CH331670A - Magnetron-Anodengebilde - Google Patents

Description

      Magnetron-Anodengebilde       Die vorliegende     Erfindung        betrifft    ein       Magnetron-Anodengebilde,    welches für Hoch  frequenzstabilität ausgebildet ist.  



  Die Arbeitsfrequenz eines     Magnetrons     ändert bei ändernder Umgebungstemperatur  und bei verschiedenen Eingangsenergien be  trächtlich, und zwar infolge der thermischen  Expansion und Kontraktion der     frequenz-.     bestimmenden Elemente. Diese Änderungen  treten während des Betriebes auf, und sogar  dann, wenn dauernde Deformationen des  Gebildes nicht auftreten, und sie stehen mit  den Dehnungseigenschaften der verschiede  nen an der Konstruktion beteiligten Mate  rialien in Beziehung.

   Bisher war jedoch die  Verwendung von Metallen mit geringer  Dehnung bei der Anodenkonstruktion von       Magnetronröhren    wegen     bimetallischen    Ef  fekten nicht möglich, welche an den Verbin  dungsstellen dieser Materialien mit andern  Teilen der Konstruktion entstanden. Der  artige     Effekte    können von verschiedenen  Koeffizienten thermischer Expansionen der  Materialien herrühren und können, bei ge  wissen Verbindungen, zu einem Bruch führen.  



  Gemäss der vorliegenden     Erfindung    sind  Teile des     Magnetron-Anodengebildes    aus Ma  terialien mit niederem thermischem Ausdeh  nungskoeffizienten hergestellt, welche mit gut  leitendem Material überzogen sind, wodurch in       Magnetronröhren    die Verwendung stabilerer  Metalle ohne schädliche     bimetallische    Effekte  möglich ist und ausserdem ein Wirkungsgrad  verlust infolge der schlechten Leitfähigkeit    von Metallen mit niederem thermischem  Ausdehnungskoeffizient vermieden wird.  



  Das erfindungsgemässe     Magnetron-An-          odengebilde,    welches eine Anzahl     Resonator-          fahnen    aufweist, die durch ein leitendes  Organ derart verbunden sind, dass eine Mehr  zahl getrennter     Resonatoren    entsteht, zeich  net sich dadurch aus, dass die genannten  Fahnen aus einem Material mit niederem.  thermischem Ausdehnungskoeffizienten be  stehen, welches Material mit einem gut lei  tenden Material mit einem höheren thermi  schen Ausdehnungskoeffizienten überzogen  ist, wobei die genannten Überzüge miteinan  der verbunden sind, derart, dass das ganze  Gebilde einen niederen- thermischen Aus  dehnungskoeffizienten und eine gute Leit  fähigkeit aufweist.  



  Vorzugsweise besteht auch das genannte  Organ aus einem Material mit niederem  thermischem     Ausdehnungskoeffizient    und ist  in gleicher Weise überzogen wie die Fahnen.  



  Das Material mit niederem thermischem       Ausdehnungskoeffizient    besteht vorzugs  weise aus     Molybdän    oder Wolfram und das  für die Überzüge verwendete Material besteht  vorzugsweise aus Kupfer, obwohl andere gut  leitende Metalle, wie z. B. Silber oder Gold,  verwendet werden können.  



  Vorzugsweise wird das vorgenannte An  odengebilde durch die Verwendung praktisch       L-förmiger    Elemente hergestellt, welche einen  radial verlaufenden Teil und einen von die-           sein    Teil aus in Umfangsrichtung verlaufen  den Teil aufweist. Diese Fahnenelemente  bestehen beispielsweise aus mit     Molybdän     oder Wolfram bedecktem Kupfer. Diese  Elemente können derart zusammengebaut  werden, dass die genannten Umfangsteile den  Umfang eines     Kreises    bestimmen, um welchen  ein Ring angeordnet ist, welcher diese Ele  mente starr zusammenhält. Die Enden der  Umfangsteile werden dann an die Enden der  benachbarten radial verlaufenden Teile an  gelötet.

   Durch diese Konstruktion wird in  jedem     Resonator    nur eine Lötverbindung  erhalten, im Vergleich zu zwei derartigen  Verbindungen in üblichen Konstruktionen,  wodurch die an diesen Verbindungsstellen  auftretende Dämpfung auf die Hälfte herab  gesetzt wird. Ausserdem kann die vergrösserte  Umfangsfläche dieser Fahnen mit dem ge  nannten Ring besser verlötet oder     sonstwie     verbunden werden.

   Zudem bestehen die üb  lichen Verbindungsringe, die in     Magnetron-          röhren    für einen     stabilen    Betrieb üblicher       Weise    benötigt werden, vorzugsweise eben  falls aus einem Metall mit niederem     Aus-          dehnungskoeffizienten,    welches mit gut lei  tendem Metall in gleicher oder ähnlicher  Weise wie die Fahnen überzogen ist.  



  Ein zweckmässiges Ausgangsmaterial zur  Herstellung der     Magnetronfahnen    besteht  aus Wolfram- oder     Molybdänblech,    welches  zuerst durch ein geeignetes Verfahren mit  einem Nickelüberzug versehen wird, worauf  an der mit Nickel überzogenen Oberfläche  ein Kupferüberzug angebracht wird. Es hat  sich gezeigt, dass das besondere, nachstehend  beschriebene Verfahren zum Überziehen von  Wolfram oder     Molybdän    ein zur Verwendung  in     Magnetronröhren    geeignetes Material lie  fert, welches imstande ist, den weitesten  Temperaturschwankungen standzuhalten,  welchen ein     Magnetron    unterworfen wird,  ohne dass dabei das     Magnetron    einen fest  stellbaren Schaden nimmt.  



  Nachstehend wird die     Erfindung    an Hand  einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug  nahme auf die Zeichnung näher beschrieben.    In der Zeichnung zeigt  Die     Fig.    1 eine Endansicht eines     Magne-          tron-Anodengebildes    ;  die     Fig.    2 einen längs der Linie 2-2 der       Fig.    1 geführten Schnitt;  die     Fig.    3 den Schnitt durch eine der  Fahnen der     Fig.    1;

    die     Fig.4    die schematische Darstellung  einer andern     Magnetronkonstruktion,    und  die     Fig.    5 einen längs der Linie 5-5 der       Fig.    4 geführten Schnitt.  



  In den     Fig.    1 und 2 ist der Hauptring des  Anodenkörpers mit 1 bezeichnet. Innerhalb  dieses Ringes ist eine Anzahl radial verlaufen  der Fahnen 2 montiert. Jede dieser Fahnen 2  weist einen radial verlaufenden Teil 3 und  einen in Richtung des Umfanges verlaufen  den Teil 4 auf. Die radialen Fahnen     erstrek-          ken    sich bis nahe zum Mittelpunkt des durch  die Teile 4 bestimmten Kreises. Die Teile 4  stehen mit den äussern Enden der radialen  Teile 3 in Verbindung, so dass     die    Teile 4  zusammen einen Kreis bestimmen, dessen  Radius praktisch gleich dem Innenradius des  Ringes 1 ist.

   Die miteinander in Berührung  stehenden Teile der aufeinanderfolgenden, in  beschriebener Weise     zusammengebauten    Fah  nen 2 werden z. B. durch Hartlöten mitein  ander verbunden, und in der gleichen oder  einer andern Weise am Ring 1 befestigt. Die       L-förmigen    Fahnen sind so ausgebildet,     dass     sie praktisch gleich sind, mit der Ausnahme,  dass bei jeder zweiten Fahne die Nuten für die  Verbindungsringe 5 und 6 auf den gegenüber  liegenden Seiten der Fahnen eine verschie  dene Tiefe aufweisen, wie dies aus der     Fig.    2  klar ersichtlich ist. Ausserdem sind zwei die  ser Fahnen 2 etwas anders gestaltet, um  einen der     Resonatoren    abzuschliessen, wie  dies bei 7 ersichtlich ist.

   Diese beiden Fahnen  haben je einen     Uförmigen    Teil, dessen Breite  gleich der Hälfte der normalen, am Umfang  gemessenen Breite der     sektorförmigen        Reso-          natoren    ist, so dass diese am gemeinsamen  Mittelpunkt zusammengefügt werden kön  nen. Der     Ausgangsresonator    8 ist durch das  erste und letzte Element 2 bestimmt, ohne  dass für diesen eine zusätzliche Fahne erfor-           derlich    wäre. Vorzugsweise wird im Anoden  ring 1 eine Öffnung 8 vorgesehen, welche der       Auskopplung    zu einem     Ausgangshohlleiter     oder dergleichen dient.  



  Jede der Fahnen besteht, wie dies die       Fig.    3 zeigt, aus einem Kern 9, der aus einem  Material mit niederem thermischen Ausdeh  nungskoeffizient, wie z. B.     Molybdän    oder  Wolfram, besteht. Dieser Kern 9 ist mit  einem Metall höherer Leitfähigkeit, wie z. B.  Kupfer, überzogen, welches den Überzug 10  bildet. Vorzugsweise ist auch die innere Ober  fläche des Anodenringes 1 mit Kupfer über  zogen, um eine geeignete Oberfläche für das  Anlöten der verschiedenen Fahnen zu schaf  fen. Beim Aufbau des erwähnten Gebildes  werden die Fahnen alle mit Hilfe einer zweck  mässigen Lehre zusammengebaut.

   Die     Löt-          masse    wird dann an den Berührungskanten  der Fahnen 2 aufgebracht, und das ganze  Gebilde erwärmt, um diese Teile miteinander  zu verlöten. Hierauf werden die Verbindungs  ringe 5 und 6 in ihre Lage gebracht und mit  jeder zweiten Fahne 2 verlötet. Der Anoden  ring 1 wird hierauf mit einer geeigneten  Lehre in seine Lage gebracht und die zu  sammengebauten Fahnen an dessen innerer  Fläche angelötet. Ein Kupferrohr 11, welches  vorzugsweise verhältnismässig dünn ist, wird  hierauf an der äussern Oberfläche des Ringes 1  befestigt, um das so entstandene Anoden  gebilde mit andern Teilen einer     Magnetron-          röhre    zu verbinden.

   Der Einfachheit halber  sind die übrigen Teile .des     Magnetrons    nicht  dargestellt.  



  Das aus     L.-förmigen    Fahnen bestehende,  in den     Fig.    1 bis 3 dargestellte Anodenge  bilde, stellt eine bevorzugte Ausführungs  form dar. Die     Fig.    4 und 5 zeigen eine weitere  Konstruktion, in welcher die Anodenfahnen  12 aus geraden, mit Kupfer überzogenen       Molybdänblechen    bestehen, welche mit der  Kupferauskleidung 13 des     Molybdänringes    14  verlötet ist. Falls erwünscht, kann wiederum  ein Aussenzylinder aus Kupfer vorgesehen  werden, um das ganze Anodengebilde mit  andern Teilen der Röhre zu verbinden.

   Man  erkennt, dass die Figuren und insbesondere    die     Fig.    4 und 5 rein schematisch gehalten  sind und weder für die relativen Dicken der  verschiedenen Teile noch für die relativen  Dimensionen dieser Teile ein naturgetreues  Bild ergeben.  



  Bei einem praktisch hergestellten     Magne-          tron,    welches gemäss den     Fig.    1, 2 und 3 für  den Betrieb im Bereich von 9000 MHz kon  struiert war, wurde eine beträchtliche     Fre-          quenzstabilität    über verhältnismässig grosse  Temperaturschwankungen erzielt.

   So wurde  bei einer Temperaturänderung von 110  C  nur eine     Frequenzverschiebung    von ungefähr  2,1 MHz festgestellt, während bei üblichen  vollständig aus Kupfer bestehenden     Magne-          tronkonstruktionen    für den Betrieb bei  gleicher Frequenz eine     Frequenzverschiebung     von ungefähr 20 MHz für die gleiche Tem  peraturänderung auftritt.  



  Es haben sich zahlreiche Versuche als  nötig erwiesen, um     Molybdän-    oder Wolfram  blech mit geeignetem Überzug zu erhalten,  welches die Erzielung der nötigen     Stabilität     bei den Temperaturänderungen gestattet,  wie sie beim Betrieb von     Magnetronröhren     üblicherweise     angetroffen    werden. Eine ge  wöhnliche     Kupferplattierung    auf einer     Molyb-          dänunterlage    erwies sich als ungeeignet, da  sich beim Betrieb der     Röhre    der Überzug  ablöste oder Blasen bildete, so dass die     Röhre     zerstört wurde.

   Ein geeignetes Verfahren zur  Herstellung geeigneter Bleche wird nach  folgend beschrieben:  Das     Molybdän    oder Wolfram wird zuerst  in üblicher Weise chemisch gereinigt und  hierauf     wird    dieses in einer niedrigen     pH-          Lösung,    welche negative Chlor- und Fluor  ionen enthält, oberflächenvernickelt. Das der  art vernickelte Blech wird hierauf auf eine  Dicke von ungefähr 0,005 mm mit Nickel  plattiert, worauf das plattierte Blech in  einer     inerten        Wasserstoffatmosphäre    auf  eine Temperatur von     ungefähr    1350  C ge  rade so lange erwärmt wird, dass das Nickel  vollständig flüssig wird.

   Auf das derart mit  Nickel überzogene Material kann das Kupfer  dann auf verschiedene Arten     aufgebracht     werden.      Ein Verfahren zur Aufbringung des  Kupfers beruht in der     Oberflächenverkupfe-          rung    des Gestells und der nachfolgenden       Plattierung    mit Kupfer bis auf eine Dicke  von ungefähr 0,005 mm, worauf das Gut ge  nügend erwärmt wird, damit das Kupfer in  das Nickel einschmelzt. Hierauf wird das so  behandelte Blech weiter mit Kupfer bis auf       die    gewünschte Dicke plattiert. Diese Dicke  kann genügend gross sein, um eine nachträg  liche Bearbeitung zu ertragen, falls dies er  wünscht ist.  



  Ein anderes Verfahren besteht einfach  darin, ein dünnes Kupferblech bzw. eine  Kupferfolie auf das vernickelte Material mit  einem geeigneten Lot aufzulöten.  



  Ein drittes Verfahren besteht darin, ein  Kupferblech auf das vernickelte Material  aufzuwalzen und hierauf die Dicke dieses  Kupferbleches zu vermindern, wobei der       Walzdruck    genügend gross ist, um eine Kalt  verschweissung des Kupfers mit dem Nickel  zu     bewirken.    Das Ganze wird hierauf in einer       inerten    Atmosphäre, wie z. B.     Wasserstoff,     auf eine Temperatur erwärmt, bei welcher  eine     Sinterung    des Kupfers und des Nickels       stattfindet.     



  Selbstverständlich könnte an Stelle des  Kupfers auch Silber oder Gold als gut leiten  des Materialverwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Magnetron-Anodengebilde, welches eine Anzahl Resonatorfahnen und ein leitendes Organ aufweist, welches die genannten Fah nen miteinander verbindet, um eine Anzahl getrennter Resonatoren zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Fahnen aus einem Material mit niederem thermi schem Ausdehnungskoeffizienten bestehen, welches mit einem gut leitenden Material mit höherem thermischem Ausdehnungs koeffizienten überzogen ist, und dass die genannten Überzüge miteinander verbunden sind, derart, dass das ganze Gebilde einen niederen thermischen Ausdehnungskoeffi zienten und eine gute Leitfähigkeit aufweist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Gebilde nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Fahnen j e aus einem radial verlaufenden Teil und einem in Richtung des Umfanges verlaufen den Teil bestehen, wobei die in Richtung des Umfanges verlaufenden Teile als Peripherie wände entsprechender Resonatoren dienen. 2. Gebilde nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten, in Rich tung des Umfanges verlaufenden Teile mit den äussern Enden benachbarter, radial ver laufender Teile verbunden sind, um durch gehend leitende Wände für die genannten Resonatoren zu schaffen. 3. Gebilde nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahnenmaterial mit niederem thermischem Ausdehnungs koeffizienten Molybdän ist. 4.

   Gebilde nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass das gut leitende Überzugsmaterial Kupfer ist, und dass der Kupferüberzug mit dem Molybdän durch einen dazwischen liegenden Nickelüberzug verbunden ist. 5. Gebilde nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch Verbindungsringe (5, 6), welche aus einem Metall mit geringer Leit fähigkeit und niederem thermischem Aus dehnungskoeffizient bestehen, und dass diese Verbindungsringe mit einem gut leitenden Metall überzogen sind. 6. Gebilde nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmaterial der Fahnen aus einem hochohmigenMetallbesteht. 7.

   Gebilde nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass das leitende Organ aus einem festen Ring besteht, welcher die in Richtung des Umfanges verlaufenden Teile der Fahnen umgibt und an diesen Teilen befestigt ist und dessen Innendurchmesser praktisch gleich dem Aussendurchmesser des durch die genannten Peripherieteile der Fahnen gebildeten Kreises ist.