DE1128568B - Magnetron, dessen zwei zylindrische Polstuecke teilweise in einem aeusseren Ringspaltmagneten eingebettet sind - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 21g 13/16

INTERNATIONALE KL.

HOIj; H 03 b

M 33658 IXd/21g

ANMELDETAG: 23. MλRZ 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 26. APRIL 1962

Die Erfindung betrifft ein Magnetron, dessen Kathode von dem Anodenkörper der Röhre koaxial umschlossen ist und bei dem zwei, an den Stirnseiten des Anodenkörpers angeordnete, einen Teil der Röhre bildende zylindrische ferromagnetische Polstücke vorgesehen sind, die längs ihres Umfangs teilweise in einem äußeren Ringspaltmagneten eingebettet sind, der parallel zur Achse des Anodenkörpers (Röhrenachse) angeordnet ist und das für den Betrieb der Röhre erforderliche axiale Magnetfeld erzeugt.

Wegen des zum Betrieb der Magnetronröhre erforderlichen starken Magnetfeldes ist der benötigte Ringspaltmagnet meist sehr sperrig und schwer, während es für viele Zwecke, wie z. B. zur Verwendung des Magnetrons in Flugkörpern, erwünscht ist, daß Raum und Gewicht des Magnetrons so klein wie möglich sind.

Es ist nun erkannt worden, daß es bei Verwendung von Polstücken einer neuartigen Form möglich ist, einen kleineren äußeren Ringspaltmagneten zu verwenden und trotzdem ein ausreichend starkes axiales Magnetfeld zu erzielen, wodurch Raum und Gewicht des Magnetrons verringert werden. Die Erfindung kann vorteilhaft auch dann angewandt werden, wenn der äußere Ringspaltmagnet als Elektromagnet ausgebildet ist.

Bei einem Magnetron der eingangs erwähnten Art ist erfindungsgemäß jedes Polstück auf der dem Entladungsraum abgewandten Stirnseite derart abgeschrägt, daß die abgeschrägten Seiten der Polstücke wenigstens angenähert kontinuierliche Fortsetzungen der Außenfläche des Ringspaltmagneten bilden, die zu der senkrecht zur Röhrenachse durch die Mitte des Entladungsraumes gelegten Ebene symmetrisch verlaufen.

Bei einem erfindungsgemäßen Magnetron wird dadurch, daß die längeren Seitenhälften der Polstücke in entsprechend geformte Enden des Ringspaltmagneten eingebettet sind, die Wirkung der Abschrägung so ausgenutzt, daß die Polstücke eine genauere Fortsetzung der Oberflächenkrümmung des Ringspaltmagneten bilden, als es bei den bekannten Magnetrons der Fall gewesen ist, woraus sich ein viel geringerer magnetischer Streufluß an diesen Enden ergibt. Die Verringerung des Streuflusses bedeutet, daß ein größerer Teil des magnetischen Flusses wirksam für die Bildung des innerhalb der Röhre erforderlichen axialen Magnetfeldes verwendet wird, und dies bedeutet wiederum, daß ein kleinerer Magnet zur Erzielung eines gegebenen Axialfeldes verwendet werden kann, woraus sich eine Verringerung der Größe und des Gewichtes des gesamten Magnetrons ergibt.

Die Abschrägung der Enden der Polstücke kann Magnetron, dessen zwei zylindrische Polstücke teilweise in einem äußeren

Ringspaltmagneten eingebettet sind

Anmelder: The M-O Valve Company Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Grunewald,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27, Pienzenauer Str. 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 28. März 1956 (Nr. 9766)

Cyril Henry Dix, Kenton, Middlesex, und Vincent Albert Heathcote,

London (Großbritannien), sind als Erfinder genannt worden

bequem dadurch bewirkt werden, daß die einander abgewandten Stirnflächen der beiden Polstücke als ebene Abschrägungen ausgebildet werden. Um bestmögliche Ergebnisse zu erzielen, können jedoch auch gekrümmte Abschrägungen verwendet werden, wodurch bewirkt wird, daß die Polstücke eine genauere Fortsetzung der Oberflächenkrümmung des Ringspaltmagneten bilden, mit dem die Magnetronröhre arbeiten soll. Die Polstücke sind in bezug auf ihre magnetischen Eigenschaften zu der genannten senkrecht zur Röhrenachse durch die Mitte des Entladungsraumes gelegten Ebene spiegelbildlich.

Der Bereich der Erfindung umfaßt Magnetrone mit Ringspaltmagneten, die entweder Dauermagneten oder Elektromagneten sein können. Der erfindungsgemäß im letzteren Falle erzielte Vorteil liegt darin, daß entweder die Größe des magnetischen Kerns oder des in der Magnetwicklung fließenden, zum Erzielen eines gegebenen axialen Magnetfeldes erforderlichen Stroms verringert werden kann.

Die Dicke des Magneten in einer zur Röhrenachse senkrechten Ebene ist vorzugsweise größer als der jeweilige Polstückdurchmesser in dieser Ebene. Die beiden Enden des Magneten sind mit parallel zur Röhren-

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achse verlaufenden Aussparungen versehen,· die genau ' Das äußere Ende der Stange 16 erstreckt sich durch

um die längeren Seitenhälften der Polstücke passen, die Glasabdichtung 17 hindurch und bildet die eine

wenn die Polstücke in die Aussparungen eingesetzt Zuleitungsklemme für die Heizvorrichtung 13. Das

sind. äußere Ende des Rohres 9 erstreckt sich über die Ab-

Die Polstücke des erfindungsgemäßen Magnetrons 5 dichtung 11 hinaus und ist mit einem Außenflansch 19 brauchen nicht notwendigerweise aus einem einzigen versehen, um zusammen mit einem an dem Flansch 19 Stück magnetischen Materials zu bestehen. In manchen befestigten metallischen Verstärkungsring die zweite Fällen kann das eine Polstück oder auch beide Pol- Kathodenzuleitungsklemme zu bilden, stücke mit einer koaxial zur "Röhreriachse liegenden Das aus den beiden Teilen 8 und 12 gebildete Pol-Bohrung versehen sein, durch welche ein Rohr ver- io stück 4 hat die Form eines kreisförmigen Zylinders, läuft, das als Stütze und als die eine Zuleitung für die dessen äußerer Teil längs einer Ebene fortgeschnitten Kathode dient und in der ein weiteres Rohr oder eine ist, die zu einer senkrecht zur Röhrenachse liegenden Stange angeordnet ist, die die andere Zuleitung zum Ebene geneigt ist, um ein ebenes abgeschrägtes äuße-Heizen der Kathode darstellt. Dann kann dieses Pol- res Ende 20 zu bilden.

stück einen oder mehrere ringförmige Einsätze aus 15 Das Polstück 5 ist aus einem Stück gebildet, wobei

magnetischem Material besitzen, die in radialer Rieh- seine Stirnfläche 21 in gleicher Weise eben abgeschrägt

tung mit Abstand voneinander angeordnet sind, um ist wie die Stirnfläche 20, so daß die langen Seitenteile

die verschiedenen Teile des Magnetrons gegeneinander 22 und 23 der beiden Polstücke in axialer Richtung

elektrisch zu isolieren. fluchtend hintereinander liegen. An seiner inneren

Eine erfindungsgemäße Ausfuhrungsform wird nun 20 Stirnfläche ist das Polstück 5 mit einer ringförmigen

unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung als Aussparung 24 versehen, die magnetisch die Wirkung

Beispiel beschrieben. des von magnetischem Material freien Zwischenraumes

Fig. 1 zeigt einen Schnitt längs der Röhrenachse zwischen den Teilen 8 und 12 des Polstückes 4 nach-

eines erfindungsgemäßen Magnetrons und ahmt, um die Gleichförmigkeit des axialen Magnet-

. Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie X-X in 25 feldes zu erhöhen. Das Polstück 5 ist ebenfalls mit

Fig. 1. einer axialen Bohrung versehen, an deren äußerem

In der dargestellten Magnetronröhre ist das Anoden- Ende ein Metallrohr 25 vakuumdicht eingepaßt ist, system 6 in der kreisförmig zylindrischen Bohrung das als Pumpschaft dient und nach der Evakuierung eines quadratischen Metallblocks 1 angeordnet, wobei der Magnetronröhre durch Kaltschweißen geschlossen die Stirnseiten dieses Metallblocks durch Metallplat- 30 wird. Das Rohr 25 ist mit einer Schutzkappe 26 beten 2, 3 abgeschlossen sind, welche Polstücke 4, 5 tra- deckt, die an dem abgeschrägten äußeren Ende des gen, die an ihren inneren Enden im allgemeinen einen Polstückes 5 befestigt ist.

kreisförmig zylindrischen Querschnitt haben und spä- Das Anodensystem 6 der Magnetronröhre ist in be-

ter genauer beschrieben werden. kannter Weise auf jeder Stirnseite mit konzentrischen

Der mittlere Teil des Blockes 1 weist eine gerade 35 Metallringen 27 versehen und eine Auskopplungs-Zahl von nach innen vorspringenden Anodensegmen- schleife 28 ist auf jeder Seite der Anode mit einem dieten 6 auf, die zwischen sich die Hohlraumresonatoren ser Ringe verbunden. Die beiden Arme der Schleife 28 des Anodensystems und mit ihren inneren Enden verlaufen durch Öffnungen in der Wand des Anodeneinen kreisförmig zylindrischen Elektronenumlaufraum blocks 1, während die Mitte der Schleife durch eine begrenzen, längs dessen Achse sich die Kathode 7 der 40 Stange 29 gehaltert wird, die in der Außenwand des Magnetronröhre erstreckt. Blockes 1 eingesetzt ist. Der vakuumdichte Abschluß

Die Kathode besteht aus einem Metallrohr kreis- erfolgt an dieser Stelle durch die Glaskuppelabdich-

förmigen Querschnitts, das auf der Außenseite mit tung 32.

einem nicht dargestellten Elektronen aussendenden Der Block 1 ist ferner mit Kanälen 33 für den

Material bedeckt ist und zentrisch in das Ende einer 45 Durchgang von Wasser zum Kühlen der Anode beim

Bohrung eingepaßt ist, welche in dem im allgemeinen Betrieb der Magnetronröhre versehen,

kreisförmig zylindrischen Innenteil 8 des Polstückes 4 Alle Metallteile der Magnetronröhre mit Ausnahme

vorgesehen, ist. Der Innenteil 8 wird von einem Ka- der Polstücke 4 und 5 sind nicht magnetisch,

thodentragrohr 9 getragen, das sich koaxial zur Röhren- Der Dauerringspaltmagnet 34 erzeugt das für den

achse erstreckt. Das Rohr 9 wird, mittels einer vakuum- 50 Betrieb der Röhre erforderliche axiale Magnetfeld,

dichten Glasabdichtung 11 isoliert, von einem Metall- Der Magnet 34 hat ungefähr rechteckigen Querschnitt

rohr 10 getragen, welches das Rohr 9 koaxial umgibt. (Fig. 2), der sich nach den Enden zu verringert. Die

Das Rohr 10 wird seinerseits dadurch getragen, daß es jeweils in einer Ebene senkrecht zur Röhrenachse lie-

in dem im allgemeinen kreisförmig zylindrischen genden Endflächen des Magneten liegen parallel zu-

Außenteil 12 des Polstückes 4 zentrisch befestigt ist. 55 einander und haben einen solchen Abstand vonein-

Die Kathode 7 enthält eine Heizvorrichtung 13, die ander, daß der Anodenblock 1 gerade dazwischen ein-

am einen Ende an einer Metallscheibe 14 befestigt ist, gesetzt werden kann, wie es in der Zeichnung darge-

die das freie Ende der Kathode abschließt; an dem stellt ist.

anderen Ende ist die Heizvorrichtung an einem starren Die Enden des Magneten 34 sind mit zylindrischen Drahtstück 15 befestigt. Das von der Kathode ab- 60 Aussparungen 35 versehen (Fig. 2), die zur Aufnahme liegende Ende des Drahtes 15 ist um das verjüngte der langen Seitenteile 22 und 23 der Polstücke 4 und 5 Ende einer Tragstange 16 gewickelt und damit ver- bestimmt sind und die eine innige Passung um ungeschweißt; die Wicklung ermöglicht eine gewisse Elasti- fähr den halben Umfang der Polstücke bilden. Die zität und Wärmeausdehnung der Heizvorrichtung. Die axiale Länge jeder Aussparung 35 ist derart, daß die Stange 16 wird an ihrem äußeren Ende mittels einer 65 Seitenteile 22, 23 der Magnetpolstücke genau mit der vakuumdichten Glasabdichtung 17 und an einem mitt- Außenfläche des Magneten 34 abschließen, und die leren Punkt ihrer Länge durch ein isolierendes Ab- abgeschrägten Stirnflächen 20, 21 der Polstücke bilden standstück 18 gehaltert. angenähert kontinuierliche Fortsetzungen der Außen-

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fläche des Ringspaltmagneten 34, wodurch der Streufluß des Magneten auf einen niedrigen Wert reduziert wird.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Magnetron, dessen Kathode von dem Anodenkörper der Röhre koaxial umschlossen ist und bei dem zwei, an den Stirnseiten des Anodenkörpers angeordnete, einen Teil der Röhre bildende zylindrische ferromagnetische Polstücke vorgesehen sind, die längs ihres Umfangs teilweise in einem äußeren Ringspaltmagneten eingebettet sind, der parallel zur Achse des Anodenkörpers (Röhrenachse) angeordnet ist und das für den Betrieb der Röhre erforderliche axiale Magnetfeld erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Polstück auf der dem Entladungsraum abgewandten Stirnseite derart abgeschrägt ist, daß die abgeschrägten Seiten der Polstücke wenigstens angenähert kontinuierliche Fortsetzungen der Außenfläche des Ringspaltmagneten bilden, die zu der senkrecht zur Röhrenachse durch die Mitte des Entladungsraumes gelegten Ebene symmetrisch verlaufen.

2. Magnetron nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Stirnseiten der beiden Polstücke eben abgeschrägt sind.

3. Magnetron nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke kreiszylindrisch sind und in den dem Entladungsraum benachbarten Abschnitten längs ihres halben Umfanges in dem Ringspaltmagneten eingebettet sind.

4. Magnetron nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Polstück aus mehreren voneinander isolierten koaxialen Teilen besteht, an denen der Halter der Kathodenanordnung und die Kathodenzuleitungen befestigt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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