JP2661517B2 - Traveling wave tube - Google Patents
Traveling wave tubeInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子ビームの集束装置
として周期磁界を使用する進行波管に関し、特に遅波回
路部の冷却構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a traveling wave tube using a periodic magnetic field as an electron beam focusing device, and more particularly to a cooling structure for a slow wave circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】進行波管は、その管球部分が電子ビーム
を射出する電子銃，電子ビームと高周波との相互作用に
より高周波の増幅が行なわれる遅波回路，相互作用の終
った電子ビームを捕捉するコレクタ，並びに電子ビーム
を集束して細いビームを形成するための磁界を発生する
周期磁界集束装置から構成されている。そしてこれらが
進行波管のケースの一部を構成するベースプレート上に
配設されている。2. Description of the Related Art A traveling wave tube has an electron gun whose tube portion emits an electron beam, a slow wave circuit in which high frequency is amplified by an interaction between the electron beam and a high frequency, and an electron beam after the interaction. It comprises a collector for capturing, and a periodic magnetic field concentrator for generating a magnetic field for converging the electron beam to form a thin beam. These are arranged on a base plate which constitutes a part of the case of the traveling wave tube.
【０００３】進行波管の遅波回路構体及び周期磁界集束
装置について図５を用いて詳しく説明する。図５
（ａ），（ｂ）において、１０はマイクロ波が伝搬する
ヘリックス，１１はヘリックスを支持するヘリックス支
柱，２はポールピース，１２は非磁性金属で出来たスペ
ーサー，１は電子ビームを集束するための円筒状永久磁
石である。ポールピース２とスペーサー１２は交互にろ
う付され、真空外囲器を形成している。The slow wave circuit structure of the traveling wave tube and the periodic magnetic field focusing device will be described in detail with reference to FIG. FIG.
(A) and (b), 10 is a helix through which a microwave propagates, 11 is a helix support for supporting the helix, 2 is a pole piece, 12 is a spacer made of non-magnetic metal, and 1 is for focusing an electron beam. Is a cylindrical permanent magnet. The pole pieces 2 and the spacers 12 are alternately brazed to form a vacuum envelope.
【０００４】このような構成において、電子銃より射出
し加速された電子ビームは、中心軸上に形成された周期
磁界により細いビームに絞られてヘリックス１０内を通
過する。この時、ヘリックス１０の入力端から入った高
周波は、ヘリックス１０の軸方向に電界を形成しこの高
周波電界と電子ビームが相互作用して高周波の増幅が行
なわれる。In such a configuration, the electron beam emitted from the electron gun and accelerated is narrowed down to a narrow beam by the periodic magnetic field formed on the central axis and passes through the helix 10. At this time, the high frequency wave input from the input end of the helix 10 forms an electric field in the axial direction of the helix 10, and the high frequency electric field interacts with the electron beam to amplify the high frequency.
【０００５】ところで、進行波管が動作している時、ヘ
リックス１０は電子ビームの一部が衝突することによっ
て生じる熱と、遅波回路の出力端付近の高周波損失によ
って生じる熱で常に加速されている。ヘリックス１０に
は、通常モリブデンやタングステンといった高融点の材
料が使用されるが、細いテープをらせん状に巻いたもの
であるため熱容量が小さく、ヘリックス１０で発生する
熱の放熱が適切に行なわないとヘリックスの温度は数百
度以上にもなる。When the traveling wave tube is operating, the helix 10 is constantly accelerated by the heat generated by the collision of a part of the electron beam and the heat generated by the high frequency loss near the output end of the slow wave circuit. I have. The helix 10 is usually made of a material having a high melting point, such as molybdenum or tungsten. However, since a thin tape is wound in a spiral shape, the heat capacity is small. Helix temperatures can be hundreds of degrees or more.
【０００６】こうなると、ヘリックス１０からはガスが
放出され、進行波管の管内真空度を劣化させ進行波管の
動作を不安定にさせる。また、ヘリックス１０の温度上
昇が周辺に配置された円筒状永久磁石１の温度を上昇さ
せ、永久磁石の温度特性による磁界強度の変化を生じ、
電子ビームの集束を乱し、電子ビームの透過率を悪化さ
せる。In this case, gas is released from the helix 10 and the degree of vacuum in the traveling wave tube is degraded to make the operation of the traveling wave tube unstable. In addition, the rise in the temperature of the helix 10 raises the temperature of the cylindrical permanent magnet 1 disposed around, causing a change in the magnetic field strength due to the temperature characteristics of the permanent magnet,
Disturbs the focusing of the electron beam and deteriorates the transmittance of the electron beam.
【０００７】そこで、ヘリックス１０で発生する熱を進
行波管のベースプレートに逃がす構造として、従来から
種々の工夫がなされてきた。例えば図３は、実開昭６３
−２５４５５に記載の構造で、周期磁界集束装置の下半
周面をベースプレート３ａから伸びた支持体３ｂで支持
する構造である。図４は、実開平２−８８４８に記載の
構造で磁石伝熱体２５とポールピース伝熱体１６が交互
に組み合わされ、それらがペースプレート３の上に接合
されている。[0007] Therefore, various devices have been conventionally devised as a structure for releasing the heat generated in the helix 10 to the base plate of the traveling wave tube. For example, FIG.
-25455, wherein the lower half peripheral surface of the periodic magnetic field focusing device is supported by a support 3b extending from the base plate 3a. FIG. 4 shows a structure described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 2-8848 in which the magnet heat exchangers 25 and the pole piece heat exchangers 16 are alternately combined, and they are joined on the pace plate 3.
【０００８】このようにヘリックスで発生する熱を伝導
でペースプレートに逃がす伝導冷却方式は、構造が簡単
であるので、進行波管を小型化、軽量化することができ
る。The conduction cooling system for dissipating heat generated in the helix to the pace plate by conduction as described above has a simple structure, so that the traveling wave tube can be reduced in size and weight.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記従来例の例えば図
３における構造では、周期磁界集束装置が軸方向全体に
わたって支持されるため耐振性に優れる、或は構造が簡
単になる利点はある。しかし、支持体の材質はベースプ
レートと同一にされ、一般的には軽量で、比較的高強度
のアルミ合金が使用されるため銅などに比べてベースプ
レートへの熱伝導が十分でないという欠点があった。The structure of the prior art shown in FIG. 3, for example, has the advantage that the periodic magnetic field focusing device is supported over the entire axial direction so that the vibration resistance is excellent or the structure is simplified. However, the material of the support is the same as that of the base plate, and there is a drawback that heat transfer to the base plate is not sufficient compared to copper or the like because generally a lightweight and relatively high-strength aluminum alloy is used. .
【００１０】また、図４の構造においては、ポールピー
ス伝熱板１６が銅などの材質で作られ、ポールピース２
の下半周面から熱を逃がす構造になっているが、磁石伝
熱体２５と交互にベースプレート３上に配設されるた
め、耐振性が劣り、また構造が複雑になるといった欠点
を持っていた。さらに、ベースプレート３ａの平面上に
配設されるため、上記図３の例で述べたように、ベース
プレート３ａの内部での熱伝導が問題になり、例えば、
進行波管の外部に取付けられる放熱体への熱伝導が十分
でないという欠点があった。In the structure of FIG. 4, the pole piece heat transfer plate 16 is made of a material such as copper.
Has a structure in which heat is released from the lower half circumferential surface, but has a disadvantage in that it is arranged on the base plate 3 alternately with the magnet heat conductors 25, so that vibration resistance is inferior and the structure becomes complicated. . Furthermore, since it is arranged on the plane of the base plate 3a, heat conduction inside the base plate 3a becomes a problem as described in the example of FIG.
There is a drawback that heat conduction to the radiator mounted outside the traveling wave tube is not sufficient.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は遅波回路構体の
外周に複数個の円筒状永久磁石とポールピースが交互に
配列されてなる周期磁界集束装置が、ベースプレートと
一体の支持体に保持されてなる進行波管において、前記
支持体にポールピースの配列と同一の配列で銅板が埋め
込まれ、銅板の上端面はポールピースの下半周面に接触
し、下端面はベースプレートの底面と同一平面になって
いることを特徴としている。According to the present invention, a periodic magnetic field focusing device comprising a plurality of cylindrical permanent magnets and pole pieces alternately arranged on the outer periphery of a slow wave circuit structure is held on a support integral with a base plate. In the traveling wave tube, a copper plate is embedded in the support in the same arrangement as the arrangement of the pole pieces, the upper end surface of the copper plate contacts the lower half peripheral surface of the pole piece, and the lower end surface is flush with the bottom surface of the base plate. It is characterized by being.
【００１２】[0012]
【作用】本発明によれば、支持体に埋め込まれた銅板に
よってポールピースの下半周面とベースプレート底面が
直接つながるため、遅波回路部で発生する熱を小さい熱
抵抗で進行波管の外部へ放熱することができる。According to the present invention, since the lower half peripheral surface of the pole piece and the bottom surface of the base plate are directly connected by the copper plate embedded in the support, the heat generated in the slow wave circuit portion can be transmitted to the outside of the traveling wave tube with a small thermal resistance. Heat can be dissipated.
【００１３】[0013]
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１（ａ）は本発明の第１の実施例の斜視図であ
り、図１（ｂ）は径方向断面図である。らせん状のヘリ
ックス１０と３本のヘリックス支柱１１で構成される遅
波回路構体の外周に複数個の円筒状永久磁石１とポール
ピース２が交互に配列されて、周期磁界集束装置が形成
される。周期磁界集束装置はベースプレート３ａと一体
の支持体３ｂの上に保持される。支持体３ｂにはポール
ピース２の配列と同一の配列で銅板４が埋め込まれてい
る。銅板４の上端面はポールピース２の下半周面に接触
し、下端面はベースプレート３ａの底面と同一平面に合
わされている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a perspective view of a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view in a radial direction. A plurality of cylindrical permanent magnets 1 and pole pieces 2 are alternately arranged on the outer periphery of a slow wave circuit structure composed of a helical helix 10 and three helical pillars 11 to form a periodic magnetic field focusing device. . The periodic magnetic field focusing device is held on a support 3b integral with the base plate 3a. The copper plate 4 is embedded in the support 3 b in the same arrangement as the arrangement of the pole pieces 2. The upper end surface of the copper plate 4 contacts the lower half peripheral surface of the pole piece 2, and the lower end surface is flush with the bottom surface of the base plate 3a.
【００１４】この実施例によれば、ヘリックス１０で発
生した熱はヘリックス支柱１１を伝導し、ポールピース
２及び円筒状永久磁石１に伝導する。ポールピース２の
内面はヘリックス支柱１１に直接接触しているため、円
筒状永久磁石より熱が伝わり易い。ポールピース２から
外部への放熱は熱伝導率の高い銅板４を介して行なわ
れ、しかも銅板４の下端面はベースプレート３ａの底面
と同一平面であるため、熱はベースプレート３ａの底面
と接する進行波管取付板（図示せず）に直接放熱され
る。銅の熱伝導率（３．９Ｗ／ｃｍ／℃）はアルミ合金
（１．２Ｗ／ｃｍ／℃）の３倍以上あるので、銅を熱伝
導経路に使えば、温度差は従来の半分以下に低減するこ
とが可能である。According to this embodiment, the heat generated in the helix 10 is transmitted through the helix support 11, and is transmitted to the pole piece 2 and the cylindrical permanent magnet 1. Since the inner surface of the pole piece 2 is in direct contact with the helix support 11, heat is more easily transmitted than the cylindrical permanent magnet. Heat is radiated from the pole piece 2 to the outside through the copper plate 4 having high thermal conductivity, and the lower end surface of the copper plate 4 is flush with the bottom surface of the base plate 3a. Heat is dissipated directly to the tube mounting plate (not shown). Since the thermal conductivity of copper (3.9 W / cm / ° C) is more than three times that of aluminum alloy (1.2 W / cm / ° C), if copper is used for the heat conduction path, the temperature difference will be less than half that of conventional ones. It is possible to reduce.
【００１５】図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の第
２の実施例を示すもので、構成部分をわかり易いように
３つに分割して表わしている。本実施例では、銅板を上
端面で接続し、くし歯形（図２（ｂ））にしたものを支
持体３ｂ（図２（ｃ））に圧入したものである。従っ
て、くし歯形銅板５の上半周面はポールピース２及び円
筒状永久磁石１で形成される周期磁界集束装置の下半周
面に接触し、銅板１枚１枚の下端面はベースプレート３
ａの底面と同一平面になっている。FIGS. 2 (a), 2 (b) and 2 (c) show a second embodiment of the present invention, in which the constituent parts are divided into three parts for easy understanding. In the present embodiment, a copper plate is connected at the upper end surface and a comb-shaped (FIG. 2 (b)) is pressed into a support 3b (FIG. 2 (c)). Therefore, the upper half peripheral surface of the comb-shaped copper plate 5 contacts the lower half peripheral surface of the periodic magnetic field focusing device formed by the pole piece 2 and the cylindrical permanent magnet 1, and the lower end surface of each copper plate is the base plate 3.
It is the same plane as the bottom of a.
【００１６】この第２の実施例では、円筒状永久磁石１
の外表面からも銅板に熱が伝導されるため、更に熱放散
が改善される。くし歯状ではなく全体を１つのブロック
で形成するという考えもあるが、この場合には重量が重
くなり、また支持体３ｂへの埋め込み方法にも問題を生
じ実用的ではない。In the second embodiment, the cylindrical permanent magnet 1
Since heat is also conducted from the outer surface of the copper plate to the copper plate, heat dissipation is further improved. Although there is an idea that the entire body is formed by a single block instead of a comb-like shape, in this case, the weight becomes heavy and a method of embedding in the support 3b is problematic, which is not practical.
【００１７】なお、本発明による銅板は、進行波管の周
期磁界集束装置の全長にわたって設ける必要はなく、ヘ
リックスでの発熱が多い出力側遅波回路部に限定して設
ける方がより効果的である。It is not necessary to provide the copper plate according to the present invention over the entire length of the periodic magnetic field focusing device of the traveling wave tube, and it is more effective to provide the copper plate only in the output side slow wave circuit portion that generates a lot of heat in the helix. is there.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上説明したように、本発明はポールピ
ース下半周面とベースプレート底面の間を銅板で直接つ
ながているため熱抵抗が小さくなり、遅波回路部および
円筒状永久磁石の温度上昇を抑制することができる。あ
るいは、同一構造寸法においては、ヘリックスの許容発
熱量を高めることが可能であるため、構造寸法を大きく
することなく出力のより大きい進行波管を設計できる。As described above, according to the present invention, since the lower half peripheral surface of the pole piece and the bottom surface of the base plate are directly connected by the copper plate, the thermal resistance is reduced, and the temperature rise of the slow wave circuit portion and the cylindrical permanent magnet is increased. Can be suppressed. Alternatively, for the same structural size, the allowable heat generation amount of the helix can be increased, so that a traveling wave tube having a larger output can be designed without increasing the structural size.
【００１９】また、銅板は支持体及びベースプレート中
の埋め込む構造であるため、耐振性も向上し、製作も容
易である。さらに、支持体をすべて銅で製作するより
は、数分の１の重量で熱伝導の良い支持体を実現するこ
とができる。Further, since the copper plate has a structure to be embedded in the support and the base plate, the vibration resistance is improved and the production is easy. Furthermore, a support having good heat conductivity can be realized with a weight of a fraction of the weight of the case where the support is entirely made of copper.
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施例の斜視
図と径方向断面図である。FIGS. 1A and 1B are a perspective view and a radial sectional view of a first embodiment of the present invention.
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の第２の実施
例を分解して示した斜視図である。FIGS. 2A, 2B, and 2C are exploded perspective views of a second embodiment of the present invention.
【図３】従来の進行波管のケースカバー内部の斜視図で
ある。FIG. 3 is a perspective view of the inside of a case cover of a conventional traveling wave tube.
【図４】（ａ），（ｂ）は従来の進行波管の周期磁界集
束装置および支持構造図である。4 (a) and 4 (b) are views of a conventional periodic magnetic field focusing device and a supporting structure of a traveling wave tube.
【図５】（ａ），（ｂ）は進行波管の遅波回路構体と周
期磁界集束装置との断面図である。5 (a) and 5 (b) are cross-sectional views of a slow wave circuit structure of a traveling wave tube and a periodic magnetic field focusing device.
１ 円筒状永久磁石 ２ ポールピース ３ａ ベースプレート ３ｂ 支持体 ４ 銅板 ５ くし歯形銅板 １０ ヘリックス １１ ヘリックス支柱 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical permanent magnet 2 Pole piece 3a Base plate 3b Support 4 Copper plate 5 Comb-shaped copper plate 10 Helix 11 Helix support
Claims (1)
久磁石とポールピースが交互に配列されてなる周期磁界
集束装置がベースプレートと一体の支持体に保持されて
いる進行波管において、前記支持体に、ポールピースの
配列と同一の配列で銅板が埋め込まれ銅板の上端面はポ
ールピースの下半周面に接触し、下端面はベースプレー
トの底面と同一平面であることを特徴とする進行波管。1. A traveling wave tube in which a periodic magnetic field focusing device in which a plurality of cylindrical permanent magnets and pole pieces are alternately arranged on an outer periphery of a slow wave circuit structure is held on a support integrated with a base plate. A copper plate is embedded in the support in the same arrangement as the arrangement of the pole pieces, and the upper end surface of the copper plate contacts the lower half peripheral surface of the pole piece, and the lower end surface is flush with the bottom surface of the base plate. Wave tube.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5224320A JP2661517B2 (en) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | Traveling wave tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5224320A JP2661517B2 (en) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | Traveling wave tube |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0778568A JPH0778568A (en) | 1995-03-20 |
| JP2661517B2 true JP2661517B2 (en) | 1997-10-08 |
Family
ID=16811909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5224320A Expired - Lifetime JP2661517B2 (en) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | Traveling wave tube |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2661517B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5818838A (en) * | 1981-07-28 | 1983-02-03 | Nec Corp | Support structure of traveling-wave tube |
| JPH028848U (en) * | 1988-06-30 | 1990-01-19 |
-
1993
- 1993-09-09 JP JP5224320A patent/JP2661517B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0778568A (en) | 1995-03-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970513 |