DE1098625B

DE1098625B - Magnetic bundling system for bundled guidance of one (several) electron flow (s) by means of a homogeneous magnetic field along a larger distance, especially for traveling wave tubes

Info

Publication number: DE1098625B
Application number: DES36313A
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Veith; Paul Meyerer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-11-13
Filing date: 1953-11-13
Publication date: 1961-02-02
Also published as: GB772091A; CH328248A; FR1108490A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Bündelungssystem zur gebündelten Führung einer (mehrerer) Elektronenströmung (en) mittels eines homogenen Magnetfeldes längs einer größeren Wegstrecke, insbesondere für Wanderfeldröhren, bei dem die Elektronenströmung(en) im Bereich ihrer gebündelten Führung von einem rohrförmigen Teil aus magnetisch weichem Material umschlossen ist (sind), in dessen Innerem das bündelnde Magnetfeld von mehreren außerhalb des rohrförmigen Teiles angeordneten Dauermagneten erzeugt wird, die mit dem rohrförmigen Teil und weiteren, außerhalb des rohrförmigen Teiles angeordneten Teilen aus magnetisch weichem Material einen geschlossenen ferromagnetischen Kreis bilden.The invention relates to a magnetic bundling system for the bundled guidance of one (several) Electron flow (s) by means of a homogeneous magnetic field along a larger distance, in particular for traveling wave tubes, in which the electron flow (s) in the area of their bundled Guide is enclosed by a tubular part made of magnetically soft material, in which Inside the bundling magnetic field from several permanent magnets arranged outside the tubular part is generated, which is arranged with the tubular part and further, outside of the tubular part Parts made of magnetically soft material form a closed ferromagnetic circuit.

Bei Elektronenröhren für sehr hohe Frequenzen, vor allem bei Wanderfeldröhren, kommt es vielfach darauf an, eine oder mehrere Elektronenströmungen über eine größere Wegstrecke gebündelt zu führen. Bei Wanderfeldröhren, bei denen die Verstärkung von der Länge der Verzögerungsleitung abhängt, ist man meist bestrebt, die Länge der Verzögerungsleitung groß zu machen, und muß dann ganz besonders sorgfältig die Elektronenströmung(en) über deren gesamte Länge zusammenhalten. Für die gebündelte Führung von Elektronenströmen großer Stromdichte über lange Strecken, wie sie z. B. bei diesen oder ähnlichen Röhren auftreten, benötigt man ein relativ starkes langes homogenes Magnetfeld, wobei der Feldstärkeverlauf an den beiden Enden meist noch bestimmte Forderungen, die von elektronenoptischer Seite kommen, erfüllen muß.This is often the case with electron tubes for very high frequencies, especially with traveling wave tubes to guide one or more electron streams bundled over a longer distance. at Traveling wave tubes, where the gain depends on the length of the delay line, is usually one strives to make the length of the delay line large, and must then be very careful Hold electron flow (s) together over their entire length. For the bundled management of Electron streams of high current density over long distances, as they are, for. B. in these or similar tubes occur, you need a relatively strong, long, homogeneous magnetic field, with the field strength curve at the two ends usually still meet certain requirements that come from the electron-optical side got to.

Zur Erzeugung dieses Bündelungsfeldes hat man bisher meist Magnetspulen verwendet. Die Verwendung von Magnetspulen hat außer dem erforderlichen verhältnismäßig hohen Leistungsbedarf noch verschiedene weitere Nachteile, so daß man bereits dazu übergegangen ist, Permanentmagnete zu verwenden. Eine solche Permanentmagnetanordnung besteht z. B. aus einem zylindrischen Hohlkörper aus magnetischem Material mit hoher Remanenz und hoher Koerzitivkraft. Bei großen geometrischen Abmessungen sind aber derartige Hohlkörper aus solchen Materialien kaum homogen zu erhalten, so daß zwar über die ganze Länge gesehen im wesentlichen die gewünschte Feldform entsteht, längs der Achse aber die Homogenität bei weitem nicht ausreicht, um die strengen Fokussierungsbedingungen zu erfüllen.Up to now, magnetic coils have mostly been used to generate this bundling field. The usage of solenoid coils has, in addition to the required relatively high power requirement, also different ones further disadvantages, so that one has already switched to using permanent magnets. Such a permanent magnet arrangement consists, for. B. from a cylindrical hollow body made of magnetic Material with high remanence and high coercive force. When the geometrical dimensions are large but such hollow bodies from such materials can hardly be obtained homogeneously, so that although about the Viewed over the entire length, essentially the desired field shape is created, but the homogeneity along the axis nowhere near sufficient to meet the strict focusing conditions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches Bündelungssystem zu schaffen, welches unter Verwendung von Permanentmagneten aufgebaut ist und sich durch eine außerordentlich große Homogenität des Feldes längs der Elektronenbahn (en) auszeichnet. Die Erfindung hat für alle Röhren Bedeutung, bei denen die Aufgabe besteht, über eine lange Strecke Magnetisches Bündelungssystem
zur gebündelten Führung einer (mehrerer)The invention is based on the object of creating a magnetic focusing system which is constructed using permanent magnets and is characterized by an extremely high degree of homogeneity of the field along the electron path (s). The invention is important for all tubes in which the task is to have a long distance magnetic bundling system
for the bundled management of one (several)

Elektronenströmung (en)Electron flow (s)

mittels eines homogenen Magnetfeldesby means of a homogeneous magnetic field

längs einer größeren Wegstrecke,along a longer distance,

insbesondere für Wanderfeldröhrenespecially for traveling wave tubes

Anmelder:Applicant:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Witteisbacherplatz 2

Dr. Werner Veith und Paul Meyerer, München,
sind als Erfinder genannt wordenDr. Werner Veith and Paul Meyerer, Munich,
have been named as inventors

ein außerordentlich homogenes Magnetfeld zu erzeugen. Die Erfindung ermöglicht insbesondere die Verwendung kurzer Magnetkörper mit geringem Streufluß und hoher Koerzitivkraft. Das Magnetvolumen kann dadurch z. B. gegenüber einem Bündelungssystem mit über die ganze Länge der Röhre reichenden Magnetstäben erheblich verringert werden, da dort der außerordentlich hohe Streufluß (der etwa 80% der Magnetenergie darstellt) durch ein erhöhtes Magnetvolumen gedeckt werden muß.to generate an extremely homogeneous magnetic field. The invention enables in particular Use of short magnetic bodies with low leakage flux and high coercive force. The magnet volume can thereby z. B. compared to a bundling system with over the entire length of the tube Reaching magnetic bars are considerably reduced, since there the extraordinarily high leakage flux (the approx 80% of the magnetic energy) must be covered by an increased magnet volume.

Es ist bei einer Wanderfeldröhre mit einer Permanentmagnetanordnung zur gebündelten Führung des Elektronenstrahles bereits vorgeschlagen, daß eine Kraftflußführung aus weichmagnetischem Material, welche sich ohne Unterbrechung von dem Elektronen-strahlerzeugungssystem bis zur Auffangelektrode erstreckt, den länglichen Wellenübertragungsweg der Wanderfeldröhre umschließt. Dabei ändert sich die Dicke der Kraftflußführung längs des Übertragungsweges in vorbestimmter Weise. Das erforderliche Magnetfeld wird durch hufeisenförmige Magnete erzeugt.It is a traveling wave tube with a permanent magnet arrangement for the bundled guidance of the electron beam already proposed that a power flow guide made of soft magnetic material, which extends without interruption from the electron beam generation system to the collecting electrode, encloses the elongated wave transmission path of the traveling wave tube. This changes Thickness of the power flow guide along the transmission path in a predetermined manner. The required magnetic field is created by horseshoe-shaped magnets.

Demgegenüber wird bei einem magnetischen Bündelungssystem zur gebündelten Führung einer (mehrerer) Elektronenströmung(en) mittels eines homogenen Magnetfeldes längs einer größeren Wegstrecke, insbesondere für Wanderfeldröhren, bei dem die Elektronenströmung(en) im Bereich ihrer gebündelten Führung von einem rohrförmigen Teil aus magnetisch weichem Material umschlossen ist (sind), in dessen Innerem das bündelnde Magnetfeld von mehreren außer-In contrast, a magnetic bundling system for bundled guidance of one (several) Electron flow (s) by means of a homogeneous magnetic field along a larger distance, especially for traveling wave tubes where the electron flow (s) is (are) enclosed in the area of their bundled guidance by a tubular part made of magnetically soft material, in which Inside the bundling magnetic field from several external

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halb des rohrförmigen Teiles angeordneten Dauermagneten erzeugt wird, die mit dem rohrförmigen Teil und weiteren, außerhalb des rohrförmigen Teiles angeordneten Teilen aus magnetisch weichem Material einen geschlossenen ferromagnetischen Kreis bilden, nach der Erfindung vorgeschlagen, daß als Dauermagnete zumindest an den Enden des rohrförmigen Teiles in radialer Richtung angeordnete kurze Magnetstäbe dienen.half of the tubular part arranged permanent magnets is generated, which with the tubular Part and further, arranged outside of the tubular part parts made of magnetically soft material Form a closed ferromagnetic circuit, proposed according to the invention that as permanent magnets Short magnetic bars arranged at least at the ends of the tubular part in the radial direction to serve.

Es ist an sich bereits ein Magnetsystem vorgeschlagen worden, bei dem eine. Vielzahl von kurzen Magnetstäben verwendet wird. Diese sind aber derart hintereinander geschaltet, daß die Richtung des Magnetfeldes von Magnet zu Magnet jeweils wechselt. Wenn auch bei der vorgeschlagenen Anordnung ein kleiner Streufluß und damit eine große Ersparnis an Magnetmaterial erreicht wird, so bedeutet es aber doch einen schwerwiegenden Nachteil, daß das Bündelungsfeld an den Stellen, an denen die kurzen Magnetstäbe aneinanderstoßen, die Richtung wechselt. Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung eines solchen wechselnden Magnetfeldes äußerst kritische Fokussierungsbedingungen auftreten und daß in keinem Fall die Elektronenströmung (en) hinreichend parallel gehalten werden kann (können).It has already been proposed a magnet system in which one. Variety of short magnetic bars is used. But these are connected one behind the other in such a way that the direction of the magnetic field changes from magnet to magnet. Albeit one with the proposed arrangement small leakage flux and thus a large saving of magnetic material is achieved, but that is what it means but one serious disadvantage is that the bundling field at the points where the short magnetic rods butt against each other, the direction changes. It has been shown that when using such alternating magnetic field extremely critical focusing conditions occur and that in no case the electron flow (s) kept sufficiently parallel can (can) be.

Der beim Erfindungsgegenstand die Elektronenströmung bzw. -strömungen im Bereich der gebündelten Führung umschließende rohrförmige Teil aus magnetisch weichem Material kann aus einem rohrförmigen Hohlkörper oder aus einer Anzahl von Einzelelementen bestehen, die in ihrer Gesamtheit einen Hohlkörper oder Teile eines solchen bilden. Zweckmäßig hat der rohrförmige Teil einen so .geringen Querschnitt und besteht aus einem Material von solchen magnetischen Eigenschaften, daß an ihm der Hauptteil der magnetischen Spannung auftritt. Der rohrförmige Teil kann ein gedrehtes Weicheisenrohr sein. Es ist aber auch möglich, mehrere Weicheisenstäbe so anzuordnen, daß sich aus ihnen ein Rohr zusammensetzt. In vielen Fällen ist es nicht erforderlieh, daß der rohrförmige Teil auf seinem Umfang völlig geschlossen ist. So können beispielsweise Öffnungen oder Längsschlitze vorgesehen sein oder die ■einzelnen Weicheisenstäbe in solchem Abstand voneinander angeordnet werden, daß Längsschlitze entstehen. Dadurch wird die Möglichkeit gegeben, Kühlungsmittel an die Röhre heranzuführen oder eine Wärmeabstrahlung nach außen hin zu begünstigen. Außerdem können Zuleitungen für Betriebs- oder Hilfsspannungen durch diese Öffnungen hindurchgeführt werden.In the case of the subject matter of the invention, the electron flow or flows in the area of the bundled Guide enclosing tubular part made of magnetically soft material can be made of a tubular hollow body or consist of a number of individual elements in their entirety form a hollow body or parts of such. Appropriately, the tubular part has such a . Small cross-section and consists of one material of such magnetic properties that the major part of the magnetic tension appears on it. The tubular part can be a turned soft iron pipe. But it is also possible to use several soft iron bars to be arranged so that a pipe is composed of them. In many cases it is not necessary that the tubular part is completely closed on its circumference. For example, openings or longitudinal slots or the ■ individual soft iron bars at such a distance from one another be arranged that longitudinal slots arise. This gives the possibility of coolant to lead to the tube or to encourage heat radiation to the outside. In addition, supply lines for operating or auxiliary voltages can be passed through these openings will.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher ■erläutert werden.The invention is to be explained in more detail with the aid of the drawing.

Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter Darstellung.The figures show exemplary embodiments in their essential parts for the invention in a greatly simplified manner Depiction.

Bei der in Fig. 1 a und 1 b dargestellten Anordnung wird die magnetische Energie durch vier Paar in radialer Richtung angeordnete kurze Stabmagnete erzeugt. Mit 7 ist ein für den magnetischen Kraftfluß als zentrales Führungsrohr dienender rohrförmiger Teil aus Weicheisen mit dünner Wandung bezeichnet. Der Einfachheit der Darstellung halber ist dieses Rohr kreisrund dargestellt, obgleich der Erfmdungsgegenstand keineswegs auf eine derartige Querschnittsform beschränkt ist. Die beiden Enden des Führungsrohres 7 sind an den Stellen 8 und 9 verdickt und mit poligonalen Außenflächen versehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben diese Verdickungen, wie sich aus Fig. 1 a ersehen läßt, quadratische Querschnittsform, um auf diese Weise ein vierteiliges Magnetsystem einsetzen zu können. Dementsprechend sind auf den Verdickungen 8 und 9 jeweils vier Dauermagnete 10, 11, 12 und 13 bzw. 14, 15, 16 und 17 in kurzer gedrängter Stabform angebracht. Der äußere Magnetschluß wird durch die verbindenden Weicheisenstäbe 18, 19, 20 und 21 gebildet. Diese Anordnung hat außer den erwähnten Vorteilen noch den Vorzug, daß man bei Veränderung der Länge desIn the arrangement shown in Fig. 1 a and 1 b, the magnetic energy is through four pairs in radial Short bar magnets arranged in the direction are generated. With 7 is a for the magnetic flux referred to as a central guide tube serving tubular part made of soft iron with thin walls. For the sake of simplicity of illustration, this tube is shown as circular, although the subject matter of the invention is in no way limited to such a cross-sectional shape. The two ends of the guide tube 7 are thickened at points 8 and 9 and provided with polygonal outer surfaces. With the one shown Embodiment these thickenings, as can be seen from Fig. 1 a, have a square cross-sectional shape, in order to be able to use a four-part magnet system in this way. Accordingly there are four permanent magnets 10, 11, 12 and 13 or 14, 15, 16 and 17 in short compact rod shape attached. The external magnetic closure is created by the connecting soft iron rods 18, 19, 20 and 21 formed. In addition to the advantages mentioned, this arrangement also has the The advantage of changing the length of the

ίο homogenen Magnetfeldes die Länge der Permanentmagnetstäbe beibehalten kann und lediglich das Führungsrohr 7 und die Verbindungsstäbe 18 bis 21 in ihrer Länge verändern muß. Auf diese Weise ist man in der Lage, mit Magnetstäben gleicher Abmessungen Magnetsysteme unterschiedlicher Länge beliebig aufbauen zu können.ίο homogeneous magnetic field the length of the permanent magnet rods can be retained and only the guide tube 7 and the connecting rods 18 to 21 in must change their length. In this way it is possible to use magnetic bars of the same dimensions To be able to build magnet systems of different lengths as desired.

In der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei der die magnetische Spannung durch Hinzufügen von weiteren kurzen Magnetstäben erhöht wird. Die äußeren Weicheisenverbindungsstäbe sind hier jeweils in kürzere Stäbe 22, 23, 24 und 25 aufgeteilt, wodurch weitere Magnetstäbe zwischengeschaltet werden können. So ist es z. B. möglich, ähnlich Fig. 3, jeweils einen Magnetstab zwischen diese Verbindungsstäbe zu legen oder, wie dies in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel veranschaulicht ist, jeweils ein Magnetstabpaar 26, 27 bzw. 28, 29, das über ein Weicheisenverbindungsstück 30 bzw. 31 zusammengeschlossen ist. An Stelle von einzelnen Weicheisenverbindungsstücken 30 und 31 verwendet man zweckmäßig ein rohrförmiges einheitliches Weicheisenstück (in Fig. 2 gestrichelt angedeutet). Die übrigen Bezugszahlen entsprechen denen der Fig. 1. In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem das Führungsrohr 7 einen Abschnitt 32 mit größerer Innenweite aufweist. Die übrigen Bezugszahlen entsprechen denen der Fig. 2. Der Rohrteil 32 besitzt eine wesentlich größere Wandstärke, derart, daß im Inneren desselben mindestens längs einer bestimmten Strecke die Feldstärke praktisch Null ist. Zur Homogenisierung des Bündelungsfeldes benötigt man etwa 20% der gesamten Feldenergie, die durch das Führungsrohr geleitet werden muß. Um den Hauptspannungsabfall am Rohrteil mit der kleineren Innenweite und einen geringen Spannungsabfall am Rohrteil 32 zu erhalten, sind die Querschnitte der beiden Rohrteile sehr verschieden gewählt, also z.B. lmm Wandstärke bei 20mm Innendurchmesser für den Rohrteil mit der kleineren Innenweite und 2 mm oder mehr Wandstärke bei doppeltem Innendurchmesser für den Rohrteil 32. Eine solche Ausführungsform hat für Wanderfeldröhren besondere Vorteile einmal deshalb, weil man auf diese Weise die Wanderfeldröhre so in den Innenraum der Anordnung einschieben kann, daß das gesamte Elektronenstrahlerzeugungssystem in einem magnetfeldfreien Raum liegt, zum anderen aber auch deshalb, weil die Einkopplung der Hochfrequenzenergie dadurch erheblich erleichtert wird. Es ist nämlich möglich, in dem Rohrteil 32 geeignete Öffnungen anzubringen, durch welche Hohlleiter od. dgl. eingeführt werden können, ohne daß der Feldverlauf auf der Achse der Anordnung verändert wird. Der Feldverlauf längs eines solchen Bündelungssystems ist in Fig. 4 veranschaulicht.In Fig. 2, a further embodiment is illustrated in which the magnetic voltage is increased by adding more short magnetic bars. The outer soft iron connecting rods are each divided into shorter bars 22, 23, 24 and 25, whereby further magnetic bars are interposed can be. So it is z. B. possible, similar to FIG. 3, each have a magnetic bar between them To put connecting rods or, as illustrated in the embodiment shown in FIG is, in each case a pair of magnetic bars 26, 27 and 28, 29, which are connected via a soft iron connector 30 or 31 is affiliated. Used in place of individual soft iron connectors 30 and 31 one expediently a tubular, uniform piece of soft iron (indicated by dashed lines in FIG. 2). The remaining Reference numbers correspond to those of FIG. 1. In FIG. 3, a further exemplary embodiment is illustrated, in which the guide tube 7 has a section 32 with a larger inner width. The remaining Reference numbers correspond to those of FIG. 2. The pipe part 32 has a much greater wall thickness, such that inside the same at least along a certain distance the field strength is practical Is zero. About 20% of the total field energy is required to homogenize the bundling field, which must be passed through the guide tube. To the main voltage drop on the pipe part with the smaller inside width and a low voltage drop on the pipe part 32 are the cross-sections of the two pipe parts chosen very differently, e.g. lmm wall thickness with 20mm inner diameter for the pipe part with the smaller inner width and 2 mm or more wall thickness with twice the inner diameter for the tube part 32. Such an embodiment has special features for traveling wave tubes The advantages are because in this way the traveling wave tube is placed in the interior of the arrangement can insert that the entire electron gun in a magnetic field-free space is, on the other hand, because the coupling of the high-frequency energy is considerable is facilitated. It is namely possible to make suitable openings in the pipe part 32 through which Waveguides od. The like. Can be introduced without changing the field profile on the axis of the arrangement will. The course of the field along such a bundling system is illustrated in FIG.

In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem zur Erzielung einer möglichst großen magnetischen Spannung jeweils sechs voneinander getrennte Permanentmagnetstäbe hintereinandergeschaltet sind. In Fig. 5 sind nur die Magnetstäbe 10, 43 bis 46, bzw. 12, 47 bis 50, 16 sichtbar. Die Weicheisenverbin-In Fig. 5, an embodiment is shown in which to achieve the largest possible magnetic Voltage six separate permanent magnet bars are connected in series. In Fig. 5 only the magnetic bars 10, 43 to 46, or 12, 47 to 50, 16 are visible. The soft iron connection

dungsstücke im Außenraum besitzen vorzugsweise Stabform 33, 34, 35, 36 an den Polen und Zylinderform 37, 38 im Mittelabschnitt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist noch eine weitere Möglichkeit der Feldbeeinflussung angedeutet. So wird hier zur Erzeugung eines Feldverlaufs mit einem scharf ausgeprägten und starken Magnetfeld umgekehrter Richtung an der Eintrittsstelle des Elektronenstrahls in das Bündelungssystem den dort angeordneten Magnetstäben (in Fig. 5 sind nur die Stäbe 10 und 12 siehtbarJ eine weichmagnetische Abschirmplatte 39 gegenübergestellt. Diese Platte kann mit Hilfe eines Weicheisenverbindungsstückes 40 an beliebiger Stelle an die äußeren Weicheisenverbindungsstücke angeschlossen werden. Damit kann die Stärke des in Strahlrichtung gesehen vor dem homogenen Magnetfeld liegenden gegensinnigen Feldanteiles in beliebiger Weise eingestellt werden.Extension pieces in the outer space preferably have a rod shape 33, 34, 35, 36 at the poles and a cylinder shape 37, 38 in the middle section. In this embodiment, there is still another possibility Field influence indicated. So here is used to generate a field course with a sharply pronounced and strong magnetic field in the opposite direction at the point of entry of the electron beam in the bundling system of the magnetic bars arranged there (only bars 10 and 12 can be seen in FIG. 5) a soft magnetic shielding plate 39 is compared. This plate can with the help of a soft iron connector 40 connected at any point to the outer soft iron connectors will. This means that the strength of the one in front of the homogeneous magnetic field, seen in the direction of the beam, can work in the opposite direction Field portion can be set in any way.

Die Zusammensetzung des äußeren Magnetfeldweges richtet sich nach dem Bedarf hinsichtlich der Größe des Magnetfeldes sowie nach den gegebenen Raumverhältnissen. Während es in manchen Fällen durchaus möglich ist, mit zwei äußeren Magnetfeldwegen oder gegebenenfalls sogar mit einem einzigen auszukommen, können in manchen Fällen über die in den dargestellten Ausführungsbeispielen veranschaulichten vier Magnetfeldwege hinausgehend deren mehr verwendet werden. Weiterhin können auch besondere Maßnahmen an der Austrittsstelle des Elektronenstrahls aus dem Bündelungssystem ergriffen werden, um hier die Größe und Richtung des Magnetfeldes im Außenbereich zu beeinflussen. So ist es vielfach erwünscht, daß beim Verlassen der Bündelungsanordnung die Elektronenströmung möglichst bald auffächert, um dann auf die möglichst große Oberfläche eines Auffängers aufzutreffen. Die oben beschriebenen Mittel zur Erzeugung eines magnetfeldfreien Raumes im Bereich des Strahlerzeugungssystems können sinngemäß ebenso auch im Bereich der Auffangelektrode angewandt werden. Auf diese Weise kann ein besonders starkes Auffächern der Elektronenströmung im Bereich der Auffangelektrode erzielt werden, wodurch man unter anderem erreicht, daß im wesentlichen keine rückläufig sich fortbewegenden Elektronen von der Auffangelektrode in den Hochfrequenzauskoppelraum bzw. in den Wechselwirkungsraum gelangen. Unter Ausnutzung des entgegengesetzt gerichteten Magnetfeldes im Außenbereich des Bündelungssystems an der Austrittsseite der Elektronenströmung kann man bei einer Wanderfeldröhre die Anordnung so treffen, daß das Bündelungssystem und damit das magnetische Hauptfeld an der Stelle endet, an der die Verzögerungsleitung aufhört. Daran schließt sich ein Auskoppelraum z. B. mit einer »Antenne« od. dgl. an, welcher im Bereich der gegenläufigen Magnetfeldrichtung liegt. Wenn also beim Verlassen der Verzögerungsleitung die Elektronenströmung infolge Nullwerdens des Magnetfeldes divergiert, wird im Auskoppelraum eine erneute Bündelung der Elektronenströmung (wenn auch nunmehr mit etwas größerem Strahlquerschnitt) erzielt. Der Auffänger kann dann im magnetfeldfreien Raum außerhalb dieses Bereiches angeordnet sein.The composition of the external magnetic field path depends on the size requirement the magnetic field as well as the given space. While in some cases it is it is possible to get by with two external magnetic field paths or, if necessary, even with a single one, may in some cases be beyond those illustrated in the illustrated embodiments four magnetic field paths beyond which more can be used. Furthermore, special Measures are taken at the exit point of the electron beam from the focusing system, to influence the size and direction of the magnetic field in the outside area. So it is often desired that when leaving the bundling arrangement the electron flow fans out as soon as possible, in order to then hit the largest possible surface of a catcher. The ones described above Means for generating a magnetic field-free space in the area of the beam generating system can analogously can also be used in the area of the collecting electrode. In this way one can be special strong fanning of the electron flow in the area of the collecting electrode can be achieved, whereby one achieves, among other things, that essentially no electrons moving backwards from the Collecting electrode get into the high-frequency decoupling space or into the interaction space. Under Utilization of the oppositely directed magnetic field in the outer area of the bundling system on the The exit side of the electron flow can be made in a traveling wave tube so that the bundling system and thus the main magnetic field ends at the point at which the delay line stops. This is followed by a decoupling space z. B. with an "antenna" or the like lies in the area of the opposite direction of the magnetic field. So if when leaving the delay line the electron flow diverges as a result of the magnetic field becoming zero, becomes a Renewed bundling of the electron flow (albeit now with a slightly larger beam cross-section) achieved. The collector can then be arranged in the magnetic field-free space outside this area.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im übrigen noch eine weitere Maßnahme angedeutet, die in gleicher Weise auch für die anderen Ausführungsbeispiele Bedeutung besitzt. Das Führungsrohr 7 mit den verdickten Enden 8 und 9 weist hier nämlich zwei konzentrisch zueinander liegende Rohrteile 41 und 42 auf, die eine derart voneinander abweichende Innenweite besitzen, daß sie sich nicht berühren. Der Querschnitt der beiden Rohrteile ergibt zusammen etwa den Querschnitt eines nicht unterteilten Führungsrohres nach Fig. 1 und 2.In the embodiment shown in FIG. 5, a further measure is also indicated, which is equally important for the other exemplary embodiments. The guide tube 7 with the thickened ends 8 and 9 here namely has two pipe parts lying concentrically to one another 41 and 42, which have such a different inner width that they do not touch. The cross-section of the two pipe parts together gives approximately the cross-section of a non-subdivided one Guide tube according to FIGS. 1 and 2.

Die Maßnahme der Aufspaltung des Führungsrohres 7 in die beiden Rohrteile 41 und 42 hat vor allem Bedeutung hinsichtlich der Abschirmung gegen den äußeren Teil des Magnetfeldes oder andere magnetische Einflüsse von außen her. Es besteht nämlich durch die große Nähe der Weicheisenstücke 37 und 38 und der Magnetstäbe 43 bis 50 die Gefahr, daß Inhomogenitäten des magnetischen Feldes im Innern des Führungsrohres, insbesondere auch längs seiner Achse auftreten. Durch die Aufspaltung des Führungsrohres 7 in mindestens zwei Einzelrohrteile wird eine wirksame Abschirmung erzielt und damit in sicherer Weise ein homogener Feldverlauf längs der Achse des Bündelungssystems erreicht.The measure of splitting the guide tube 7 into the two tube parts 41 and 42 has above all Significance in terms of shielding against the outer part of the magnetic field or other magnetic External influences. It is because of the close proximity of the soft iron pieces 37 and 38 and the Magnetic bars 43 to 50 run the risk of inhomogeneities of the magnetic field in the interior of the guide tube, in particular also along its axis. By splitting the guide tube 7 into at least two individual tube parts, an effective Shielding achieved and thus a homogeneous field profile along the axis of the bundling system in a safe manner achieved.

Claims

Patent claims:

1. Magnetic bundling system for bundled guidance of one (several) electron flow (s) by means of a homogeneous magnetic field along a larger distance, in particular for traveling wave tubes, in which the electron flow (s) in the area of their bundled Guide is enclosed by a tubular part made of magnetically soft material, in the inside of which the bundling magnetic field of several arranged outside of the tubular part Permanent magnet is generated, which with the tubular part and further, outside of the tubular part arranged parts made of magnetically soft material a closed Form ferromagnetic circuit, characterized in that as permanent magnets at least on the Short magnetic bars arranged in the radial direction are used at the ends of the tubular part.

2. Magnetic bundling system according to claim 1, characterized in that the rohrf Shaped part is composed of a number of individual elements.

3. Magnetic bundling system according to claim 2, characterized in that the tubular Part has such a small cross-section and / or made of a material of such magnetic Properties is that the main part of the magnetic tension occurs on it.

4. Magnetic bundling system according to claim 2 or 3, characterized in that the tubular part is provided with openings, in particular longitudinal slots.

5. Magnetic bundling system according to claim 4, characterized in that the tubular Part is formed in several parts in its cross section.

6. Magnetic bundling system according to claim S, characterized in that the tubular Part of at least two non-touching, coaxially nested pipe parts having.

7. Magnetic bundling system according to one of claims 1 to 6, characterized in that that at least some of the permanent magnets are designed as very short bar magnets.

8. Magnetic bundling system according to claim 2, characterized in that the tubular Part has a larger inner width at at least one of its two ends.

9. Magnetic bundling system according to claims, characterized in that the wall thickness and / or the permeability of the section (the sections) with a larger inner width is larger than the section with a smaller inner width.

10. Magnetic bundling system according to claim 8, characterized in that openings for the passage of high-frequency lines in the section (s) with a larger inner width are provided.

11. Magnetic bundling system according to claim 8, characterized in that the length of the section with larger inner width on the electron entry side is dimensioned so that the Electron gun all over the tube

or is predominantly in a space free of magnetic fields.

12. Magnetic bundling system according to claim 8, characterized in that the length of the section with larger inner width on the electron exit side is dimensioned so that the The collecting electrode of the tube lies entirely or predominantly in a space free from magnetic fields.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2,259,531.

Legacy Patents Considered:
German Patent No. 933 579.

1 sheet of drawings