DE1107346B

DE1107346B - Electrostatic focusing arrangement for the bundled guidance of the hollow electron beam of a traveling wave tube

Info

Publication number: DE1107346B
Application number: DET16389A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Willibald Henne; Dipl-Phys Rudolf Johne
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1959-03-12
Filing date: 1959-03-12
Publication date: 1961-05-25
Also published as: GB943003A; US3119044A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische Fokussierungsanordnung zur gebündelten Führung des Elektronenhohlstrahls einer Wanderfeldröhre, die aus einer den Elektronenstrahl koaxial umschließenden Elektrode (Außenelektrode) und mehreren koaxial zueinander und zur Außenelektrode angeordneten, vom Elektronenstrahl umschlossenen Elektroden (Innenelektroden) besteht und bei der die genannten Elektroden derart ausgebildet sind und auf derart unterschiedlichen Gleichpotentialen gehalten werden, daß zwischen der Außenelektrode und den Innenelektroden ein im wesentlichen radial gerichtetes Gleichfeld besteht und die Innenelektroden in Strahlrichtung ein in der Richtung alternierendes periodisches Gleichfeld erzeugen.The invention relates to an electrostatic focusing arrangement for bundled guidance the hollow electron beam of a traveling wave tube, which consists of a coaxially enclosing the electron beam Electrode (outer electrode) and several coaxially to each other and to the outer electrode, electrodes (inner electrodes) enclosed by the electron beam and in which the aforementioned Electrodes are designed in this way and held at such different DC potentials be that between the outer electrode and the inner electrodes a substantially radially directed There is a constant field and the internal electrodes in the direction of the beam alternate in the direction generate periodic constant field.

Derartige Anordnungen sind bekannt; die Innenelektroden dienen dabei zugleich zur verzögerten Fortpflanzung der mit dem Elektronenstrahl in Wechselwirkung tretenden elektromagnetischen Wellen.Such arrangements are known; the internal electrodes serve at the same time for the delayed Propagation of the electromagnetic interacting with the electron beam Waves.

Weiterhin ist es bei einer Wanderfeldröhre mit einem Elektronenhohlstrahl bekannt, eine auf einem bestimmten Gleichpotential liegende Innenelektrode und mehrere abwechselnd auf unterschiedlichen Gleichpotentialen liegende Außenelektroden zur elektrostatischen Fokussierung des Elektronenstrahls zu verwenden, wobei die Innenelektrode zugleich als Leiter zur verzögerten Fortpflanzung der mit dem Elektronenstrahl in Wechselwirkung tretenden elektromagnetischen Wellen dient.Furthermore, it is known in a traveling wave tube with a hollow electron beam, one on one internal electrode lying certain equal potential and several alternately on different ones External electrodes with equal potentials for electrostatic focusing of the electron beam to use, the inner electrode at the same time as a conductor for the delayed propagation of the with the Electron beam interacting electromagnetic waves is used.

Bei den bekannten Anordnungen ergeben sich bei der Realisierung gewisse Schwierigkeiten bezüglich der hinreichend reflexionsfreien Ankopplung der Verzögerungsleitung an einen äußeren Wellenleiter.In the case of the known arrangements, certain difficulties arise in terms of implementation the sufficiently reflection-free coupling of the delay line to an outer waveguide.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine elektrostatische Fokussierungsanordnung zur gebündelten Führung des Elektronenhohlstrahles einer Wanderfeldröhre vorzusehen, bei welcher die genannten Schwierigkeiten vermieden werden. Die Ankopplung der Verzögerungsleitung an einen äußeren Wellenleiter kann bei einer Wanderfeldröhre mit der erfindungsgemäßen elektrostatischen Fokussierungsanordnung in angenähert der gleichen Weise erfolgen wie bei den bekannten Wanderfeldröhren mit magnetischer Fokussierung.The object of the present invention is therefore to provide an electrostatic focusing arrangement to be provided for the bundled guidance of the hollow electron beam of a traveling wave tube which the difficulties mentioned are avoided. The coupling of the delay line to an outer waveguide can in a traveling wave tube with the electrostatic according to the invention Focusing arrangement take place in approximately the same way as in the known Traveling wave tubes with magnetic focusing.

Bei einer elektrostatischen Fokussierungsanordnung der eingangs erwähnten Art wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Außenelektrode so ausgebildet ist, daß sie zugleich als Leiter zur verzögerten Fortpflanzung der mit dem Elektronenstrahl in Wechselwirkung tretenden elektromagnetischen Wellen dient.In the case of an electrostatic focusing arrangement of the type mentioned at the outset, according to the invention proposed that the outer electrode is designed so that it is also used as a conductor for the delayed Propagation of the electromagnetic interacting with the electron beam Serves waves.

Elektrostatische Fokussierungsanordnung zur gebündelten Führung des Elektronenhohlstrahls einer WanderfeldröhreElectrostatic focusing arrangement for the bundled guidance of the hollow electron beam a traveling wave tube

Anmelder:Applicant:

Telefunken Patentverwertungsgesellschaft m. b. H., Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3Telefunken Patentverwertungsgesellschaft m. B. H., Ulm / Danube, Elisabethenstr. 3

Dipl.-Ing. Willibald HenneDipl.-Ing. Willibald Henne

und Dipl.-Phys. Rudolf Johne, Ulm/Donau,and Dipl.-Phys. Rudolf Johne, Ulm / Danube,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Zur besseren Erläuterung der Erfindung ist in der Figur eine Teilskizze eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles dargestellt.To better explain the invention, the figure shows a partial sketch of an exemplary embodiment according to the invention shown.

Innerhalb der Vakuumhülle 1 ist mit 2 ein Elektronenhohlstrahl bezeichnet, der von einer entsprechenden, nicht gezeigten Elektronenkanone erzeugt wird. Innerhalb dieses Elektronenstrahles sind zwei ineinandergewickelte Wendeln 3 und 4 angeordnet, die sich in Form einer bifilaren Wendel koaxial zur Elektronenstrahlachse erstrecken. Außerhalb des Elektronenstrahles 2, und im wesentlichen diesen eng umgebend, ist eine einfach gewickelte Wendel 5 koaxial angebracht. Die einzelnen Wendern, d. h. also die Wendel 5 und die ineinandergewickelten Wendeln 3 und 4, können mit den üblichen bekannten Mitteln, beispielsweise mit Keramikstäben oder Glasrohren, gehaltert werden.Within the vacuum envelope 1, 2 denotes a hollow electron beam, which is generated by a corresponding, electron gun not shown is generated. Inside this electron beam are two coiled coils 3 and 4 arranged, which are coaxial in the form of a bifilar coil extend to the electron beam axis. Outside the electron beam 2, and essentially this Surrounding it closely, a single wound helix 5 is attached coaxially. The individual turners, d. H. so the coil 5 and the coiled coils 3 and 4, can with the usual known Means, for example with ceramic rods or glass tubes, be held.

An die äußere Wendel 5 wird ein Gleichpotential angelegt, so daß zwischen dieser äußeren Wendel und den Wendeln 3, 4 eine radial gerichtete Gleichfeldstärke vorhanden ist, die die nach außen gerichtete Raumladungsfeldstärke des Hohlstrahles kompensiert. Die nach innen gerichtete Raumladungsfeldstärke des Hohlstrahles wird durch ein in der Richtung alternierendes periodisches elektrisches Gleichfeld kompensiert, das in Strahlrichtung durch Anlegen unterschiedlicher Gleichpotentiale an die Wendeln 3 und 4 erzeugt wird.A DC potential is applied to the outer coil 5, so that between this outer coil and the coils 3, 4 have a radially directed constant field strength that is directed outwards Compensated for the space charge field strength of the hollow beam. The inwardly directed space charge field strength of the hollow beam is replaced by a periodic electrical that alternates in direction The constant field compensated in the direction of the beam by applying different constant potentials to the Coils 3 and 4 is generated.

Der besondere Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die außerhalb des Strahles gelegene Wendel 5 gleichzeitig als Verzögerungsleitung für die mit dem Elektronenstrahl in Wechselwirkung treten-The particular advantage of the present invention is that the outside of the beam Helix 5 at the same time as a delay line for the interact with the electron beam-

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den elektromagnetischen Wellen verwendet wird, ohne daß dabei besondere Schwierigkeiten in bezug auf Ankopplung und Dämpfung eintreten. Während man zur Fortleitung von elektromagnetischen Wellen auf bifilaren Wendeln beispielsweise zusätzliche Mittel zur Ankopplung vorsehen muß, kann man bei der erfindungsgemäßen Anordnung auf die mit unifilaren Wendeln gemachten Erfahrungen zurückgreifen. the electromagnetic waves is used without any particular difficulties in relation to step on coupling and damping. While one is used to transmit electromagnetic waves on bifilar coils, for example, additional means for coupling must be provided, one can use the arrangement according to the invention can fall back on the experiences made with unifilar coils.

Bei einer anderen Ausführungsform kann es zweckmäßig sein, an Stelle der innerhalb des Hohlstrahles angeordneten Wendeln 3, 4 abwechselnd an verschiedenen Gleichpotentialen liegende Ringe zu verwenden. Der Erfindungsgegenstand soll in keiner Weise auf besondere Ausführungsformen der Fokussierungselektroden beschränkt sein. Die Ausbildung dieser Elektroden als Wendeln hat sich jedoch als besonders zweckmäßig erwiesen.In another embodiment, it can be expedient instead of the inside of the hollow jet arranged coils 3, 4 alternating rings lying at different equal potentials to use. The subject matter of the invention is in no way intended to relate to particular embodiments of the Focusing electrodes be limited. The formation of these electrodes as coils has however proved to be particularly useful.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Electrostatic focusing arrangement for the bundled guidance of the hollow electron beam of a traveling wave tube, which consists of an electrode (outer electrode) coaxially surrounding the electron beam and several electrodes (inner electrodes) which are arranged coaxially to one another and to the outer electrode and are enclosed by the electron beam and in which the electrodes mentioned are designed and are kept at such different constant potentials that there is a substantially radially directed constant field between the outer electrode and the inner electrodes and the inner electrodes generate a periodic constant field alternating in direction in the direction of the beam, characterized in that the outer electrode is designed so that it is also a conductor serves to delay the propagation of the electromagnetic waves interacting with the electron beam.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the internal electrodes consist of rings exist, which alternately have different equal potentials.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the internal electrodes consist of a bifilar coil and the two coils of the bifilar coil have different equal potentials own.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outer electrode is designed as a helix.

Considered publications:
German Patent No. 959 299;
U.S. Patent No. 2,843,793;
"Proceedings IRE", 1957, p. 1522 ff .;
"RCA Review", March 1958, p. 86 ff.

1 sheet of drawings