DE1297242B

DE1297242B - Elektrodensystem zur Erzeugung eines magnetisch fokussierten Elektronenvollstrahls grosser Stromdichte

Info

Publication number: DE1297242B
Application number: DES90561A
Authority: DE
Inventors: Hinckeldey Arno; Kraus Artur; Meyerer Paul
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-04-15
Filing date: 1964-04-15
Publication date: 1969-06-12
Also published as: NO115345B; SE311957B; GB1099873A; US3358173A

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrodensystem zur Erzeugung eines magnetisch fokussierten Elektronenvollstrahls großer Stromdichte für eine Hochleistungslaufzeitröhre, insbesondere Lauffeldröhre, bestehend aus einer Kathode, einer Fokussierungs-Elektrode (Wehnelt-Elektrode) und einer becherförmigen, mit einer zentralen Elektronenstrahldurchtrittsöffnung versehenen (ersten) Anode, die zugleich als Tragteil für das in ihrem Innern zentriert und vollständig untergebrachte Kathoden-Fokussierungselektroden-System dient.
Derartige Elektrodensysteme sind bereits bekannt (man vergleiche hierzu beispielsweise die britische Patentschrift 7621Ü7). Bei dieser bekannten Anordnung handelt es sich um ein Drei-Elektroden-System. Des weiteren sind auch bereits Vier-Elektroden-Systeme allgemein. bekannt.
Die Erfindung hat sich nunmehr die Aufgabe gestellt, ein derartiges Vier-Elektroden-System, d. h. ein System mit zwei voneinander unabhängigen Anoden hohen unterschiedlichen Potentials, zu schaffen, welches die an Hochleistungsröhren gestellte Forderung hoher Durchschlagsfestigkeit erfüllt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Elektrodensystem der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß noch eine von der ersten Anode (Zuganode) unabhängige, auf einem gegenüber der Zuganode sehr viel höheren Gleichpotential liegende zweite Anode (Hauptanode) vorgesehen ist, die, ebenfalls becherförmig ausgebildet und mit einer zentralen Elektronenstrahldurchtrittsöffnung versehen, das. aus Kathode, Fokussierungselektrode und Züganöde bestehende Elektrodensystem an dessen kathodenseitigem Ende koaxial aufnimmt und die mittels eines Metallringes an einem einen Teil der Vakuumhülle bildenden Keramikrohr vakuumdicht befestigt ist, das seinerseits mit einer den Durchführungsteller enthaltenden metallischen Abschlußkappe vakuumdicht verbunden ist. Unter magnetisch fokussiertem Elektronenstrahl ist dabei -eine Anordnung zu verstehen, bei der bereits auf der Kathodenoberfläche ein endliches, die Strahlelektronen bündelndes Magnetfeld besteht, was bedeutet, daß die Elektroden nicht aus ferromagnetischen Materialien bestehen dürfen.
Nähere Einzelheiten sowie weitere Merkmale der Erfindung sollen an Hand des in der Figur rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer Lauffeldröhre erläutert werden. Darin sind diejenigen Teile, die nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung beitragen, fortgelassen oder unbezeichnet geblieben. -In der Figur ist mit 1 die erste Anode, d. h. die Zuganode, bezeichnet, - die als ein bis auf eine Blendenöffnung einseitig geschlossener zylindrischer Becher als Abschirmung für das Kathodensystem dient und auch aus diesem Grund derart relativ lang ausgebildet ist, daß er etwa bis zum Durchführungsteller 2 bzw. dessen metallischer Kappe 3 reicht. Befestigt ist die Zuganode 1 oberhalb des Durchführungstellers 2 an einem als Abschluß des Entladungsgefäßes dienenden metallischen Formring 4, und zwar innen an einem Rohransatz 5 konzentrisch zu dem ebenfalls am Formring 4 außen am Teller 6 vakuumdicht verbundenen, einen Teil der Vakuumhülle bildenden Keramikrohr 7. Die erste Anode (Zuganode) 1 ragt zentrisch in den Innenraum der aus zwei Teilen 8 und 9 bestehenden zweiten Anode (Hauptanode) und ist durch das über einen Metallring 14 mit dem Teil 8 der zweiten Anode verbundene Keramikrohr 7 gegen die zweite Anode isoliert. An der Stirnwand des becherförmigen Metallteils 8 ist konzentrisch zu dem die Hauptanode mit bildenden Tei19 der Gefäßwandungsteil 10 des engen, langgezogenen Röhrenteils der Lauffeldröhre vakuumdicht befestigt. Mit besonderem Vorteil ist die Zuganode 1 als Trägerrohr ausgebildet, in dessen Innerem zentriert das aus der Kathode 11 und der Fokussierungselektrode 12 bestehende Elektrodensystem untergebracht ist. Zu diesem Zweck ist um dieses Elektrodensystem herum ein beidseitig offener Zylinder 13 (Führungszylinder) konzentrisch angeordnet und derart mit dem Elektrodensystem verbunden, daß das an langen Halterungsstäben über dem Durchführungsteller 2 montierte freitragende System den Führungszylinder 13 mitträgt. Mit diesem Führungszylinder 13 wird zugleich das Elektrodensystem 11,12 zentriert, gegen einen Anschlag in die Zuganode 1 eingesteckt und im Entladungsgefäß durch eine Schlußlötung oder -schweißung zwischen der Metallkappe 3 des Durchführungstellers und dem metallischen Formring 4 an seinem zylindrischen Teil befestigt. Dieses Einfügen des Elektrodensystems in den Führungszylinder 13 der Zuganode 1 hat unter anderem den wesentlichen Vorteil, daß im Bedarfsfalle leicht ein Auswechseln der Elektroden des Elektrodensystems, insbesondere der Kathode, ohne eine Beeinträchtigung des übrigen Entladungsgefäßes vorgenommen werden kann. Das Elektrodensystem 11,12 ist unter Anwendung von Löt- oder Kittverbindungen mittels Distanz- und Halterungsstäben, insbesondere aus Keramik, aufgebaut und mit dem Führungszylinder 13 verbunden. Im Betrieb liegt die zweite Anode 8, 9 auf Erdpotential, während an die erste Anode 1 z. B. -1.4 kV und an die Kathode 11 etwa -16 kV angelegt werden. Im Innern der als Abschirmzylinder dienenden Zuganode 1 sind jedoch praktisch keine nennenswerten elektrischen Felder vorhanden, die zu Störungen infolge von Feldemission Anlaß geben könnten.
Das erfindungsgemäße Strahlerzeugungssystem ist nicht nur bei Lauffeldröhren, sondern bei Laufzeitröhren aller Art verwendbar.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektrodensystem zur Erzeugung eines magnetisch fokussierten Elektronenvollstrahls großer Stromdichte für eine Hochleistungslaufzeitröhre, insbesondere Lauffeldröhre, bestehend aus einer Kathode; einer Fokussierungs-Elektrode (Wehnelt-Elektrode) und= einer - becherförmigen, mit einer zentralen Elektronenstrahldurchtrittsöffnung versehenen (ersten Anode, die zugleich als Tragteil für das in ihrem Innern zentriert und vollständig untergebrachte Kathoden-Fokussierungselektroden-System dient, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß noch eine von der ersten Anode (Zuganode) (1) unabhängige, auf einem gegenüber der Zuganode (1) sehr viel höheren Gleichpotential liegende zweite Anode (Hauptanode (8,9) vorgesehen ist, die, ebenfalls becherförmig ausgebildet und mit einer zentralen Elektronenstrahldurchtrittsöffnung versehen, das aus Kathode (11), Fokussierungselektrode (12) und Zuganode (1) bestehende Elektrodensystem an dessen kathodenseitigem Ende koaxial aufnimmt und die mittels eines Metallringes (14) an einem einen Teil der Vakuumhülle bildenden Keramikrohr (7) vakuumdicht befestigt ist, das seinerseits mit einer den Durchführungsteller (2) enthaltenden metallischen Abschlußkappe (3, 4, 6) vakuumdicht verbunden ist.
2. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kathoden-Fokussierungselektroden-System (11,12) in einem beiderseitig offenen Metallzylinder (13) montiert ist (Führungszylinder), der zusammen mit dem Kathoden-Fokussierungselektroden-System (11, 12) mittels langer Halterungsstäbe (15) am Durchführungsteller (2) gehaltert und zentrisch gegen einen Anschlag im Innern der Zuganode (1) in diese eingesetzt ist.
3. Elektrodensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kathoden-Fokussierungselektroden-System (11,12) im wesentlichen mittels dielektrischer Trag- und Distanzstäbe aus z. B. Aluminiumoxyd gehaltert und durch Löt-oder Kittverbindungen mit dem Führungszylinder (13) verbunden ist.