DE102012100132A1 - Auffänger for a traveling wave tube and traveling wave tube with such a catcher - Google Patents
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Abstract
Für einen auf nur einer Wanderfeldröhre und für eine Wanderfeldröhre mit einem solchen Auffänger wird ein Aufbau angegeben, bei welchem zumindest eine erste Auffängerstufe eine magnetische Strahlbündelung und einen kleineren Durchmesser aufweist und wenigstens eine weitere Auffängerstufe mit gegenüber der ersten Auffängerstufe wesentlich größeren Durchmesser ausgebildet ist.For a on only one traveling wave tube and for a traveling wave tube with such a catcher, a construction is given in which at least one first catcher stage has a magnetic beam and a smaller diameter and at least one further catcher stage is formed with respect to the first catcher stage substantially larger diameter.
Description
Die Erfindung betrifft einen Auffänger für eine Wanderfeldröhre sowie eine Wanderfeldröhre mit einem solchen Auffänger.The invention relates to a catcher for a traveling wave tube and a traveling wave tube with such a catcher.
In Wanderfeldröhren wird in einer Elektronenstrahlquelle ein eng gebündelter Strahl beschleunigter Elektronen erzeugt und entlang einer Verzögerungsleitung durch ein Magnetfeld geführt. Die Elektronen des die Verzögerungsleitung verlassenden Elektronenstrahls werden in einem Auffänger, häufig auch als Kollektor bezeichnet, aufgefangen, um die Restenergie der Elektronen zumindest teilweise zurückzugewinnen und gleichzeitig den Rücklauf von Elektronen durch die Verzögerungsleitung zu verhindern. Der Auffänger ist üblicherweise mehrstufig mit auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen liegenden Auffängerstufen ausgeführt, um die durch Wechselwirkung des Elektronenstrahls mit einem Hochfrequenzsignal auf der Verzögerungsleitung am Ausgang der Verzögerungsleitung auftretende breite Geschwindigkeitsverteilung des Strahls zu berücksichtigen.In traveling-wave tubes, a tightly collimated beam of accelerated electrons is generated in an electron beam source and guided along a delay line through a magnetic field. The electrons of the electron beam leaving the delay line are trapped in a collector, often referred to as a collector, to at least partially recover the residual energy of the electrons and at the same time prevent the return of electrons through the delay line. The interceptor is usually designed in multiple stages with interceptor stages located at different electrical potentials in order to take into account the broad velocity distribution of the beam which occurs due to the interaction of the electron beam with a high-frequency signal on the delay line at the output of the delay line.
Für den mehrstufigen Auffänger sind prinzipiell rein elektrostatische Auffänger und Auffänger mit magnetischer Strahlführung gebräuchlich. Bei elektrostatischen Auffängern tritt für den Elektronenstrahl nach dem Verlassen des magnetischen Führungsfelds der Verzögerungsleitung schnell eine Strahlaufweitung auf, insbesondere durch elektrostatische Abstoßungskräfte zwischen den Elektronen. Bei den elektrostatischen mehrstufigen Auffängern, wie z. B. aus der
Bei den Auffängern mit magnetischer Strahlführung sind die Auffängerstufen mit größerer Baulänge, aber wegen der die Kollektorstufen umgebenden Ringmagnete mit kleinerem Durchmesser ausgeführt. Ein magnetisch fokussierter Kollektor ist z. B. in
Beim Auftreffen der Elektronen auf die Elektroden der Auffängerstufen entsteht in den Elektroden Verlustwärme, welche nach außen zu einem die mehreren Auffängerstufen umgebenden vakuumdichten Gehäuse abgeführt werden muss. Die Abführung der Verlustwärme erfolgt typischerweise über elektrisch isolierende Distanzanordnungen zwischen metallischen Innenwandflächen des Gehäuses und zu diesen im wesentlichen parallelen Elektrodenmantelflächen der Elektroden. Die Distanzanordnungen können insbesondere als ein oder mehrere Keramikringe ausgeführt sein, deren Außenflächen an der Innenwand des Gehäuses und deren Innenflächen an den Mantelflächen der Elektroden anliegen, wie z. B. in der
Es sind auch Kombinationen von elektrostatisch fokussierten Auffängern mit Magnetanordnungen bekannt. So ist z. B. in der
In der
Bei einem aus der
Die Leistungsfähigkeit einer Wanderfeldröhre ist maßgeblich durch die thermische Belastbarkeit der Elektroden des Auffängers und den Wirkungsgrad des Auffängers im Sinne einer möglichst geringen Wärmeentwicklung und einer geringen Rate zurücklaufender Elektronen bestimmt. Die Wärmeabfuhr von den Elektroden zu dem Auffängergehäuse ist besonders vorteilhaft über radial zwischen dem Gehäuse und im wesentlichen kreiszylindrischen Elektrodenmantelflächen der Elektroden liegenden isolierenden Keramikringen mit flächigen Wärmekontakt zu dem Gehäuse und zu den Elektrodenmantelflächen erreichbar.The performance of a traveling-wave tube is largely determined by the thermal load capacity of the electrodes of the collector and the efficiency of the collector in terms of the lowest possible heat generation and a low rate of returning electrons. The heat dissipation from the electrodes to the catcher housing is particularly advantageously achievable via insulating ceramic rings located radially between the housing and essentially circular-cylindrical electrode jacket surfaces of the electrodes with surface heat contact to the housing and to the electrode jacket surfaces.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen weiter verbesserten Auffänger für eine Wanderfeldröhre und eine Wanderfeldröhre mit einem solchen Auffänger anzugeben.The present invention has for its object to provide a further improved Auffänger for a traveling wave tube and a traveling wave tube with such a catcher.
Erfindungsgemäße Lösungen sind in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Solutions according to the invention are described in the independent claims. The dependent claims contain advantageous refinements and developments of the invention.
Es zeigt sich überraschend, dass durch den erfindungsgemäßen Aufbau eines Auffängers für eine Wanderfeldröhre gegenüber den bewährten Auffängern nach dem elektrostatischen Prinzip und den Auffängern mit magnetischer Strahlbündelung noch eine deutliche Steigerung der Nennleistung einer Wanderfeldröhre bei sonst gleichem konstruktiven Aufbau erreicht werden kann.It turns out, surprisingly, that the construction according to the invention of a collector for a traveling-wave tube can still achieve a significant increase in the rated output of a traveling-wave tube with the same structural design compared with the tried-and-tested collectors based on the electrostatic principle and the collectors with magnetic beam bundling.
Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau eines Auffängers ist insbesondere für die erste der mehreren Auffängerstufen vorteilhafterweise ein geringerer Innendurchmesser und Außendurchmesser der Distanzanordnung und eine vorteilhaft große Baulänge und für wenigstens eine weitere, von der Strahleintrittsöffnung des Auffängers weiter entfernte Auffängerstufe ein gegenüber der ersten Auffängerstufe größerer Innen- und Außendurchmesser der Distanzanordnungen, insbesondere auch des Durchmessers der Elektrodenmantelflächen der den Auffängerstufen jeweils zugeordneten Elektroden vorgesehen.In the construction of a catcher according to the invention, in particular for the first of the plurality of catcher stages advantageously a smaller inner diameter and outer diameter of the spacer assembly and an advantageously large overall length and for at least one further, from the beam inlet opening of the catcher farther Auffängerstufe a relation to the first Auffängerstufe larger indoor and Outer diameter of the distance arrangements, in particular also the diameter of the electrode jacket surfaces of the catcher stages respectively associated electrodes.
Die bezüglich der Längsachse radialen Dicken der Distanzanordnungen, welche vorzugsweise als Keramikringe ausgeführt sind, sind vorteilhafterweise im wesentlichen auf geringe Dicken bei der erforderlichen elektrischen Isolation und der mechanischen Stabilität dimensioniert. Die Keramikringe können auch einheitliche Dicken für unterschiedliche Spannungen der einzelnen Auffängerstufen besitzen. Im folgenden sei ohne Beschränkung der Allgemeinheit von einer im wesentlichen einheitlichen radialen Dicke von als Distanzanordnungen eingesetzten Keramikringen ausgegangen. Anstelle von umlaufend geschlossenen Keramikringen können auch mehrere um den Umfang der Innenwand der Auffängerhülle verteilt angeordnete, die mechanische Fixierung, die elektrische Isolation und die Wärmeleitung übernehmende Distanzkörper vorgesehen sein.The radial thicknesses of the spacer arrangements, which are preferably designed as ceramic rings with respect to the longitudinal axis, are advantageously dimensioned essentially to small thicknesses with the required electrical insulation and the mechanical stability. The ceramic rings may also have uniform thicknesses for different tensions of the individual catcher stages. In the following, without limiting the generality, a substantially uniform radial thickness of ceramic rings used as distance arrangements is assumed. Instead of circumferentially closed ceramic rings can also be provided a plurality of distributed around the circumference of the inner wall of the catcher shell, the mechanical fixation, the electrical insulation and the heat transfer absorbing spacer body can be provided.
Ein geringer Durchmesser der Elektrodenmantelfläche der ersten Auffängerstufe erweist sich als vorteilhaft für die Ableitung von den bei dieser Auffängerstufe vor allem nahe bei der Längsachse konzentrierten Wärmeeintrag durch Auftreffen von Elektronen auf die eine enge Öffnung umgebende Elektrode. Vorteilhafterweise beträgt für die erste Auffängerstufe der Innendurchmesser der Distanzanordnung, der als im wesentlichen gleich zum Durchmesser der Elektrodenmantelfläche angesehen sei, nicht mehr als 200 %, insbesondere nicht mehr als 150 % der axialen Erstreckung der Anlagefläche von Distanzanordnung und Elektrodenmantelfläche. Durch den geringen Innendurchmesser der Distanzanordnung kann die nahe bei der Elektrodenöffnung einfallende Verlustwärme schnell zu der Elektrodenmantelfläche abfließen und dort über den Keramikring zur Außenhülle des Auffängers abgeleitet werden. Der geringe Durchmesser der Elektrodenmantelfläche ermöglicht einen damit korrespondierenden geringen Außendurchmesser des Keramikrings und entsprechend einen geringen Außendurchmesser der Auffängerhülle, was vorteilhaft für die von der Magnetanordnung im Bereich dieser Stufe strahlbündelnd wirksame Magnetfeldstärke nahe der Längsachse ist. Die Magnetanordnung ist vorzugsweise durch wenigstens einen Ringmagneten um das Gehäuse gebildet.A small diameter of the electrode shell surface of the first catcher stage proves to be advantageous for the discharge of the heat input concentrated in this catcher stage, particularly close to the longitudinal axis, by the impact of electrons on the electrode surrounding a narrow opening. Advantageously, for the first catcher stage, the inner diameter of the spacer arrangement, which is considered to be substantially equal to the diameter of the electrode shell surface, not more than 200%, in particular not more than 150% of the axial extent of the contact surface of the spacer assembly and electrode shell surface. Due to the small inner diameter of the spacer arrangement, the heat loss occurring near the electrode opening can flow off quickly to the electrode jacket surface and be discharged there via the ceramic ring to the outer shell of the collector. The small diameter of the electrode sheath surface allows a corresponding small outer diameter of the ceramic ring and correspondingly a small outer diameter of the Auffängerhülle, which is advantageous for the magnetic arrangement in the region of this level beam bundling effective magnetic field strength near the longitudinal axis. The magnet arrangement is preferably formed by at least one ring magnet around the housing.
Durch die Strahlbündelung mittels der Magnetanordnung kann in Längsrichtung der Abstand zur nächsten Auffängerstufe bei der Längsachse wesentlich größer gewählt werden als bei einer ersten Elektrode eines rein elektrostatischen Auffängers. Der größere Abstand zur Elektrode der nächsten Auffängerstufe ermöglicht wiederum vorteilhafterweise eine große axiale Abmessung der Anlagefläche der Elektrodenmantelfläche und des an dieser anliegenden Keramikrings, so dass sich trotz geringen Außen- und Innendurchmessers des Keramikrings insgesamt vorteilhaft große Anlageflächen des Keramikrings an die Elektrodenmantelfläche und an die Innenwand des Gehäuses und eine gute Wärmeabführung von der Elektrode auf das Gehäuse ergeben.Due to the beam bundling by means of the magnet arrangement, the distance to the next catcher stage in the longitudinal axis can be selected to be substantially greater in the longitudinal direction than in the case of a first electrode of a purely electrostatic collector. The larger distance to the electrode of the next Auffängerstufe in turn advantageously allows a large axial dimension of the contact surface of the electrode shell surface and the adjoining ceramic ring, so that despite small outer and inner diameter of the ceramic ring overall advantageous large contact surfaces of the ceramic ring to the electrode shell surface and to the inner wall of the housing and good heat dissipation from the electrode to the housing.
Bei der wenigstens einen weiteren Elektrode, bei welcher vorzugsweise keine Magnetanordnung zur Strahlbündelung bei der Längsachse mehr gegeben ist, sind durch den größeren Innen- und/oder Außendurchmesser des Keramikrings und korrespondierend damit durch den größeren Durchmesser der Elektrodenmantelfläche große Anlageflächen des Keramikrings zu Gehäuseinnenwand und zu Elektrodenmantelfläche gegeben. Für eine solche weitere Auffängerstufe ist typischerweise auch bei bekannten rein elektrostatischen Auffängern eine größere Baulänge der Elektrodenmantelfläche gegeben als für die erste Stufe, so dass bei dem erfindungsgemäßen Aufbau für die Elektrode einer solchen weiteren Auffängerstufe durch den größeren Innen- und/oder Außendurchmesser des Keramikrings in Verbindung mit der größeren Baulänge große Anlageflächen für die Wärmeabführung von der Elektrode zum Gehäuse gegeben sind. Bei einer solchen weiteren Auffängerstufe ohne magnetische Strahlführung ist der Wärmeeintrag durch auftreffende Elektronen nicht auf einen der Längsachse nahen Bereich konzentriert, so dass der gegenüber der ersten Auffängerstufe größere Durchmesser der Elektrodenmantelfläche nicht von besonderem Nachteil ist.In the case of the at least one further electrode, in which preferably no magnet arrangement for beam focusing in the longitudinal axis is given more, the larger inner and / or outer diameter of the ceramic ring and corresponding thereto by the larger diameter of the electrode lateral surface are large contact surfaces of the ceramic ring to housing inner wall and to Given electrode surface. For such a further Auffängerstufe a greater length of the electrode shell surface is typically given in known purely electrostatic Auffängern than for the first stage, so that in the inventive structure for the electrode of such a further Auffängerstufe by the larger inner and / or outer diameter of the ceramic ring in Connection with the larger overall length are given large contact surfaces for heat dissipation from the electrode to the housing. In such a further catcher stage without magnetic beam guidance, the heat input by incident electrons is not concentrated on an area close to the longitudinal axis, so that the larger diameter of the electrode jacket area than the first catcher stage is not of particular disadvantage.
Der Innendurchmesser der Distanzanordnung der wenigstens einen weiteren Auffängerstufe ist vorteilhafterweise um wenigstens 25 %, insbesondere wenigstens 40 % größer als Innendurchmesser der ersten Stufe. Auch der Außendurchmesser der Distanzanordnung ist bei der wenigstens einen weiteren Auffängerstufe größer als bei der ersten Auffängerstufe, wobei die relativen Unterschiede bei den Außendurchmessern geringer sein können. Bei der angenommenen, im wesentlichen gleichen Dicke der Keramikringe innerhalb der mehreren Stufen sind Innendurchmesser und Außendurchmesser der Keramikringe miteinander korreliert. Insbesondere seien bei gegebenenfalls unterschiedlichen radialen Dicken der Keramikringe in den einzelnen Auffängerstufen die Unterschiede in den Dicken klein gegen die Unterschiede in den Innendurchmessern und Außendurchmessern.The inner diameter of the spacer arrangement of the at least one further catcher stage is advantageously at least 25%, in particular at least 40%, larger than the inner diameter of the first stage. Also the Outer diameter of the spacer assembly is larger in the at least one further catcher stage than in the first catcher stage, wherein the relative differences in the outer diameters may be smaller. With the assumed substantially equal thickness of the ceramic rings within the multiple stages, the inner diameter and outer diameter of the ceramic rings are correlated with each other. In particular, with possibly different radial thicknesses of the ceramic rings in the individual catcher stages, the differences in the thicknesses are small compared to the differences in the inner diameters and outer diameters.
In vorteilhafter Ausführungsform können bei der ersten Auffängerstufe die radiale Dicke der Distanzanordnung und die Spannung der Elektrode gegen die Auffängerhülle geringer sein als bei der wenigstens einen weiteren Auffängerstufe. Durch die geringere radiale Dicke wird die Wärmeableitung von der Elektrode zur Auffängerhülle vorteilhafterweise verbessert und bei gegebenem Durchmesser der Elektrodenmantelfläche kann die Außenhülle und damit auch die Magnetanordnung im Bereich der ersten Auffängerstufe näher an die Längsachse rücken.In an advantageous embodiment, in the first catcher stage, the radial thickness of the spacer assembly and the tension of the electrode against the catcher shell may be less than in the at least one further catcher stage. Due to the smaller radial thickness, the heat dissipation from the electrode to the catcher shell is advantageously improved, and given a diameter of the electrode shell surface, the outer shell and thus also the magnet arrangement can move closer to the longitudinal axis in the region of the first catcher stage.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Abbildung in
Der aus der Verzögerungsleitung austretende gebündelte Elektronenstrahl ES tritt in eine Strahleintrittsöffnung OE des Auffängers ein, welche durch eine die Längsachse LA umgebende Öffnung in der Elektrode E1 der ersten Auffängerstufe A1 begrenzt ist. Die Öffnungsweite der Öffnung OE ist klein, um im Auffänger umkehrende Elektronen weitgehend abzufangen. Die Elektrode E1 setzt sich von der Strahleintrittsöffnung OE bezüglich der Längsachse LA radial nach außen fort, wobei die Elektrode in diesem Abschnitt typischerweise einen leicht konischen Verlauf zeigt. Der konische Verlauf der Elektrode E1 der ersten Auffängerstufe A1 führt zu einer Elektrodenmantelfläche M1 der ersten Elektrode E1, welche im skizzierten bevorzugten Ausführungsbeispiel im wesentlichen kreiszylindrisch um die Längsachse LA verläuft. Die bezüglich der Längsachse LA axiale Erstreckung der kreiszylindrischen Elektrodenmantelfläche M1 ist mit L1 bezeichnet.The bundled electron beam ES emerging from the delay line enters into a beam entry opening OE of the catcher, which is delimited by an opening in the electrode E1 of the first catcher stage A1 surrounding the longitudinal axis LA. The opening width of the opening OE is small in order to largely intercept inverting electrons in the receiver. The electrode E1 continues radially outward from the beam entry opening OE with respect to the longitudinal axis LA, wherein the electrode typically has a slightly conical course in this section. The conical profile of the electrode E1 of the first catcher stage A1 leads to an electrode jacket surface M1 of the first electrode E1, which in the preferred embodiment outlined extends essentially circularly about the longitudinal axis LA. The axial extent of the circular-cylindrical electrode jacket surface M1, which is axial with respect to the longitudinal axis LA, is denoted by L1.
Die Elektrodenmantelfläche M1 der Elektrode E1 der ersten Auffängerstufe AS1 liegt an der Innenfläche eines Keramikrings R1 an. Die radial nach außen weisende Fläche des Keramikrings R1 liegt an der Innenwand einer Außenhülle AH des Auffängers an.The electrode jacket surface M1 of the electrode E1 of the first catcher stage AS1 bears against the inner surface of a ceramic ring R1. The radially outwardly facing surface of the ceramic ring R1 bears against the inner wall of an outer shell AH of the collector.
Die Außenhülse AH ist typischerweise metallisch und kann insbesondere aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere Kupfer, Aluminium, Magnesium oder Legierungen mit solchen Materialien bestehen. Der Keramikring R1 dient zum einen zur mechanischen Festlegung der Elektrode E1 der ersten Auffängerstufe AS1 und des weiteren zur elektrischen Isolation der Elektrode E1 gegen die Außenhülle AH und zur Übertragung von an der Elektrode E1 anfallender Verlustwärmeleistung auf die Außenhülle AH. Das Wärmeleitvermögen der typischerweise eingesetzten keramischen Materialien ist gering im Vergleich zu dem Wärmeleitvermögen der metallischen Elektrode E1 bzw. der metallischen Außenhülle AH, so dass nachfolgend davon ausgegangen wird, dass der Wärmeleitwiderstand bei der Ableitung von an der Elektrode E1 anfallender Verlustwärmeleistung auf die Außenhülle AH bzw. eine mit dieser gut wärmeleitend verbündende Kühleinrichtung im wesentlichen durch den Keramikring R1 bestimmt ist. Für den Wärmeleitwiderstand des Keramikrings R1 sind neben den Materialeigenschaften des eingesetzten keramischen Materials insbesondere die radiale Dicke DR des Keramikrings und die Größe der Anlageflächen des Keramikrings am Außendurchmesser zur Außenhülle AH und am Innendurchmesser zur Elektrodenmantelfläche M1 bestimmend. Der Innendurchmesser des Keramikrings R1 ist mit D1 bezeichnet. Die Wandstärke der Elektrodenmantelfläche M1 sei gering gegen den Durchmesser D1 und die Ringdicke DR und daher bei den folgenden Betrachtungen vernachlässigt.The outer sleeve AH is typically metallic and may in particular consist of a good heat-conducting material, in particular copper, aluminum, magnesium or alloys with such materials. The ceramic ring R1 serves for the mechanical fixing of the electrode E1 of the first catcher stage AS1 and furthermore for the electrical insulation of the electrode E1 against the outer shell AH and for the transfer of heat loss at the electrode E1 to the outer shell AH. The thermal conductivity of the ceramic materials typically used is small in comparison to the thermal conductivity of the metallic electrode E1 or the metallic outer shell AH, so that it is assumed below that the thermal resistance in the derivation of loss of heat at the electrode E1 on the outer shell AH or . A cooling device with this good thermally allied cooling device is essentially determined by the ceramic ring R1. In addition to the material properties of the ceramic material used, the radial thickness DR of the ceramic ring and the size of the contact surfaces of the ceramic ring on the outer diameter of the outer shell AH and on the inner diameter of the electrode shell area M1 are decisive for the thermal resistance of the ceramic ring R1. The inner diameter of the ceramic ring R1 is denoted by D1. The wall thickness of the electrode lateral surface M1 is small compared to the diameter D1 and the ring thickness DR and therefore neglected in the following considerations.
Am Außenumfang der Wand der Außenhülle AH ist im Längsbereich der ersten Auffängerstufe AS1, insbesondere in einem in Richtung des Elektronenstrahls axial nach der Öffnung OE der Elektrode E1 liegendem Längsbereich, eine Magnetanordnung angeordnet, welche vorzugsweise als Ringmagnet RM1 mit in Längsrichtung entgegen gesetzten Magnetpolen ausgebildet ist. Die Magnetanordnung bewirkt im Bereich der Längsachse LA ein Magnetfeld, welches bündelnd auf den in die erste Auffängerstufe AS1 eintretenden Elektronenstrahl, insbesondere auf die in diesem Längsabschnitt des Auffängers noch schnell bewegten Elektronen wirkt. Hierdurch werden vor allem im Elektronenstrahl die Elektronen, deren Geschwindigkeit beim Austritt aus der Verzögerungsleitung einer der nachfolgenden Auffängerstufen des Auffängers zugeordnet ist, nahe bei der Längsachse gehalten und eine für rein elektrostatische Auffänger typische schnelle Strahlaufweitung wird vermieden. Dadurch kann der axiale Abstand zwischen der Eintrittsöffnung OE und der nachfolgenden Auffängerstufe AS2 gegenüber rein elektrostatischen Auffängern groß gehalten werden und die Elektrodenmantelfläche M1 der ersten Elektrode E1 kann eine große Baulänge aufweisen, welche im skizzierten Beispiel geringfügig größer ist als die mit L1 bezeichnete axiale Länge des Keramikrings R1. Die Anlagefläche zwischen Innenwand des Keramikrings R1 und der Elektrodenmantelfläche M1 ist dann durch die Länge L1 des Keramikrings R1 und durch den Innendurchmesser D1 des Keramikrings R1 gegeben.On the outer circumference of the wall of the outer shell AH, in the longitudinal region of the first catcher stage AS1, in particular in a longitudinal region lying in the direction of the electron beam axially to the opening OE of the electrode E1, a magnet arrangement is arranged, which is preferably designed as a ring magnet RM1 with magnetic poles opposed in the longitudinal direction , The magnet arrangement causes in the region of the longitudinal axis LA a magnetic field which acts in a bundling manner on the electron beam entering the first catcher stage AS1, in particular on the electrons which are still rapidly moving in this longitudinal section of the catcher. As a result, especially in the electron beam, the electrons whose Speed at the exit from the delay line is assigned to one of the subsequent catcher stages of the collector, held close to the longitudinal axis and a typical for purely electrostatic collectors fast beam expansion is avoided. Thereby, the axial distance between the inlet opening OE and the subsequent catcher AS2 compared to purely electrostatic Auffängern be kept large and the electrode shell surface M1 of the first electrode E1 may have a long overall length, which is slightly larger than the axial length of the designated L1 in the example outlined Ceramic ring R1. The contact surface between the inner wall of the ceramic ring R1 and the electrode jacket surface M1 is then given by the length L1 of the ceramic ring R1 and by the inner diameter D1 of the ceramic ring R1.
Der Durchmesser D1 beträgt vorteilhafterweise nicht mehr als 200 %, insbesondere nicht mehr als 150 % der Länge L1 der Anlagefläche zwischen Elektrodenmantelfläche M1 und Keramikring R1.The diameter D1 is advantageously not more than 200%, in particular not more than 150% of the length L1 of the contact surface between the electrode jacket surface M1 and the ceramic ring R1.
In dem in
Auf die Auffängerstufe AS2 folgt in Längsrichtung in Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls eine Auffängerstufe AS3 und auf diese eine in Strahlrichtung topfförmig geschlossene vierte Auffängerstufe AS4. Diese Auffängerstufen sind weitere Auffängerstufen im Sinne der vorliegenden Erfindung. In den Längsbereichen dieser Auffängerstufen sind keine Magnetanordnungen mehr gegeben, so dass das Verhalten des Elektronenstrahls hier dem der reinen elektrostatischen Auffänger entspricht und der Elektronenstrahl sich nach Eintritt in die dritte Auffängerstufe AS3 schnell aufweitet. Für die Elektroden E3 bzw. E4 der dritten Auffängerstufe AS3 und der vierten Auffängerstufe AS4 sind wieder der Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls entgegen gerichtete konische Abschnitte und im wesentlichen bezüglich der Längsachse LA kreiszylindrische Elektrodenmantelflächen vorgesehen. Die geometrische Ausführung dieser Elektroden kann von der skizzierten Form abweichen. Verschiedene geometrische Ausgestaltungen solcher Elektroden sind an sich bekannt.The catcher stage AS2 is followed, in the longitudinal direction in the direction of propagation of the electron beam, by a catcher stage AS3 and by a fourth catcher stage AS4, which is cup-shaped closed in the beam direction. These scavenger stages are further scavenger stages within the meaning of the present invention. In the longitudinal areas of these Auffängerstufen no magnet arrangements are given, so that the behavior of the electron beam here corresponds to that of the pure electrostatic collector and the electron beam expands rapidly after entering the third catcher stage AS3. For the electrodes E3 and E4 of the third catcher stage AS3 and the fourth catcher stage AS4, the propagation direction of the electron beam is again provided by conical sections directed in the opposite direction and electrode shell surfaces which are substantially circular with respect to the longitudinal axis LA. The geometric design of these electrodes may differ from the sketched form. Various geometric configurations of such electrodes are known per se.
Die zylindrischen Elektrodenmantelflächen M3 bzw. M4 der Elektroden der dritten und vierten Auffängerstufe AS3, AS4 sind wiederum über Keramikringe R3 bzw. R4 wärmeleitend und mechanisch mit der Außenhülle AH verbunden und bilden elektrische Isolatoren zwischen den Elektroden und der Außenhülle. Für die Auffängerstufen AS3 und AS4 seien gleiche Innendurchmesser DW sowie gleiche Außendurchmesser AW angenommen. Insbesondere die Innendurchmesser der Keramikringe R3, R4 können aber auch voneinander verschieden sein. Der Innendurchmesser DW des Keramikrings R3 der weiteren Auffängerstufe AS3 ist vorteilhafterweise um wenigstens 25 %, insbesondere um wenigstens 40 % größer als der Innendurchmesser D1 des Keramikrings R1 der ersten Auffängerstufe AS1. Auch der Außendurchmesser AW der weiteren Auffängerstufe AS3 ist größer als der Außendurchmesser A1 der ersten Auffängerstufe AS1. wobei der relative Durchmesserunterschied typischerweise geringer ist als bei den Innendurchmessern D1, DW. Durch die im Vergleich zur ersten Auffängerstufe AS1 großen Durchmesser DW, AW ergibt sich für die Anlageflächen der Elektrodenmantelfläche M3 der dritten Auffängerstufe AS3 und in entsprechender Weise auch der Elektrodenmantelfläche M4 der Auffängerstufe AS3 eine große Anlagefläche an den Keramikring R3 bzw. R4 und somit ein großer, für den Wärmetransport von den Elektroden zur Außenhülle AH maßgebender Materialquerschnitt der Keramikringe, deren axiale Längen mit L3 für die dritte Auffängerstufe AS3 und mit L4 für die vierte Auffängerstufe AS4 bezeichnet sind.The cylindrical electrode shell surfaces M3 and M4 of the electrodes of the third and fourth catcher stage AS3, AS4 are in turn thermally conductively connected via ceramic rings R3 and R4, respectively, to the outer shell AH and form electrical insulators between the electrodes and the outer shell. For the catcher stages AS3 and AS4, the same inner diameter DW and the same outer diameter AW are assumed. In particular, the inner diameter of the ceramic rings R3, R4 can also be different from each other. The inner diameter DW of the ceramic ring R3 of the further catcher stage AS3 is advantageously at least 25%, in particular at least 40% larger than the inner diameter D1 of the ceramic ring R1 of the first catcher stage AS1. Also, the outer diameter AW of the further catcher stage AS3 is greater than the outer diameter A1 of the first catcher stage AS1. the relative diameter difference is typically less than the inner diameters D1, DW. As a result of the large diameter DW, AW compared to the first catcher stage AS1, the contact surfaces of the electrode jacket surface M3 of the third catcher stage AS3 and, correspondingly, the electrode jacket surface M4 of the catcher stage AS3 also have a large contact surface with the ceramic ring R3 or R4 and thus a large one , for the heat transfer from the electrodes to the outer shell AH authoritative material cross-section of the ceramic rings whose axial lengths are denoted by L3 for the third catcher stage AS3 and L4 for the fourth catcher stage AS4.
In der Abbildung sind für die einzelnen Auffängerstufen gleiche radiale Dicken der Keramikringe angenommen. In vorteilhafter Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass bei zumindest der ersten Auffängerstufe AS1 die radiale Dicke des Keramikrings geringer ist als bei der dritten und/oder vierten Auffängerstufe und zugleich in an sich gebräuchlicher Art die Spannung zwischen Elektrode und Außenhülle bei der ersten Auffängerstufe geringer ist als bei den anderen Auffängerstufen.In the figure, the same radial thicknesses of the ceramic rings are assumed for the individual catcher stages. In an advantageous development, it can be provided that, in at least the first catcher stage AS1, the radial thickness of the ceramic ring is lower than in the third and / or fourth catcher stage and at the same time more conventional Type the voltage between the electrode and outer shell is lower at the first catcher stage than at the other catcher stages.
Anstelle der für jede Auffängerstufe getrennten Keramikringe können auch gemeinsame Keramikringe für zwei oder mehr benachbarte Auffängerstufen vorgesehen sein. Anstelle der in Umfangsrichtung geschlossenen Keramikringe können auch mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Distanzkörper vorgesehen sein. Die elektrischen Zuleitungen zu den Elektroden der einzelnen Auffängerstufen sind der Übersichtlichkeit halber nicht mit eingezeichnet. Typischerweise werden solche Leitungen an der der Eintrittsöffnung OE entgegen gesetzten Stirnseite des Auffängers durch die Außenhülle AH herausgeführt. Die Außenhülle AH bildet eine vakuumdichte Hülle um die mehrstufige Elektrodenanordnung des Auffängers. Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar. Insbesondere kann, wie an sich bekannt, die Anzahl der Auffängerstufen variieren.Instead of the ceramic rings separate for each catcher stage, common ceramic rings may also be provided for two or more adjacent catcher stages. Instead of the circumferentially closed ceramic rings and a plurality of circumferentially distributed spacers may be provided. The electrical leads to the electrodes of the individual catcher stages are not shown for clarity. Typically, such lines are led out at the inlet opening OE opposite end face of the catcher through the outer shell AH. The outer shell AH forms a vacuum-tight envelope around the multi-stage electrode assembly of the catcher. The features indicated above and in the claims, as well as the features which can be seen in the figures, can be implemented advantageously both individually and in various combinations. The invention is not limited to the exemplary embodiments described, but can be modified in many ways within the scope of expert knowledge. In particular, as known per se, the number of catcher stages may vary.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0276090 B1 [0003] EP 0276090 B1 [0003]
- DE 69804954 T2 [0003, 0005] DE 69804954 T2 [0003, 0005]
- DE 60225412 T2 [0004, 0005] DE 60225412 T2 [0004, 0005]
- US 4096409 [0006] US 4096409 [0006]
- US 6094009 [0007] US 6094009 [0007]
- US 5780970 [0008] US 5780970 [0008]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- „Technische Röhren“ von J. Bretting, 1991, ISBN 3-7785-1645-0, auf Seite 177 [0004] "Technical Tubes" by J. Bretting, 1991, ISBN 3-7785-1645-0, on page 177 [0004]
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3153743A (en) * | 1960-09-20 | 1964-10-20 | Siemens Ag | Electron collector for travelling wave tubes and the like |
US4096409A (en) | 1976-10-04 | 1978-06-20 | Litton Systems, Inc. | Multistage depressed collector |
DE3913063A1 (en) * | 1989-04-21 | 1990-10-25 | Licentia Gmbh | Buckets for travelling-wave tubes - with power supplied by metallised coatings on walls of bores |
EP0276090B1 (en) | 1987-01-22 | 1992-12-30 | Litton Systems, Inc. | Charge-particle collector |
US5177394A (en) * | 1990-07-26 | 1993-01-05 | Nec Corporation | Conduction cooling type multistage collector |
US5780970A (en) | 1996-10-28 | 1998-07-14 | University Of Maryland | Multi-stage depressed collector for small orbit gyrotrons |
US5952785A (en) * | 1997-07-17 | 1999-09-14 | Komm; David S. | Transverse field collector for a traveling wave tube |
US6094009A (en) | 1997-06-05 | 2000-07-25 | Hughes Electronics Corporation | High efficiency collector for traveling wave tubes with high perveance beams using focusing lens effects |
DE69804954T2 (en) | 1998-07-20 | 2002-11-28 | Hughes Electronics Corp | Transverse field collector |
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---|---|---|---|---|
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JP2000133152A (en) * | 1998-10-20 | 2000-05-12 | Nec Corp | Multistage-collector-type traveling-wave tube and feeding method therefor |
-
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Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3153743A (en) * | 1960-09-20 | 1964-10-20 | Siemens Ag | Electron collector for travelling wave tubes and the like |
US4096409A (en) | 1976-10-04 | 1978-06-20 | Litton Systems, Inc. | Multistage depressed collector |
EP0276090B1 (en) | 1987-01-22 | 1992-12-30 | Litton Systems, Inc. | Charge-particle collector |
DE3913063A1 (en) * | 1989-04-21 | 1990-10-25 | Licentia Gmbh | Buckets for travelling-wave tubes - with power supplied by metallised coatings on walls of bores |
US5177394A (en) * | 1990-07-26 | 1993-01-05 | Nec Corporation | Conduction cooling type multistage collector |
US5780970A (en) | 1996-10-28 | 1998-07-14 | University Of Maryland | Multi-stage depressed collector for small orbit gyrotrons |
US6094009A (en) | 1997-06-05 | 2000-07-25 | Hughes Electronics Corporation | High efficiency collector for traveling wave tubes with high perveance beams using focusing lens effects |
US5952785A (en) * | 1997-07-17 | 1999-09-14 | Komm; David S. | Transverse field collector for a traveling wave tube |
DE69804954T2 (en) | 1998-07-20 | 2002-11-28 | Hughes Electronics Corp | Transverse field collector |
DE60225412T2 (en) | 2001-12-14 | 2009-02-26 | NEC Microwave Tube, Ltd., Sagamihara | TWT |
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"Technische Röhren" von J. Bretting, 1991, ISBN 3-7785-1645-0, auf Seite 177 |
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