[发明专利]同轴型磁控管

说明书

技术领域

本发明涉及振荡（oscillate）微波的磁控管，尤其涉及在阳极谐振空腔的外侧具有外部空腔的同轴型磁控管的构造。

背景技术

一直以来，磁控管由于构造简单且能够高效地振荡大功率的微波，所以用于各种应用或装置。其中，作为需要精确地调谐振荡频率的设备，例如有为了避免干扰而精确地改变频率来进行探测的雷达、对具有高Q特性的窄频带的共振器投入精确地调谐而得到的微波并对电子施加加速电场的Linac（直线加速器）等。在使用于这样的应用、装置等的磁控管中，需要具有能够机械地改变频率的机构，作为其中之一，同轴型磁控管已实用化。

图6示出能够得到大功率的同轴型磁控管的一例，如图6所示，在配置于中心的阴极（cathode）1周围，作为阳极（anode）而设有配置成放射状的叶片（vane）2及接合有该叶片2的阳极圆筒3，通过该叶片2及阳极圆筒3而形成阳极谐振空腔50。另外，在该阳极圆筒3上设有狭缝（slot）4，通过在该阳极圆筒3周围配置圆筒状侧面6而形成与阳极谐振空腔50同轴的外部空腔60。而且，在阴极1的上下配置有极靴7a、7b，在上述外部空腔60内安装有调谐活塞（tuning piston）8，在与输入部9接合的输入侧结构体14上设有供冷却液通过的冷却用通路11。

上述极靴7a作为上部结构体12的一部分而安装，通过使该上部结构体12与上述圆筒状侧面6接合来组装磁控管，上述阳极圆筒3与输入侧结构体14接合，但不与上部结构体12接合，呈悬臂状态。

根据这样的结构，通过从外部使调谐活塞8的位置移动来改变外部空腔60的电抗，能够调整磁控管的共振频率，进而调整振荡频率。其结果为，能够精确地改变磁控管的振荡频率而调谐至应用、装置等所要求的频率。通过该磁控管，能够振荡高功率的微波，能够实现得到峰值功率为数MW、平均功率为数kW的高功率的设计。

然而，在这样的功率非常高的磁控管中，虽然得到高振荡效率，但对因阳极损耗而产生的热进行冷却的设计很重要。另外，上述叶片2由薄金属精密地制造，因此，当产生过热时，叶片有可能发生变形而对振荡特性产生影响，或发生熔解变形而有损作为磁控管的功能。因此，在高功率的磁控管中，提出有使水冷用液体接近阳极结构体而流动来进行冷却的设计，在图6的情况下，也通过在阳极圆筒3附近设置冷却用通路11来进行磁控管的冷却。

在下述的专利文献1（日本特开2004-134160号公报）中，示出了不是同轴型磁控管但使用冷却用液体的磁控管，在该例中为如下构造，即，沿接合有叶片的阳极圆筒的外壁面的周向设置冷却封套（jacket），使冷却液在该冷却封套中流动。通过这样的构造，能够高效地使在叶片周边产生的基于阳极损耗的热与液体进行热交换，从而能够降低包含叶片在内的阳极的温度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-134160号公报

专利文献2：日本特开平10-269953号公报

专利文献3：日本特开平10-302655号公报

发明内容

但是，通过上述专利文献2（日本特开平10-269953号公报）和专利文献3（日本特开平10-302655号公报）所示的构造也可知，在图6那样的同轴型的磁控管中，由于是在阳极圆筒3的外侧设置外部空腔60并使调谐活塞8上下移动的结构，所以无法采用专利文献1那样的冷却封套的构造，存在无法高效地进行磁控管的冷却的问题。

另一方面，在同轴型磁控管中，如上所述，阳极圆筒3呈仅与输入侧结构体14接合的悬臂状态，也存在无法从阳极圆筒3向外部良好地散热的问题。即，通常在磁控管中，为了严格遵守相对的极靴7a、7b之间的间隙的尺寸，如图6所示，进行如下设计：将成为误差主因的阳极圆筒3的长度设定得稍短并仅接合其一端，使上部结构体12侧的另一端自由。然后，在组装时，使上部结构体12相对于输入侧结构体14的间隔La准确地与规定值一致，并使该上部结构体12与圆筒状侧面6接合，由此，使极靴7a、7b之间的间隙配合规定尺寸。出于这样的理由，阳极圆筒3在输入侧结构体14上呈悬臂状态，在上部结构体12侧自由，其结果为，无法促进从阳极圆筒3的散热，从而无法提高冷却效率。

此外，在上述专利文献2等所示的图中，阳极圆筒与上下的极靴接触，但在要精确地设定极靴间的间隙的情况下，如上所述，需要使阳极圆筒的另一端自由。