DE1294567B - Run-time tube with magnetic longitudinal field and ferromagnetic frame - Google Patents
Run-time tube with magnetic longitudinal field and ferromagnetic frameInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Laufzeitröhre mit einem Längsfeld-Streuflußanteils mit der Elektronenstrahl-Elektronenstrahlerzeugungssystem am einen und achse zur Deckung zu bringen, einer Auffangelektrode am anderen Röhrenende, bei Auf dem unter b) genannten, die Kathode um-The invention relates to a time-of-flight tube with a longitudinal field leakage flux component with the electron beam electron gun on one and the axis to coincide, a collecting electrode at the other end of the tube, at the one mentioned under b), the cathode around
der der Elektronenstrahl durch ein magnetisches gebenden ferromagnetischen Zylinder, enden die ma-Längsfeld gebündelt geführt wird, dessen Feld- 5 gnetischen Feldlinien. Durch die Hohlzylinderform, erzeugungsmittel innerhalb eines ferromagnetischen die in Strahlrichtung etwas über die Kathode hinaus-Rahmens untergebracht sind, der an seinen Stirn- ragt, ergibt sich eine Verteilung der magnetischen Seiten durch mit zentralen Röhrendurchtrittsöffnun- Feldlinien derart, daß sie die konkave Großkathode gen versehene ferromagnetische Stirnplatten ab- in etwa senkrecht durchstoßen. Damit im wesentgeschlossen ist, und bei der das einen stark konver- io liehen die Elektronenbahnen mit den magnetischen gierend verdichteten Elektronenstrahl liefernde EIek- Feldlinien zusammenfallen, muß aber noch das elektronenstrahlerzeugungssystem von einem starken trostatische System entsprechend ausgebildet werden, Streufeldanteil des magnetischen Längsfeldes durch- d. h. die Ausbildung (Form), die Anordnung (relative setzt wird. Abstände) und auch die Gleichpotentialbemessungwhich the electron beam passes through a magnetic ferromagnetic cylinder, ending the ma-longitudinal field is bundled, its field 5 gnetic field lines. Due to the hollow cylinder shape, generating means within a ferromagnetic frame which is slightly beyond the cathode in the direction of the beam are accommodated, which protrudes on its forehead, results in a distribution of the magnetic Sides through with central tube openings field lines in such a way that they form the concave large cathode gen provided ferromagnetic face plates - pierce approximately vertically. This is essentially closed is, and in one of them the electron orbits lend strongly to the magnetic ones EIek field lines which produce a yawing condensed electron beam coincide, but the electron beam generation system still has to be formed accordingly by a strong trostatic system, stray field portion of the magnetic longitudinal field through d. H. the formation (form), the arrangement (relative is set. Distances) and also the equipotential dimensioning
Bei Röhren der genannten Art ist es bekannt, die 15 der Bauelemente, die elektrostatisch den Verlauf der Fokussierung der Elektronen im Bereich des Strahl- Elektronenbahnen bestimmen, müssen an das Maerzeugungssystems nicht nur mit elektrostatischen gnetfeld angepaßt werden, das sich durch die unter a) Mitteln zu bewirken, sondern auch magnetische Felder und b) genannten Maßnahmen ergibt, anzuwenden. Die magnetischen Feldlinien sollen da- Erst durch die Kombination aller dieser Maß-In tubes of the type mentioned, it is known that the 15 of the components that electrostatically the course of the The focus of the electrons in the area of the beam and electron paths must be determined by the measurement system not only be adapted with electrostatic gnetfeld, which is determined by the under a) To effect means, but also magnetic fields and b) measures mentioned results, apply. The magnetic field lines should only be created through the combination of all these dimensions
bei im Idealfall genau mit den von den Elektronen ao nahmen ergibt sich die angestrebte Verbesserung, durchlaufenen Bahnen zusammenfallen. Wenn dies Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahmeif, in the ideal case, exactly with the ao taken by the electrons, the desired improvement results, traversed paths coincide. If so, the invention is considered below by reference
nicht der Fall ist, besteht die Gefahr, daß ein vor- auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert werden, handenes Magnetfeld nicht nur nicht zu der Fokussie- F i g. 1 zeigt eine Draufsicht auf die in ihren ferro-If this is not the case, there is a risk that one of the drawings will be explained in detail, existing magnetic field not only does not lead to the focus- F i g. 1 shows a top view of the ferro-
rung des Strahls beiträgt, sondern sogar radiale Korn- magnetischen Rahmen eingesetzte Laufzeitröhre geponenten in die Geschwindigkeit der Elektronen zu- 25 maß der Erfindung;tion of the beam contributes, but even a radial grain-magnetic frame inserted transit-time tube ponent in the speed of the electrons according to the invention;
sätzlich einführt und damit einen defokussierenden Fig. 2 stellt einen Längsschnitt durch das Elek-additionally introduces and thus a defocusing Fig. 2 represents a longitudinal section through the elec-
Effekt hat. tronenstrahlerzeugungssystem der Röhre nach F i g. 1Has an effect. electron beam generating system of the tube according to FIG. 1
Nun ist aber das magnetische Längsfeld zur ge- dar;But now the longitudinal magnetic field is shown;
bündelten Strahlführung ohnehin vorhanden und F i g. 3 zeigt schematisch den magnetischen Feldkann diesen störenden Einfluß ausüben. Man hat 30 verlauf in dem Bereich zwischen Kathode und daher zunächst versucht, das Elektronenstrahl- Wechselwirkungsabschnitt ohne die ferromagnetierzeugungssystem möglichst vollkommen gegen den sehen Bauteile, die oben unter a) und b) genannt Wechselwirkungsabschnitt der Röhre bzw. den dieses wurden;bundled beam guidance already available and F i g. 3 shows schematically the magnetic field can exert this disruptive influence. There is a 30 run in the area between the cathode and therefore first tried the electron beam interaction section without the ferromagnetic generating system as completely as possible against the see components mentioned above under a) and b) Interaction section of the tube or which it became;
durchsetzende magnetische Längsfeld magnetisch ab- F i g. 4 zeigt entsprechend den Einfluß des ferro-penetrating magnetic longitudinal field magnetically ab- F i g. 4 accordingly shows the influence of the ferro-
zuschirmen. Andere Lösungen haben darüber hinaus 35 magnetischen Zylinders, undshield. Other solutions also have 35 magnetic cylinders, and
noch eine Kompensationsspule eingeführt, und F i g. 5 stellt entsprechend die kombinierte Wirkunganother compensation coil introduced, and F i g. 5 accordingly represents the combined effect
schließlich hat man auch versucht, einen Streufeld- von ferromagnetischem Zylinder und verschiebbarer anteil des magnetischen Längsfeldes so in den Strahl- ferromagnetischer Lochscheibe dar. erzeuger durchgreifen zu lassen, daß die obige Ideal- Die (geschnitten dargestellte) Laufzeitröhre 29 ragtFinally, attempts have also been made to make a stray field from ferromagnetic cylinder and movable part of the magnetic longitudinal field in the beam - ferromagnetic perforated disk. To let producers get through that the above ideal The (cut shown) transit time tube 29 protrudes
bedingung erfüllt wird. Zu diesem Zweck hat man 40 mit ihrem Elektronenstrahlerzeugungssystem durch feldkonzentrierende Bauelemente vor oder auch in das strahlerzeugerseitige Endpolstück 12 in Form dem Bereich der Kathode vorgesehen. einer Stirnplatte mit einer großen Öffnung 14. Diecondition is met. To this end, 40 has been through with their electron gun Field-concentrating components in front of or also in the end pole piece 12 on the beam generator side in the form the area of the cathode provided. a face plate with a large opening 14. The
Aufgabe der Erfindung ist es, derartige Anordnun- Öffnung 14 wird nach Einsetzen der Röhre verschlosgen zu vervollkommnen und damit eine Laufzeitröhre sen mittels zweier halbringförmiger Einsatzteile 18 aus zu schaffen, deren Strahlkonvergenz der der bisher 45 ferromagnetischem Material, die die große Öffnung bekannten Laufzeitröhren überlegen ist mit allen vor- 14 überlappen und mit Schrauben 22 befestigt sind, teilhaften Folgen, die sich daraus bekanntlich ergeben. Die verbleibende kleine Öffnung zwischen der RöhreThe object of the invention is to provide such arrangements. Opening 14 is closed after the tube has been inserted to perfect and thus a transit time tube sen by means of two semi-ring-shaped insert parts 18 from to create whose beam convergence is that of the previously 45 ferromagnetic material that made up the large opening is superior to known transit time tubes with all pre-14 overlap and fastened with screws 22, partial consequences that result from it as is well known. The remaining small opening between the tube
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst und den Einsatzteilen 18 wird durch ebenfalls halbdurch die Kombination der folgenden Maßnahmen: ringförmige Messingeinsätze 27 geschlossen, die aufThe object is achieved according to the invention and the insert parts 18 are also halfway through the combination of the following measures: annular brass inserts 27 closed on the
a) vor der strahlerzeugerseitigen ferromagnetischen 5<> einem Ringflansch der ferromagnetischen Einsatzteile Stirnplatte ist eine verschiebbare ferromagne- ruhen (s. Fig. 2). Oberhalb der Einsatzteile 18 und tische Lochscheibe angeordnet, diese überlappend ist, ebenfalls geteilt, die ferro-a) in front of the jet generator-side ferromagnetic 5 <> an annular flange of the ferromagnetic insert parts end plate is a movable ferromagnetic rest (see FIG. 2). Above the insert parts 18 and table perforated disc arranged, this is overlapping, also divided, the ferro-
b) im Bereich der konkaven Großkathode des Elek- magnetische Lochscheibe 42 befestigt Die Anordtronenstrahlerzeugungssystems ist starr ein die nung ist m der Schnittdarstellung nach F1 g. 2 genauer Kathode in nur geringem Abstand koaxial um- 55 zu ernennen.b) attached in the area of the large concave cathode of the electromagnetic perforated disk 42. The array electron beam generating system is rigid, the voltage is m in the sectional view according to F1 g. 2 To be more precise, rename the cathode coaxially just a short distance away.
gebenderferromagnetischerZylinderangeordnet, Bevor der Aufbau des Elektronenstrahlerzeugungs-arranged before the construction of the electron gun
der in Strahlrichtung etwas über die Kathoden- systems gemäß Fi g 2 im einzelnen beschrieben wird, emissionsfläche hinausragt, ™ zunachf auf die f ψ 3> 4^* 5 eingegangen.in the beam direction about the cathode system according Fi g 2 is described in detail, emission surface protrudes, ™ zunach f to the f ψ 3> 4 ^ * received. 5
..,.,, . , jA-i-i. ·ι Ohne den ferromagnetischen Zylinder und ohne die..,. ,,. , jA-i-i. · Ι Without the ferromagnetic cylinder and without the
c) Ausbildung Anordnung und Gleichpotential- 6o verschiebbare Lochplatte aus ferromagnetischem Mabemessung der den Elektronenstrahlverlauf be- terial äß der Erfindung hat der Verlauf der Streueinflussenden Elemente sind derart, daß im Be- feldlinien 43 die durch die Einsatzteile 18 in den Bereich des Elektronenstrahlerzeugungssystems die reich vor der Kathode 63 durchgreifen, etwa den in Elektronenbahnen praktisch nut den magneti- F. 3 mit trichelten Linien angegebenen Verlauf, sehen Feldhmen zusammenfallen. 6β Die S magnetfschen Feldlinien 43 durchsetzen dabei diec) forming arrangement and Gleichpotential- 6o displaceable perforated plate of ferromagnetic Mabemessung of the electron beam course loading TERIAL AESS the invention, the course of the scattering effect elements are such that in loading 43 through the insert parts 18 in the region of the electron gun field lines rich before the cathode 63 , for example the one in electron orbits practically using the magnetic F. 3 course indicated by dashed lines , see Feldhmen coincide. The 6β S f magnet field lines 43 pass through it, the
Die verschiebbare ferromagnetische Lochplatte ge- Kathode etwa parallel zur Röhrenachse. Erwünscht stattet dabei eine Justierung des Feldes in radialer ist aber ein Verlauf, der etwa den strichpunktierten Richtung, um die Symmetrieachse des magnetischen dicken Linien 44 (Elektronenbahnen) entspricht. InThe movable ferromagnetic perforated plate ge cathode approximately parallel to the tube axis. He wishes equips it with an adjustment of the field in the radial direction, but it is a course that roughly corresponds to the dash-dotted line Direction corresponds to the axis of symmetry of the magnetic thick lines 44 (electron orbits). In
F i g. 4 ist die Wirkung des ferromagnetischen Zylinders 41 dargestellt, der die Kathode 63 in nur geringem Abstand koaxial umgibt und in Strahlrichtung etwas über die Kathodenemissionsfläche hinausragt. Man erkennt, daß der Verlauf der magnetischen Feldlinien wesentlich besser an die Elektronenbahnen angepaßt ist. Man erkennt aber auch, daß hier — wie auch in F i g. 3 — die Unsymmetrie des Magnetfeldes, die von Toleranzen herrührt, auch in dem den Raum vor der Kathode durchsetzenden Bereich zum Tragen kommt. Auch eine solche Unsymmetrie führt naturgemäß zu einer Divergenz des Elektronenstrahls. Sie ist jedoch korrigierbar durch die verschiebbare ferromagnetische Lochplatte 42, wie der F i g. 5 zu entnehmen ist. Es versteht sich, daß die Bemessung der beiden Bauteile 41, 42 aufeinander abzustimmen ist.F i g. 4 the effect of the ferromagnetic cylinder 41 is shown, which the cathode 63 in only a small Surrounds the distance coaxially and protrudes slightly beyond the cathode emission surface in the direction of the beam. It can be seen that the course of the magnetic field lines is much better adapted to the electron trajectories is. But it can also be seen that here - as in FIG. 3 - the asymmetry of the magnetic field, which results from tolerances, also in the area penetrating the space in front of the cathode Carry comes. Such an asymmetry naturally also leads to a divergence of the electron beam. However, it can be corrected by the movable ferromagnetic perforated plate 42, as shown in FIG. 5 to can be found. It goes without saying that the dimensions of the two components 41, 42 must be coordinated with one another is.
Das Elektronenstrahlerzeugungssystem gemäß F i g. 2 weist eine metallische Grundplatte 46 auf, an der ein Ende einer zylindrischen dielektrischen Hülse ao 47 vakuumdicht befestigt ist. Am Ende der dielektrischen Hülse 47, das der Grundplatte 46 abgewandt ist, umfaßt die Anordnung eine in radialer Richtung nach innen ragende Platte 48 mit einer großen zentrischen öffnung 49 zur einstellbaren Halterung einer Modulationsanode 51. Die Einstellbarkeit der Modulationsanode ist deshalb wichtig, weil damit eine exakte Ausrichtung der öffnung zur Kathode und Fokussierungselektrode ermöglicht wird. Eine zweite rohrförmige dielektrische Hülse 52 ist vakuumdicht mit dem Wechselwirkungsabschnitt der Röhre verbunden. The electron gun according to FIG. 2 has a metallic base plate 46 on one end of a cylindrical dielectric sleeve ao 47 is attached in a vacuum-tight manner. At the end of the dielectric Sleeve 47, which faces away from the base plate 46, the arrangement comprises one in the radial direction inwardly projecting plate 48 with a large central opening 49 for the adjustable mounting of a Modulation anode 51. The adjustability of the modulation anode is important because it is a exact alignment of the opening to the cathode and focusing electrode is made possible. A second tubular dielectric sleeve 52 is vacuum-tightly connected to the interaction portion of the tube.
Innerhalb der Hülse 47 ist eine metallische Halterungshülse 53 mit einem zylindrischen Abschnitt 54 und einem konischen Abschnitt 56 lösbar befestigt. Vom zylindrischen Abschnitt 54 geht eine Verlängerung 59 aus, deren eines Ende durch Punktschweißen mit dem zylindrischen Abschnitt 54 verbunden ist und dessen anderes Ende einen konischen Abschnitt 61 und eine gemeinsame zylindrische Verlängerung 62, die mit der Umfangskante der Kathode 63 punktverschweißt ist, aufweist. Der Durchmesser der Kathode ist etwas kleiner als der Durchmesser der Verlängerung 59 und ist thermisch durch eine zusätzliche Hülse 64, die von der Umfangskante der Kathode ausgeht, abgeschirmt. Das andere Ende der Hülse 64 ist entsprechend mit der Umfangskante einer quer verlaufenden Wärmeabschirmungsscheibe 66 für die Heizwendel 67 verbunden.Inside the sleeve 47 is a metallic holding sleeve 53 with a cylindrical section 54 and a conical portion 56 releasably attached. An extension extends from the cylindrical section 54 59, one end of which is connected to the cylindrical portion 54 by spot welding and the other end thereof has a conical portion 61 and a common cylindrical extension 62, which is spot welded to the peripheral edge of the cathode 63, has. The diameter of the cathode is slightly smaller than the diameter of the extension 59 and is thermally through an additional Sleeve 64, which extends from the peripheral edge of the cathode, shielded. The other end of the sleeve 64 is corresponding to the peripheral edge of a transverse heat shield 66 for the Heating coil 67 connected.
Mit einem Endteil der Verlängerung 59 ist ein Fokussierelektrodenhalterungszylinder 71 mit einer Vielzahl von öffnungen72 verbunden (z.B. durch Punktverschweißen), um die Metallmasse, durch die hindurch Wärme zur Fokussierungselektrode geleitet werden kann, zu verringern. Am einen Ende der Halterung 71 ist eine Fokussierungselektrode mit einem Zwischenteil 73 durch Punktschweißen befestigt; sie umfaßt einen konisch abgeschrägten Teil 74, der in unmittelbare Nähe des äußeren Umfangs der Kathode 63 reicht. Der Abstand zwischen den benachbarten Kanten der Fokussierungselektrode und der Kathode liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 0,5 mm, während das freie Ende der Fokussierungselektrode mit einem umgebogenen Kantenteil 76 versehen ist. Eine zusätzliche Wärmeabschirmung 77 ist vorgesehen, die die Fokussierungselektrode und die Verlängerung 59 im Bereich der Öffnungen 72 umgibt und deren eines Ende mit der Verlängerung 59 durch Punktschweißung verbunden ist. Das andere Ende der Wärmeabschirmung 77 kann der thermischen Ausdehnung und Zusammenziehung ohne Gefahr der Überbeanspruchung zugeordneter Bauteile folgen.With one end part of the extension 59 is a focusing electrode support cylinder 71 with a Large number of openings72 connected (e.g. by spot welding) to the metal mass through which heat can be conducted through it to the focusing electrode. At one end of the Holder 71, a focusing electrode is fixed with an intermediate part 73 by spot welding; it comprises a tapered portion 74 which is in close proximity to the outer periphery the cathode 63 is sufficient. The distance between the adjacent edges of the focusing electrode and the cathode is preferably of the order of 0.5 mm, while the free end of the focusing electrode is provided with a bent edge portion 76. An additional heat shield 77 is provided that the focusing electrode and the extension 59 in the area of the openings 72 and one end of which is connected to the extension 59 by spot welding. The other The end of the heat shield 77 can undergo thermal expansion and contraction without risk follow the overstressing of assigned components.
Auf der Halterungshülse 53 ist in der Nähe des Übergangs zwischen dem konischen Abschnitt 56 und dem zylindrischen Abschnitt 54 eine sich radial erstreckende ringförmige Platte 78 am inneren Umfang mit der zylindrischen Hülse 54 verschweißt. Die Platte 78 dient zur lösbaren Halterung des flanschartig ausgebildeten Endes 79 eines ferromagnetischen Zylinders 41. Er umschließt die Verlängerung 59 in geringem Abstand und reicht an einem Ende unter den umgebogenen Kantenteil 76 der Fokussierungselektrode. Dieses Ende des ferromagnetischen Zylinders wird deshalb von der Fokussierungselektrode festgehalten, während das andere Ende lösbar mit der Halterungsplatte 78 verbunden ist.On the holding sleeve 53 is in the vicinity of the transition between the conical section 56 and the cylindrical portion 54 has a radially extending annular plate 78 on the inner circumference welded to the cylindrical sleeve 54. The plate 78 is used to releasably hold the flange-like formed end 79 of a ferromagnetic cylinder 41. It encloses the extension 59 in small distance and reaches at one end under the bent edge portion 76 of the focusing electrode. This end of the ferromagnetic cylinder is therefore used by the focusing electrode held while the other end is releasably connected to the mounting plate 78.
Wie in F i g. 2 gezeigt, steht der ferromagnetische Zylinder 4 an beiden Seiten über die Kathode vor; die magnetischen Feldlinien des durch die Einsatzteile 18 und die Lochscheibe 42 durchgreifenden Streufeldanteils, die aus ihrem Verteilungsschema verdrängt werden, sind nunmehr genau nach den Trajektorien der Elektronen ausgerichtet, die aus der Kathode austreten. Diese Übereinstimmung wird durch die bewegliche Lochscheibe 42 korrigiert und verbessert; die Lochscheibe kann dabei in eine beliebige Stellung relativ zum ferromagnetischen Zylinder 41 gebracht werden, um den Durchtritt des Strahls in die Laufzeitröhre zu optimieren.As in Fig. As shown in Fig. 2, the ferromagnetic cylinder 4 protrudes from the cathode on both sides; the magnetic field lines of the stray field portion reaching through the insert parts 18 and the perforated disk 42, which are displaced from their distribution scheme are now exactly according to the trajectories aligned with the electrons emerging from the cathode. This match is made by the movable orifice plate 42 corrected and improved; the perforated disc can be in any Position relative to the ferromagnetic cylinder 41 are brought to the passage of the beam in the Optimize the transit time tube.
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| CH427051A (en) | 1966-12-31 |
| US3259790A (en) | 1966-07-05 |
| NL282676A (en) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |