KR200146163Y1 - 멀티빔 클라이스트론 - Google Patents

Abstract

본 고안은 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 방향과 상기 전자들이 이루는 방향을 일정하게 유지케 하는 자력발생수단(40)과, 상기 자력발생수단(40)에 의해 발생된 자속을 상기 튜브(100)내의 공간으로 가이드 하면서 튜브(100)내에 일정하게 분포되도록 튜브의 양단에 배설된 제1 및 제2폴피스(91)(92)와, 상기 제1 및 제2폴피스(91)(92)를 통과한 전자빔(107)을 집속하는 컬렉터플레이트(51)와, 상기 컬렉터플레이트(51)에 도달되는 전자빔(107)의 진행속도를 저하시키는 등전위블럭(180)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 고안은, 멀티빔 클라이스트론(20)의 온도상승을 억제하여 출력이 안정되고 효율을 증대시킬 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과가 있다.

Description

멀티빔 클라이스트론

본 고안은 멀티빔 클라이스트론에 관한 것으로, 특히, 컬렉터에 인가하는 전압을 에노드에 인가하는 전압보다 낮게 하여 컬렉터에 도달하는 전자의 진행속도를 저하시킴으로써, 상기 컬렉터의 온도상승을 억제함과 동시에 효율을 증대시키는 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(100)와, 상기 튜브(100)에 형성된 튜브채널(101)내를 이동하는 전자빔(45)의 확산을 방지하도록 자력을 발생하는 자력발생수단(40)과, 상기 튜브채널(101)을 이동한 전자빔(45)을 수집하는 컬렉터(50)로 이루어져 있다.

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

상기 설명에 있어서, 상기 캐소드(30)는 외부로부터 인가되는 전압을 두개의 전극(도시 안됨)을 통해 받아서 열을 발생하는 히터(33)와 상기 히터(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, 상기 에미터(37)의 표면에는 상기 에미터(37)에서 방출되는 전자를 집속시켜 상기 에미터(37)와 튜브(100) 사이의 진공중에 방출하도록 전자방출표면(39)이 형성되어 있고 상기 에미터(37)에 형성된 전자방출표면(39) 이외의 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 두개의 전극을 통해 전압이 인가되면 히터(33)에 전류가 흐르면서 저항열이 발생하기 시작한다.

이때, 상기 저항열의 온도는 순식간에 상승하면서 히터(33)표면으로 부터 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 중심 쪽으로 집속되고, 집속된 전자들은 상기 에미터(37)와 에노드(도시 안됨)사이에 인가된 수백 볼트(Volt) 이상의 에노드전압에 의해 튜브(100)쪽으로 빠른 속도로 진행한다.

그리고, 상기 전자방출표면(39)에서 중심 쪽으로 집속된 전자들은 연속적으로 방출되기 때문에 제1폴피스(91)를 지난 후 튜브채널(101)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 방열플레이트(53)와 방열봉(55)에 전도되면서 도시되지 않은 송풍수단에 의해 냉각된다.

그런데, 이와 같은 종래의 멀티빔 클라이스트론은 작동 시, 컬렉터플레이트의 온도 상승이 유발되면서 이 열이 제2영구자석에 전도되어 마그네트의 자속밀도를 감소시켜 고주파효율이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 고안의 목적은 고주파효율을 증대시키는 멀티빔 클라이스트론을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 고안에 따른 멀티빔 클라이스트론(20)은, 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 가이드 하면서 튜브(100)내에 일정하게 분포되도록 튜브의 양단에 배설된 제1 및 제2폴피스(91)(92)와, 상기 제1 및 제2폴피스(91)(92)를 통과한 전자빔(107)을 집속하는 컬렉터플레이트(51)와, 상기 컬렉터플레이트(51)에 도달하는 전자빔(107)의 진행속도를 저하시키는 등전위블럭(180)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

제1도는 종래 멀티빔 클라이스트론의 단면도.

제2도는 본 고안의 일실시예에 의한 등전위블럭을 나타낸 멀티빔 클라이스트론의 단면도.

제3도는 제2도의 선 A-A를 따른 단면도.

제4도는 제2도의 히터, 에미터, 튜브, 방열플레이트 등을 도시한 요부 단면도.

제5도는 제2도의 선 B-B를 따른 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 캐소드 40 : 자력발생수단

50 : 컬렉터 51 : 컬렉터플레이트

91 : 제1폴피스 92 : 제2폴피스

100 : 튜브 101 : 튜브채널

150 : 캐소드블럭 155 : 캐소드절연세라믹

160 : 에노드블럭 170 : 컬렉터블럭

175 : 컬렉터절연세라믹

이하, 본 고안의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 고안의 일실시예에 의한 등전위블럭을 나타낸 멀티빔 클라이스트론의 단면도이고, 제3도는 제2도에 있어서, 선 A-A를 따른 단면도이며, 제4도는 제2도에 있어서, 본 고안에 의한 히터, 에미터, 튜브, 방열플레이트 등을 도시한 요부단면도이고, 제5도는 제2도에 있어서, 선 B-B를 따른 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 이루어진다.

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 내측으로 오목하게 형성되어 있다.

상기 허터(33)와 상기 에미터(37)는 상기 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 환형의 제2영구자석(43)과, 상기 제1영구자석(41)에서 나온 자속을 상기 제2영구자석으로 안내하여 전자빔(107)이 이동하는 튜브채널(101)에 자속이 균일한 밀도로 분포되도록 튜브채널(101)의 양단부에 각각 배설된 제1폴피스(91) 및 제2폴피스(92)와, 상기 제2영구자석(43)에서 나온 자속을 상기 제1영구자석(41)으로 안내하는 요크(47)로 이루어져 있다.

상기 제1영구자석(41)은 중심 측이 N 극을 띠고 바깥 측이 S극을 띤다.

반면에 상기 제2영구자석(43)은 중심 측이 S 극을 띠고 바깥 측이 N 극을 띤다.

또한, 전자빔(107)이 존재하는 곳의 자속밀도가 균일하도록 상기 제1영구자석(41)과 상기 제2영구자석(43)에 내접하는 원의 반경은 튜브채널(101)의 외경보다 크도록 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, L은 전자빔(107)이 존재하는 제1폴피스(91)로부터 컬렉터플레이트(51)까지의 거리이다.

상기 전자빔(107)이 제4캐비티(74)를 지나 끝까지 일정한 반경을 유지하도록 상기 제2폴피스(92)는 튜브채널(101)의 단부에 접합되어 있다.

상기 전자빔(107)이 존재함과 동시에 진행하는 튜브(100)는, 제1폴피스(91)와 제2폴피스(92) 사이에 자성체(102)와 비자성체(103)를 반복적으로 배열하여 일체적으로 구성되어 있다.

상기 캐소드(30)에서 방출한 전자빔(107)의 밀도를 변조시키는 밀도변조수단(70)은 상기 캐소드(30)로부터 방출된 일정한 전자빔(107)에 소신호의 고주파를 가하는 제1캐비티(71)와, 상기 제1캐비티(71)에서 소신호에 의해 변조된 전자빔(107) 밀도를 2차로 밀도 변조하여 고주파 전력을 증폭하는 제2캐비티(72)와, 상기 제2캐비티(72)로부터 밀도 변조된 전자빔(107)을 3차로 밀도 변조하여 고주파 전력을 더욱 증폭하는 제3캐비티(73) 및 밀도 변조되어 높은 고주파전력을 갖는 전자빔(107)으로부터 고주파 에너지를 밖으로 유도해내는 제4캐비티(74)로 이루어져 있다.

상기 제2캐비티(72)와 제3캐비티(73)의 공진주파수는 전자빔(107)와 밀도변조를 효과적으로 높이기 위해서 상기 제1캐비티(71)와 제4캐비티(74)의 공진주파수 보다 조금 크게 설정되어 있다.

상기 제1캐비티(71) 내지 제4캐비티(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 제1캐비티(71)로 되돌아가도록 상기 제3캐비티(73)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 λ_P는 전자빔(107)의 이론식에 의해 결정되는 전자빔(107)내의 플라즈마 주파수이고, 상기 밀도변조수단(70)에 의해 밀도 변조된 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 제2폴피스(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 억지끼워 맞춤으로 결합되어 있고 상기 컬렉터플레이트(51)는 상기 에미터(37)와 상기 컬렉터플레이트(51) 사이에 형성된 전위차가 형성되도록 직류전압이나 펄스전압 400~600V의 전압을 출력하는 제2전원수단(도시생략)의 출력단자에 접속되어 있다.

그리고, 제2도에 도시된 바와 같이, 멀티빔 클라이스트론(20)에는 전위차를 각각 달리한 캐소드블럭(150), 에노드블록(160) 및 컬렉터블럭(170)의 등전위블럭(180)이 구성되어 있다.

이때, 상기 캐소드블럭(150), 에노드블록(160) 및 컬렉터블럭(170)의 등전위블럭(180)은 절연되어 있다.

즉, 상기 캐소드블럭(150)과 에노드블럭(160) 사이에는 상기 캐소드블럭(150)과 에노드블럭(160)의 사이를 절연하도록 캐소드절연세라믹(155)이 배설되어 있고, 상기 에노드블럭(160)과 컬렉터블럭(170) 사이에는 상기 에노드블럭(160)과 컬렉터블럭(170) 사이를 절연하도록 컬렉터절연세라믹(175)이 배설되어 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 Pe로, 전체 전자빔(107)의 퍼비언스를 Pt로, 전체 전자빔(107)의 수를 n 이라고 하면, 상기 전류값(I)과 상기 전위차(V) 사이에는 2극관의 일반적인 원리에 의해 다음과 같은 관계식(5~11)이 성립된다.

상기 식(8)으로부터 전위차(V)는

상기 식(11)으로 부터 전자빔(107)의 수(n)를 크게 함으로써 상기 전위차를 낮출 수 있고 또한 식(10)으로 부터 전자빔(107)의 수(n)를 크게 함으로써 출력(P)을 높일 수 있다는 것을 알 수 있다.

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

먼저, 상기 히터로드(35)와 상기 에미터로드(38) 사이에 교류전압이 인가되고 상기 에미터로드(38)와 컬렉터(50) 플레이트 사이에 600V의 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)으로 다수의 전자가 연속적으로 방출되어 전자빔(107)을 형성한다.

상기 에미터(37)의 전자방출표면(39)로부터 상기 컬렉터플레이트(51) 사이에 형성된 600V의 전위차로 인해 상기 컬렉터플레이트(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 받게 되면 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, 이로 인해 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 제4캐비티(74)에 유도전류를 야기하고, 이로 인해 전계와 자계가 제4캐비티(74)의 공동(104)내에 존재한다.

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

상기 전자빔(107)은 상기 제4캐비티(74)의 갭(109)을 지나면서 70% 이상의 운동에너지를 잃게 되므로, 상기 전자빔(107)의 진행속도는 현저하게 감소하게 된다.

한편, 나머지 30%의 잔여 운동에너지를 갖는 전자는 제2폴피스(92)를 통과하여 컬렉터플레이트(51)에 이르러 상기 컬렉터플레이트(51)의 표면과 충돌하여 상기 운동에너지가 상기 컬렉터플레이트(51)에 흡수되면서 갖고 있던 운동에너지는 열에너지로 변환되어 상기 변환된 열로 인해 컬렉터(50)의 온도상승이 급격히 발생하게 된다.

상기 설명에 있어서, 컬렉터(50)에서 급격하게 상승된 온도는 제2영구자석(43)으로 전도되어 자속밀도를 감소시키는 감자현상을 발생시켜 멀티빔 클라이스트론(20)의 효율이 감소되어 멀티빔 클라이스트론(20) 전체가 온도 상승된다.

상기 설명에 의한 불안전한 요인을 제거함과 동시에 전자가 갖는 나머지 운동에너지를 전기에너지로 회수하기 위해서, 컬렉터블럭(170)의 전위를 에노드블럭(160)보다 낮도록 만들기 위해서 에노드블럭(160)에는 600V의 직류전압이나 펄스전압을 인가하고, 컬렉터블럭(170)에는 600V보다 낮고 400V보다 높은 직류전압이나 펄스전압을 인가한다.

이때, 컬렉터블럭(170)에 펄스전압을 사용할 경우, 에노드블럭(160)에 600V의 전위를 갖는 순간에 컬렉터블럭(170)의 전위가 OV가 되지 않도록 해야 한다.

그리고, 잔여 운동에너지를 갖는 전자가 제2폴피스(92)를 지나 컬렉터플레이트(51)를 향하게 되는데 이때, 컬렉터플레이트(51)를 포함하는 컬렉터블럭(170)의 전위가 에노드블럭(160)의 전위보다 낮게 되어 전자의 진행운동이 제한을 받게 된다.

상기 설명에 있어서, 상기 전자는 음전하를 띠고 있어, 전자의 운동에너지가 전자의 전위에너지로 전환되어 전자에 대한 상대적인 전위(포텐셜)가 증가하게 되므로, 컬렉터플레이트(51)에 도달하는 순간, 전자의 운동속도는 급격히 감소하게 되며 컬렉터플레이트(51) 표면과 충돌하여 발생되는 열도 감소하게 된다.

한편, 상기 제1영구자석(41)의 N극으로부터 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 자속은 전자빔(107)에 평행을 유지하면서 상기 튜브채널(101)을 통해서 모두 상기 제2폴피스(92)와 제3폴피스(93)로 입사된 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 두개의 요크(47)를 통해서 상기 제1영구자석(41)의 S 극에 입사된다.

이와 같이 자속은 상기 제1영구자석(41), 제1폴피스(91), 튜브채널(101), 제2폴피스(92)와, 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(91)에서 출발하여 진행함에 따라 확산하여 중앙에서 가장 폭넓게 분포하고 다시 제2폴피스(92)와 컬렉터플레이트(51)의 표면 근처에서 가장 높고 제1 및 제2폴피스(91)(92) 중앙부에서 가장 낮게 나타난다.

이러한 자속밀도분포를 갖는 제1 및 제2폴피스(91)(92) 사이에 놓인 튜브(100)를 구성하는 구성 요소 중에서, 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 유지되도록 하는 것이다.

튜브(100)의 일부를 구성하는 튜브(100)의 자성체(102)가 차지하는 비중이 너무 크거나 놓이는 위치가 일부에 치우치게 되면 균일한 자속밀도를 얻지 못한다.

따라서, 전체 튜브(100)중에서 자성체(102)가 차지하는 비중을 1/3 이하가 되도록 하고, 자성체(102)가 놓이는 위치는 캐비티의 갭(109)들에 관계없이 일정간격으로 유지시켜야 한다.

상기 전자빔(107)이 에미터(37)에서 생성되는 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 사용하고, 컬렉터플레이트(51)에서 발생한 열은 외부로 빠른 시간 내에 전달시키면서 동시에 원가절감의 실현을 위해 방열봉(55)의 재질은 알루미늄을 사용한다.

앞에서 설명한 바와 같이, 운동에너지를 갖는 전자가 제2폴피스를 지나 컬렉터플레이트를 향할 때, 컬렉터플레이트를 포함하는 컬렉터블럭의 전위가 에노드블럭의 전위보다 낮게되어 전자의 진행운동이 제한을 받게 되는 등전위블럭으로 이루어져 있으므로, 멀티빔 클라이스트론의 온도상승을 억제하여 출력이 안정되고 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

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 가이드 하면서 튜브(100)내에 일정하게 분포되도록 튜브의 양단에 배설된 제1 및 제2폴피스(91)(92)와, 상기 제1 및 제2폴피스(91)(92)를 통과한 전자빔(107)을 집속하는 컬렉터플레이트(51)와, 상기 컬렉터플레이트(51)에 도달되는 전자빔(107)의 진행속도를 저하시키는 동전위블럭(180)으로 구성된 것을 특징으로 하는 멀티빔 클라이스트론.
2. 제1항에 있어서, 상기 등전위블럭은 전위차를 각각 달리한 캐소드블럭(150), 에노드블럭(160) 및 컬렉터블럭(170)의 등전위블럭(180)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티빔 클라이스트론.
3. 제2항에 있어서, 상기 캐소드블럭(150)과 에노드블럭(160) 사이에는 상기 캐소드블럭(150)과 에노드블럭(160)의 사이를 절연하도록 캐소드절연세라믹(155)이 배설되어 있고, 상기 에노드블럭(160)과 컬렉터블럭(170) 사이에는 상기 에노드블럭(160)과 컬렉터블럭(170) 사이를 절연하도록 컬렉터절연세라믹(175)이 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티빔 클라이스트론.