JPH0498737A - ヘリックス形遅波回路 - Google Patents

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、進行波管に用いられるヘリックス形遅波回路
の改良に関する。

〔従来の技術〕

ヘリックス形遅波回路は広帯域、小形軽量、構造が簡単
で作り易いなどの特徴を有するために、進行波管の遅波
回路に広く用いられている。しかしながら、ヘリックス
形遅波回路は金属線のへリックスを誘電体支柱で円筒外
囲器内に支持して成る構造のために熱的に弱く、したが
って扱い得る出力が低いという欠点を有する。すなわち
、この欠点は、ヘリックスと誘電体支柱との間および誘
電体支柱と円筒外囲器との間の接触部の熱抵抗が大きい
、つまりヘリックスと円筒外囲器との間の熱抵抗が大き
いために、電子ビームの衝突によって発生した熱および
高周波損失による熱の放散が十分でなく、ヘリックスの
温度が高くなるということである。ヘリックスの温度が
高いと、高温部からのガス放出による管内真空度の劣化
を生じなり、ヘリックス金属の誘電体支柱への蒸着を生
じて利得の低下を生じたりする。すなわち、進行波管の
正常な動作が損われて信頼性が十分でないということに
なる。したがって、ヘリックス形遅波回路の長所を生か
して高出力で高信頼度の進行波管を得るためには、ヘリ
ックスで発生する熱を十分に外部に放散させて、ヘリッ
クスの温度をできるだけ下げること、すなわちヘリック
スへの電子ビームの衝突による発生熱を少くすることす
なわち電子ビーム透過率を向上させることが必要である
。

このような要求に応えるため、次に述べるように従来種
々の工夫がなされている。第１の例として、円筒外囲器
を適当な治具により三つの方向から力を加えて僅かに三
角形状になるように弾性限界内で変形させておき、この
状態でヘリックスおよび誘電体支柱を挿入し、その後、
外力を除去し円筒外囲器の弾性復元力でヘリックスおよ
び誘電体支柱を支持する方法がある。円筒外囲器の外側
にはボールピースを嵌合させ、ボールピースと磁石を交
互に配置して電子ビームを集束するための周期磁気回路
が構成される。

第２の例として、ボールピースと非磁性スペーサを交互
に積重ねてろう付けした後、内径加工した外囲器を高温
に加熱して熱膨張させておき、その状態でヘリックスお
よび誘電体支柱を挿入し、その後、冷却し外囲器の収縮
力でヘリックスおよび誘電体支柱を固定する方法がある
。外囲器の隣接するボールピースの間に磁石を挿入して
周期磁気回路が構成される。

このような構成において、第１の例では円筒外囲器の材
質、肉厚および加工方法を適切に選ぶことにより相当な
弾性復元力したがって接触圧力を得ることができる。ま
た、円筒外囲器とボールピースとの嵌合部寸法差を小さ
くすることにより、ヘリックスとボールピースとの偏心
を少くすることができ、したがって良好な電子ビーム透
過を実現できる。第２の例では、外囲器の熱収縮力で十
分な接触圧力を得ることができる。また、ヘリックスと
ボールピースとの偏心は生じないので良好な電子ビーム
透過を実現できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来のへソックス形遅波回路
には次のような問題点があった。第１の例では、円筒外
囲器とボールピースとの嵌合部寸法差を小さくすること
に限界があり零にすることは不可能である。したがって
、周波数が高くなって遅波回路寸法が小さくなるとこの
嵌合部寸法差が無視できなくなって良好な電子ビーム透
過を得ることが難しい。

第２の例では、ヘリックスと誘電体支柱の挿入を、この
組合せたものの外径寸法と外囲器の内径寸法の熱膨張差
を利用して行うので、精密な寸法仕上げが必要である。

例えば外囲器内径寸法が大きすぎると、十分な接触圧力
が得られないし、反対に小さすぎると、挿入ができない
。周波数が高くなって遅波回路寸法が小さくなると、ま
すます精密な寸法加工が必要になる。このような精密加
工は困難であるし、更に歩留りが良くないためコストが
高くなる。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を取り除い
たヘリックス形遅波回路を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のへソックス形遅波回路は、外周部からの深さが
有限の径方向の溝を少なくとも６個以上設けたボールピ
ースと非磁性スペーサとを交互に積み重ねて構成した外
囲器の内側に、複数個の誘電体支柱によってヘリックス
を支持固定したことを特徴としている。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例のへソックス形遅波回路の主
要部の断面図であり、第２図は第１図のＢＢ断面図であ
る。ヘリックス形遅波回路１は外囲器２の内側に３本の
誘電体支柱３によってヘリックス４が支持されて構成さ
れ、誘電体支柱３のへリックス４および外囲器２とは機
械的に接触した状態となっている。外囲器２はボールピ
ース５と非磁性スペーサ６とを交互に積み重ねてろう付
けしてから、内径部を精密に切削し所要の内径寸法に仕
上げている。ボールピース５には径方向の渭７を外周部
から付き出し部の外径位置までの深さで対称位置６か所
に設けている。進行波管としての最終形態においては隣
接するボールピース５の間の隙間に２分割した環状磁石
（図示せず）が挿着される。

次にこの実施例のへワックス形遅波回路の組立方法につ
いて説明する。先ず、外囲器２と誘電体支柱３とへリッ
クス４を製作する。このとき外囲器２の内径寸法は誘電
体支柱３のへリックス４を組み合わせたものの外径寸法
より僅かに大きく作る。次に外囲器２の外側３方向イ９
口、ハ（第２図に図示）から治具によって力を加えて、
外囲器２を三角形状に僅かになるように変形させる。こ
のとき力を加える位置の渭７ａ、７ｃ、７ｅは溝幅が小
さくなるように変形し、残りの渭７ｂ。

７ｄ、７ｆは溝幅が大きくなるように変形する。

この状態で外囲器２の内径部に誘電体支柱３とへリック
ス４を組み合わせた状態で所定の軸方向位置まで挿入し
、外囲器２に加えている力を取り除く。その結果、外囲
器２の弾性復元力によって外囲器２が元の形に戻ろうと
して、誘電体支柱３とへリックス４を締めつけて固定す
る。

このような構成、特にボールピース５に溝７を設けたこ
とにより、溝の無い場合には外力により外囲器２を変形
させることがほとんど不可能であったのに対してこれが
可能になった。なお、十分な接触圧力を得るためには、
外囲器に十分な弾性復元力が必要であるが、これは外囲
器２の構成部材のボールピース５と非磁性スペーサ６の
材質および形状並びにろう付等の熱処理条件に依存する
ので、これらを適切に選ぶ必要がある。特にボールピー
ス５の渭７の深さは外囲器２を変形させるのに必要な外
力の大きさに関係すると共に外力を除去したときの弾性
復元力の大きさにも関係する。したがって溝７の深さは
設計上、重要な項目であり、適切に選ぶ必要がある。本
実施例の場合、？１１７の深さをボールピース５の突き
出し部外径位置までとしているが、これ以外の実施例も
当然有り得る。

接触圧力は上述のように設計にて規定することができる
が、これを別の方法で調節することも可能である。すな
わち、外囲器２に誘電体支柱３とへリックス４を挿入し
た後、溝７ａ、７ｃ、７ｅにくさび状部材を押し込んで
この溝の幅を広げることによって接触圧力を強くするこ
とができる。

溝幅を広げる量を管理することによって接触圧力を管理
することができる。

なお、上記実施例はボールピース５の溝７の数が６個の
場合であるが、溝の数はこれよりも多くしても差支えな
い。渭の数が多いほど、外囲器２の変形は容易になると
共に変形の形状も滑らかになる。また、ボールピース５
に径方向の溝７を設けることによる磁気的性能への影響
は無視できるほど僅かである。なぜなら、ボールピース
内の磁力線の方向は径方向であるので、径方向の溝７は
ボールピース内の磁力線を横切らないからである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ヘリックス、誘電
体支柱および外囲器の間の接触抵抗を十分に得ることが
できるため、ヘリックスと外囲器との間の熱抵抗を十分
に小さくすることができる。また、ヘリックスとボール
ピースとの偏心が生じないため、良好なビーム透過特性
を実現することができる。更にまた、ヘリックスと誘電
体支柱を組み合せたものの外径寸法と外囲器の内径寸法
の差だけ外囲器を変形させることになるが、この変形量
は外力によって制御することができる５したがって、ヘ
リックス誘電体支柱の外径寸法および外囲器の内径寸法
は第２の従来例で必要であった高精度が必要でなくなり
、製作コストが低減できる。すなわち、本発明のへワッ
クス形遅波回路を用いることにより、耐電力性に優れ、
良好なビーム透過特性の進行波管を安価に作ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のへワックス形遅波回路の主
要部を示す断面図、第２図は第１図のＢＢ断面図である
。 １・・・ヘリックス形遅波回路、２・・・外囲器、３・
・・誘電体支柱、４・・・ヘリックス、５・・・ボール
ピース、６・・・非磁性スペーサ、７．７ａ、７ｂ、７
ｃ。 ７ｄ、７ｅ、７ｆ−−・溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外周部からの深さが有限の径方向の溝を少なくとも６個
   以上設けたボールピースと非磁性スペーサとを交互に積
   み重ねて構成した外囲器の内側に、複数個の誘電体支柱
   によってヘリックスを支持固定したことを特徴とするヘ
   リックス形遅波回路。