DE1246891B

DE1246891B - Magnetische Fokussierungsanordnung zur gebuendelten Fuehrung eines Elektronenstrahls, insbesondere fuer Wanderfeldroehren

Info

Publication number: DE1246891B
Application number: DET21644A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans-Juergen Griem; Dipl-Ing Jork Bretting
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1962-02-23
Filing date: 1962-02-23
Publication date: 1967-08-10
Also published as: GB980119A; US3188533A

Description

DEUTSCHES W7WW> PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 21g-13/17

Nummer: 1246 891

Aktenzeichen: T 21644IX d/21 f

1246891 Anmeldetag: 23. Februar 1962

Auslegetag: 10. August 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Fokussierungsanordnung zur gebündelten Führung eines Elektronenstrahls mittels periodischer, in der Richtung alternierender magnetischer Felder, die aus einer Anzahl von untereinander gleichen und koaxial hintereinanderliegenden, ringförmigen Magnetkörpern besteht, die in axialer Richtung und abwechselnd entgegengesetzt magnetisiert sind und zwischen denen jeweils ein die gleichnamigen Pole benachbarter Magnetkörper verbindender ferromagnetischer Polschuh angeordnet ist, insbesondere für Wanderfeldröhren.

Derartige Fokussierungsanordnungen sind bereits bekannt; die Magnetkörper können dabei aus Dauermagnetringen oder elektromagnetischen Spulen bestehen.

Bei den bekannten Fokussierungsanordnungen treten nun häufig dadurch Schwierigkeiten auf, daß die einzelnen Teile der Fokussierungsanordnungen, also die Magnetkörper und die dazwischenliegenden Polschuhe hinsichtlich ihrer magnetischen Eigenschaften Schwankungen zeigen, die in unvermeidlichen Herstellungstoleranzen zu suchen sind. Diese Ungenauigkeiten der einzelnen Teile führen dazu, daß das im Innern der Anordnung sich ausbildende, der Fokussierung des Elektronenstrahls dienende magnetische Feld ebenfalls Schwankungen hinsichtlich Amplitude und Ort aufweist, die sich stets mehr oder weniger störend bemerkbar machen.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine magnetische Fokussierungsanordnung geschaffen, welche ein gleichmäßigeres Fokussierungsfeld zu erzielen gestattet. Dazu wird bei einer magnetischen Fokussierungsanordnung der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß jeweils die Polschuhe gleicher Polarität durch wenigstens ein ferromagnetisches Joch miteinander verbunden sind.

Durch die Verbindung von Polschuhen gleicher magnetischer Polarität mit Hilfe eines ferromagnetischen Jochs wird erreicht, daß die »magnetische Spannung« zwischen zwei benachbarten Polschuhen unterschiedlicher Polarität angenähert gleich groß wird. Die ausgleichende Wirkung des erfindungsgemäß vorgesehenen ferromagnetischen Jochs ist so groß, daß selbst bei Fehlen eines Magnetkörpers, z. B. zwecks Durchführung eines Hohlleiters zur Zuoder Abführung von Hochfrequenzenergie, eine zu starke Störung des Fokussierungsfeldes vermieden wird. Als Material für die erfindungsgemäßen Joche werden zweckmäßig Materialien verwendet, die eine genügend hohe Sättigungsfeldstärke besitzen.

An Hand der in den Figuren dargestellten Ausfüh-Magnetische Fokussierungsanordnung zur
gebündelten Führung eines Elektronenstrahls,
insbesondere für Wanderfeldröhren

Anmelder:
Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Als Erfinder benannt:
DipL-Ing. Jork Bretting, Ulm/Donau;
Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Griem,
Ehrenstein (Kr. Ulm/Donau)

rungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.

In F i g. 1 ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Fokussierungsanordnung dargestellt. Diese besteht im wesentlichen aus einer Anzahl von untereinander gleichen und koaxial hintereinander angeordneten Dauermagnetringen 1, die in axialer Richtung und abwechselnd entgegengesetzt magnetisiert sind. Zwischen den Magnetringen sind in bekannter Weise ringförmige ferromagnetische Polschuhe 2 angeordnet, die jeweils die gleichnamigen Pole benachbarter Magnetringel verbinden. Jeder der Polschuhe 2 weist einen ferromagnetischen Steg 3 auf. Die Stege 3 sind so orientiert, daß erfindungsgemäß jeweils die Polschuhe gleicher magnetischer Polarität durch ein ferromagnetisches Joch miteinander verbunden sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind alle Polschuhe 2 mit N-Polarität mit dem Joch 4 und alle Polschuhe 2 mit S-Polarität mit dem Joch 5 verbunden.

Die Polschuhe können ansonsten in beliebiger Weise ausgebildet sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen sie am inneren Umfang eine in axialer Richtung verbreiterte Polschuhfläche 6 auf. Derartige Polschuhe können gleichzeitig zur Halterung der einzelnen Magnetringe 1 herangezogen werden. Die Anzahl der Stege 3 pro Polschuh kann bei den einzelnen Fokussierungsanordnungen verschie-

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Claims

den sein. In Fig. 1, wo jeder Polschuh2 nur einen einzigen Steg 3 aufweist, sind die Stege unterschiedlicher Polarität derart angeordnet, daß sie sich diametral gegenüberliegen. Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es möglich, einen der Magnetringe 1, beispielsweise jeweils den letzten Magnetring, wegzulassen und an seiner Stelle einen Hohlleiteranschluß zur Zu- oder Abführung von Hochfrequenzenergie, beispielsweise in Verbindung mit einer Wanderfeldröhre, einzufügen. In F i g. 2 ist in der Aufsicht ein anderes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt. Die Polschuhe sind dort als rechteckige Platten 21 und 23 ausgebildet. Diese Platten weisen jeweils eine zentrale Öffnung 22 auf, in welche die Elektronenstrahlröhre, z. B. Wanderfeldröhre, eingeführt wird. Die Polschuhe 21 und 23, welche bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind, besitzen entgegengesetzte Polarität. Zwischen zwei Polschuhen ist jeweils ein ringförmiger Magnetkörper 24 angeordnet, der auch aus einer elektromagnetischen Spule bestehen kann. Gemäß der Erfindung sind die Polschuhe der einen Polarität durch die zwei ferromagnetischen Joche 25 und die Polschuhe der anderen Polarität durch die zwei ferromagnetischen Joche 26 miteinander verbunden. Die ferromagnetischen Joche 25 und 26 bilden dabei gleichzeitig eine Art Abschirmung für die Magnetanordnung. In F i g. 3 ist an Hand eines weiteren Ausführungsbeispiels eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Die Fokussierungsanordnung besteht wiederum aus einer Anzahl von Dauermagnetringen 35, zwischen welchen Polschuhe 36 angeordnet sind. Polschuhe gleicher Polarität sind — ähnlich Fig. 2 — über ferromagnetische Joche miteinander verbunden, und zwar die Polschuhe mit N-Polarität über die Joche 34; die Joche zur Verbindung der Polschuhe mit S-Polarität sind in F i g. 3 nicht zu sehen. Gemäß der Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist nun an den Enden der Fokussierungsanordhung zusätzlich je ein radial magnetisierter Dauermagnetring 32 angeordnet, der von dem letzten Polschuh 37 (Endpolschuh) einen solchen axialen Abstand besitzt, daß zwischen ihm und dem Endpolschuh ein Hohlleiter 31 angeordnet werden kann, der beispielsweise zur Ankopplung von Hochfrequenzenergie an eine Wanderfeldröhre bestimmt ist. (In F i g. 3 ist nur das eine Ende der Anordnung dargestellt und daher auch nur ein Dauermagnetring 32 zu sehen.) Die Dauermagnetringe 32 sind dabei jeweils so magnetisiert, daß der innenliegende Pol die entgegengesetzte Polarität aufweist wie der benachbarte Endpolschuh. An ihrem äußeren Umfang liegen die Dauermagnetringe 32 an dem jeweils zugehörigen Jochpaar gleicher Polarität an; an ihrem inneren Umfang kann je ein Polschuhring 39 angeordnet sein. Ein radial magnetisierter Dauermagnetring 32 übernimmt so gewissermaßen die Funktion eines Polschuhes. Das von ihm erzeugte Fokussierungsfeld kann durch einen magnetischen Nebenschluß, beispielsweise in Form einer ferromagnetischen Ringscheibe 33, beeinflußt werden. Patentansprüche:

1. Magnetische Fokussierungsanordnung zur gebündelten Führung eines Elektronenstrahls mittels periodischer, in der Richtung alternierender magnetischer Felder, die aus einer Anzahl von untereinander gleichen und koaxial hintereinanderliegenden, ringförmigen Magnetkörpern besteht, die in axialer Richtung und abwechselnd entgegengesetzt magnetisiert sind und zwischen denen jeweils ein die gleichnamigen Pole benachbarter Magnetkörper verbindender ferromagnetischer Polschuh angeordnet ist, insbesondere für Wanderfeldröhren, dadurchgekennzeichn e t, daß jeweils die Polschuhe gleicher Polarität durch wenigstens ein ferromagnetisches Joch miteinander verbunden sind.

2. Fokussierangsanordnung nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkörper als Spulen ausgebildet sind.

3. Fokussierungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkörper als Dauermagneten ausgebildet sind.

4. Fokussierungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe jeweils durch einen ferromagnetischen Steg (ferromagnetische Stege) mit dem (den) zugehörigen ferromagnetischen Joch(en) verbunden sind.

5. Fokussierungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Polschuhe gleicher Polarität durch zwei einander axialsymmetrisch gegenüberliegende ferromagnetische Joche miteinander verbunden sind.

6. Fokussierungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der jeweils mit einem Polschuh (Endpolschuh) abgeschlossenen Fokussierungsanordnung noch je ein radial magnetisierter ringförmiger Dauermagnet vorgesehen ist, der von dem Endpolschuh einen solchen axialen Abstand besitzt, daß zwischen ihm und dem Endpolschuh ein quer zur Fokussierungsanordnung verlaufender Wellenleiter zur Zu- oder Abführung von Hochfrequenzenergie anordbar ist, und der so magnetisiert ist, daß sein innenliegender Pol die entgegengesetzte Polarität aufweist wie der benachbarte Endpolschuh (Fi g. 3).

7. Fokussierungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radial magnetisierten ringförmigen Dauermagneten wie die Endpolschuhe an ihrem äußeren Umfang an dem (den) jeweils zugehörigen ferromagnetischen Joch(en) gleicher Polarität anliegen (F i g. 3).

8. Fokussierungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radial magnetisierten Dauermagneten mit magnetischen Nebenschlüssen versehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1212 354; USA.-Patentschrift Nr. 2 844 754; »Archiv der elektrischen Übertragung (AEU)«, 1961, S. 467 ff.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen