(57)【要約】  マグネトロンのような高電力電子管は、作動中におけるセラミック製のＲＦ出力窓が破損する機会を減少するために、その製造工程では、このＲＦ窓に吸収されていた気体を放出するために、検査により低電力によってマグネトロンをエージング駆動することが必要であるという欠点を有する。本発明によれば、ＲＦ出力窓（６）は、内面にガラス層（８）を備えており、上述したエージング駆動の回避が可能になる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材料から成るＲＦ出力窓を備え、該窓の内面にガラス被覆を有することを特徴とする電子管。
【請求項２】
前記窓の周縁部に、ガラス被覆がないことを特徴とする請求項１に記載の電子管。
【請求項３】
ガラス被覆が確実にないようにするために、前記窓の周縁部が研磨されたことを特徴とする請求項２に記載の電子管。
【請求項４】
前記窓の周縁部が、面取りされていることを特徴とする請求項３に記載の電子管。
【請求項５】
研磨された領域に隣接する窓の周縁部が、金属化されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電子管。
【請求項６】
前記被覆が、高温ガラスであることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電子管。
【請求項７】
前記ガラスが、ホウケイ酸ガラスであることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の電子管。
【請求項８】
前記被覆の厚みが、０．０５ｍｍ〜３ｍｍの間であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の電子管。
【請求項９】
前記被覆の厚みが、約０．２ｍｍであることを特徴とする請求項８に記載の電子管。
【請求項１０】
前記セラミック材料が、アルミナであることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の電子管。
【請求項１１】
前記電子管が、マグネトロンであることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の電子管。
【請求項１２】
前記ＲＦ窓が、ドーム型であることを特徴とする請求項１１に記載の電子管。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の電子管において使用することが好ましいＲＦ出力窓の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子管に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、特に電子管のＲＦ窓に関し、限定的な意味ではないが、特にマグネトロンのＲＦ窓に関する。電子管は、真空環境からＲＦ窓を通して大気／気体環境にＲＦ／マイクロ波エネルギーを通過させる。
【０００３】
図１は、部分的に断面で示すマグネトロンの正面図である。中空の円筒状陽極１が、軸方向に延びる陰極２を囲んでおり、この陰極には、供給端子（図示せず）を支持するサイドアーム３に装着されたリードによって、高い負電圧と陰極を加熱する電圧が供給される。このマグネトロンの出力は、陰極と陽極の間の相互作用領域に延びるアンテナ４から、例えば導波路５に沿って放出される。セラミックドーム型のＲＦ出力窓６が、該アンテナを囲み、アンテナを真空の囲いの中に収めている。
【０００４】
高出力マグネトロン、例えば１００ｋＷといった高出力のマグネトロンが連続波（ＣＷ）モードで駆動される場合に遭遇する問題は、電子管の作動中にＲＦ窓に亀裂を生じ、その結果、真空損失及び装置の破損を引き起こすことである。この問題が起きる理由は充分には解明されていないが、可能性のある説明の一つは、放出されるＲＦ／マイクロ波エネルギーによりセラミックドームが加熱されるにつれて、セラミックドームから放出された気体内でグロー放電が起き、この放電が、該ドームに局部的な加熱を引き起こすため、というものである。別の説明は、加熱は窓表面のマルチパクター放電によるもので、マルチパクター自体がセラミックドームからガス放出の原因となっているのではないか、というものである。
【０００５】
この問題に対処する通常の方法は、長時間をかけて、例えば２４時間といった時間をかけて、マグネトロンを低電力で駆動し、その後で、最大電力により駆動する方法である。セラミックドームに吸収されているあらゆる気体が、この作動時間中に放出されるであろうが、低電力出力であるために、ガス放電が起きることはないと考えられている。次いで、ガス放電の発生の恐れなしに、最大電力による駆動を行うことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この方法は、使用時における上述した重大な損傷の発生を大幅に低減するが、低電力によるエージングのための駆動は、マグネトロンの製造における時間を浪費する工程である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、セラミック材料から成るＲＦ出力窓を備え、このＲＦ出力窓の内面にガラス被覆を有する電子管を提供する。
【０００８】
これは、低電力駆動による非常に長い準備時間をとるための必要性を減少させるか、又は除去する。
【０００９】
このＲＦ窓は、金属化領域において電子管の本体部に接合することができ、この窓の内面は、隣接する領域ではガラス層のない状態にすることが好ましい。この隣接する領域は面取りされることにより、ガラス層のない状態にすることができる。
【００１０】
このＲＦ窓は、アルミナによって製作することができ、このガラスは、好ましくは１５００℃以上の温度で流動化する高温ガラスであることが好ましい。ガラスは、ホウケイ酸ガラスとすることができる。ガラス層厚みは、０．０５ｍｍから３ｍｍまでの範囲内であることが好ましい。
本発明を実施する一方法が、添付図面を参照して例示により詳述される。図面は、以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】公知のマグネトロンを、一部断面で示した概略正面図である。
【図２】本発明によるマグネトロンのＲＦ出力窓の断面図（正確な縮尺ではない）である。
【図３】図２に示すＲＦ窓の一部を拡大した断面図（正確な縮尺ではない）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明におけるマグネトロンは、図１に関して説明される公知のマグネトロンと比較して、ＲＦ出力窓の構成だけが異なる。
【００１３】
図２を参照すると、参照数字６で全体的に示されるＲＦ出力窓は、（図１で示されるように）セラミックス材料のドーム７により製造されているが、ガラスの内層８を有する。図３を参照すると、ドームの内側周縁は、領域９において研磨加工手段により面取りされる。さらに、この内側周縁の下面は、金属化塗膜１０のための基部を形成する部分であり、金属化塗膜が金属化工程により該面に高温接合されることになるので、この下面も又、研磨される。この面は、後の組立において、マグネトロンの金属本体部にロウ付けされる。研磨工程によって形成されたガラス層のない縁部９は、ガラス層が後の金属化工程の妨げにならないことを確実にする。
【００１４】
金属化工程において高温に曝される間に、該基部をガラス層から離れた状態に維持する必要性があるため、実際には、ガラス層は、ドームの底部の少し手前で終るように塗布されることになる。それにもかかわらず、ガラス層は焼付け時に飛散する傾向があり、飛散してドームの基部にまで達する恐れがあるので、該研磨工程が推奨される。
【００１５】
後で行われる金属化工程のために、このガラスの被覆は高温ガラス、すなわち、１５００℃以上で流動化する高温ガラスである。さらに、ガラスの被覆は薄いために問題とはなりにくいが、ガラスは、ＲＦ損失が小さいものでなければならない。またガラスは、ドーム材料と両立しうる膨張係数を備えていなければならない。
【００１６】
相応しいセラミック材料は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）であり、伝達されるＲＦに対する低損失を保証するために、純度９０％以上であることが好ましい。相応しいガラス層は、ホウケイ酸ガラスである。しかしながら、他の高温ガラス被覆も使用することができ、ＲＦ損失が少ない他のセラミック材料も使用することができる。
【００１７】
内面をガラス層にしたドームでは、低電力によるエージング駆動をしなくても、先行技術のマグネトロンにおいて時により発生した重大な損傷は発生しないことが判明した。この理由は、充分に解明されていないが、ガラス層がアルミナからのガス放電を抑制するためであろう。しかしながら、ガラスでは、マルチパクター現象を生じにくく、上記の理由とは別にこの理由で、或いは、上記の理由に加えて、この理由によっても、重大な損傷が発生することはないのであろう。
【００１８】
セラミックの厚みは、典型的には約６ｍｍであり、ガラス被覆層の厚みは、約０．２ｍｍである。
【００１９】
もし望まれるなら、セラミック窓は、内面及び外面にもガラス層を形成することができる。ガラス層の外面は、放電防止に寄与するものではないが、不利になるものではない。勿論、ＲＦ窓は、ドーム型である必要性はない。ガラス層が形成された内面は、平らな形状を含め、どのようなＲＦ窓形状においても使用することができる。
【００２０】
本発明は、マグネトロンに関連して説明したが、ガラス層を形成したＲＦ窓は、誘導出力管、クライストロン、進行波管又はジャイロトロン進行波増幅器などの、他の形式の電子管にも適用することができる。本技術は、真空環境から大気／気体環境に、ＲＦ／マイクロ波エネルギーを通過させる窓を備えた、どのような状況下においても使用することができ、特に、ある種の放電形態を生じる周波数と電力の組合せの状況下において特に有効である。したがって本発明は、ＲＦ出力電力が５０ｋＷを超し、特に７５ｋＷ以上で連続波モード駆動における高電力管にとって有益である。このことは、窓の面積が小さい場合に、１ＧＨｚ以上の高周波、例えば１ＧＨｚ〜２０ＧＨｚ、特に１ＧＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲において、特に有益である。
【符号の説明】
【００２１】
１  円筒状陽極
２  陰極
３  サイドアーム
４  アンテナ
５  導波路
６  ＲＦ出力窓
７  ドーム
８  ガラスの内層
９  ガラス層が無い周縁部
１０  金属化塗膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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