AT225808B - Auffängeranordnung für Laufzeitröhren - Google Patents

Description

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  Auffängeranordnung für Laufzeitröhren 
Die Erfindung betrifft eine Auffängeranordnung für Laufzeitröhren mit einem den Elektronenstrahl aufnehmenden und zum Entladungsraum mit einer Blende abgeschlossenen Hohlraum. 



   An den Auffänger für den Elektronenstrahl von Laufzeitröhren,   z. B. Wanderfeldröhren, RUckwärts-   wellenoszillatoren oder Klystrons werden bekanntlich folgende Forderungen gestellt. Der Auffänger muss die durch die Verlustleistung des Elektronenstrahls entstehende Wärme aufnehmen und nach aussen ableiten können. Dabei kann meist aus konstruktiven Gründen der Durchmesser und die Länge des Auffängers nicht beliebig gross gemacht werden. Der Auffänger muss ausserdem so ausgebildet sein, dass die beim Auftreffen des Elektronenstrahls auf die Auffängerwandung ausgelösten Sekundärelektronen nicht in den Entladungsraum gelangen können. 



   Die bisher bekannten Auffänger bestehen gewöhnlich aus einem Metallteil mit einem langgestreckten rohrförmigen Hohlraum, in den der Elektronenstrahl nach Durchlaufen des Entladungsraums gelangt. Der Hohlraum ist dabei elektrisch und magnetisch feldfrei. Infolge seiner Raumladung divergiert der Elektronenstrahl innerhalb des Hohlraums, so dass die Elektronen sich gleichmässig über die Innenwandung des Auffängers verteilen. Um zu verhindern, dass Sekundärelektronen in den Entladungsraum gelangen können, ist der Hohlraum zum Entladungsraum mit einer Blende abgeschlossen. Die Gleichspannung am Auffänger ist meist niedriger als die Spannung an den Systemteilen des   Verstärkerteils   der Röhre,   z. B.   der Verzögerungsleitung, eingestellt, um die Verlustleistung am Auffänger zu verringern. 



   Bei den beschriebenen, bekannten Auffängern muss der Hohlraum verhältnismässig lang sein, um eine genügend grosse Aufweitung des Elektronenstrahls zu erreichen und damit die zulässige Belastung der Auffängerwandung durch Elektronenaufprall nicht zu überschreiten. Insbesondere bei Hochleistungswanderfeldröhren oder Hochleistungsklystrons sind Längen des Auffängers erforderlich, die an die Grenze der konstruktiven Möglichkeiten heranreichen. Ausserdem hat es sich gezeigt, dass trotz der den Hohlraum abschliessenden Blende und der grossen Länge des Hohlraums nicht vermieden werden kann, dass die vor allem am   Auftängerboden   ausgelösten schnellen Sekundärelektronen den Auffänger verlassen.

   Besonders kritisch ist das Problem der Sekundärelektronen bei den Auffängern, die zur Herabsetzung der Verlustleistung mit einem kleineren Gleichpotential als z. B. die Verzögerungsleitung beaufschlagt sind, da bei diesen Auffängern die den Auffänger verlassenden Sekundärelektronen noch beschleunigt werden. 



   Um die geschilderten Schwierigkeiten zu überwinden, wird bei einer Auffängeranordnung für Laufzeitröhren mit einem den Elektronenstrahl aufnehmenden und zum Entladungsraum mit einer Blende abgeschlossenen Hohlraum nach der Erfindung vorgeschlagen, dass innerhalb des Hohlraums ein Magnetfeld mit zur Elektronenstrahlachse radial gerichtetem Feldlinienverlauf vorhanden ist. 



   Infolge des innerhalb des Hohlraums vorhandenen, zur Elektronenstrahlachse radial gerichteten Magnetfeldes erhalten- bei einer Auffängeranordnung nach der Erfindung die Elektronen des Elektronenstrahls zusätzlich zu ihrer Bewegung in Strahlrichtung eine Drehbewegung. Eine radial auf die Strahlachse gerichtete Lorentzkraft kann dabei nicht entstehen, so dass die auf Grund der Drehbewegung wirksam werjende Zentrifugalkraft die Elektronen radial nach aussen treibt. Je nach Grösse der radialen Feldstärke des Magnetfeldes kann man also über eine relativ kurze Strecke den Durchmesser des Elektronenstrahls belieJig rasch vergrössern.

   Das Magnetfeld bewirkt weiterhin, dass die aus der Seitenwandung des den Elektro-   lenstrahl aufl1ehmendenHohlraums   ausgelösten Sekundärelektronen die Auffängerwandung praktisch nicht 

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 verlassen können. Die aus dem Auffängerboden ausgelösten schnellen Sekundärelektronen werden durch das Magnetfeld so abgelenkt, dass sie auf die den Hohlraum abschliessende Blende bzw. auf die Seiten- wandung des Hohlraums auftreffen. Bei einer Auffängeranordnung nach der Erfindung ist also eine Emis- sion von Sekundärelektronen in den Entladungsraum der Röhre völlig unterbunden. 



   Weitere Merkmale der Erfindung sollen an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausftihrungsbei- spiele erläutert werden. Dabei sind alle Teile, die nicht zum Verständnis der Erfindung unbedingt not- wendig erscheinen, weggelassen. 



   Fig. 1 zeigt das auffängerseitige Ende einer Lauffeldröhre mit einer Auffängeranordnung nach der
Erfindung. Der topfförmige Auffänger 1 ist über einen Zwischenglasring 2 an einen z. B. aus Kovar be- stehenden   scheibenförmigen   Metallring 3 angeglast. Der Metallring 3 schliesst dabei das den Entladungs- raum der Röhre begrenzende Entladungsgefäss 4 ab und dient zur Halterung der wendelförmigen Verzöge- rungsleitung 5. Ein innerhalb der Verzögerungsleitung 5 über die Länge des Entladungsraums gebündelt geführter Elektronenstrahl 6 gelangt durch die Innenöffnung des Metallrings 3 und durch die Blendenöff- nung der den topfförmigen Auffänger 1 zum Entladungsraum hin abschliessenden Blende 7 in den Innen- raum des Auffängers 1.   Ausserhalb   des Auffängers 1 sind sternförmig um diesen z.

   B. vier stabförmige Per- manentmagnete 8 angeordnet. Díe Permanentmagnete 8 haben radial zur Strahlachse gerichtete Magnet- achsen, wobei alle dem Auffänger 1 benachbarten Pole gleichnamig sind. Durch diese Magnetanordnung entsteht innerhalb des aus unmagnetischem Material bestehenden Auffängers 1 ein Magnetfeldverlauf, wie er in der einen Schnitt nach der Linie AB der Fig. 1 darstellenden Fig. 2 mit den Pfeilen 9 angedeutet ist. Dieses Magnetfeld, das im übrigen auch mit einem den Auffänger 1 koaxial umschliessenden radial magnetisierten Ringmagnet erzeugt sein könnte, hat zur Folge, dass innerhalb des Auffängers die Elektronen des Elektronenstrahls eine Drehbewegung erfahren und somit radial nach aussen abgelenkt werden. Es ergibt sich also ein in Fig. 1 dargestellter Strahlverlauf.

   Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist es besonders vorteilhaft, am Boden des Auffängers, auf den nun praktisch keine Elektronen mehr auftreffen, ein Gettermaterial anzubringen. 



   Für Röhren mittlerer Leistung ist es in manchen Fällen bereits ausreichend, den Elektronenstrahldurchmesser innerhalb des den Elektronenstrahl aufnehmenden Hohlraums verhältnismässig wenig aufzuweiten. Für derartige Röhren ist ein Auffänger nach Fig. 3 besonders geeignet. Der Boden des wiederum topfförmigen Auffängers besteht aus unmagnetischen und die Seitenwandung 11 einschliesslich der den Auffänger zum Entladungsraum hin abschliessenden Blende aus magnetischem Material. Auf der Aussenseite des Auffängerbodens 10 sind mindestens zwei Stabmagnete 12 mit radial gerichteten Magnetachsen angeordnet. Ebensogut ist aber auch ein Ringmagnet mit radialer Magnetisierung verwendbar. Die der Strahlachse benachbarten Pole sind dabei gleichnamig, so dass sich ein durch die Pfeile 13 angedeuteter Magnetfeldverlauf ergibt.

   Dieser Magnetfeldverlauf führt zu einer Aufweitung des Elektronenstrahls 6 in der gezeichneten Weise. 



   Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemässe   Auffängeranordnung,   bei der der Auffänger aus einer Metallhülse 14 aus ferromagnetischem Material besteht. In die Metallhülse 14 ist auf der dem Entladungsraum abgewandten Seite ein Ringmagnet 15 mit radialer Magnetisierung eingesetzt. Der kegelförmig in den Hohlraum des Auffängers hineinragende Innendorn 16 bildet den magnetischen Gegenpol zur   Metallhül-   se 14. Der dabei durch die Pfeile 17 angedeutete, sich ergebende magnetische Feldlinienverlauf bewirkt wiederum eine Aufweitung des Elektronenstrahls 6. Um die am Auffänger in Form von Wärme auftretende Verlustleistung besser abführen zu können, ist die Metallhülse mit einem   Kupfermantel 18,   der mit Abstrahlflächen versehen sein kann, umgeben.

   Den Ringmagnet 15 schützt vor Elektronenaufprall ein auf den Innendorn 16 aufgeschobener Kupferring 18. 



   Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungbeispiele. Insbesondere ist sie mit Vorteil auch bei andern Laufzeitröhren mit einem gebündelten Elektronenstrahl anwendbar. Wesentlich ist nur, dass innerhalb des den Elektronenstrahl aufnehmenden Hohlraums des Auffängers ein Magnetfeld mit im wesentlichen rein'radial gerichtetem Feldlinienverlauf vorhanden ist. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Auffängeranordnung für Laufzeitröhren mit einem den Elektronenstrahl aufnehmenden und zum Entladungsraum mit einer Blende abgeschlossenen Hohlraum,'dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Hohlraums ein Magnetfeld mit zur Elektronenstrahlachse radial gerichtetem Feldlinienverlauf vorgesehen ist. <Desc/Clms Page number 3> EMI3.1