DE1491398B1 - Lauffeldroehre mit einer elektrode zum einfangen und ableiten von gasionen - Google Patents

Description

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(F i g. 3) der Verzögerungsleitung 6 angekoppelt ist umhüllung 2 unmittelbar neben dem Weg des Elek-

und deren Außenleiter mit der zylindrischen Um- tronenstrahls vorgesehen ist. Die Gitterabschirmung

hüllung 2 verbunden ist, die ihrerseits auf Masse- hat sich als unabhängig davon, ob die Elektrode 50

potential liegt. an das Potential der Umhüllung, der Anode oder der

Die Elektronenkanone 14 erzeugt mehrere band- 5 Kathode gelegt wurde, als sehr nützlich erwiesen. Bei

förmige Elektronenstrahlen, die rechteckige öffnun- der dargestellten Ausführungsform ist eine Leitung

gen 18 und 20 in einer Platte22 durchdringen, die 56 (Fig. 1) vorgesehen, um die Elektrode50 an das

ein Ende des die Verzögerungsleitung 6 aufnehmen- gleiche Potential zu legen wie den Kathodenzylinder

den Hohlraumes 8 abschließt. Wenn bei dem dar- 26. Bei solchen Ausführungsformen, bei denen die

gestellten Ausführungsbeispiel auch mehrere Elek- io Elektrode 50 mit der existierenden, das Kathoden-

tronenstrahlen vorhanden sind, kann die Erfindung potential liefernden Potentialquelle verbunden wird,

auch bei Lauffeldröhren Anwendung finden, die nur dienen Abstandsstücke 57 aus Keramik dazu, die

einen einzigen Elektronenstrahl aufweisen. Teile 53 und 54 des Gitters von der Elektrode 50 zu

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, weist die am einen isolieren. Auf diese Weise wird eine Beeinflussung Ende der Umhüllung zur Erzeugung des Elektronen- 15 der Fokussierung des Elektronenstrahls vermieden. Strahls vorgesehene Elektronenkanone 4 eine Kera- Es versteht sich, daß bei der Anwendung der Ermikplatte24 mit einer mittleren kreisförmigen Öff- findung die Ableitelektrode nach Vornahme geeignung 25 auf, in der ein Kathodenzylinder 26 befestigt neter Veränderungen mit jeder anderen vorhandenen ist. Der Zylinder ist zwischen Metallbändern 27 und Potentialquelle verbunden werden kann. Weiterhin langen Stiften 28 angeordnet, die sich durch Öffnun- ao wird zweckmäßig bei Vorrichtungen, die mehrere gen in der Keramikplatte 24 hindurcherstrecken und Elektronenstrahlen aufweisen, eine gleichartige, aus ^ von der Keramikplatte festgehalten werden. Die inne- Ableitelektrode und Abschirmgitter bestehende An- ψ ren Enden der Stifte 28 tragen eine Kathodenplatte Ordnung im Bereich eines jeden anderen Elektronen-30, die mehrere rechteckige öffnungen 31 und 32 Strahls vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausfühaufweist. Diese öffnungen dienen zur Formung der 25 rungsbeispiel wird ein zweiter Elektronenstrahl, der Elektronenstrahlen, die von einer emittierenden Ka- in F i g. 3 durch den Pfeil 58 angedeutet ist, durch die thode üblichen Aufbaues ausgehen, die in dem öffnung 18 in der Platte 22 emittiert. Wie aus F i g. 1 Kathodenzylinder 26 enthalten ist. Solch eine Kathode ersichtlich, ist infolgedessen eine gleichartige abumfaßt gewöhnlich einen Elektronen emittierenden geschirmte Ableitelektrode, die in ihrer Gesamtheit Körper und einen Heizfaden zur Erwärmung dieses 30 mit 60 bezeichnet ist, unmittelbar neben dem Elek-Körpers. tronenstrahl 58 angeordnet. Diese Elektrodenanord-

Parallel zur Kathodenplatte 30 ist eine Fokussier- nung ist der gegenüberliegenden Elektrodenanord-

elektrode 33 angeordnet, die von Stiften 35, die sich nung gleich und es sind die einander entsprechenden

axial durch die Keramikplatte 24 erstrecken und von Komponenten dieser Anordnungen mit den gleichen

dieser Platte gehalten werden, getragen wird. Die 35 Bezugsziffern bezeichnet.

Fokussierelektrode weist Öffnungn36 und 37 auf, Beim Betrieb als Rückwärtswellen-Oszillator ist

die axial auf die Öffnungen 31 und 32 ausgerichtet die dargestellte Ausführungsform in der folgenden

sind und die Grenzen eines elektrostatischen Feldes Weise an äußere Spannungsquellen angeschlossen:

bilden, das zur Beschleunigung der Elektronen dient Die emittierende Kathode, der Kathodenzylinder 26

und in noch zu beschreibender Weise durch eine ge- 40 und die Platte 30 sind mit Hilfe eines leitenden Ban-

eignete Spannung erzeugt wird. des 61 elektrisch miteinander verbunden und zusam-

Die Platte 22 mit den öffnungen 18 und 20 ist mit men an den Schleifer eines Potentiometers 62 anHilfe von Pfosten 40 an der Keramikplatte 24 be- geschlossen. Das Potentiometer liegt an einer Spanfestigt. Die Gesamtanordnung ist mit einer Endplatte nungsquelle 63, deren positiver Pol an Masse liegt. 39 versehen, durch die sich die äußeren Leitungen 45 Mit Hilfe einer Handeinstellung 64 kann der Kader Glieder der Elektronenkanone hindurcherstrek- thode, dem Kathodenzylinder und der Kathodenken und die mit der Umhüllung 2 hermetisch dicht platte eine einstellbare negative Spannung zugeführt verbunden ist. Das entgegengesetzte Ende der Um- werden. Die Platte 33 liegt auf einer gegenüber der Millung ist mit einer Deckplatte 38 versehen. Die Kathodenplatte 30 leicht positiven Vorspannung, um Gesamtanordnung ist mit Hilfe eines Pumpstutzens 50 die Beschleunigung und die Fokussierung des Elek-42 evakuiert, der abgequetscht und dicht verschlossen tronenstrahls zu unterstützen. Zu diesem Zweck ist wird, nachdem das gewünschte Vakuum erreicht ist. der negative Pol einer Spannungsquelle 65 mit dem

Wie insbesondere aus den F i g. 3 und 4 ersichtlich, Schleifer des Potentiometers 62 verbunden, während weist die dargestellte Rückwärtswellenröhre erfin- der positive Pol dieser Spannungsquelle mit dem dungsgemäß eine Elektrode 50 zur Ableitung positiver 55 Tragstift 35 der Platte 33 verbunden ist. Eine Span-Ionen auf, deren Form dem benachbarten Elek- nungsquelle 66 mit niederer Spannung liefert die tronenstrahl im wesentlichen angepaßt ist, der ein Energie für den Heizfaden der Kathode, der in dem Band mit rechteckigem Querschnitt bildet und in Kathodenzylinder 26 enthalten ist. Die nach der Er-F i g. 3 durch den Pfeil 51 angedeutet ist. Die erheb- findung vorgesehene, abgeschirmte Ableitelektrode liehe Breite der Elektrode 50 erleichtert eine gleich- 60 kann mit Hilfe der Leitung 56 mit Leitern 67 verförmige Abführung der Ionen in dem dem Elek- bunden sein, die zu der negativen Hochspannungstronenstrahl benachbarten Bereich. Die Elektrode 50 quelle 63 führen.

wird von einem Gitter 52 umschlossen und ab- Die von der Elektronenkanone emittierten Elek-

geschirmt, das eine Rückabdeckung 53 und Gitter- tronen durchdringen die zur Strahlformung dienen-

elemente 54 aufweist, die den Fingern der Verzöge- 65 den Glieder 30 und 33 und werden von dem elektro-

rungsleitung 6 parallel verlaufen. Die gesamte, das statischen Feld zwischen den Platten beschleunigt, die

Gitter 52 einschließende Elektrodenanordnung be- in dem Weg des Elektronenstrahles angeordnet sind,

findet sich in einem Kanal 55, der in der Röhren- Da das magnetische Feld, das von dem Magneten 10

erzeugt wird, im wesentlichen parallel zu der Richtung des Elektronenstrahles verläuft, werden die Elektronen in dem der Interdigital-Verzögerungsleitung 6 benachbarten Wechselwirkungsraum fokussiert. Die Wechselwirkung der Elektronen dieses Strahles mit dem elektromagnetischen Feld, das aus der Verzögerungsleitung herausquillt, hat die Erzeugung elektromagnetischer Energie zur Folge. Diese Energie wird von dem Innenleiter 16 am Finger 17 der Interdigital-Verzögerungsleitung ausgekoppelt, der sich nahe der Platte 22 befindet. Das Ausgangssignal des Oszillators wird dann einem Verbraucher mit Hilfe von Koaxialleitungen zugeführt, die an den Innenleiter 16 und den Außenleiter 14 angeschlossen sind.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So ist es möglich, die Erfindung bei anderen Arten von Lauffeldröhren anzuwenden, bei denen neben einer Verzögerungsleitung ein Wechselwirkungsraum vorhanden ist, den ein Elektronenstrahl durchdringt. Derartige Anordnungen umfassen auch kreisförmige Ausbildungen von Verzögerungsleitungen von Vorwärtswellen- oder Rückwärtswellen-Oszillatoren und/oder -Verstärkern des sogenannten M-Typs oder lineare

ίο Magnetrons. Die Erfindung ist weiterhin nicht auf die dargestellte spezielle periodische Struktur beschränkt und in gleicher Weise bei Verzögerungsleitungen anderen Aufbaues, beispielsweise bei leiterförmigen Anordnungen, Kettenleitern od. dgl. anwendbar, indem die Dimensionen des Gitters entsprechend abgewandelt werden, um die gewünschte Abschirmung der Ableitelektrode gegenüber dem Elektronenstrom zu erzielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 röhre in dem Sinne nachteilig beeinflußt, daß eine Patentansprüche: Verminderung der Ausgangsleistung eintrat. Wird eine solche Ableitelektrode zur Verminderung dieses

1. Lauffeldröhre, insbesondere Rückwärts- nachteiligen Einflusses in größerer Entfernung von wellenröhre, mit einer vorzugsweise als Interdigi- 5 dem Elektronenstrahl angeordnet, so ist ihre Wirkung talleitung ausgebildeten Verzögerungsleitung, nicht mehr ausreichend, um im wesentlichen alle einer Vorrichtung zur Erzeugung eines parallel positiven Ionen einzufangen und deren nachteilige zur Verzögerungsleitung gerichteten Elektronen- Wirkungen zu vermeiden.

Strahls und einer sich parallel zum Elektronen- Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe strahl erstreckenden und in bezug auf das in dem io zugrunde, die Elektrodenanordnung zum Einfangen der Verzögerungsleitung benachbarten Wechsel- positiver Ionen so zu verbessern, daß die entstehenwirkungsraum vorhandene elektrische Feld nega- den positiven Ionen mit hoher Wirksamkeit im tiv vorgespannten Elektrode zum Einfangen und wesentlichen vollständig eingefangen werden, ohne Ableiten von Gasionen, dadurch gekenn- daß der Elektronenstrahl von dem von der Fangzeichnet, daß zwischen der Elektrode (50) 15 elektrode ausgehenden Feld gestört wird,
und dem Weg des Elektronenstrahls (51) mehrere Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer von der Elektrode elektrisch isolierte leitende Lauffeldröhre der eingangs genannten Art dadurch Elemente (54) angeordnet sind, die elektrisch mit gelöst, daß zwischen der Elektrode und dem Weg des dem Potential der Verzögerungsleitung (6) ver- Elektronenstrahls mehrere von der Elektrode elekbunden sind. 20 trisch isolierte leitende Elemente angeordnet sind, die

2. Lauffeldröhre nach Anspruch 1, dadurch ge- elektrisch mit dem Potential der Verzögerungsleitung kennzeichnet, daß die leitenden Elemente (54) verbunden sind.

von einer Gitteranordnung mit mehreren par- Die nach der Erfindung vorgesehenen elektrisch

allelen metallischen Gliedern gebildet werden, die isolierten leitenden Elemente ermöglichen es, die

sich quer zur Richtung des Elektronenstrahls 35 gesamte Oberfläche der negativ vorgespannten Elek-

(51) erstrecken. trode zum Einfangen der positiven Ionen zu benutzen,

3. Lauffeldröhre nach Anspruch 2, dadurch ge- die in dem Bereich vorhanden sind, der von dem kennzeichnet, daß die leitenden Elemente (54) die Elektronenstrahl durchlaufen wird. Die negativ vorRänder einer die Rückseite der Elektrode (50) gespannte Elektrode (Ableitelektrode) kann dichter umschließenden Abschirmung (53) verbinden. 30 am Elektronenstrahl angeordnet werden als bei den

4. Lauffeldröhre nach einem der vorher- bekannten Lauffeldröhren, ohne daß die Fokussiegehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, rung des Strahls durch das abgeschirmte Feld der daß die Elektrode (50) in an sich bekannter Ableitelektrode nachteilig beeinflußt wird. Trotzdem Weise mit der Vorrichtung zur Erzeugung des ist die Ableitelektrode wegen ihrer großen Nähe zum Elektronenstrahls (26) elektrisch leitend verbun- 35 Elektronenstrahl für das Einfangen von positiven den ist. Ionen besonders wirksam. Daher ist eine nach der

Erfindung ausgebildete Lauffeldröhre frei von Stö-

rangen, die durch positive Ionen verursacht werden,

und hat darüber hinaus eine gesteigerte Ausgangs-

40 leistung.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Er-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lauffeldröhre, findung sind der folgenden Beschreibung zu ent-

insbesondere eine Rückwärtswellenröhre, mit einer nehmen, in der die Erfindung an Hand des in der

vorzugsweise als Interdigitalleitung ausgebildeten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher

Verzögerungsleitung, einer Vorrichtung zur Erzeu- 45 beschrieben und erläutert wird. Es zeigt

gung eines parallel zur Verzögerungsleitung gerich- Fig. 1 teilweise in Seitenansicht und teilweise im

teten Elektronenstrahls und einer sich parallel zum Längsschnitt eine Rückwärtswellenröhre nach der

Elektronenstrahl erstreckenden und in bezug auf das Erfindung,

in dem der Verzögerungsleitung benachbarten Wech- F i g. 2 eine perspektivische Darstellung der Elek-

selwirkungsraum vorhandene elektrische Feld negativ 50 tronenkanone der Röhre nach Fig. 1,

vorgespannten Elektrode zum Einfangen und Ab- F i g. 3 teilweise im Schnitt eine Explosionsdarstel-

leiten von Gasionen. lung der Röhre nach F i g. 1 zur Veranschaulichung

Trotz der Erzeugung eines Hochvakuums im Wech- der Anordnung der verbesserten Elektrode in bezug

selwirkungsraum von Lauffeldröhren ist dieser Raum auf die Verzögerungsleitung und

nicht völlig frei von positiven Gasionen, die eine stö- 55 F i g. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 durch

rende Frequenzmodulation der in der Lauffeldröhre die Anordnung nach Fig. 1.

verstärkten oder erzeugten Schwingung bewirken. Um Wie insbesondere aus F i g. 1 ersichtlich, weist die eine solche störende Frequenzmodulation möglichst in der Zeichnung dargestellte Rückwärtswellenröhre weitgehend zu unterdrücken, ist es bekannt, parallel eine zylindrische Umhüllung 2 auf, die eine Elekzu der beispielsweise als Interdigitalleitung ausgebil- 60 tronenkanone 4 und eine in einem Hohlraum 8 andeten Verzögerungsleitung von Lauffeldröhren Elek- geordnete Interdigital-Verzögerungsleitung 6 umtroden zum Einfangen und Ableiten der Gasionen schließt. Ein zu der zylindrischen Umhüllung 2 konanzuordnen. Bei bekannten Lauffeldröhren sind diese zentrisch angeordneter zylindrischer Magnet 10 liefert Elektroden platten-, zylinder- oder drahtförmig aus- ein Magnetfeld, das im Bereich der Längsachse 12 gebildet und an ein in bezug auf die Verzögerungs- 65 der Umhüllung 2 im wesentlichen gleichförmig ist leitung negatives Potential gelegt. Durch dieses in und zur Achse 12 parallel verläuft. Die Ausgangsbezug auf die Verzögerungsleitung negatives Poten- leistung der Röhre wird von einer Koaxialleitung 14 tial wird jedoch der Elektronenstrahl der Lauffeld- ausgekoppelt, deren Innenleiter 16 an ein Glied 17