DE1296268B - Lauffeldroehre mit gekreuzten statischen elektrischen und magnetischen Feldern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Lauffeldröhren mit längs dadurch erneut in das normale elektrische Gleichdes gesamten Strahlweges gekreuzten statischen elek- feld und werden wieder in Richtung auf die Auffangtrischen und magnetischen Feldern sowie mit einem elektrode hin beschleunigt. Die Elektronen treten so von einer Leitelektrode und einer dieser gegenüber- mehrfach in die Vertiefungen ein und aus denselben liegenden Verzögerungsleitung gebildeten Wechsel- 5 aus, bis die schließlich aufgefangen sind. Durch die Wirkungskreis, an dessen einem Ende das Elektronen- stets vorhandene gegenseitige Abstoßung zwischen Strahlerzeugungssystem und an dessen anderem Ende den Elektronen werden dabei zusätzlich die aus den die Auffangelektrode angeordnet ist, die im wesent- Vertiefungen der Auffangelektrode austretenden lichen von einem kompakten metallischen Teil ge- Elektronen seitlich verteilt, so daß sich der Elekbildet wird, dessen Elektronenauffangfläche sich un- io tronenstrahl über die gesamte Auffangfläche der Aufgefähr in Ausbreitungsrichtung des ankommenden fangelektrode auszubreiten versucht. Hierdurch wer-Elektronenstrahls längs der der Leitelektrode abge- den die Elektronen in die verschiedenen, die rinnenwandten Strahlseite erstreckt. förmigen Vertiefungen bildenden Längsschlitze ge-

Derartige Lauffeldröhren werden in mannigfachen lenkt. Bei einer Auffangelektrode nach der Erfindung Ausführungsformen sowohl als breitbandige Ver- 15 ist ein viel größerer Teil der Auffangfläche bei der stärkerröhren als auch als Oszillatorröhren benutzt Absorption des Elektronenstrahls wirksam, als bei (vgl. zum Beispiel die tJSA.-Patentschrift 2 745 983). den bekannten Röhren, so daß eine ausreichende Es sind Anordnungen bekannt, welche als Vorwärts- Kühlung der Auffangelektrode ohne weiteres mögwellenröhren und solche, welche als Rückwärtswellen- lieh ist. Durch die Wahl der Schlitzbreite im Verrohren betrieben werden. Mit zunehmender Leistung 20 hältnis zum Schlitzabstand kann man grob die Zahl wird bei derartigen Röhren die Ableitung der in der der Strahlelektronen festlegen, welche in die Schlitze Röhre, insbesondere der an der Auffangelektrode er- eintreten. Auf diese Weise kann man den Auffangzeugten Wärme immer schwieriger. Vorgang in weitem Maße beeinflussen. Durch eine der

Bei Röhren mit Auffangelektroden üblicher Bau- jeweiligen Röhrenkonstruktion angepaßte optimale art, d. h. insbesondere glatter Elektronenauffang- 25 Festlegung der Schlitzbreite zum Schlitzabstand kann fläche, trifft der Elektronenstrahl innerhalb einer ver- man jeweils eine optimale Wirkung erzielen,
gleichsweise kleinen Fläche auf die Auffangelektrode Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der auf, so daß eine Erosion oder sogar ein Schmelzen nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeiderselben an dieser Stelle auftritt. Selbst bei Anwen- spiels der Erfindung an Hand der Zeichnungen erdung einer Flüssigkeitskühlung für die Auffangelek- 30 läutert. Es stellen dar

trode kann deren Erwärmung in dem Auftreffbereich Fi g. 1 einen Schnitt durch eine Lauffeldröhre mit

des Elektronenstrahls so groß sein, daß die Kühl- einer Auffangelektrode gemäß der Erfindung,

flüssigkeit keine genügende Wärmeabfuhr sicherstellt. F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in

Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung dieses F i g. 1,

Nachteiles bei Lauffeldröhren der eingangs erwähn- 35 F i g. 3 eine perspektivische Ansicht der Auffang-

ten Art. elektrode nach F i g. 2,

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Elek- F i g. 4 eine Teilansicht einer Lauffeldröhre mit

tronenauffangfläche rinnenförmige, wenigstens an- einer erfindungsgemäßen Auffangelektrode, deren

nähernd in Ausbreitungsrichtung des ankommenden Gleichpotential von dem der Verzögerungsleitung ver-

Elektronenstrahls verlaufende Vertiefungen aufweist, 40 schieden ist,

die derart bemessen sind, daß innerhalb dieser Ver- F i g. 5 einen Querschnitt durch die Lauffeldröhre

tiefungen das statische elektrische Feld stark ver- nach F i g. 1 mit einer abgewandelten Auff angelek-

mindert ist. trode nach der Erfindung und

Es sind bereits Lauffeldröhren der in Rede stehen- F i g. 6 einen Teilschnitt längs der Linie 6-6 in

den Art bekannt, deren Leitelektrode abschnittsweise 45 Fig. 5.

mit parallel zur Elektronenstrahlrichtung verlaufen- Die Lauffeldoszillatorröhre 10 nach den F i g. 1 den Rinnen versehen ist, welche als Elektronenfallen bis 3 umfaßt eine zylindrische Leitelektrode 14, konwirken. Eine verbesserte Wärmeabfuhr von der Auf- zentrisch zu dieser eine Verzögerungsleitung 12, einen fangelektrode wird hierdurch jedoch nicht erreicht. Röhrensockel 15, ein Elektronenstrahlerzeugungs-

Die Auffangelektrode nach der Erfindung ermög- 50 system 20, eine Magnetanordnung 25 und eine

licht ein »stufenweises« Auffangen des Elektronen- koaxiale Ausgangsleitung 17. Die kreisförmig gestal-

strahls, wodurch sich eine verminderte Erwärmung tete Verzögerungsleitung 12 weist ineinander grei-

der Auffangelektrode ergibt. fende, fingerartige Elemente 31 und 32 auf, die ab-

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der wechselnd an einander gegenüberliegenden kreisring-

Erfindung ist außerdem die Elektronenauffangfläche 55 förmigen Holmen 33 und 34 befestigt sind (Inter-

zum Elektronenstrahl hin geneigt; bei einer besonde- digitalleitung). Die Holme 33 und 34 sind mittels

ren Ausführungsform der Erfindung ist die Elektro- Schrauben 35 an dem kreiszylindrischen Röhren-

nenauffangfläche zum Elektronenstrahl hin geknickt. mantel 36 gehalten. Das Röhreninnere ist weiter durch

Innerhalb der rinnenförmigen Vertiefungen wirkt zwei einander gegenüberliegende metallische Deckauf die Elektronen ein stark vermindertes elektri- 60 platten 38 und 39 vakuumdicht abgeschlossen. An sches Gleichfeld ein, während die Stärke des magne- Stelle der Interdigitalleitung kann auch eine andere tischen Gleichfeldes unvermindert ist. Infolgedessen bekannte Verzögerungsleitung verwendet sein,
ist die Beschleunigung der Elektronen in Richtung auf Die Leitelektrode 14 umfaßt einen zentralen die Auffangelektrode hin kleiner, so daß die Elek- scheibenförmigen Teil 14 α und einen kreisringförtronen innerhalb der Vertiefungen sich zum Teil wie- 65 migen Umfangsteil 14 b, welcher nach außen vorder in Richtung auf die Leitelektrode hin bewegen springende Seitenteile 14 c aufweist. Die Seitenteile und aus den Vertiefungen austreten. Die aus den 14 c dienen zur besseren Fokussierung des Elektro-Vertiefungen herausgetretenen Elektronen gelangen nenstrahles innerhalb der Wechselwirkungsstrecke 48.

Claims (3)

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   Ein Ende eines verschiedene Zuleitungen beherber- radiale Ausdehnung in der Bewegungsrichtung des

   genden Metallrohrs 52 ist fest in eine zentrale öff- Elektronenstrahles abnimmt. Die genaue Form hängt

   nung der Leitelektrode 14 eingesetzt und bildet einen von der jeweiligen Röhre ab, wobei unter anderem

   Teil des Röhrensockels 15. die benötigte Leistungsabgabe, die Röhren-Betriebs-

   Die Leitelektrode 14 nimmt in einer Ausnehmung 5 spannungen usw. zu berücksichtigen sind. Die erfin-50 das Elektronenstrahlerzeugungssystem 20 auf, das dungsgemäße Auffangelektrode 75, die mit dem dickin den Figuren nur schematisch dargestellt ist. Es um- wandigen und gut wärmeleitenden Röhrenmantel 36 faßt jeweils eine Kathode 21, ein Heizelement 22, in engem Kontakt steht, kann sehr schnell die enteine Elektrode 23 zur Steuerung des Strahlstromes standene Wärme ableiten, insbesondere wenn der (z. B. zur Amplitudenmodulation) sowie eine Be- io Röhrenmantel 36 von einer Kühlflüssigkeit umströmt schleunigungselektrode 24, die ebenfalls zur Steuerung wird. Um eine vollständige Absorption des Elektrodes Strahlstromes dienen kann. nenstrahles zu erreichen, kann noch eine Nach-Auf-

   Der Röhrensockel 15 weist noch eine metallische fangelektrode 76 vorgesehen werden. Diese Nach-

   Hülse 66 auf, die in einer zentralen öffnung der Auffangelektrode, die nicht immer benötigt wird,

   Deckplatte 38 vakuumdicht befestigt ist. Ein zylin- 15 kann sich von der Innenfläche des Röhrenmantels 36

   drisches Glasrohr 67 verbindet die metallische Hülse radial nach innen erstrecken. Die Kühlung der Verzö-

   66 mit einer zweiten metallischen Hülse 68, die gerungsleitung 12 und der Auffangelektrode 75 kann

   vakuumdicht in einen Glasabschluß 69 eingelassen ist. weiterhin noch durch eine im Wärmekontakt mit dem

   Der Innenleiter 72 der koaxialen Ausgangsleitung 17 Röhrenmantel 36 stehende Wand erhöht werden,

   ist mit dem Finger der Verzögerungsleitung 12 ver- so Es ist nicht notwendig, daß die Auffangelektrode

   bunden, welcher sich dem Elektronenstrahlerzeu- direkt mit dem Röhrenmantel 36 (und damit auch

   gungssystem benachbart befindet. galvanisch mit der Verzögerungsleitung) verbunden

   Eine Batterie 83 ist einerseits mit der Verzögerungs- ist. Sie kann auch von dem Röhrenmantel 36 elekleitung 12 und andererseits mit der Leitelektrode 14 trisch isoliert angeordnet sein (F i g. 4). Die Trägerverbunden, um das notwendige elektrische Gleich- 25 anordnung 95 nach F i g. 4 umfaßt einen Rohransatz feld zwischen diesen zu erzeugen. Die Leitelektrode 96, der mit dem Röhrenmantel 36 verbunden ist. Ein 14 kann durch eine Spannungsquelle 81 in bezug auf Abdeckteil 97 ist mit dem Rohransatz 96 über eine die Kathode 21 negativ vorgespannt sein, sie kann Glaseinschmelzung 98 vakuumdicht verbunden. Ein aber auch auf dem gleichen Gleichpotential wie die Einlaßrohr 101 und ein Auslaßrohr 102 für die Kühl-Kathode liegen. Die Verzögerungsleitung 12 wird mit- 30 flüssigkeit sind durch den Abdeckteil 97 vakuumtels der Batterie 83 sowohl gegenüber der Leitelek- dicht hindurchgeführt. Die erfindungsgemäße getrodel4 als auch gegenüber der Kathode 21 auf schlitzte Auffangelektrode 75 enthält nicht dargeeinem stark positiven Gleichpotential gehalten. Die stellte Kühlkanäle. Die Kühlleitungen können mit den Beschleunigungselektrode 24 erhält durch eine Enden der Kühlkanäle hartverlötet oder mittels Ge-Gleichspannungsquelle 85 ein entsprechend positives 35 winden verbunden sein. Sie können auch, falls sie Gleichpotential. Die Steuerelektrode 23 kann über mechanisch genügend widerstandsfähig sind, gleichdie Klemme 88 an eine geeignete Spannungsquelle zeitig als mechanischer Träger für die Auffangelekzur Steuerung der Strahlstromstärke angeschlossen trode75 dienen. Die erforderliche Spannung zwisein. Mit 82 ist die Heizspannungsquelle bezeichnet. sehen der Auffangelektrode 75 und der Leitelektrode

   Ein gleichförmiges Magnetfeld, welches senkrecht 40 14 wird hier einer Batterie 105 entnommen, die zwizur Elektronenstrahlrichtung verläuft, wird durch sehen dem Rohransatz 96 und dem Abdeckteil 97 aneinen Dauermagneten oder Elektromagneten zwischen geschlossen ist.

   zylindrischen Polschuhen 91 und 92 erzeugt, welche Die Auffangelektrode kann auch geknickt verlaujeweils auf oder neben den Deckplatten 38 und 39 fende geschlitzte Abschnitte aufweisen. So ist die angeordnet sind. Der Polschuh 91 nimmt in einer 45 Auffangelektrode 75 nach den F i g. 5 und 6 einmal öffnung den Röhrensockel 15 auf, während der Pol- geknickt, so daß die Elektronenauffangfläche unter schuh 92 aus Symmetriegründen ebenfalls eine ent- verschiedenem Winkel in bezug auf die Wechselwirsprechende öffnung aufweist. Durch genaue Einre- kungsstrecke, also gegen den Elektronenstrahl hin, gelung der Stärke und Polarität des magnetischen verläuft. Weiterhin kann die Absorption der Strahl- und elektrischen Feldes erreicht man, daß sich die 50 elektronen durch eine zusätzliche Elektrode 115 verElektronen unter dem Einfluß dieser aufeinander bessert werden, deren eine Oberfläche im wesentsenkrecht stehenden Felder längs der Wechselwir- liehen parallel zu der Elektronenauffangfläche der kungsstrecke 48 auf im wesentlichen kreisförmigen Auffangelektrode 75 verläuft (F i g. 5 und 6). Diese Bahnen bewegen. zusätzliche Elektrode 115 kann mit Schrauben 118

   Obwohl vorstehend eine Oszillatorröhre beschrie- 55 an der Leitelektrode 14 angeschraubt sein. Mit 76 ist ben wurde, ist die Erfindung ebenso bei Verstärker- wiederum eine Nach-Auffangelektrode bezeichnet, röhren anwendbar, deren Aufbau dem der Oszillator- Die Wandung 120 dient zur Führung einer Kühlrohre 10 gleicht. Es ist dann lediglich auch noch eine flüssigkeit, um die Wärmeableitung von der Auffang-Eingangsleitung am anderen Ende der Verzögerungs- elektrode und der Verzögerungsleitung zu unterleitung 12 vorgesehen. 60 stützen.

   Die Lauffeldröhre 10 weist eine erfindungsgemäße, Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Auskompakte Auffangelektrode 75 mit in Längsrichtung führungsformen beschränkt; sie ist insbesondere auch angeordneten Schlitzen oder Nuten 77 auf. Diese bei Röhren der linearen Bauart anwendbar.
   Schlitze verlaufen in Richtung des Elektronenstrahles. _D ...
   Die Auffangelektrode kann z. B. durch Schweißung 65 ratentansprucne:
   direkt mit der Innenfläche des Röhrenmantels 36 ver- 1. Lauffeldröhre mit längs des gesamten Strahlbunden sein, wie in den F i g. 1 bis 3 dargestellt. weges gekreuzten statischen elektrischen und Die Auffangelektrode 75 läuft spitz zu, so daß ihre magnetischen Feldern sowie mit einem von einer

   Leitelektrode und einer dieser gegenüberliegenden Verzögerungsleitung gebildeten Wechselwirkungskreis, an dessen einem Ende das Elektronenstrahlerzeugungssystem und an dessen anderem Ende die Auffangelektrode angeordnet ist, die im wesentlichen von einem kompakten metallischen Teil gebildet wird, dessen Elektronenauffangfläche sich ungefähr in Ausbreitungsrichtung des ankommenden Elektronenstrahls längs der der Leitelektrode abgewandten Strahlseite erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenauffangfläche rinnenförmige, wenig-

   stens annähernd in Ausbreitungsrichtung des ankommenden Elektronenstrahls verlaufende Vertiefungen aufweist, die derart bemessen sind, daß innerhalb dieser Vertiefungen das statische elektrische Feld stark vermindert ist.
2. 2. Lauffeldröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenauffangfläche zum Elektronenstrahl hin geneigt ist (F i g. 2).
3. 3. Lauffeldröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenauffangfläche zum Elektronenstrahl hin geknickt ist (Fig. 5).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen