<Desc/Clms Page number 1>
Elektronenstrahlerzeugungssystem für Laufzeitröhren
Die Erfindung betrifft ein Elektronenstrahlerzeugungssystem für Laufzeitröhren mit einem zwischen Zuganode und homogenem Magnetfeld angeordneten, den Elektronenstrahl umgebenden Metallzylinder.
Bekanntlich erzeugt man vielfach flache oder zylindrische Elektronenstrahlen mit einer sogenannten Pierce-Kanone und führt diese Elektronenstrahlen mit Hilfe eines Magnetfeldes über eine längere Weg-
EMI1.1
B. Elektronen-strahlen von 1/10 bis 3/10 mm Durchmesser und Strahlströme von 10 bis 50 mA. Die Frequenz eines solchen Oszillators wird durch die Spannung der Verzögerungsleitung bestimmt. Der Durchstimmbereich in der Frequenz ist etwa eine Oktave, wobei die Spannung um den Faktor 5-6 geändert werden muss. Spannungsverhältnisse von 600 Volt zu 3600 Volt bzw. von 200 Volt zu 1200 Volt sind dabei gebräuchlich.
Elektronenoptisch ist es unmöglich, mit den bekannten Elektrodenanordnungen bei so grossen Spannung- änderungen den Elektronenstrahl im Magnetfeld ohne übergrosse Welligkeit zu führen. Arbeitet man mit einer kleinen Anodenspannung, also mit Nachbeschleunigung, so kann die Strahlwelligkeit wesentlich kleiner gehalten werden als bei einer reinen Abbremsung. Man erhält dabei aber Perveanzen in der Grö- ssenordnung. von 5. 10.' A/vf. Elektronenkanonen mit so grossen Perveanzen, welche einen sehr feinen Elektronenstrahl mit hoher Stromdichte erzeugen sollen, haben aber den Nachteil, dass man kleine Ka- thoden-Anodenabstände erhält, wodurch diese Kanonen empfindlicher gegen mechanische Toleranzen sind als Kanonen mit kleiner Perveanz.
Es ist auch bekannt, dass Elektronenkanonen mit diesen Perveanzen und Abmessungen die theoretische Annahme homogener Strahlstromdichte nicht erfüllen, was auf thermische Transversalgeschwindigkeiten der Elektronen und unvermeidbare Linsenfehler in der Anode zurückzuführen ist.
Es ist bereits ein Elektronenstrahlerzeugungssystem bekannt, das zwischen Zuganode und homogenem Magnetfeld eine zweite zylindrische Anode hat, die auf einem Potential liegt, das höher ist als das der
EMI1.2
des Strahles bis zu einem gewissen Grad parallel gerichtet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Elektronenstrahlerzeugungssystem zu schaffen, bei dem der aus der Elektronenkanone austretende Elektronenstrahl so in das homogene Magnetfeld eingeschossen werden kann, dass der in diesem zylindrisch ohne nennenswerte Welligkeit verläuft, wobei die Elektronenkanone optimal dimensioniert werden kann. Erfindungsgemäss wird bei einem Elektronenstrahlerzeugungssystem für Laufzeitröhren mit einem zwischen Zuganode und homogenem Magnetfeld angeordneten dem Elektronenstrahl umgebenden Metallzylinder vorgeschlagen, die Länge des Perveanzzylinders mindestens gleich der Schwankungswellenlänge des Elektronenstrahles und das Potential des Perveanzzylinders niedriger als das der Zuganode zu machen.
An Hand der Zeichnung wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert, in der als Beispiel ein Elektronenstrahlerzeugungssystem für einen Rückwärtswellengenerator schematisch dargestellt ist.
Mit 1 ist die Kathode und mit 2 die Verzögerungsleitung des Rückwärtswellengenerators bezeichnet.
In bekannter Weise ist ein Wehneltzylinder 3 und eine Zuganode 4 vorgesehen. Zwischen Zuganode 4 und Verzögerungsleitung 2 liegt ein metallischer Zylinder 5. Unterhalb dieser schematischen Darstellung ist in einem Diagramm der zwischen Kathode und Verzögerungsleitung herrschende Potential verlauf skizziert.
<Desc/Clms Page number 2>
Das axiale magnetische Führungsfeld muss sich über den Zylinder 5 erstrecken. Dabei ist es nicht erforderlich, dass der Magnetfeldverlaufhomogen ist. Es kann beispielsweise das homogene Magnetfeld bei der Verzögerungsleitung 2 beginnen und der Anstieg dieses Feldes entlang des Zylinders 5 erfolgen. Es ist auch nicht erforderlich, dass der Magnetfeldverlauf räumlich uniform ist, er kann auch periodisch sein.
Durch den zylindrischen Teil 5 wird eine Perveanztransformation bewirkt - Teil 5 wird deshalb als Perveanzzylinder bezeichnet-die zusammen mit dem axialen Magnetfeld die Form des Elektronenstrahles beeinflusst.
Die Länge z des Perveanzzylinders muss so gewählt werden, dass sie mindestens gleich der Schwankungswellenlänge des Elektronenstrahles ist. Im Beispiel der Zeichnung ist die Länge des Perveanzzylin-
EMI2.1
EMI2.2
[cm],wobei U in Volt und B in Gauss gemessen ist. Diese Gleichung gilt allerdings nur, wenn die magnetische Feldstärke innerhalb des Perveanzzylinders konstant ist. Ist die Feldstärke inhomogen, was der Fall sein kann, wenn sich der Anstieg des Magnetfeldes über den Perveanzzylinder erstreckt, dann muss z grösser oder die Perveanzzylinderspannung Uperv kleiner gewählt werden. Die Spannung des Perveanzzylinders wählt man, falls möglich, so klein als zulässig, damit innerhalb des Perveanzzylinders möglichst viele Schwankungswellenlängen des Elektronenstrahles entstehen.
Man hat dann die Möglichkeit, durch ändern der Spannung des Perveanzzylinders die Eintrittsbedingungen des Elektronenstrahles in das homogene Magnetfeld, wie Eintrittsradius und Eintrittswinkel in weiten Grenzen zu regeln. Um die Elektronenkanone optimal zu dimensionieren, wählt man eine hohe Anodenspannung, so dass man eine kleine Perveanz er-
EMI2.3
oder kleiner 2, wodurch man eine Elektronenkanone mit fast konstanter Strahlstromdichte erhält.