(57)【要約】多電極コレクタ構造は、単一のセラミック絶縁円筒体を使って形成され、これはまた真空管容器としても働く。これらの電極又はコレクタ段は、間隔をあけて置かれた伝導コーティング材料を、段を分離するために使用することにより、絶縁円筒の内側に形成される。次に、必要に応じて、これらの電極領域を外部の電子回路につなげる。この結合は、貫通壁接続、金属化接合接続、及び他の従来の手段により、実施されることができる。セラミック絶縁体は、一般的には円筒形の形状とすることができ、セラミック材料の窒化アルミニウム、酸化ベリリウム、及び酸化アルミニウム等のような高温電気絶縁材料から形成することができる。絶縁体円筒の異なる段において内径で損失された電力から生じた熱は、セラミックを通して、通常の都市水のような冷却媒体に伝導される。
2006507648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁壁部、
前記電気絶縁壁部の内側部分に形成され、該電気絶縁壁部の内側部分に形成された金属化層を備える電極、及び、
前記電極を管の外部の端子に繋げる電気パス、
を備えることを特徴とする電子管。
【請求項２】
電気絶縁壁部と、
前記電気絶縁壁部の内側部分に形成され、該電気絶縁壁部の内側部分に形成された金属化層、及び複数の円形に配置されたフィンガー及びスロットを含む円筒銅部材を備える電極と、
を備え、前記フィンガーは、その遠位端において、前記金属化層に付けられ、さらに、
前記電極を管の外部の端子に繋げる電気パス、
を備えることを特徴とする電子管。
【請求項３】
前記電気絶縁壁部がセラミック材料を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の電子管。
【請求項４】
前記電気絶縁壁部がセラミック材料を含む
ことを特徴とする請求項2に記載の電子管。
【請求項５】
前記管が、さらに、該管の外部と熱接触する液体冷却機構を備える
ことを特徴とする請求項3に記載の電子管。
【請求項６】
前記管が、さらに、該管の外部と熱接触する液体冷却機構を備える
ことを特徴とする請求項4に記載の電子管。
【請求項７】
前記セラミックが、酸化アルミニウム、酸化ベリリウム、及び窒化アルミニウムから成る群から選択された材料を含む
ことを特徴とする請求項5に記載の電子管。
【請求項８】
前記管が、さらに、該管の外部と熱接触する液体冷却機構を備える
ことを特徴とする請求項6に記載の電子管。
【請求項９】
電気絶縁壁部を含む、管内の真空を維持するための真空容器手段、
前記絶縁壁部の内側に置かれた電気を伝導するための手段、及び、
前記絶縁壁部の外側に配置され、前記電気を伝導するための手段に電気的に結合される端子手段
を備える直線ビーム電子管
を備えることを特徴とする電子管。
【請求項１０】
前記電気を伝導するための手段が、金属化層を備える
ことを特徴とする請求項9に記載の電子管。
【請求項１１】
前記電気を伝導するための手段が、複数の円形に配置されたフィンガー及びスロットを有する円筒銅部材を備える
ことを特徴とする請求項9に記載の電子管。
【請求項１２】
前記フィンガーの遠位端が、前記絶縁壁部に蝋付けされる
ことを特徴とする請求項11に記載の電子管。
【請求項１３】
前記電気を伝導するための手段が、複数の円形に配置されたフィンガー及びスロットを有する円筒銅部材を備え、かつ、前記フィンガーの遠位端が前記金属化層に蝋付けされる
ことを特徴とする請求項10に記載の電子管。
【請求項１４】
前記真空容器手段が、セラミック材料を含む
ことを特徴とする請求項12に記載の装置。
【請求項１５】
前記真空容器手段が、セラミック材料を含む
ことを特徴とする請求項13に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空管及び電子管、及び、管の内側の電極を用いて、管の外部と電気信号を通信する同様な構造の分野に関するものである。
【０００２】
(関連出願の提示)
本出願は、発明者Rebert N.Tornoe、Yanxia Li、Paul A.Lrzeminski、Edmund T.Davies、Leroy L.Higgins、及びGorden R.Laveringの名前で2002年11月21日に出願された、「真空管電極構造」という名称の米国仮特許出願第60/428,390号に基づく優先権を主張するものであり、これは本出願で普通程度に所有される。
【背景技術】
【０００３】
電子真空管は、多様な目的のために使用される。そのような管の1つの種類は、直線ビーム電子管である。これらは、誘導出力管(IOT又はKlystrodes)、クライストロン等を含む。放送テレビジョン送信機、科学、及び産業市場において、IOTは、典型的には、470MHzから860MHzまでの極超短波(UHF)帯域における無線周波数(RF)増幅器として使用される。
特定のIOTは、単一電圧(典型的には、グラウンド)に維持される一段コレクタを用いて、使用済み電子を集める。このようなIOTの電気効率は、一段コレクタを多段電位低減コレクタ(MSDC)で置き換えることにより、改善することができる。MSDCの設計は、典型的には、一段が典型的には電位低減コレクタ段として働く、それぞれ異なる電位に維持される二又はそれ以上のコレクタを用いる。特定の動作状態のMSDCコレクタの付加で、IOTの電気効率を、一段コレクタでの約34%の近傍から約60%まで改善することができる。MSDC設計内の個々のコレクタは異なる電位で動作するので、それらを、電気的及び熱的に絶縁することが必要とされる。コレクタを互いから電気的に絶縁されるように維持するために、油又は脱イオン水を、典型的には冷却液体として使用し、それと同時にさらに伝導液体冷却を提供する。
【０００４】
(本発明の簡単な説明)
多電極コレクタ構造は、単一のセラミック絶縁円筒体を使って形成され、これはまた真空管容器としても働く。これらの電極又はコレクタ段は、間隔をあけて置かれた伝導コーティング材料を、段を分離するために使用することにより、絶縁円筒の内側に形成される。次に、必要に応じて、これらの電極領域を外部の電子回路につなげる。この結合は、貫通壁接続、金属化接合接続、及び他の従来の手段により、実施されることができる。セラミック絶縁体は、一般的には円筒形の形状とすることができ、セラミック材料の窒化アルミニウム、酸化ベリリウム、及び酸化アルミニウム等のような高温電気絶縁材料から形成することができる。絶縁体円筒の異なる段において内径で損失された電力から生じた熱は、セラミックを通して、通常の都市水のような冷却媒体に伝導される。
【０００５】
本明細書中に組み入れられ、かつ本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の一又はそれ以上の実施形態を図示し、詳細な説明とともに、本発明の原理及び実装を説明する働きをする。
【０００６】
(詳細な説明)
本発明の実施形態を、電子管の枠内でここで説明する。以下の本発明の詳細な説明は、例証的なものにすぎず、如何なる点でも限定されることを意図されたものではないということを、当業者は認識するであろう。このような本開示の恩恵を受ける当業者には、本発明の他の実施形態が容易に思い浮かぶであろう。ここで、添付図面に図示するように、本発明の実装に対し、参照番号が詳細に作成されるであろう。同じ又は同様な部分を参照するために、同じ参照番号表示が、図面及び以下の詳細な説明全体にわたって使用されるであろう。
【０００７】
明瞭さのため、ここで説明する実装の定常的な機能の幾つかを示し、説明する。もちろん、如何なるこのような実際の実装の開発においても、アプリケーション及びビジネス関連の制約の遵守のような開発者の個別の目標を達成するために、多数の実装特有の決定がなされなければならず、これらの個別の目標は、一実装から他の実装まで、及び一開発者から他の開発者までいろいろであるということがわかるであろう。さらに、このような開発努力は、複雑かつ時間のかかるものとなり得るが、それにもかかわらず、本開示の恩恵を受ける当業者の技術職務の日常的な請負業務となることがわかるであろう。
【０００８】
ここで図1を参照すると、本発明の実施形態による電子管10を示しており、これは、放送目的のためにUHF信号を増幅するために使用することのできるIOT又はKlystrodeである。電子管10は、一般的には、従来技術による軸16、陽極18、RF相互作用部分20、ドリフト管部分22、及び吸い込み管24、及び、本発明による多段電位低減コレクタ(MSDC)部分26に沿って伝わる電子ビームを生成するための陰極14を含む電子銃部12を含む。
【０００９】
MSDC26は、グラウンド電位に維持される第一の電極28を含む。MSDC26は、グラウンド電位にくらべて低減された電位に維持される第二の電極30を含む。第二の電極30は、管10の真空容器の一部を形成するセラミック管34の内側の一部をコーティングするように配置された金属化層32から形成される。MSDC26はまた、無酸素胴のような導電材料から製造され、従来手法で終端部分38に蝋付けされることのできる第三の電極36も含む。第三の電極36は、陰極のような望ましい電位、又はグラウンドにくらべて低減された電圧に維持されることができる。第三の電極36は、セラミック管34の絶縁(コーティングされていない)部40により、第二の電極30から電気的に絶縁される。絶縁部40は、導電コーティングされたセラミック又は金属材料から形成することのできるシールド42でスパッタリングされた材料により、導電になならいように保護される。同様に、第一の電極28、及び第二の電極30は、セラミック管34のコーティングされていない部分44により、互いから電気的に絶縁される。従って、シールド46は、コーティングされていない部分44が導電になる、及び電子により衝撃されるのを防ぐ。
【００１０】
金属化層32は、管の内側表面上に導電材料をメッキする、コーティングする、又はスパッタリングすることにより形成することができる。このような工程は、よく知られたモリブデンマンガン工程、又は当業者によく知られた他の工程を使って、銅又は他の導電金属のような導電材料を塗装、又はメッキすることを含む。
【００１１】
シールド42及び46は、コーティングされたセラミックの導電材料から形成されることができる、又は銅のような導電金属材料から製造されることができる。そのかわりに、それらは、セラミック管34に形成される、又は蝋付けされる、さもなければ所定の位置に固定して保持されることもできる。それらはまた、管10内の他の構成要素により正しい位置に置かれ、所定の位置に保持される単純なリングとすることもできる。シールド42及び46の目的は、様々な電極間の導電パスの形成を防ぎ、それにより、それらを一緒に短くするということである。
【００１２】
ここで図2又は3を参照すると、本発明の代替の実施形態を図示している。この実施形態では、MSDC48は、第二の電極50、及び第三の電極36を含む。ここで、図1の第二の電極30と第二の電極50との間の差異は、第二の電極50の場合、銅円筒52が管34内に挿入され、蝋付け材料54により所定の位置に保持されるということである。(繰り返される熱循環によって、セラミック管34にひびを入れる傾向があり得る)銅冷却による輪形応力を軽減して、セラミック管より早く収縮するために、示すように、複数の円形に配置された、その遠位端において蝋付け材料54及び/又は金属化層30に付けられているフィンガー57、及びスロット56を備えるように、スロット56で銅円筒52に穴をつけることにより、応力軽減を提供することができる。
【００１３】
図2及び3に図示する実施形態では、図1の実施形態と本質的に同じ方法で、シールド部42及び46を実装する。
【００１４】
冷却液体を冷却ポートの58、60の一方に提供し、もう一方のポートから取り除くことにより、MSDCに液体冷却を提供する。例えば、冷却液体がポート58に与えられ、ポート60から取り除かれる場合には、その液体は、一般的には図2の図面の矢印で示すように動くであろう。冷却オイル又は長いホースでの特別な注入水を用いてMSDC段間の高電圧絶縁を提供する必要なく、液体冷却を提供するために、都市水、又はエチレングリコールと水の50/50溶液等のような標準冷却液体を使用することができる。
【００１５】
ここで図4を参照すると、直線ビーム電子管以外の電子管62で、本発明の実施形態が利用される。管は、例えば三極管、又は四極管、又は同様な形式の真空管装置とすることができる。この実施形態では、絶縁部材64が管62の一部を取り囲む。部材64はセラミック円筒管とすることができ、装置62の真空壁の一部を形成することができる。上で説明したように、部材64の内側表面66は、金属化層又は金属部でコーティングされる。図3の実施形態のように、金属化は、層、管、又は応力軽減構造を持つ金属構造の形とすることができる。この実施形態では、表面66は、装置62の部材64で収容される領域の中に、及び/又はそこから外に信号を送るための電極とすることができる。それはまた、電子シールドとして働いて、ファラデーシールドのように信号漏れを防ぐことができる。
【００１６】
本発明の実施形態及び応用例を示し、説明する一方で、本発明の概念から逸脱することなく、上で言及したよりも多くの変更が可能であることが、本開示の恩恵を受ける当業者には明らかであろう。従って、本発明は、本特許請求の範囲の技術的範囲内ということを除いて、制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による電子管の断面図である。
【図２】本発明のもう1つの実施形態による電子管の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による、図2の電子管の一部の、より詳細に示した断面図である。
【図４】例えば円筒三極管又は四極管とすることのできる、本発明の実施形態による電子管の一部の断面図である。
【図１】
2006507648.tif 000003
【図２】
2006507648.tif 000004
【図３】
2006507648.tif 000005
【図４】
2006507648.tif 000006
【国際調査報告】
2006507648.tif 000007
2006507648.tif 000008
2006507648.tif 000009