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Indirekt geheizte Glühkathode für Hochfrequenz-Elektronen-Entladungsvorrichtungen
Die Erfindung bezieht sich auf indirekt beheizte Kathoden, die sich zum Einbau in die infolge der kurzen Betriebswellenlängen engen und kleinen Innenräume von Laufzeitröhren eignen. Solche Röhren sind beispielsweise in den USA-Patentschriften Nr. 2, 245, 627, Nr. 2,250, 511 und Nr. 2, 259,690 sowie der österr. Patentschrift Nr. 181335 beschrieben.
Erfindungsgemäss ist eine indirekt geheizte Glühkathode mit hinter dem Elektronen emittierenden Körper angeordnetem Heizer für Hochfrequenz-Elektronenentladungsvorrichtungen, bei der ein den Heizer umgebendes Rohr vorgesehen ist, welches als Wärmeschirm für den Heizer dient, und der Heizer mecha- nisch im Abstand von ihm gehalten ist, wobei der Elektronen emittierende Körper nächst einem Ende des Rohres liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung zwischen Heizer und Rohr rartig ausgebildet ist bzw. er- folgt, dass zur Aufrechterhaltung eines hohen Wärmegefälles zwischen emittierendem Körper und WÅarmeschirm der Wärmepfad vom Heizer zum Rohr über linien- und bzw. oder punktförmige Zonen führt.
Bei den bisher bekannten Ausbildungen von Kathoden für Entladungsröhren des erwähnten Typs trat ein beträchtlicher direkter Wärmefluss vom Heizer auf die übrigen Bauteile der Kathode und von diesen auf die frequenzbestimmenden Elemente der Röhre auf, was naturgemäss erhebliche Nachteile im Betriebe derselben nach sich zog.
Die erfindungsgemässe Kathode ist wegen ihrer oben erwähnten Hauptmerkmal und der im folgenden noch hervortretenden Merkmale ihrer speziellen Ausführungsformen für die Anwendung in Laufzeitröhren besonders geeignet, und sie ist im Stande, die genannten Nachteile aufzuheben. Wird diese Kathode bei einer Hochfrequenzeinrichtung verwendet, bei der sich ein Resonator mit frequenzbestimmenden Elementen in nächster Nähe der Kathode befindet, so können infolge der auf ein Minimum reduzierten Wärrneabgabe keine merklichen Änderungen in den frequenzbestimmenden Elementen auftreten, so dass die Betriebsfrequenz der Röhre im wesentlichen konstant bleibt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird dieselbe nunmehr an Hand der Zeichnungen für beispielsweise Ausführungsformen näher erläutert, wobei auch noch weitere Merkmale hervorgehoben werden.
Fig. l ist ein Aufriss im Schnitt einer Röhre mit einer erfindungsgemässen Kathode, Fig. 2 ist ein Schnitt einer erfindungsgemässen Kathode, Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung einer abgeänderten Form der Kathode nach Fig. 2, Fig. 4 eine Variante der Ausführungsform nach Fig. 2.
In Fig. 1 ist eine Laufzeitröhre der Art wie in den erwähnten Patentschriften dargestellt. Elektronen von der Kathode 1 können in einem Strahl von rundem Querschnitt durch das Eingangsgitter 8 eines Hohlraumresonators 9 geworfen werden. Der Resonator 9 hat, wie ersichtlich, einen einspringenden Teil 1D, eine biegsame Abschlusswand 11, eine zylindrische Aussenwand 12 sowie eine feste, ebene Stirnwand 13, die der Wand 11 gegenüberliegt. Die Stirnwand 13 des Resonators 9 weist eine Öffnung auf und trägt ein zu dem Gitter 8 koaxiales und nächst demselben angeordnetes Gitter 14. Die Gitter 8 und 14 können aus einem Ring mit abwechselnd langen und kurzen radialen leitenden Stäben bestehen, welche ihrerseits in einem einspringenden Teil 10 der Stirnwand bzw. in der Wand 13 sitzen.
Die Elemente der Gitter 8 und 14kOn- nen aus Zirkonium oder andern, relativ wenig Sekundärelektronen emittierenden Metallen bestehen.
Knapp hinter und konzentrisch zu dem Gitter befindet sich die reflektierende Elektrode 18, welche, wie ersichtlich, schalenförmig ausgebildet sein kann. Der Reflektor 18 wird von einem Leiter 19 getragen, der
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besitzt einen Durchmesser, der dem Innendurchmesser des Schirmes 78'nahe kommt. Soweit der Schirm 78'über den Flansch 60 hinausragt, ist er verbreitert und schliesst an einen Zylinder 86 an, der gleich- falls aus Nickel ist und an seinem unteren Ende eine Abschlusswand 88 aufweist.
Der mit Al203 bedeckte und von der Heizspule 89 umgebene Teil des Leitungselementes 74 kann im Durchmesser mit dem restli- chen Teil desselben gleich oder auch etwas grösser sein, so dass ein leichterer Zusammenbau der Spule ermöglicht sowie eine grössereLeistungsfähigkeit erzielt werden. Selbstverständlich können die Heizwick- lungen 77 bzw. 89 normale Wickelspulen sein, aber auch solche mit geringer Selbstinduktion.
Wenn sowohl der Kegelstumpf 75 als auch der Schirm 78 aus Nickel bestehen, kann infolge der nor- malerweise hohen Betriebstemperatur einer solchen Kathode an der Kontaktlinie zwischen dem Kegel- stumpf 75 und der Ringnut 82 ein Verschmelzen auftreten, was eine verstärkte Wärmeübertragung von der
Kathode auf den Schirm zur Folge hätte.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 kann zur Vermeidung dieses unerwünschten Ergebnisses verwendet werden. Hiebei ist der grössere Durchmesser des Kegelstumpfes 75 kleiner als der Innendurchmesser des
Schirmes 78 ausgeführt, so dass drei Drähte 90, 90'und 90" aus Molybdän oder anderem geeignetem Material zwischen dem Kegelstumpf und dem Schirm eingefügt werden können. Die Drähte 90,90', 90" können allein durch Druck in Lage gehalten werden oder können gebogen in Schlitze 91,91', 91"ein- gebracht werden, die in die obere Stirnfläche des Schirmes 78 eingeschnitten sind. Hiebei wird das Ma-
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festgehalten sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Indirekt geheizte Glühkathode mit hinter dem Elektronen emittierenden Körper angeordnetem Heizer für Hochfrequenz-Elektronenentladungsvorrichtungen, bei der ein den Heizer umgebendes Rohr vorgesehen ist, welches als Wärmeschirm für den Heizer dient, und der Heizer mechanisch im Abstand von ihm gehalten ist, wobei der Elektronen emittierende Körper nächst einem Ende des Rohres liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung zwischen Heizer und Rohr derart ausgebildet ist bzw. erfolgt, dass zur Aufrechterhaltung eines hohen Wärmegefälles zwischen emittierende Körper und Wärmeschirm der Wärmepfad vom Heizer zum Rohr über linien-und bzw. oder punktförmige Zonen führt.