(57)【要約】【課題】簡単に製造でき所望の性能を得ることができるクライストロン装置を提供する。【解決手段】ボディ部２１の装着凹部３６に２つの半円環状の磁極部３８ａを挿入し、磁極部３８ａを対向させて環状の磁極３８を形成する。装着凹部３６に径方向に沿って８つの永久磁石体３７ａを挿入する。永久磁石体３７ａの先端を磁極３８に当接させた状態で、等間隔で放射状に配設して円環状にし、周期磁界を形成する磁気回路３９を形成する。永久磁石体３７ａの周囲をバンドで固定する。ボディ部２１を製造するろう付けする際に、ボディ部２１には熱膨張が大きく異なる永久磁石３７および磁極３８のいずれもボディ部２１に接合していないため、ボディ部２１に熱を加えても変形などを生じにくい。入力空胴２６、中間空胴２７，２８，２９および出力空胴３０に変形を生じにくいので、共振周波数が変化しない。【選択図】　　　　図１
2004014201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿って形成され内部に空胴を有するとともに周面に開口を有する複数の装着凹部が形成された長手状の非磁性体のボディ部と、
このボディ部の装着凹部にボディ部の周面方向から装着され前記ボディ部の装着時にこのボディ部の径方向に沿って着磁されている永久磁石と
を具備したことを特徴とするクライストロン装置。
【請求項２】
永久磁石は、ほぼ扇状の複数の永久磁石体が環状に配設されて形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のクライストロン装置。
【請求項３】
永久磁石は、四角形状の複数の永久磁石体が環状に配設されて形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のクライストロン装置。
【請求項４】
永久磁石の中心側にこの永久磁石と磁気的に結合された環状の磁性体の磁極を具備した
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のクライストロン装置。
【請求項５】
磁極は、複数の磁極部で形成され、周面の開口から装着凹部に挿入される
ことを特徴とする請求項４記載のクライストロン装置。
【請求項６】
長手状で内部に空胴を有する非磁性体のボディ部と、
このボディ部に装着され前記ボディ部の装着時にこのボディ部の長手方向に沿って着磁されている分割された複数の永久磁石体で形成されボディ部の長手方向に沿って間隙を介して複数配設された環状の永久磁石と、
これら永久磁石間に隣合う永久磁石と磁気的に結合されて前記ボディ部の周囲に配設され分割された複数の磁性体部で形成された複数の磁性体の磁極と
を具備したことを特徴とするクライストロン装置。
【請求項７】
ボディ部は、このボディ部の長手方向に沿ったドリフト管と、このドリフト管よりボディ部の径方向に対して太い空胴部とを有し、
前記空胴部の周囲に位置する永久磁石より、前記ドリフト管の周囲に位置する永久磁石のボディ部の径方向に対する径が細い
ことを特徴とする請求項６記載のクライストロン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石を用いて電子ビームを集束するクライストロン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、周期永久磁石（Ｐｅｒｉｏｄｉｃ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ）を用いて電子ビームを集束するクライストロン装置が知られている。
【０００３】
このクライストロン装置としては、たとえば図４に示すように、銅あるいはステンレス合金などの非磁性体の長手円筒状のボディ部１を有し、このボディ部１の中心軸に沿ってクライストロン部２が形成されている。そして、このクライストロン部２の長手方向の中心軸の一端には電子銃の電子ビームを放出するカソード３が位置し、他端にはこの電子ビームを補足するコレクタ４が位置している。
【０００４】
また、クライストロン部２は、長手方向に沿ってドリフト管５を有し、このドリフト管５は、カソード３側から電子銃の進行方向に従って入力空胴６、３つの中間空胴７，８，９、出力空胴１０が順次設けられている。
【０００５】
そして、入力空胴６には同軸ケーブルのループアンテナ１１が設けられ、出力空胴１０には出力導波管１２を介して出力窓１３が設けられている。
【０００６】
また、ボディ部１のカソード３側となる一端側には円板状のガンポールピース１４がろう付けされて取り付けられ、コレクタ４側となる他端側には円板状のコレクタポールピース１５が同様にろう付けされて取り付けられている。
【０００７】
さらに、クライストロン部２の周囲のボディ部１のガンポールピース１４およびコレクタポールピース１５の間には、所定間隔ごとにドリフト管５が露出する状態の装着凹部１６がそれぞれ全周にわたって形成され、この装着凹部１６には円板状の磁性体の磁極１７がそれぞれ装着され、これら磁極１７はそれぞれドリフト管５にろう付けされて取り付けられている。
【０００８】
また、それぞれの磁極１７間には、クライストロン部２の長手方向に沿って着磁された円環状の永久磁石１８が取り付けられている。なお、この永久磁石１８は、磁極１７を介してそれぞれ隣合って配設された永久磁石１８とは着磁されている方向が反対である。そして、非磁性体のボディ部１および磁性体の磁極１７で周期構造が形成され、周期性を有する永久磁石１８の周期磁界を発生する磁気回路が形成されている。
【０００９】
製造に際しては、ボディ部１に磁極１７がろう付けされて取り付けられており、この磁極１７が取り付けられた後に永久磁石１８がボディ部１に取り付けられている。
【００１０】
そして、電子銃のカソード３から照射された電子ビームは、ドリフト管５内を通り永久磁石１８による磁気回路で電子ビームを集束し、入力空胴６で電子ビームとの相互作用で入力信号を増幅し、中間空胴７，８，９で共振により速度変調して電子ビームを加速し、出力空胴１０で増幅した高周波信号を取り出し、出力導波管１２を介して出力窓１３から出力している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非磁性体のボディ部１および磁性体の磁極１７は膨張率が異なるため、磁極１７をボディ部１などにろう付けする際に、クライストロン部２のろう接による接合やベーキングなどの熱ストレスが加わる場合に膨張差による変形が生じ、入力空胴６、中間空胴７，８，９および出力空胴１０の共振周波数が変化するおそれがあり、所望の性能を奏するクライストロン装置を製造するのが困難である問題を有している。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、簡単に製造でき所望の性能を得ることができるクライストロン装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、長手方向に沿って形成され内部に空胴を有するとともに周面に開口を有する複数の装着凹部が形成された長手状の非磁性体のボディ部と、このボディ部の装着凹部にボディ部の周面方向から装着され前記ボディ部の装着時にこのボディ部の径方向に沿って着磁されている永久磁石とを具備し、また、長手状で内部に空胴を有する非磁性体のボディ部と、このボディ部に装着され前記ボディ部の装着時にこのボディ部の長手方向に沿って着磁されている分割された複数の永久磁石体で形成されボディ部の長手方向に沿って間隙を介して複数配設された環状の永久磁石と、これら永久磁石間に隣合う永久磁石と磁気的に結合されて前記ボディ部の周囲に配設され分割された複数の磁性体部で形成された複数の磁性体の磁極とを具備したもので、非磁性体のボディ部にろう接などの熱を加えることなく磁性体の磁極を取り付けることができるため、非磁性体のボディ部と磁性体の磁極とで熱膨張率が異なっていても、ボディ部の空胴の形状が変化して空胴の共振周波数が変化するなどの状態がなくなるため、製造を複雑にすることなく、所望の性能が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のクライストロン装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
クライストロン装置は、図１に示すように、銅あるいはステンレス合金などの非磁性体の長手円筒状のボディ部２１を有し、このボディ部２１の中心軸に沿ってクライストロン部２２が形成されている。そして、このクライストロン部２２の長手方向の中心軸の一端には２極管型の電子銃の電子ビームを放出するカソード２３が位置し、他端にはこの電子ビームを補足するコレクタ２４が位置している。
【００１６】
また、クライストロン部２２は、長手方向に沿ってドリフト管２５を有し、このドリフト管２５は、カソード２３側から電子銃からの電子ビームの進行方向に従って、電子ビームとの相互作用で入力信号を増幅する入力空胴２６、共振により速度変調して電子ビームを加速する３つの中間空胴２７，２８，２９、増幅した高周波信号を取り出す出力空胴３０が順次設けられている。
【００１７】
そして、入力空胴２６には同軸ケーブルのループアンテナ３１が設けられ、出力空胴３０には出力導波管３２を介して出力窓３３が設けられている。
【００１８】
また、ボディ部２１のカソード２３側となる一端側には磁性体で形成された円板状のガンポールピース３４がろう付けされて取り付けられ、コレクタ２４側となる他端側には同様に磁性体で形成された円板状のコレクタポールピース３５がろう付けされて取り付けられている。なお、ガンポールピース３４より、コレクタポールピース３５の方が径大で肉厚である。
【００１９】
さらに、クライストロン部２２の周囲のボディ部２１のガンポールピース３４およびコレクタポールピース３５の間には、所定間隔ごとにドリフト管２５に直接接触しない状態の装着凹部３６がそれぞれ全周にわたって形成されている。そして、この装着凹部３６には径方向に沿って着磁され厚みがほぼ装着凹部３６と同じ厚さのほぼ円環状の永久磁石３７が装着され、この永久磁石３７は、図２に示すように、ほぼ扇状に形成された８つの永久磁石体３７ａがそれぞれ互いに間隙を介して全体として環状に配設されている。また、永久磁石体３７ａの中心側には、環状の磁性体の磁極３８が永久磁石体３７ａに接触するとともに磁気的に結合されて配設されており、この磁極３８は径方向で二分された半円環状の２つの磁極部３８ａが対向して接続されて磁気的に結合されて形成されている。そして、これら永久磁石３７およびこの永久磁石３７に接続された磁極３８にて磁気回路３９が形成されている。また、ボディ部２１の装着凹部３６には、クライストロン部２２の周囲に対応するように磁極部３８ａが対向して装着されて環状の磁極３８が形成されている。そして、このように磁極３８が形成されている状態で、扇状の永久磁石体３７ａを挿入してこれら永久磁石体３７ａを径方向に等間隔に配設して環状の永久磁石３７を形成している。また、この永久磁石３７は、必要な磁界が得られるような寸法が設定され、この永久磁石３７の大きさに従って、装着凹部３６の大きさが設定される。さらに、この永久磁石３７を所定の形状に配設した状態で、この永久磁石３７の周囲に図示しないバンドをかけて周囲から永久磁石体３７ａを抑えて固定し、ろう付けなどの熱処理をすることなく、永久磁石３７をボディ部２１に固定する。また、クライストロン部２２の軸方向に隣合う永久磁石３７の着磁方向は、いずれも径方向ではあるものの隣合う永久磁石３７では逆方向にすることにより、周期性を持たせてカソード２３からの電子ビームを集束するようにしている。
【００２０】
そして、製造に際しては、まずボディ部２１をろう付けその他の熱処理を加えるなどして製造する。
【００２１】
次に、ボディ部２１の装着凹部３６に２つの半円環状の磁極部３８ａ，３８ａを挿入し、図２に示すように、磁極部３８ａ，３８ａを対向させて環状の磁極３８を形成し、この状態で、装着凹部３６に径方向に沿って８つの永久磁石体３７ａを挿入し、これら永久磁石体３７ａの先端を磁極３８に当接させた状態で、８つの永久磁石体３７ａを等間隔で放射状に配設して円環状にし、永久磁石３７を形成させて、周期磁界を形成する磁気回路３９を形成する。
【００２２】
その後、永久磁石体３７ａの周囲を図示しないバンドで固定する。
【００２３】
次に、上記実施の形態の動作について説明する。
【００２４】
まず、電子銃のカソード２３から電子ビームを照射する。そして、カソード２３から照射された電子ビームは、ドリフト管２５内を通り永久磁石３７による磁気回路３９で電子ビームを集束する。また、入力空胴２６では電子ビームとの相互作用で入力信号を増幅し、中間空胴２７，２８，２９では共振により速度変調して電子ビームを加速し、出力空胴３０で増幅した高周波信号を取り出し、出力導波管３２を介して出力窓３３にて出力している。
【００２５】
このように、上記実施の形態によれば、ボディ部２１を製造するろう付けその他の熱処理を加える際に、ボディ部２１には熱膨張が大きく異なる永久磁石３７および磁極３８のいずれもがボディ部２１に接合されていないため、ボディ部２１に熱を加えても変形などを生じにくく、特に、入力空胴２６、中間空胴２７，２８，２９および出力空胴３０に変形を生じにくいので、共振周波数が変化したりするおそれがなく構成を複雑にすることなく製造工程も容易で所望の性能を得ることができる。
【００２６】
また、永久磁石３７の位置がドリフト管２５近くに配置されるため、小さな永久磁石３７でもドリフト管２５内でより大きな周期磁界を得ることができるとともに、永久磁石３７の最外径寸法よりボディ部２１および磁極３８を小径化できるため、装置全体の小形化および軽量化が図れる。
【００２７】
さらに、ボディ部２１を非磁性体のみで構成することにより、周期の永久磁石３７で集束させるクライストロン装置でも、電磁石で電子ビームを集束させることもできる。
【００２８】
なお、必要な周期磁界が得られる場合には磁極を設けなくても良く、また、磁極を設けない状態でより強い周期磁界が必要な場合には、電磁石による電子ビームの集束をすることもでき、永久磁石３７以外に磁性体などの配置が不要であるため、入力空胴２６あるいは出力空胴３０での高周波回路を配置しても障害物がなく、高周波回路の配置が容易になる。そして、磁極を設けない場合には、部品点数も減少できるためより構成を簡単にできる。
【００２９】
また、永久磁石３７は、径方向への着磁が可能であれば、それぞれ１つの円環状の永久磁石で構成するようにしても良く、より構成を簡単にするには、矩形状の永久磁石を放射状に配設して円環状の永久磁石３７としても良い。
【００３０】
さらに、ガンポールピース３４およびコレクタポールピース３５を設けなくても、同様の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、２つの磁極部３８ａで構成された磁極３８程度であれば、ボディ部２１にろう付けしてもボディ部２１に与える悪影響は小さいと考えられるので、磁極部３８ａをボディ部２１にろう付けするようにしても良い。
【００３２】
また、中間空胴２７，２８，２９は、３つに限らず１つ以上あれば良い。
【００３３】
次に、他の実施の形態を図３を参照して説明する。
【００３４】
クライストロン装置は、図３に示すように、銅あるいはステンレス合金などの非磁性体の長手円筒状のボディ部４１を有し、このボディ部４１の中心軸に沿ってクライストロン部４２が形成されている。そして、このクライストロン部４２の長手方向の中心軸の一端には２極管型の電子銃の電子ビームを放出するカソード４３が位置し、他端にはこの電子ビームを補足するコレクタ４４が位置している。
【００３５】
また、クライストロン部４２は、長手方向に沿ってドリフト管４５を有し、このドリフト管４５は、カソード４３側から電子銃からの電子ビームの進行方向に従って、電子ビームとの相互作用で入力信号を増幅する入力空胴４６、共振により速度変調して電子ビームを加速する３つの中間空胴４７，４８，４９、増幅した高周波信号を取り出す出力空胴５０が順次設けられている。なお、ドリフト管４５より入力空胴４６、中間空胴４７，４８，４９および出力空胴５０が径大に形成され、ボディ部４１はこれらドリフト管４５、入力空胴４６、中間空胴４７，４８，４９および出力空胴５０の外周からそれぞれほぼ同じ程度の厚さに形成され、ボディ部４１は入力空胴４６、中間空胴４７，４８，４９および出力空胴５０の外周の部分よりドリフト管４５の外周の部分が細く形成されている。
【００３６】
そして、入力空胴４６には同軸ケーブルのループアンテナ５１が設けられ、出力空胴５０には出力導波管５２を介して出力窓５３が設けられている。
【００３７】
また、ボディ部４１のカソード４３側となる一端側には磁性体で形成された円板状のガンポールピース５４がろう付けされて取り付けられ、コレクタ４４側となる他端側には同様に磁性体で形成された円板状のコレクタポールピース５５がろう付けされて取り付けられている。なお、ガンポールピース５４より、コレクタポールピース５５の方が径大で肉厚である。
【００３８】
さらに、クライストロン部４２の周囲のボディ部４１のガンポールピース５４およびコレクタポールピース５５の間には、所定間隔ごとに円板状の磁性体の磁極５７がそれぞれ装着されている。これら磁極５７はそれぞれ径方向で２分された半円板状の２つの磁極部５７ａが対向配置されて円板状となり、クライストロン部４２を挟むようにして取り付けられている。
【００３９】
また、それぞれの磁極５７間には、クライストロン部４２の長手方向に沿って着磁された円環状の永久磁石５８が取り付けられている。これら永久磁石５８も磁極５７と同様に、それぞれ径方向で２分された半円環状の２つの磁極部５７ａが対向配置されて円環状となり、クライストロン部４２を挟むようにして取り付けられている。なお、この永久磁石５８は、磁極５７を介してクライストロン部４２の長手方向に沿ってそれぞれ隣合って配設された永久磁石５８とは着磁されている方向が反対である。そして、磁極５７および永久磁石５８にて周期性を有する周期磁界を発生する磁気回路が形成されている。この場合にも、この永久磁石５８は必要な磁界が得られるような寸法が設定されている。
【００４０】
さらに、これら磁極５７および永久磁石５８を所定の形状に配設した状態で、これら磁極５７および永久磁石５８の周囲に図示しないバンドをかけて周囲から磁極部５７ａおよび永久磁石体５８ａを抑えて固定し、ろう付けなどの熱処理をすることなく、磁極５７および永久磁石５８をボディ部４１に固定する。
【００４１】
そして、製造に際しては、基本的には図１および図２に示す構成と同様で、たとえばボディ部４１をろう付けその他の熱処理を加えるなどして製造した後、ボディ部４１に磁極５７および永久磁石体５８を取り付ける。
【００４２】
また、基本的な動作についても図１および図２に示す構成と同様である。
【００４３】
このように、上記実施の形態によれば、基本的な効果は図１および図２と同様での作用、効果を得ることができ、たとえばこの場合にもボディ部４１を製造するろう付けその他の熱処理を加える際に、ボディ部４１には熱膨張が大きく異なる永久磁石５８および磁極５７のいずれもがボディ部４１に接合されていないため、ボディ部４１に熱を加えても変形などを生じにくく、特に、入力空胴４６、中間空胴４７，４８，４９および出力空胴５０に変形を生じにくいので、共振周波数が変化したりするおそれがなく構成を複雑にすることなく製造工程も容易で所望の性能を得ることができる。
【００４４】
また、永久磁石５８の位置がドリフト管４５および入力空胴４６、中間空胴４７，４８，４９および出力空胴５０の近くに配置されるため、小さな永久磁石５８でもドリフト管４５内でより大きな周期磁界を得ることができるとともに、永久磁石５８の最外径寸法よりボディ部４１および磁極５７を小径化できるため、装置全体の小形化および軽量化が図れる。特に、入力空胴４６、中間空胴４７，４８，４９以外のドリフト管４５の周囲では、永久磁石５８を小径化でき、小型化および軽量化が図れる。
【００４５】
また、図１および図２に示す構成と同様に変形することができ、たとえばガンポールピース５４およびコレクタポールピース５５を設けなくても、同様の効果を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、非磁性体のボディ部にろう接などの熱を加えることなく磁性体の磁極を取り付けることができるため、非磁性体のボディ部と磁性体の磁極とで熱膨張率が異なっていても、ボディ部の空胴の形状が変化して空胴の共振周波数が変化するなどの状態がなくなるため、製造を複雑にすることなく、所望の性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクライストロン装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】同上磁極および永久磁石との関係を示す断面図である。
【図３】同上他の実施の形態のクライストロン装置を示す断面図である。
【図４】従来例のクライストロン装置を示す断面図である。
【符号の説明】
２１，４１　　ボディ部
２４，４５　　ドリフト管
２６，４６　　入力空胴
２７，２８，２９，４７，４８，４９　　中間空胴
３０，５０　　出力空胴
３６　　装着凹部
３７，５８　　永久磁石
３７ａ，５８ａ　　永久磁石体
３８，５７　　磁極
３８ａ，５７ａ　　磁極部
【図１】
2004014201.tif 000003
【図２】
2004014201.tif 000004
【図３】
2004014201.tif 000005
【図４】
2004014201.tif 000006