DE1491437C

DE1491437C - Electron beam tubes, in particular traveling wave tubes, with a magnetic correction device on the Strahlererzeu generation system

Info

Publication number: DE1491437C
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing 8000 München Endruszeit
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1971-07-15

Description

Die Erfindung betrifft cine Elektronenstrahlröhre, insbesondere Wanderfeldröhre mit einem System zur Erzeugung eines Elektronenstrahls, der mit seinem weiteren Verlauf mit Hilfe magnetischer Lilngsfelder gebündelt geführt wird, wobei das System von einem weichmagnetischen Abschirmzylinder umgeben ist, welcher an der vom Elektronenstrahl durchsetzten Stirnseite eine feststehende Blende aus weidimagnetischem Material aufweist und mit einer als magnetische Korrektureinrichtung dienenden Metallhülse versehen ist.The invention relates to a cathode ray tube, in particular a traveling wave tube with a system for generating an electron beam, which is guided in its further course with the help of magnetic longitudinal fields, the system being surrounded by a soft magnetic shielding cylinder which has a fixed screen on the end face penetrated by the electron beam has two-magnetic material and is provided with a metal sleeve serving as a magnetic correction device.

Elektronenstrahlröhren dieser Art sind bereits bekannt. Dabei dient der das Elektronenstrahlerzeugungssystem umgebende Abschirmzylinder dazu, die Kathode des Strahlerzeugungssystems zumindest teilweise gegenüber den Magnetfeldern abzuschirmen, mit deren Hilfe der Elektronenstrahl auf seinem weiteren Verlauf gebündelt geführt wird. Außerdem trägt die magnetische Blende, durch welche der Elektronenstrahl aus dem Abschirmzylinder heraus- ao tritt, wesentlich zur Fokussierung des Elektronenstrahls bei. Für diese Fokussierung des Elektronenstrahls muß in der Nähe des Strahlerzeugungssystems das dort vorhandene Magnetfeld außerordentlich rotationssymmetrisch sein, wenn erreicht werden soll, daß der Elektronenstrahl genau auf die Achse der magnetischen Führungsfelder ausgerichtet ist. Hierauf muß ganz besonders bei Anwendung eines periodisch in der Richtung wechselnden Magnetfeldes für die gebündelte Führung des Elektronen-Strahls geachtet werden. Gewisse Störungen der magnetischen Rotationssymmetrie in Kathodennähe lassen sich jedoch auf Grund der unvermeidlichen Toleranzen im mechanischen Aufbau des Abschirmzylinders nicht vermeiden. Diese Störungen versucht man durch magnetische Korrektureinrichtungen am Strahlerzeugungssystem zu beseitigen.Cathode ray tubes of this type are already known. The electron gun is used for this surrounding shielding cylinder, at least the cathode of the beam generation system partially to shield against the magnetic fields, with the help of which the electron beam on its further Course is bundled. In addition, the magnetic screen through which the Electron beam emerges from the shielding cylinder, essentially for focusing the electron beam at. For this focusing of the electron beam must be in the vicinity of the beam generation system the magnetic field present there be extraordinarily rotationally symmetrical when reached should that the electron beam is aligned exactly on the axis of the magnetic guide fields. This is particularly important when a magnetic field changing periodically in direction is used care must be taken for the bundled guidance of the electron beam. Certain disorders of the Magnetic rotational symmetry in the vicinity of the cathode can be due to the inevitable Do not avoid tolerances in the mechanical structure of the shielding cylinder. Tried these glitches can be eliminated by magnetic correction devices on the beam generation system.

Die bisher bekannten Einrichtungen zur magnetischen Korrektur der Rotationssymmetrie des magnetischen Führungsfeldes in der Nähe eines Elektronen-Strahlerzeugungssystems für Lauffeldröhren, das von einem Abschirmzylinder umgeben ist, machen von einer beweglichen Blende aus weichmagnetischem Material Gebrauch. Die Blende ist dabei quer zum Elektronenstrahl verschiebbar und wird so eingestellt, daß magnetische Rotationsunsymmetrien, die von magnetischen, in der Nähe des Strahlerzeugungssystems vorhandenen Bauteilen herrühren, ausgeglichen werden. Nach der entsprechenden Justierung muß die Blende naturgemäß in ihrer geometrisehen Lage festgelegt werden, was mit Klemmteilen, beispielsweise Klemmschrauben, geschieht. Dieses Festlegen der beweglichen Blende begründet den Nachteil, daß beim Anziehen der Klemmteile und gegebenenfalls beim Ausheizen der Röhre die Blenduncinstcllung sich teilweise ändern kann. Außerdem ist auch die Justierung selbst verhältnismäßig zeitraubend und umständlich.The previously known devices for magnetic correction of the rotational symmetry of the magnetic Guiding field in the vicinity of an electron beam generating system for run-wave tubes, which is produced by is surrounded by a shielding cylinder, make of a movable diaphragm made of magnetically soft Material use. The diaphragm can be moved transversely to the electron beam and is set in such a way that that magnetic rotational asymmetries, caused by magnetic ones, in the vicinity of the beam generating system originate from existing components, are compensated. After the appropriate adjustment the diaphragm must naturally be fixed in its geometrical position, which is achieved with clamping parts, for example clamping screws, happens. This setting of the movable diaphragm justifies the Disadvantage that when the clamping parts are tightened and, if necessary, when the tube is baked out, the blindness becomes unstable can change partially. In addition, the adjustment itself is also relatively time-consuming and awkward.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektronenstrahlröhre mit einer magnetischen Korrekturcinrichtung am Strahlerzeugungssystem zu schalfcn, bei der in einfacher Weise eine einwandfreie und dauerhafte Kompensation von magnetischen Unsymmetricn in der Nähe des Strahlcrzcugungssystems bewirkt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Elektronenstrahlröhre der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß clic Metallhülse den Abschirmzylinder dicht umschließt und an ihrem Umfang im Bereich der Stirnseile die dem Entladungsraum der Röhre benachbart ist ein aus Weicheisen bestehendes Plättchen trügt.The invention is based on the object of a cathode ray tube with a magnetic correction device to work on the beam generating system, with which in a simple manner a flawless and permanent compensation of magnetic imbalances in the vicinity of the beam draft system is effected. In order to achieve this object, in the case of a cathode ray tube, the method mentioned at the outset is used Kind of proposed according to the invention that clic metal sleeve tightly encloses the shielding cylinder and on their circumference in the area of the forehead ropes which is adjacent to the discharge space of the tube, a plate made of soft iron is deceptive.

An Hand des in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung mit weiteren Merkmalen näher erlliutert werden.On the basis of the embodiment shown in the figures of the drawing, the invention are explained in more detail with further features.

Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das strahlerzeugerscitige Ende einer erfindungsgemüllen Wanderfeldröhre. Mit 1 ist die Kathode eines (schematisch angedeuteten) Elektronenstrahlerzeugungssystcms 2 bezeichnet, das innerhalb der Vakuunihlillc 3 der Röhre von einem weichmagnetischen Abschirmzylinder 4 umgeben ist. Der weichmagnetische Abschirmzylinder 4 weist dabei an der vom Elektronenstrahl durchsetzten Stirnseite eine feststehende Blende S aus weichmagnetischem Material auf. In die öffnung der Blende 5 greift ein rohrförmiges Bauteil 6 ein, das zur Zentrierung des Abschirmzylinders 4 mit einem Schulterring 7 in Verbindung steht, an welchen der mittlere, die Verzögerungsleitung enthaltende Teil 8 der Röhre sich anschließt. Als Werkstoff für den Schulterring 7 wird üblicherweise eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung verwendet.Fig. 1 shows a longitudinal section through the jet generator end of an inventive Traveling wave tube. 1 with the cathode of an electron beam generation system (indicated schematically) 2 denotes that within the Vakuunihlillc 3 of the tube is surrounded by a soft magnetic shielding cylinder 4. The soft magnetic one The shielding cylinder 4 has a stationary face on the end face through which the electron beam passes Aperture S made of soft magnetic material. A tubular element engages in the opening of the diaphragm 5 Component 6, which is used for centering the shielding cylinder 4 with a shoulder ring 7 in connection stands, to which the middle, the delay line containing part 8 of the tube is connected. An iron-nickel-cobalt alloy is usually used as the material for the shoulder ring 7.

Der vom Strahlerzeugungssystem 2 ausgehende Elektronenstrahl soll auf seinem weiteren Verlauf mit Hilfe magnetischer Längsfelder gebündelt geführt werden. Hierfür kann bekanntlich besonders vorteilhaft ein sogenanntes periodisches Permanentmagnetsystem dienen, in welches das Entladungsgefäß der Röhre eingesetzt wird. Die, in Elektronenstrahlrichtung gesehen, ersten Polschuhe eines derartigen Magnetsystems sind mit 9 und 10 bezeichnet. Von diesen die Vakuumhülle 3 umgebenden Polschuhen 9 und 10 soll beispielsweise eine magnetische Induktion von 400 Gauß ausgehen. Gegenüber diesem Magnetfeld schirmt der Abschirmzylinder 4 mit der magnetischen Blende 5 die Kathode 1 des Strahlerzeugungssystems so stark ab, daß an der Kathodenoberfläche nur ein Magnetfeld von ungefähr 30 Gauß vorhanden ist. Durch Messen der entsprechenden magnetischen Induktion bei gleichzeitigem Drehen der Röhre zwischen den Polschuhen 9 und 10 läßt sich feststellen, inwieweit das Magnetfeld an der Kathodenoberfläche rotationssymmetrisch ist. Die magnetische Induktion darf sich dabei über eine volle Umdrehung der Röhre höchstens um 0,5 Gauß ändern, wenn eine hinreichend gute Fokussierung des Elektronenstrahls erzielt werden soll. Derartig kleine Werte der Rotationsunsymmetrie des an der Kathode vorhandenen Magnetfeldes lassen sich jedoch ohne zusätzliche Maßnahmen nicht erreichen. Vielmehr treten in dem angegebenen Beispiel an der Kathodenoberfläche magnetische Unsymmetrien bis zu 3 Gauß auf, die auf unvermeidbaren Fertigungstoleranzen im mechanischen Aufbau des Strahlerzeugungssystems sowie auf Inhomogenitäten im Metallgefüge des Abschirmzylinders 4 und des üblicherweise aus ferromagnctischem Material bestehenden Schulterrings 7 beruhen. The electron beam emanating from the beam generating system 2 should continue on its path be guided in a bundled manner with the help of longitudinal magnetic fields. As is known, it can be particularly advantageous for this a so-called periodic permanent magnet system is used, in which the discharge vessel of the Tube is used. The first pole pieces of such a magnet system, seen in the electron beam direction are denoted by 9 and 10. Of these pole pieces 9 surrounding the vacuum envelope 3 and 10 is supposed to assume, for example, a magnetic induction of 400 Gauss. Opposite this magnetic field The shielding cylinder 4 with the magnetic screen 5 shields the cathode 1 of the beam generation system so strongly that there is only a magnetic field of about 30 Gauss on the cathode surface is. By measuring the corresponding magnetic induction while rotating the tube between the pole pieces 9 and 10 can be determined to what extent the magnetic field on the cathode surface is rotationally symmetrical. The magnetic induction is allowed to extend over a full turn of the tube change by a maximum of 0.5 Gauss if the electron beam is focussed sufficiently should be achieved. Such small values of the rotational asymmetry present at the cathode However, the magnetic field cannot be achieved without additional measures. Rather, step into that given example on the cathode surface magnetic asymmetries up to 3 Gauss, the on unavoidable manufacturing tolerances in the mechanical structure of the beam generation system and for inhomogeneities in the metal structure of the shielding cylinder 4 and that usually made of ferromagnetic Material existing shoulder ring 7 are based.

Zur Korrektur der geschilderten magnetischen Unsymmetrien ist erfindungsgemäß eine Einrichtung vorgesehen, die aus einer Metallhüisc 11 besteht, die den Abschirmzylinder 4 dicht umschließt und an ihrem Umfang ein dreieckiges, aus Weicheisen bestehendes Plättchen 12 trägt. Zum besseren Verständnis ist die Metallhüisc 11 mit dem Weicheisenplättchen 12 in Fig. 2 von vorn und in Fig. 3 im Längsschnitt dargestellt. Der Innendurchmesser derAccording to the invention, a device is provided for correcting the magnetic asymmetries described provided, which consists of a Metallhüisc 11 which encloses the shielding cylinder 4 tightly and on carries a triangular plate 12 made of soft iron on its circumference. For better understanding is the metal shell 11 with the soft iron plate 12 shown in Fig. 2 from the front and in Fig. 3 in longitudinal section. The inside diameter of the

MetallhUlse 11 soll dabei dem Außendurchmesser des Abschirmzylinders 4 entsprechen mit Ausnahme des vorderen Endes der Metaiihlilse, wo deren Innendurchmesser mindestens um die Dicke des Weicheisenplättchens 12 grüßer ist als der Innendurchmesser im übrigen Bereich der Metallhülse 11. In Längsrichtung ist die Metaiihlilse 11 aufgeschlitzt, damit sie federnd am Umfang des Abschirmzylinders 4 anliegen kann. Das Weicheisenplüttchen 12 hat die Form eines gleichschenkligen Dreiecks, dessen Spitze in Elektronenstrahlrichtung zeigt, und ist auf der Innenwandungsfl'äche der Metallhülse vorzugsweise durch Punktschweißung (angedeutet durch die Symbole 13) befestigt. Das Material, aus dem die Metallhülse 11 besteht, ist vorzugsweise eine nicht rostende Eisenlegierung von etwa 74% Eisen, 18°/o Chrom und 8% Nickel, die als sogenannter V2A-Stahl bezeichnet wird.Metal sleeve 11 should correspond to the outside diameter of the shielding cylinder 4 correspond with the exception of the front end of the Metaiihlilse, where their inner diameter is greater than the inner diameter by at least the thickness of the soft iron plate 12 in the remaining area of the metal sleeve 11. The metal sleeve 11 is slit in the longitudinal direction, so that it can rest resiliently on the circumference of the shielding cylinder 4. The soft iron plate 12 has the shape of an isosceles triangle, of which Point points in the electron beam direction, and is preferably on the inner wall surface of the metal sleeve attached by spot welding (indicated by the symbols 13). The material from which the Metal sleeve 11 is preferably a stainless iron alloy of about 74% iron, 18% Chromium and 8% nickel, which is referred to as so-called V2A steel.

Das dreieckige Weicheisenplättchen 12 an der Metallhülse 11 stellt eine magnetische Störung dar, deren Ort und Größe zur Kompensation von magnetischen Unsymmetrien am Strahlerzeugungssystem beliebig einstellbar ist. Ein Verschieben des Weicheisenplättchens 12 in Strahlrichtung ändert dabei den Betrag der magnetischen Kompensationsgröße, wäh- as rend durch Verdrehen der Metallhülse 11 mit dem Weicheisenplättchen 12 der Ort der magnetischen Kompensation eingestellt werden kann. Die Lage des Weicheisenplättchens 12 wird in einfacher Weise dadurch einjustiert, daß die Röhre in einer Meßvorrichtung gedreht, hierauf der Ort der größten Abweichung von der magnetischen Rotationssymmetrie markiert und anschließend das Weicheisenplättchen 12 auf die markierte Stelle ausgerichtet wird. Durch entsprechendes Drehen und Verschieben der Metallhülse 11 läßt sich dabei ohne weiteres eine hervorragende Rotationssymmetrie des Magnetfeldes an der Kathodenoberfläche erzielen. Als Hilfswerkzeug für das Einjustieren kann vorzugsweise eine Schnabelzange dienen, wie sie in der Fig. 4 gezeigt ist. Nach erfolgter Justierung wird zweckmäßig die Metallhülse 11 am Abschirmzylinder 4 durch Punktschweißung befestigt, so daß der richtig eingestellte Wert der magnetischen Kompensation dauerhaft bestehenbleibt. The triangular soft iron plate 12 on the metal sleeve 11 represents a magnetic disturbance, their location and size to compensate for magnetic asymmetries in the beam generation system can be set at will. Moving the soft iron plate 12 in the beam direction changes the Amount of the magnetic compensation variable, while rend by rotating the metal sleeve 11 with the Soft iron plate 12, the location of the magnetic compensation can be adjusted. The location of the Soft iron plate 12 is adjusted in a simple manner that the tube in a measuring device rotated, then the location of the greatest deviation from the magnetic rotational symmetry is marked and then the soft iron plate 12 is aligned with the marked location. By appropriate Rotating and moving the metal sleeve 11 can easily be an excellent one Achieve rotational symmetry of the magnetic field on the cathode surface. As an auxiliary tool for the Adjustment can preferably be carried out using a pair of nose pliers, as shown in FIG. 4. After Adjustment is expediently the metal sleeve 11 on the shielding cylinder 4 by spot welding attached so that the correctly set value of the magnetic compensation remains permanently.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. Insbesondere kann das Weicheisenplättchen auch eine andere Form haben. Weiterhin braucht der Abschirmzylinder für das Strahlerzeugungssystem nicht innerhalb der Vakuumhülle der Röhre angeordnet zu sein, sondern kann sich auch außerhalb der Röhre befinden. Die Metallhülse 11 kann außerdem aus einem anderen Metall als V2A-Stahl, gegebenenfalls auch aus einem unmagne-The invention is not limited to the illustrated embodiment. In particular, it can Soft iron plates also have a different shape. Furthermore, the shielding cylinder needs for the The beam generation system does not have to be arranged within the vacuum envelope of the tube, but can instead also located outside the tube. The metal sleeve 11 can also be made of a different metal than V2A steel, possibly also made of a non-magnetic

rSgsfeld werden.be rSgsfeld.

Claims

Patent claims:

1. Cathode ray tube, in particular traveling wave tube, with a system for generating a Electron beam, which is focused on its further course with the help of magnetic longitudinal fields is guided, the beam generating system from a soft magnetic shielding cylinder is surrounded, which is a fixed on the end face penetrated by the electron beam Has diaphragm made of soft magnetic material and with a magnetic correction device serving metal sleeve is provided, d a characterized in that the metal sleeve encloses the shielding cylinder tightly and on its circumference in the area of the end face, which is adjacent to the discharge space of the tube, a plate made of soft iron wearing.

2. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the soft iron plate has the shape of a triangle, the tip of which points in the electron beam direction.

3. Cathode ray tube according to claim 2, characterized in that the soft iron plate is attached to the inner surface of the metal sleeve, in particular by spot welding.

4. Cathode ray tube according to claim 3, characterized in that the metal sleeve on the End face, in the area of which the soft iron plate is arranged, an inside diameter which is greater than the inner diameter by at least the thickness of the soft iron plate, which the metal sleeve also has and which the outer diameter of the shielding cylinder is equivalent to.

5. cathode ray tube according to claim 4, characterized in that the metal sleeve in is slit in its longitudinal direction.

6. cathode ray tube according to claim 5, characterized in that the metal sleeve an alloy of about 74% iron, 18% chromium and 8% nickel (V2A steel).

7. cathode ray tube according to claim 6, characterized in that the metal sleeve according to their adjustment is attached to the shielding cylinder by spot welding.

1 sheet of drawings