KR200152101Y1 - 클라이스트론 - Google Patents

Abstract

본 고안은 마이크로파를 발생시키는 클라이스트론에 관한 것으로서, 캐소드(11)로부터 콜렉터(13)로 향해 가속되는 전자빔(15)의 밀도를 변조시키도록 상기 캐소드(11)와 콜렉터(13)사이에 튜브(60)가 배설된 클라이스트론에 있어서, 상기 튜브(60)의 외측에 한쌍의 마그네트(63,63')가 대향되게 배설되고, 상기 한쌍의 마그네트(63,63')의 양측에는 폴피스의 역활을 겸하도록 요크(65,65')가 결합되어 있는 것을 특징으로 하며, 이와 같이 구성되어 있으므로, 구조가 간단하고 조립이 용이하다.

Description

클라이스트론

제1도는 종래의 클라이스트론을 도시한 종단면도.

제2도는 제1도의 좌측면도.

제3도는 본 고안의 일실시예에 의한 클라이스트론을 도시한 종단면도(캐소드부 및 콜렉터부를 제거한 상태).

제4도는 제3도의 좌측면도(캐소드부를 제거한 상태)이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 캐소드 13 : 콜렉터

60 : 튜브 63,63' : 마그네트

65,65' : 요크 67 : 체결수단

본 고안은 마이크로파를 발생시키는 클라이스트론에 관한 것으로서, 특히, 폴피스의 역활을 겸하는 요크가 대향하는 한쌍의 마그네트의 외측에 배설되어, 구조가 간단하고 조립이 용이한 클라이스트론에 관한 것이다.

종래, 다수의 전자빔을 형성하는 클라이스트론은 제1도에 도시한 바와 같이, 전자를 방출하는 캐소드(11)와, 상기 캐소드(11)로부터 발생된 전자를 수집하는 콜렉터(13)와, 상기 캐소드(11)로부터 콜렉터(13)로 가속되는 전자들로 구성된 다수의 전자빔(15)의 밀도를 변조시키도록 상기 캐소드(11)와 콜렉터(13)사이에 배설된 튜브(50)와, 상기 전자빔(15)의 확산을 방지하여 상기 전자빔(15)이 일정한 크기를 유지하도록 상기 전자빔(15)의 길이방향을 따라 자속을 형성시키는 좌 우측마그네트(17,19)와, 상기 좌 우측마그네트(17,19)가 각각 배설되는 좌 우측폴피스(21,23)와, 상기 캐소드(11)로부터 전자를 발생시키도록 상기 캐소드(11)의 내부에 배설되어 상기 캐소드(11)를 가열하는 히터(25)와, 상기 콜렉터(13)에 부딪치는 전자에 의해 콜렉터(13)로부터 발생되는 열을 외부로 방출하도록 상기 콜렉터(13)에 배설된 방열부재(27)와, 자로의 역활을 함과 동시에 좌, 우측마그네트(17,19)를 서로 연결고정하도록 요크(29,29')와 체결부재(31,31')에 의해 결합되는 다수의 브라켓트(33)와, 밀도변화에 따른 마이크로파 에너지를 상기 튜브(50)로부터 끌어내는 출력단(35)으로 이루어져 있다.

또한, 상기 캐소드(11)와 콜렉터(13)간에는 상기 전자빔(15)을 가속시키도록 상기 캐소드(11)와 콜렉터(13)간에 일정한 전압을 걸어주는 도시하지 않은 가속수단이 배설되어 있다.

그리고, 상기 캐소드(11)로부터 발생되는 전자가 다수의 전자빔(15)을 형성하도록 상기 콜렉터(13)와 마주보는 캐소드(11)의 면의 다수곳에는 오목면이 형성되어 있고, 상기 오목면 이외의 캐소드(11)면에서는 전자가 방출되지 않도록 상기 오목면 이외의 캐소드(11)면에는 전자방출을 억제하는 재질(몰리브덴등)이 코팅되어 있다.

상기 좌 우측마그네트(17,19)는 상기 캐소드(11)와 콜렉터(13)의 외측에 각각 배설되어 상기 캐소드(11)로부터 콜렉터(13)로 흐르는 전자의 방향에 대해 반대방향으로 자속을 형성하도록 상기 좌측 마그네트(17)의 내면은 S극으로 형성되어 있음과 동시에 그 외면은 N극으로 형성되어 있고, 상기 우측 마그네트(19)의 내면은 N극으로 형성되어 있음과 동시에 그 외면은 S극으로 형성되어 있다.

그리고, 제2도에 도시한 바와 같이, 상기 좌 우측마그네트(17,19)는 상기 좌 우측폴피스(21,23)의 외주면에 방사상으로 배설되어 있다. 이때, 상기 좌 우측마그네트(17,19)는 브라켓트(33)을 사이에 두고 체결부재(31)에 의해 상기 요크(29)에 결합되어 있다.

상기 캐소드(11)의 좌측에는 상기 캐소드(11)를 지지하는 지지대(37,37')가 배설되어 있고, 상기 지지대(37,37')의 좌측단부에는 상기 지지대(37,37')를 지지하는 세라믹 홀더(39)가 배설되어 있으며, 상기 세라믹홀더(39)의 좌측면에는 도시하지 않은 전원공급장치에 전기적으로 접속되도록 전선(41,41')이 접속된 러그(43,43')가 배설되어 있다.

상기 지지대(37,37')의 내부에는 상기 코일에 전원을 공급하도록 일단은 상기 히터(25)에 전기적으로 접속됨과 동시에 타단은 상기 러그(43,43')에 전기적으로 접속되는 전선(45,45')이 배설되어 있다.

상기 방열부재(27)의 외주면에는 상기 콜렉터(13)로부터 발생되는 열이 외부로 용이하게 방출되도록 외부공기와의 접촉면적이 넓은 다수의 방열핀부재(47)가 부착되어 있다.

상기 튜브(50)는 튜브본체(51)와, 상기 튜브본체(51)내에 배설되어 상기 전자빔(15)이 흐르는 통로를 형성하는 다수의 채널관(53)으로 이루어져 있다.

상기 튜브본체(51)내에는 상기 전자빔(15)의 속도를 변화시킴으로써 상기 전자빔(15)의 밀도변조를 유도하는 다수의 캐비티(511,512,513,514)가 관통형성되어 있고, 상기 캐비티(511,512,513,514)내에는 도시하지 않은 신호원에 의해 고주파전계가 가해지는 갭(531,532,533,534)사이에 관통되게 다수의 드리프트공간(535)이 형성된 다수의 채널관(53)이 배설되어 있다.

즉, 상기 다수의 채널관(53)에 의해 형성된 다수의 갭공간 및 상기 다수의 채널관(53)의 내부에 형성된 관통구멍에 의해 상기 갭(531,532,533,534) 및 다수의 드리프트공간(535)이 형성된다.

그리고 상기 콜렉터(13)에 인접한 캐비티(514)에는 상기 출력단(35)이 배설되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 클라이스트론에서, 도시하지 않은 가속수단, 히터(25) 및 도시하지 않은 신호원에 전원이 인가되면, 상기 히터(25)가 발열하여 캐소드(11)를 가열하고, 상기 캐소드(11)의 오목면으로부터 전자가 방출된다.

상기 전자는 도시하지 않은 가속수단에 의해 상기 캐소드(11)와 콜렉터(13)간에 인가되어 있는 가속전압에 의해 채널관(53)에 형성된 다수의 관통구멍을 통하여 다수의 전자빔(15)으로 형성되면서 튜브(50)의 채널관(53)내에 유입된다. 이때, 상기 전자빔(15)은 좌 우측마그네트(17,19)에 의해 형성되는 화살표 방향의 자속에 의해 확산이 방지되어 일정한 크기로 유지됨과 동시에 화살표방향의 자속의 자속밀도에 의해 더욱 가속된다. 즉, 전자는 -입자의 흐름이므로 N극에서 S극방향으로 형성되는 자속의 자속밀도가 커지면 오른쪽 방향으로 흐르는 전자의 유동력은 커지는 것이다.

상기 튜브(50)의 채널관(53)내에 유입된 전자들이 첫번째 캐비티(511)의 갭(531)에 도달하면, 상기 갭(531)에는 도시하지 않은 신호원에 의해 고주파전계가 형성되어 있으므로 이 전자들은 이 고주파전계에 의해 제각기 속도가 변한다. 즉, 이 전자들은 속도변조되는 것이다.

속도변조를 받은 상기 전자들은 전계가 변화된 드리프트공간(535)을 지나갈때 변조된 제각기의 속도로 나아간다. 따라서, 가속을 받은 전자는 평균보다 앞쪽으로 나아가고, 감속을 받은 전자는 평균보다 늦어져서 점차 전자들은 덩어리를 만들게 된다. 이 작용에 의해 각 전자빔내에는 전자밀도의 불균일이 생긴다. 즉, 각 전자빔(15)은 밀도변조되는 것이다.

상기 전자빔(15)내의 전자가 계속진행하여 두번째 캐비티(512), 세번째 캐비티(513) 및 네번째 캐비티(514)에 순차적으로 도달될 때도 위에서 설명한 바와 같은 작용에 의해 전자의 속도변조가 일어나게 된다. 이로 인해 전자빔(15)내에서 전자밀도가 높았던 부분의 전자밀도는 더욱 높아진다. 이 높은 전자밀도를 갖는 전자빔(15)은 네번째 캐비티(514)에서 도시하지 않은 출력회로에 의해 마이크로파 에너지로 변환되어 출력단(35)을 통해 외부로 출력된다. 즉, 전자빔(15)의 밀도변화에 따른 에너지, 도시하지 않은 가속수단의 가속전압에 의한 전자의 운동에너지 및 좌 우측마그네트(17,19)에 의해 형성되는 자속의 자속밀도에 의한 전자의 운동에너지가 출력단(35)을 통해 외부로 출력되는 것이다.

그리고, 상기 전자빔(15)들의 밀도변조경향은 각 캐비티의 내부표면적에 비례하여 커진다는 것이 실험적으로 알려져 있다.

출력에 의한 운동에너지를 손실한 전자, 즉 전자빔(15)의 밀도변화의 매개체인 전자는 계속 진행하여 콜렉터(13)의 표면에 이른다. 상기 콜렉터(13)표면에 이른 전자는 상기 콜렉터(13)표면에 부딪치면서 상기 콜렉터(13)에 흡수되어 소멸한다. 이때, 마이크로파 에너지로 변환되지 못한 운동에너지에 의해 상기 콜렉터(13)표면에 부딪친 전자의 운동에너지는 열에너지로 변환되고, 상기 열에너지는 방열부재(27)를 통해 외부에 방산된다. 상기 방열부재(27)에 부착된 방열핀부재(47)는 방열효과를 높인다.

그런데, 이와 같이 구성된 종래의 클라이스트론에서는 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, 좌 우측폴피스(21,23)의 외주면에 방사상으로 배설된 다수개의 좌 우측마그네트(17,19)가 다수개의 체결부재(31,31')에 의해 고정되어 환형을 이루고, 상기 좌 우측폴피스(21,23)와 요크(29,29')가 분리되어 있으므로, 구조가 복잡하고, 조립이 용이하지 않다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 고안의 목적은 폴피스의 역활을 겸하는 요크를 대향하는 한쌍의 마그네트의 외측에 배설하므로써, 구조를 간단히 하고 조립을 용이하게 하는 클라이스트론을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 고안에 의한 클라이스트론은 캐소드로부터 콜렉터로 향해 가속되는 전자빔의 밀도를 변조시키도록 상기 캐소드와 콜렉터사이에 튜브가 배설된 클라이스트론에 있어서, 상기 튜브의 외측에 한쌍의 마그네트가 대향되게 배설되고, 상기 한쌍의 마그네트의 양측에는 폴피스의 역활을 겸하도록 요크가 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 일실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또, 제1도 및 제2도에 도시한 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다. 그리고, 본 고안의 일실시예에서는 3개의 캐비티를 가진 클라이스트론에 대해 예로 들어 설명한다.

제3도 및 제4도에 도시한 바와 같이, 도시하지 않은 캐소드(11)와 콜렉터(13)의 사이에는 상기 캐소드(11)로부터 유입된 전자들로 구성된 다수의 전자빔(15)의 밀도를 변조시키도록 튜브(60)가 배설되어 있고, 상기 튜브(60)의 반경방향으로 상기 튜브(60)의 외측에는 한쌍의 마그네트(63,63')가 대향되게 배설되어 있으며, 상기 마그네트(63)의 좌측면 및 상기 마그네트(63')의 우측면에는 폴피스의 역활을 겸하도록 요크(65,65')가 각각 배설되어 다수의 체결수단(67)에 의해 상기 한쌍의 마그네트(63,63')가 결합되어 있다.

상기 튜브(60)는 그 자체에 중공의 계단 원통형으로 된 튜브본체(69)가 형성되고, 상기 튜브본체(69)내의 계단부에는 캐비티를 형성하는 플레이트(71,73,75)가 순차적으로 배설되며, 상기 튜브본체(69)의 좌측단부에는 커버플레이트(77)가 배설되고, 상기 전자빔(15)의 통로를 형성시키도록 튜브본체(69)내에는 상기 플레이트(71,73,75)를 관통하여 채널관(79,81,83)이 배설된 구조로 되어 있다.

상기 튜브본체(69)는 제1,제2,제3캐비티(691,692,693)가 상기 플레이트(71,73,75) 및 커버플레이트(77)에 의해 용이하게 형성되도록 4단으로 된 중공의 원통형상으로 되고, 그 우측단은 상기 요크(65')를 지지하고, 상기 제3캐비티(693)를 형성하는 제3단의 외주면에는 출력단(84)이 삽입 배설되도록 관통구멍이 형성된 구조로 되어 있다.

상기 플레이트(71,73,75)의 중심부에는 상기 각 채널관(79,81,83)이 삽입배설되도록 관통구멍이 각각 형성되어 있다.

상기 채널관(79,81,83)의 내부 및 상기 커버플레이트(77)의 내부에는 상기 전자빔(15)을 안내하도록 다수의 관통구멍이 형성되어 있다.

상기 한쌍의 마그네트(63,63')는 그 내측이 일정한 반경으로 절개된 부채꼴대 형상으로서, 상기 캐소드(11)로부터 콜렉터(13)로 흐르는 전자의 방향에 대해 반대방향으로 자속을 형성하도록 상기 마그네트(63,63')의 좌측부는 S극으로 형성되어 있음과 동시에 그 우측부는 N극으로 형성되어 있다.

상기 요크(65,65')는 그 양측부가 절개된 원판형상으로서, 상기 캐소드(11) 및 콜렉터(13)가 배설되도록 그 중앙부에 일정한 깊이로 요입공간(65a, 65'a)이 형성되고, 상기 요입공간(65a, 65'a)의 저측면에는 상기 전자빔(15)을 안내하도록 다수의 관통구멍이 형성된 형상으로 되어 있다. 그리고, 상기 요크(65,65')의 길이방향으로 각 가장자리부에는 상기 마그네트(63,63')가 상기 체결수단(67)에 의해 체결되어 있다.

이때, 상기 체결수단(67)은 상기 마그네트(63,63')의 내부에 길이방향으로 가로질러 상기 요크(65,65')와 상기 마그네트(63,63')를 결합하는 볼트로 되어 있다.

그리고, 상기 요크(65,65') 및 마그네트(63,63')의 일측에는 설치용 브라켓(85)이 다수개 고정되어 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 일실시예에 의한 클라이스트론은 상기 튜브(60)를 사이에 두고 상기 요크(65,65')의 요입공간(65a, 65'a)을 서로 대향되게 배치하여 도시하지 않은 고정수단에 의해 고정하고, 상기 요크(65,65')의 가장자리부의 내측에는 상기 마그네트(63,63')를 삽입하여 상기 체결수단(67)에 의해 고정한 다음, 상기 요크(65)의 좌측에 캐소드(11) 및 세라믹 홀더(39)를 배설하고, 상기 요크(65')의 우측에 상기 콜렉터(13) 및 방열부재(27)를 배설하여 간단히 조립된다.

그리고, 클라이스트론에 전원이 인가되면, 제3도에서 화살표로 표시한 바와 같은 자계에 의한 자로가 형성됨과 동시에 캐소드(11)는 전자를 방출한다.

즉, 마그네트(63,63')의 우측부에서 나온 자력은 요크(65'), 튜브(60)내부 및 요크(65)를 순차적으로 따라 상기 마그네트(63,63')의 좌측부로 들어오는 자계를 형성시킨다. 이와 동시에, 상기 캐소드(11)로부터 방출된 전자는 도시하지 않은 가속수단 및 상기 마그네트(63,63')에 의해 형성된 자계에 의해 콜렉터(13)로 향해 흐르게 된다.

따라서, 상기 요크(65,65')는 폴피스의 역활을 겸하여 자계의 자로역활을 한다.

앞에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 클라이스트론은 폴피스의 역활을 겸하는 요크를 대향하는 한쌍의 마그네트의 외측에 배설하므로써, 구조를 간단히 함과 동시에 조립을 용이하게 한다는 매우 실용적인 고안이다.

Claims (3)

1. 캐소드(11)로부터 콜렉터(13)로 향해 가속되는 전자빔(15)의 밀도를 변조시키도록 상기 캐소드(11)와 콜렉터(13)사이에 튜브(60)가 배설된 클라이스트론에 있어서, 상기 튜브(60)의 외측에 한쌍의 마그네트(63,63')가 대향되게 배설되고, 상기 한쌍의 마그네트(63,63')의 양측에는 폴피스의 역활을 겸하도록 요크(65,65')가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 클라이스트론.
2. 제1항에 있어서, 상기 요크(65,65')는 그 양측부가 절개된 원판형상으로서, 상기 캐소드(11) 및 콜렉터(13)가 배설되도록 그 중앙부에 일정한 깊이로 요입공간(65a, 65'a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클라이스트론.
3. 제1항에 있어서, 상기 요크(65,65')와 상기 마그네트(63,63')는 상기 마그네트(63,63')의 내부에 길이방향으로 가로 지르는 볼트에 의해 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 클라이스트론.