명에 있어서, 상기 전자빔(107)이 충돌하여 흡수되는 컬렉터플레이트(51)는 안쪽면이 높은 진공도를 유지하면서 열전달이 좋은 상태를 유지시키기 위해 순수 구리를 사용한다. 컬렉터플레이트(51)에서 발생한 열은 외부로 빠른 시간내에 전달시키면서 동시에 원가절감의 실현을 위해 방열봉(55)의 재질을 알루미늄을 사용하므로써 상기 컬렉터(50)에서의 열전달이 효과적으로 이루어지도록 한다.

상술한 바와 같이, 멀티빔 클라이스트론(20)에 의하면, 멀티빔을 이용하여 클라이스트론이 저전안에서 구동가능하게 하였으며, 전자빔(107)이 존재하는 동시에 진행하는 구간인 튜브채널(101)에서의 자속밀도분포가 거의 변화없이 일정하도록 유지시켜 전자의 직진률을 높여 입력 전기 에너지대 고주파 차워출력을 나타내는 효율을 향상시킴과 동시에 제2폴피스(92)의 내구성을 증대시켰으며, 제3폴피스(93)에서의 2차전자의 방출을 억제 함으로써 제품의 출력을 안정시키는 등의 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims (4)

1. 다수개의 튜브채널(101)이 구비된 튜브(100)와 상기 튜브(100)를 통과한 전자들을 수집하는 컬렉터(50)와, 상기 컬렉터(50)와 캐소드(30)의 외주에 배설되어 캐소드(30)에서 방출된 전자들이 상기 컬렉터(50)로 향하는 방향과 상기 전자들이 이루는 방향을 일정하게 유지케 하는 자력발생수단(40)과, 상기 자력발생수단(40)에 의해 발생된 자속을 상기 튜브(100)내의 공간으로 가이드하면서 튜브(100)내에 일정하게 분포되도록 소정치의 간격을 두고 배설된 제1 및 제2폴피스(92)와, 상기 자력발생수단(40)과 제1 및 제2폴피스(91)(92)와 제3폴피스와 튜브(100)가 상호 연계하여 자속이 폐회로를 형성하도록 가이드하는 요크(47)로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티빔 클라이스트론.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3폴피스는 상기 전자빔(107)이 제2폴피스(92)를 지나면서 급격히 확산하여 제2폴피스(92)가 용융되는 것을 방지하도록 컬렉터(50) 앞단에 결합되는 것을 특징으로 하는 멀티빔 클라이스트론.
3. 제1항에 있어서, 상기 튜브(100)는 전자빔(107)이 존재하고 동시에 진행하는 제1폴피스(91)와 제2폴피스(92) 사이에 균일한 자속밀도를 유지시키고자 비자성체(103)와 자성체(102)가 교호로 배열되는 것을 특징으로 하는 멀티빔 클라이스트론.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제3폴피스(93)는 자장이 형성되도록 강자성체 재질로 이루어져 있으며, 2차전자의 발생이 억제되도록 제3폴피스(93)의 표면이 몰리브덴으로 코팅 되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티빔 클라이스트론.