DE1491387B1

DE1491387B1 - Permanent magnetic focusing device for the bundled introduction of an electron beam into a collector of a high-performance multi-chamber klystron

Info

Publication number: DE1491387B1
Application number: DE19641491387
Authority: DE
Inventors: Schmidt Dr Wolfgang
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1964-07-23
Filing date: 1964-07-23
Publication date: 1970-07-30
Also published as: US3394282A; GB1083693A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine dauer- Dauermagnetring auf seinem inneren DurchmesserThe invention relates to a permanent permanent magnet ring on its inner diameter

magnetische Fokussiereinrichtung zur gebündelten einen Nordpol und auf seinem äußeren Durchmessermagnetic focusing device focused on a north pole and on its outer diameter

Einführung eines Elektronenstrahls in einen Kollektor einen Südpol aufweisen. Die durch diese radialIntroducing an electron beam into a collector having a south pole. The through this radial

eines Hochleistungsmehrkammerklystrons, bei dem magnetisierten Dauermagnetringe erzeugten magne-of a high-performance multi-chamber klystron, in which magnetized permanent magnet rings generate magnetic

der Elektronenstrahl im wesentlichen in der Strahl- 5 tischen Felder schließen sich nun zwischen denthe electron beam essentially in the radiation table fields now close between the

achse verlaufenden, alternierenden magnetischen Polplatten und verlaufen etwa parallel zur Richtungaxis running, alternating magnetic pole plates and run approximately parallel to the direction

Feldern ausgesetzt ist und bei dem zur Erzeugung des Elektronenstrahls.Is exposed to fields and in which to generate the electron beam.

eines in den Kollektor hineinragenden magnetischen Diese in der deutschen Patentschrift 1158 183 unda projecting into the collector magnetic These in German Patent 1158 183 and

Feldes Teile des Kollektors aus weichmagnetischem in der deutschen Patentanmeldung T11091 Villa/Field parts of the collector made of soft magnetic in the German patent application T11091 Villa /

Werkstoff bestehen und gekühlt werden. io 21 g gezeigten Anordnungen beziehen sich lediglichMaterial exist and be cooled. io 21g shown arrangements relate only

Es ist bekannt, in Wanderfeldröhren oder in auf die Führung des Elektronenstrahls zwischen dem Hochleistungsmehrkammerklystrons den Elektronen- Elektronenstrahlerzeugungssystem und der Auffangsstrahl auf seinem Wege zwischen dem Elektronen- elektrode bzw. dem Kollektor. Eine Aussage darüber, Strahlerzeugungssystem und der Auffangelektrode, die wie der Elektronenstrahl in den Kollektor hineingeauch als Kollektor bezeichnet wird, alternierenden 15 führt werden soll, ist diesen bekannten Druckmagnetischen Feldern auszusetzen. Diese alternieren- Schriften nicht zu entnehmen,
den magnetischen Felder wurden zunächst auf Andererseits ist aber bekannt, daß auch der Einelektromagnetischem Wege hergestellt. Derartige führung des Elektronenstrahls in die Auffänger-Konstruktionen bauten aber ziemlich groß, so daß elektrode bzw. in den Kollektor besondere Beachtung sich die Verwendung oxydkeramischer Dauer- 20 geschenkt werden muß. Auch die obengenannten magnete anbot. Der Einsatz oxydkeramischer Dauermagnetsysteme bündeln den Elektronenstrahl Magnete ist im wesentlichen aus der deutschen mehr oder weniger stark, je nachdem, wie stark das Patentschrift 1 158 183 und aus der deutschen Magnetfeld ist, das an der betreffenden Stelle auf den Patentanmeldung T 11091 VIII a/21 g bekannt. In Elektronenstrahl einwirkt. Es sind nun in dem der deutschen Patentschrift ist ein Dauermagnet- 35 deutschen Patent 1221364 Maßnahmen vorgesystem gezeigt, dessen Dauermagnetringe in axialer schlagen worden, die eine Auffächerung des Elek-Richtung polarisiert sind. Diese Dauermagnetringe tronenstrahls nach dem Eintreten in die Auffangssind an ihren Stirnflächen mit Polschuhen versehen, elektrode bzw. in den Kollektor bewirken sollen, die nach innen gerichtet auf den einzelnen Trift- Hierzu wird in dieser Patentschrift vorgeschlagen, strecken zwischen den verschiedenen Hohlraum- 30 den Elektronenstrahl in der Auffängerelektrode resonatoren aufsetzen. Die magnetischen Feldlinien einem magnetischen Feld auszusetzen, das im wesenttreten an diesen Polschuhen aus und schaffen daher liehen radial zur Elektronenstrahlachse liegt; Dazwischen den einzelnen Polschuhen alternierende durch soll bewirkt werden, daß der Elektronenstrahl magnetische Felder. Zum Beispiel sind in einer nicht an einer Stelle, sondern auf einer möglichst Ausführung die magnetischen Felder innerhalb der 35 großen Fläche in der Auffängerelektrode auftrifft. Triftstrecken alle gleich gerichtet, während die sich Zu diesem Zweck wird die Anordnung von Magneten über die Hohlraumresonatoren erstreckenden magne- um den Kollektor herum oder in Richtung der tischen Felder ebenfalls alle in gleicher Richtung Elektronenstrahlachse gesehen hinter dem Kollektor liegen, aber eine entgegengesetzte Richtung zu den vorgeschlagen. Durch diese Anordnung wird zwar sich in den Triftstrecken befindenden magnetischen 40 eine große Auffächerung des in die Auffangelektrode Feldern aufweisen. Zwischen den einzelnen Trift- einmal eingetretenen Elektronenstrahls bewirkt, jestrecken sind die Hohlraumresonatoren zur Bildung doch gelingt es durch diese Maßnahmen nicht, den des bekannten Wechselwirkungsspaltes bzw. Hoch- Elektronenstrahl in eine Auffängerelektrode richtig frequenzspaltes etwas verengt ausgebildet. hineinzuführen, die sich in Richtung der Elektronen-It is known, in traveling wave tubes or in the guidance of the electron beam between the high-performance multi-chamber klystron, the electron electron beam generating system and the collecting beam on its way between the electron electrode or the collector. A statement about the fact that the beam generating system and the collecting electrode, which like the electron beam is also referred to as a collector, should lead alternating 15, is to be exposed to these known pressure magnetic fields. These alternate fonts cannot be found
The magnetic fields were initially on the other hand, but it is known that the one electromagnetic way. Such a way of guiding the electron beam into the interceptor structures, however, is quite large, so that the electrode or the collector special attention must be paid to the use of permanent oxide ceramic. Also offered the above magnets. The use of oxide ceramic permanent magnet systems focus the electron beam magnets is essentially from the German more or less strong, depending on how strong the patent specification 1 158 183 and from the German magnetic field is, which at the relevant point on the patent application T 11091 VIII a / 21 g known. Acts in electron beam. There are now shown in the German patent specification a permanent magnet 35 German patent 1221364 measures vorgesystem whose permanent magnet rings have been hit in the axial direction, which are polarized by a fanning out of the Elek direction. These permanent magnet rings of the electron beam after entering the collecting area are provided with pole pieces at their end faces, electrodes or in the collector are intended to effect inwardly directed towards the individual drift place resonators in the collector electrode. To expose the magnetic field lines to a magnetic field that essentially emerges at these pole pieces and therefore creates borrowed positions radially to the electron beam axis; In between the individual pole pieces alternating should be effected by the electron beam magnetic fields. For example, the magnetic fields within the large area in which the collector electrode impinges are not in one place, but in a possible embodiment. For this purpose, the arrangement of magnets extending over the cavity resonators around the collector or in the direction of the table fields are also all behind the collector in the same direction as the electron beam axis, but in an opposite direction to the electron beam axis suggested. Due to this arrangement, the magnetic 40 located in the drift sections will have a large fanning out of the fields in the collecting electrode. Once the electron beam has entered, the cavity resonators are caused to stretch between the individual drifts, but these measures do not succeed in making the frequency gap of the known interaction gap or high electron beam in a collector electrode narrowed somewhat. in the direction of the electron

Eine andere raumsparende Ausführung zeigt oben- 45 Strahlachse über eine verhältnismäßig große Weggenannte deutsche Patentanmeldung, bei der die länge erstreckt. Diese »sehr tiefe« Auffängerelekeinzelnen Dauermagnetringe nicht in axialer Rieh- trode ist nämlich bei Röhren, die mit einer sehr tung, sondern in radialer Richtung magnetisiert sind. hohen Leistung betrieben werden, sehr wichtig, um Auf diese Weise ist es möglich, den Raum zwischen eine genügende Kühlung der Auffängerelektrode zu den einzelnen Hohlraumresonatoren zu verkleinern. 50 ermöglichen. Je länger nämlich die Auffängerelek-Hiermit wird mehr Platz für die Abstimmeinrichtung trode ist bzw. je »tiefer« die Elektrode ist, desto der Hohlraumresonatoren gewonnen. Die radial größer ist auch die Fläche, auf die der Elektronenmagnetisierten Dauermagnetringe können, wie in strahl auftreffen kann und desto besser kann auch obengenannter deutschen Patentschrift für die axial eine Kühlung bewirkt werden. Wenn bei einer dermagnetisierten Dauermagnetringe gezeigt, ebenfalls 55 artig »tiefen« Auffängerelektrode ein Auffächerungs-Polschuhe tragen. Diese dürfen hier jedoch nicht auf system der genannten Art eingebaut würde, so wäre den Stirnflächen der Magnetringe liegen, weil sonst die Wirkung dieser Auffächerung sehr gering, weil der Dauermagnetring kurzgeschlossen wird. Infolge- sie nur am Ende der Elektrode wirksam ist, also in dessen ergibt sich rein zwangläufig eine Anordnung einem Bereich, der nur von wenigen Elektronen noch der Polschuhe auf dem inneren und auf dem äußeren 60 erreicht wird, und weil andererseits eine AufDurchmesser dieser Dauermagnetringe. fächerung über die gesamte Länge der Auffänger- Another space-saving design shows the beam axis above a relatively large path German patent application where the length extends. These "very deep" interceptor elements Permanent magnet rings not in the axial Riehtrode is namely in tubes with a very direction, but are magnetized in the radial direction. high power is very important to In this way it is possible to close the space between a sufficient cooling of the collector electrode to reduce the size of the individual cavity resonators. 50 enable. The longer the interceptor telek-hereby there is more space for the tuning device or the “deeper” the electrode, the more won the cavity resonators. The radially larger is also the area on which the electron is magnetized Permanent magnet rings can, as can strike in ray, and can be the better above-mentioned German patent for which cooling can be effected axially. If at one of the magnetized Permanent magnet rings shown, also 55-like "deep" collector electrode a fan-out pole piece wear. However, these may not be built into a system of the type mentioned here the end faces of the magnetic rings, because otherwise the effect of this fanning out is very small, because the permanent magnet ring is short-circuited. As a result, it is only effective at the end of the electrode, i.e. in this inevitably results in an arrangement in an area that only has a few electrons left of the pole pieces on the inner and outer 60 is reached, and because on the other hand there is an additional diameter of these permanent magnet rings. fanning out over the entire length of the

Die radial magnetisierten Dauermagnetringe elektrode bzw. des Kollektors ein sehr umfangreichesThe radially magnetized permanent magnet ring electrode or the collector is a very extensive one

müssen natürlich, in Richtung des Elektronenstrahls Magnetsystem erfordert, das wegen der bei hohenmust of course, in the direction of the electron beam requires magnet system, because of the at high

gesehen, abwechselnd polarisiert sein, d. h., wenn der Leistungen notwendigerweise erforderlichen Kühl-seen, alternately polarized, d. i.e., if the services required cooling

erste radial magnetisierte Dauermagnetring auf 65 rippen erheblichen Platz beansprucht,first radially magnetized permanent magnet ring on 65 ribs takes up considerable space,

seinem inneren Durchmesser einen Südpol und auf Die bekannte Auffächerung ist daher nur fürits inner diameter has a south pole and the well-known fanning is therefore only for

seinem äußeren Durchmesser einen Nordpol aufweist, Röhren mit geringerer Leistung zweckmäßig anwend-its outer diameter has a north pole, tubes with lower power expediently apply-

so muß der nächstfolgende radial magnetisierte bar, versagt aber bei Röhren für größere Leistung,so the next following radially magnetized bar, but fails with tubes for higher power,

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deren Auffängerelektrode bzw. Kollektor von Kühl- An Hand der Zeichnung soll nun die Erfindung fürwhose collector electrode or collector of cooling The invention should now be based on the drawing

rippen oder Kühlblechen umgeben sein muß. verschiedene Ausführungsbeispiele näher erläutertribs or cooling plates must be surrounded. various exemplary embodiments explained in more detail

Die in dem deutschen Patent 1 221 364 vorge- werden. Es zeigtThese are shown in German Patent 1,221,364. It shows

schlagene Anordnung zeigt weiterhin ferromagne- F i g. 1 die Einführung eines Elektronenstrahls inThe suggested arrangement also shows ferromagnetic F i g. 1 introducing an electron beam in

tische Bauteile des Kollektors, und zwar innen als 5 eine Auffängerelektrode für ein Hochleistungsmehrauch außen als den Kollektor umgebende Hülse, die kammerklystron, bei dem die Dauermagnetsystemetable components of the collector, namely inside as 5 a collector electrode for a high-performance Mehrauch outside as the sleeve surrounding the collector, the chamber klystron, in which the permanent magnet systems

jedoch wegen ihrer schlechten Wärmeleitung noch aus in radialer Richtung magnetisierten Dauer-however, due to their poor heat conduction, they still consist of permanent magnetized in the radial direction

mit einer gut leitenden Kupferhülse mindestens magnetringen bestehen,consist of at least magnetic rings with a well-conductive copper sleeve,

teilweise umgeben werden muß. Bei Klystrons für F i g. 2 den zugehörigen Verlauf der magnetischen sehr hohe Leistungen sind diese Maßnahmen aus io Feldinduktion in Richtung der Elektronenstrahlachse, wärmetechnischen Gründen unzureichend. Sie dienen Fig. 3 eine Anordnung wie nach Fig. 1, bei der bei dem Gegenstand nach Patent 1 221 364, bei dem jedoch die Dauermagnetsysteme aus in radialer Richdie Wärmeabfuhr eine untergeordnete Rolle spielt, tung und in axialer Richtung magnetisierten Dauerauch alleine dem Zweck der radialen Feldführung. magnetringen bestehen,must be partially surrounded. At klystrons for F i g. 2 the associated course of the magnetic These measures from io field induction in the direction of the electron beam axis are very high performances, insufficient for thermal reasons. They serve Fig. 3 an arrangement as shown in FIG. 1, in which in the object according to patent 1 221 364, in which, however, the permanent magnet systems from in the radial direction Heat dissipation plays a subordinate role, as well as permanent magnetization in the axial direction solely for the purpose of radial field guidance. magnetic rings exist,

Die Erfindung zeigt nun eine Anordnung, durch 15 F i g. 4 den zugehörigen Verlauf der magnetischenThe invention now shows an arrangement by 15 F i g. 4 the associated course of the magnetic

die es möglich ist, den Elektronenstrahl möglichst tief Induktion in Richtung der Strahlachse,which it is possible to induce the electron beam as deeply as possible in the direction of the beam axis,

in die Auffängerelektrode bzw. den Kollektor hinein- F i g. 5 einen Schnitt entlang der Schnittlinie V-Vinto the collector electrode or the collector. 5 shows a section along the section line V-V

zuführen. Sie bezieht sich auf eine dauermagnetische nach Fig. 1.respectively. It relates to a permanent magnet according to FIG. 1.

Fokussiereinrichtung der eingangs genannten Art und In der F i g. 1 sind die letzten Triftstrecken eines ist dadurch gekennzeichnet, daß die aus weich- 20 Hochleistungsmehrkammerklystrons gezeigt. Der magnetischem Werkstoff bestehenden Teile aus min- Elektronenstrahl, der vor einem nicht dargestellten destens einem im wesentlichen radial zur Kollektor- Elektronenstrahlerzeugungssystem austritt, verläuft in achse angeordneten Kühlblech eines Wärmetauschers einer Richtung, wie sie durch den Pfeil 1 angedeutet des Kollektors bestehen und derart in einem solchen ist. Auf dem Wege vom Elektronenstrahlerzeugungs-Abstand von der Eintrittsöffnung des Kollektors 35 system bis zu der Auffängerelektrode bzw. dem angeordnet sind, daß zur tieferen Einführung des Kollektor 62 muß der Elektronenstrahl die Trift-Elektronenstrahls in den Kollektor das magnetische strecken 31 durchlaufen, von denen eine oder Feld in diesem vorwiegend parallel zur Strahlachse mehrere hintereinander angeordnet sein können und verlaufende Feldkomponenten aufweist. zwischen denen sich die Wechselwirkungsspalte 33Focusing device of the type mentioned at the outset and in FIG. 1 are the last drift stretches of one is characterized in that it is shown from soft 20 high-performance multi-chamber klystrons. Of the magnetic material consisting of parts from min electron beam, which is in front of a not shown at least one emerges essentially radially to the collector electron gun, runs in Axis arranged cooling plate of a heat exchanger in a direction as indicated by the arrow 1 of the collector exist and such is in such a. On the way of the electron gun distance from the inlet opening of the collector 35 system to the collector electrode or the are arranged so that for the deeper introduction of the collector 62 the electron beam must be the drift electron beam run through the magnetic stretch 31 in the collector, one of which or a field in this predominantly parallel to the beam axis several can be arranged one behind the other and having extending field components. between which the interaction gaps 33

Für jedes Klystron kann auf diese Weise eine 30 befinden, die auch als Hochfrequenzspalte bezeichnet optimale Einführung des Elektronenstrahls erhalten werden. Diese Spalte sind durch Trennwände 34 werden. Der Elektronenstrahl wird um so weiter in verschlossen und gehören zu einer Kammer bzw. den Kollektor hineingeführt, je größer der Abstand einem Resonator, der auf eine bestimmte Frequenz der aus weichmagnetischem Werkstoff bestehenden in bekannter Weise abgestimmt werden kann. Hierzu Kühlbleche von dem Kollektoreingang ist. Anderer- 35 wird z. B. in dem Resonator 35 eine Platte 36, die aus seits muß berücksichtigt werden, daß diese aus einem Metall bestehen kann, durch Drehen einer Spindel 37 weichmagnetischen Werkstoff bestehenden Kühl- verschoben. Die Verschiebung erfolgt in Richtung der bleche das magnetische Feld bündeln, daß die Stärke Pfeile 38. Um die Triftstrecken herum befinden sich des magnetischen Feldes jedoch von dem in Höhe radial magnetisierte Dauermagnetsysteme 51, deren einer Ausgangstriftstrecke angeordneten Permanent- 40 Polarität, in Richtung des Elektronenstrahles gesehen, magneten abhängt. Das genannte weichmagnetische abwechselt. So sind z. B. auf der mittleren Trift-System darf also nicht zu weit von dem Eingang des strecke 31 zwei Dauermagnetsysteme 51 angeordnet, Kollektors entfernt angeordnet sein, weil es sonst in dessen in der Zeichnung nach F i g. 1 dargestelltes ohne Wirkung bleibt. Dauermagnetsystem 51 am Eingang auf den Innen-In this way, there can be a 30 for each klystron, which is also referred to as a high-frequency column optimal introduction of the electron beam can be obtained. These gaps are formed by partition walls 34 will. The electron beam is closed all the more and belong to a chamber or the collector introduced, the greater the distance a resonator, which is on a certain frequency which consists of magnetically soft material can be tuned in a known manner. For this Is cooling plates from the collector inlet. Other- 35 is z. B. in the resonator 35, a plate 36, which consists of On the other hand, it must be taken into account that this can consist of a metal by turning a spindle 37 soft magnetic material existing cooling shifted. The shift takes place in the direction of Sheet metal bundle the magnetic field so that the strength arrows 38. There are arrows around the drift lines of the magnetic field, however, from the permanent magnet systems 51 magnetized radially at the level, whose permanent polarity arranged in an exit drift path, viewed in the direction of the electron beam, magnets depends. The aforementioned soft magnetic alternates. So are z. B. on the middle Trift system So must not be too far from the entrance of the route 31 two permanent magnet systems 51 arranged, Collector to be arranged remotely, because otherwise it in the drawing according to F i g. 1 shown remains without effect. Permanent magnet system 51 at the entrance to the inner

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung 45 durchmesser einen Südpol und auf dem Ausgang auf können sich die Feldlinien eines durch vor dem den Innendurchmesser einen Nordpol aufweist. Diese Kollektor in Höhe einer Ausgangstriftstrecke ange- Dauermagnetsysteme 51 sind mit Polplatten umordneten Dauermagnetsystems erzeugten magne- geben, die ringförmig ausgebildet sein können und tischen Feldes sowohl über ein weichmagnetisches aus denen die magnetischen Feldlinien gebündelt System als auch über ein dauermagnetisches System 50 heraustreten, so daß der Elektronenstrahl auf seinem mit weichmagnetischem Polschuh oder über einen Wege vom Elektronenstrahlerzeugungssystem zur weichmagnetischen Polschuh schließen. Aufhängerelektrode bzw. zum Kollektor 62 hinAccording to a further embodiment of the invention 45 diameter a south pole and on the exit the field lines of a through in front of which the inner diameter has a north pole. These Collector at the level of an exit drift path. Permanent magnet systems 51 are rearranged with pole plates Permanent magnet system generated magnets, which can be designed in a ring and table field both over a soft magnetic from which the magnetic field lines are bundled System as well as a permanent magnetic system 50 so that the electron beam on his with a soft magnetic pole piece or via a path from the electron gun to the Close the soft magnetic pole piece. Hanger electrode or towards collector 62

Wenn nämlich das Dauermagnetsystem an der alternierenden magnetischen Feldern ausgesetzt ist.
letzten Triftstrecke vor der Ausgangstriftstrecke aus Vor dem Kollektor 62 liegt die Ausgangstrifteinem in axialer Richtung magnetisierten Dauer- 55 strecke 78 und zwischen dieser und der letzten Triftmagnetring besteht, auf dessen Stirnflächen Pol- strecke 31 der Wechselwirkungsraum 61. Um die schuhe aufliegen, so schließen sich die Feldlinien des Ausgangstriftstrecke 78 herum ist nun ebenfalls ein Dauermagnetsystems der Ausgangstritfstrecke vor- Dauermagnetsystem 66 angeordnet, das von Polzugsweise über den weichmagnetischen Polschuh, der platten 42 und 40 eingeschlossen ist. Die Feldlinien der Ausgangstriftstrecke zugewandt ist. Andererseits 60 des durch das Dauermagnetsystem 66 erzeugten können auch auf der letzten Triftstrecke vor der magnetischen Feldes sind mit der Bezugsziffer 79 Ausgangstriftstrecke zwei aus radial magnetisierten versehen. Der Kollektor 62 ist nun von einem Wärme-Dauermagnetringen bestehende Dauermagnetsysteme tauscher umgeben, der aus Kühlblechen 72 besteht, angeordnet sein, so daß sich die Feldlinien des durch Einige dieser Kühlbleche sind aus einem weichdas um die Ausgangstriftstrecke angeordneten Dauer- 65 magnetischem Werkstoff ausgeführt und bilden das magnetsystems über das Dauermagnetsystem schließen weichmagnetische System 71. Die aus einem weich- und auch noch durch dieses verstärkt werden, das zu magnetischen Werkstoff ausgeführten Kühlbleche 72 der Ausgangstriftstrecke hin liegt. sind im Abstand von dem Kollektoreingang 80 ange-Namely when the permanent magnet system is exposed to the alternating magnetic fields.
last drift path before the exit drift segment from In front of the collector 62 there is the exit drift of a permanent segment 78 magnetized in the axial direction and between this and the last drift magnet ring, on whose end faces pole segment 31 the interaction space 61 lies The field lines of the exit strut section 78 is now also a permanent magnet system of the exit stripe before permanent magnet system 66 is arranged, which is partially enclosed by the soft magnetic pole piece, the plates 42 and 40. The field lines of the exit drift line faces. On the other hand, the 60 generated by the permanent magnet system 66 can also be provided on the last drift path before the magnetic field with the reference number 79. Two radially magnetized output drift paths are provided. The collector 62 is now surrounded by a permanent magnet system consisting of thermal magnet rings, which consists of cooling plates 72, so that the field lines of the through Some of these cooling plates are made of a soft permanent magnetic material arranged around the exit drift path and form the magnet system via the permanent magnet system is closed by soft magnetic system 71. Which are made up of a soft and also reinforced by this, the cooling plates 72, which are made towards magnetic material, lie towards the exit drift path. are at a distance from collector input 80

ordnet, so daß die innerhalb des Kollektors 62 verlaufenden Feldlinien 79 im wesentlichen in der Achse des Elektronenstrahls liegen und diesen sehr weit in den Kollektor 62 hineintunren.arranges so that the field lines 79 extending within the collector 62 are essentially in the axis of the electron beam and drift this very far into the collector 62.

Andererseits schließen sich die vom Dauermagnetsystem 66 erzeugten magnetischen Felder über den Wechselwirkungsspalt 61 hinüber zum Polschuh 40 des letzten auf der Triftstrecke 31 angeordneten dauermagnetischen Systems Sl. In gleicner Weise erfolgt aer Rückschluß auf dem äußeren Durch- _Jo messer zwischen den Polschuhen 42 der Dauermagnetsysteme 51 und 66.On the other hand, the magnetic fields generated by the permanent magnet system 66 close via the interaction gap 61 over to the pole piece 40 of the last permanent magnetic system S1 arranged on the drift path 31. In gleicner manner aer back yoke on the outer throughput _Jo carried diameter between the pole pieces 42 of the permanent magnet systems 51 and 66 thereof.

ti g. ό zeigt eine andere Ausführung des Dauermagnecsystems, das auf der letzten Triftstrecke 31 angeordnet ist. Hs besteht hier aus einem in axialer Richtung magnetisierten Dauermagneten und ist mit 65 bezeichnet. Das durch das Dauermagnetsystem 66 erzeugte magnetische Feld in der Auffangerelektrode bzw. dem Kollektor 62 ist in gleicher Weise wie in Fig. 1 erzeugt, nur ist die Ricntung des Feldes eine _ao anoere, wie durch die Pfeilspitzen im Verlauf der Feldlinien 79 angedeutet. Das magnetische Feld schließt sich außerdem über den einen auf dem Dauermagnetsystem 65 auf der Stirnfläche angeordneten Polschuh 63, der in Richtung des Feldes _a5 liegt. Hier ist also im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 auf dieser Seite des Dauermagnetsystems 66 Kein Magnetsystem, sondern lediglich ein Weicheisen eingescnaltet.ti g. ό shows another embodiment of the permanent magnet system, which is arranged on the last drift section 31. Hs here consists of a permanent magnet magnetized in the axial direction and is denoted by 65. The magnetic field generated by the permanent magnet system 66 in the Auffangerelektrode and the collector 62 is produced in the same manner as in Fig. 1, only the Ricntung of the field anoere a _ao, as indicated by the arrowheads in the course of the field lines 79th The magnetic field also closes via the one pole piece 63 which is arranged on the end face of the permanent magnet system 65 and which lies _{in the direction of the field a5.} In contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 1 on this side of the permanent magnet system 66 No magnet system, just a soft iron switched on.

Auf der unteren Häute der Fig. 3 sind Feldlinien gezeichnet, wie sie verlaufen, wenn der den Kollektor 62 umgebende Wärmetauscher keine Kühlbleche 72 aus weichmagnetischem Werkstoff aufweist. Hieraus ist deutlich zu erkennen, daß der Elektronenstrahl zwar etwas aufgefächert, aber nicht sehr weit in den Kollektor 62 hineinläuft. Die einzelnen Elektronen verlaufen hier auf den Bahnen 76, während sie bei Einsatz der Anordnung nach der Erfindung auf den Bahnen 75, wie im oberen Teil der F i g. 3 angedeutet, verlaufen, also viel weiter in den Kollektor 62 eindringen.On the lower skin of FIG. 3 there are field lines drawn how they run when the heat exchanger surrounding the collector 62 does not have cooling plates 72 has made of soft magnetic material. From this it can be clearly seen that the electron beam a little fanned out, but does not run very far into the collector 62. The individual electrons run here on the tracks 76, while when using the arrangement according to the invention on the Lanes 75, as in the upper part of FIG. 3 indicated, run, so much further into the collector 62 penetrate.

F i g. 4 zeigt schließlich, wie die F i g. 2, den Verlauf der magnetischen Induktion in Richtung der Strahlachse. In der F i g. 4 sind auch die Unterschiede dargestellt, die im Verlauf der magnetischen Induktion eintreten, und zwar gestrichelt dargestellt bei 82 ohne Einsatz der Anordnung der Erfindung, und mit der Kennlinie 81 bezeichnet bei Einsatz der Anordnung nach der Erfindung.F i g. 4 finally shows how FIG. 2, the course of the magnetic induction in the direction of the Beam axis. In FIG. 4 also shows the differences that occur in the course of the magnetic Induction occur, shown in phantom at 82 without using the arrangement of the invention, and denoted by the characteristic curve 81 when using the arrangement according to the invention.

Die Kühlung der Triftstrecken 31 erfolgt, z. B. wie in F i g. 1 gezeigt, durch Kühlbleche 44 zwischen den Dauermagnetsystemen 51 und, wie in F i g. 3 gezeigt, durch Kühlbleche 74.The cooling of the drift stretches 31 takes place, for. B. as in FIG. 1 shown by cooling plates 44 between the Permanent magnet systems 51 and, as in FIG. 3 shown by cooling plates 74.

Die Resonatorräume in F i g. 3 sind in gleicher Weise wie in F i g. 1 abstimmbar, jedoch sind in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 der Übersichtlichkeit halber die Abstimmeinrichtungen fortgelassen worden.The resonator spaces in FIG. 3 are in the same way as in F i g. 1 tunable, however, in the Embodiment according to FIG. 3, for the sake of clarity, the voting devices have been omitted been.

F i g. 5 zeigt schließlich eine Art des möglichen Abgleiches für die Magnetsysteme 51, 65 und 66. In an sich bekannter Weise können Weicheisenplatten in Richtung des Doppelfeldes 48 verschiebbar angeordnet werden, wodurch ein teilweiser Kurzschluß der Magnetsysteme bewirkt wird.F i g. Finally, FIG. 5 shows one type of possible adjustment for the magnet systems 51, 65 and 66. In In a manner known per se, soft iron plates can be arranged displaceably in the direction of the double field 48 causing a partial short circuit of the magnet systems.

Claims

Patent claims:

1. Permanent magnetic focusing device for the bundled introduction of an electron beam into a collector of a high-performance multi-chamber klystron, in which the electron beam exposed to alternating magnetic fields extending essentially in the beam axis is and in the case of generating a magnetic field protruding into the collector Parts of the collector consist of soft magnetic material and are cooled thereby characterized in that the parts made of soft magnetic material consist of at least one substantially radial to Collector axis arranged cooling plate (72) of a heat exchanger of the collector (62) exist and so arranged at such a distance from the inlet opening of the collector (62) are that for deeper introduction of the electron beam into the collector (62) the magnetic field in this field components that run mainly parallel to the beam axis having.

2. Focusing device according to claim 1, characterized in that the field lines one arranged in front of the collector (62) at the level of an exit drift path (78) Permanent magnet system (66) generated magnetic field (79) both over a soft magnetic System (71) as well as a permanent magnetic system (51) with a soft magnetic pole piece (40) or with a soft magnetic pole piece (63).

1 sheet of drawings