DE1491445B2 - Permanentmagnetsystem zur erzeugung mindestens zweier hintereinanderliegender und einander entgegengesetzter magnetfelder fuer die gebuendelte fuehrung eines elektronenstrahls, insbesondere fuer wanderfeldroehren - Google Patents

Description

Die Erfißdung betrifft ein Permanentmagnetsystem zur Erzeugung mindestens ζ veier in Längsrichtung des Systems hintereinanderliegcnder. einander entgegengesetzt gerichteter Magnetfelder für die gebündelte Führung eines Elektronenstrahls über eine Iängere Wegstrecke, insbesondere für Wanderfeldröhren.

zo mit symmetrisch zur Systemachse angeordneten Permanentmagneten. die in Ebenen senkrecht zur Systemachse magnetisiert sind und deren der Systemachse abgewandten Pole durch Wei;heisenbrücken magnetisch miteinander verbunden sind, welche zumindest an den beiden Stirnseiten des Systems mit zur Systemachse hin sich erstreckenden Weicheisenteilen versehen sind, die jeweils eine weichmacnetische Blonde bilden.

In Elektronenstrahlröhren zur Verstärkung und Erzeugung von sehr hohen Frequenzen. \:>r allem in Wanderfeldröhren, muß bekanntlich der I.lcktronenstrahl über eine längere Wegstrecke gebündelt geführt werden. Zu diesem Zweck sind magnetische Fokussierungseinrichtungen bekannt, durch die im Innern des Entladungsgcfäßes de Röhre entweder ein homogenes oder ein alternierendes Magnetfeld längs der Entladungsbahn erzeugt wird (deutsch.-Patentschrift 1076 279)

F.s sind weiterhin bereits permanentmagnetisch.·

4.0 Fokussierungseinrichtungen für den Elektronenstrahl von Höchstfrequenzröhren bekannt, bei denen der Elektronenstrahl mit Hilfe mehrerer in Strahlrichtung hintereinanderhegender Magnetfelder, die jeweils im wesentlichen homogen sind, gebündelt t'Juhrt wird Diese Art der Fokussierung, die aK sogenannte »Re\ersed Field·«-Fokussierung bezeichnet wird, hat der Vorteil, daß im Grundsatz da- Gewicht des K-treffenden Permanenimagnctsy-terns bei gleicher Wirksamkeit hinsichtlich der FokusMcrungseigenschäften geringer gehalten werden kann als bei einer Fokussierung des Elektronenstrahls mit einem homo· genen Magnetfeld Eine bekannte Anordnung /ur Fr/eugu-g eines entsprechendjn Lmkchrfeldes besteht au» rohrförmigen Permanentmagneten J': mit einer entgegengesetzt gerichteten Polansii ^ aneinandergereiht sind (französische Pat«, schrift 1 277 324). Diese Permanenlmagnetanordnung weist jedoch in ihrem Außenraum ein starkes magnetisches Streufeld auf. das nicht zur Bündelung des Elektro*ο nenstrahls beiträgt und demzufolge wieder eine Erhöhung des Magnetgewichts erfordert. Außerdem muß das erhebliche äußere Streufeld gegenüber anderen benachbarten Hochffequenzgeräten magnetisch abgeschirmt werden.

Eine weitere bekannte Anordnung zur gebündelten Führung eines Elektronenstrahls einer Wanderfeldröhre mit Hilfe mehrerer in Strahlrichtung hintereinanderliegender homogener Magnetfelder besteht aus

Permanentmagneten, die zwischen den Enden der Auskoppellajtungen, die bei einer Wanderfeldröhre Verzögerungsleitung der Röhre in mindestens einer üblicherweise an beiden Enden der Verzögerungsieb zum Elektronenstrahl senkrechten Ebene angeordnet tung angebracht sind, im System räumlich gut untersind (französische Patentschrift 1 372136), Dabei gebracht werden. Die Permanentmagnete selbst besind die dem Elektronenstrahl abgewandten Pole der 5 stehen vorteilhaft aus einem hartmagnetischen Ferrit-Permanentmagnete durch ein längs der Verzögenmgs- material, die gegenüber den für Permanentmagneten leitung der Röhrt und über die Verzögerungsleitung gebräuchlichen Nickel-Eisen-Kobalt-Legierungen ein etwas hinaus sich erstreckenden rotaüonssymme- geringes spezifisches Gewicht haben, trischen Weicheisenblechkörper verbunden. Dieser Die Permanentmagnete eines erfindungsgemäßen Weicheisenblechkörper ist an seinen Stirnseiten mit io Systems werden vorzugsweise so bemessen, daß das Weicheisenblechen abgeschlossen, die bis an die magnetische Potential der Permanentmagnete von der Vakuumhülle der Röhre heranreichen. Um eine be- Mitte der geschlossenen Reihen zu deren beiden stimmte Homogenität des Magnetfeldes auf der Enden hin etwa proportional mit der Wegstrecke in Systemachse zu erzielen, sind die dem Elektronen- Längsrichtung des Systems abnimmt. Dadurch wird strahl benachbarten Magnetpole und die an den 15 erreicht, daß die einzelnen hintereinanderliegenden Stirnseiten des WeicheisenWechkörpers angebrachten Magnetfelder im wesentlichen homogen sind, wie dies Weicheisenbleche durch einen koaxial zur Strahlachse bei einer Fokussierung mit einem Umkehrfeld üban geordneten Weicheisenzylinder magnetisch mitein- Hcherweise der Fall ist. Man hat v'-er auch die Mögander verbunden. Infolge der Anwesenheit des rohr- lichkeit, durch geeignete Wahl dei Potentiale einen förmigen Weicheisenzylinders trägt auch hier ein er- 20 nicht weitgehend homogenen Verlauf der magnetitieblicher Teil der magnetischen Induktion nicht zur sehen Induktion in den einzelnen Magnetfeldberei-Fokussierung des Elektronenstrahls bei, so daß ins- chen, insbesondere Feldstärkeüberhöhungen, zu ergesamt die einzelnen Permanentmagnete einen erheb- zielen, ivenn dies in gewissen Anwendungsfällen geliehen magnetischen Energieinhalt haben müssen, wünscht wird.

was einem hohen Gewicht und großen Raumbedarf 25 An Hand der in den Figuren der Zeichnung dar-

der Permanentmagnete entspricht. gestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung mit

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteren Merkmalen nachstehend naher erläutert wer-

Permanentmagnetsystem zur Erzeugung mindestens den. Einander entsprechende Teile sind dabei mit

zweier in Längsrichtung des Elektronenstrahls hinter- gleichen Bezugszeichen versehen,

einanderhegender. einander entgegengesetzt gerich- 30 Die F i g. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Perma-

teter Magnetfelder (Umkehrfeld) für die gebündelte nentmagnetsystem im Längsschnitt und die Fig. 2

Führung des Elektronenstrahls von Höchstfrequenz- einen Schnitt längs der Linie H-II der Fig. 1. Mit 1

röhren zu schaffen, bei welchem der magnetische sind quaderförmige Permanentmagnete bezeichnet.

Streunuß im Verhältnis zum Nutznuß gering ist. Zur die senkrecht zur Längsachse des Magnetsystems

Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Permanent- 35 magnetisiert sind und vorzugsweise aur einem Mate-

masznetsystem der eingangs erwähnten Art nach der rial hoher Koerzitivkraft (H, > 1500 Oe). z.B. einem

Erfindung vorgeschlagen, daß die Permanentmagnete hartmagnetischen Ferrit, bc.tehen. Die Permancnt-

zwisehen zwei einander benachbarten weichmagne- magnete 1 sind dabei in vier geschlossenen Reihen

tischen Blenden in einer geschlossenen Reihe hinter- hintereinander angeordnet, welche die Systemaehse

einander angeordnet sind und das magnetische Poten- 40 drehsymmetrisch umgeben. Die der Systemaehse ab-

liiil der Permanentmagnete von der Mitte der ge- gewandten Enden der Permanentmagnete 1 liegen in

sJilc^-cnen Reihen zu deren beiden linden hin ab- einer gemeinsamen Ebene, während die der System-

niiinv!. wobei die der Swemachse benachbarten achse benachbarten Enden der Permanentmagnete

Pnk der Permanentmagnete alle gleichnamig sind. stufenförmig gegeneinander abgesetzt sind. Die Ab-

Hei einem Permanentmagnets;.stern zur Urzeugung 45 stufung ist dabei so vorgenommen, daß das magne-

uivs homogenen Magnetfeldes für die gebündelte tische Potential der Permanentmagnete 1 von der

I iihrung eines Elektronenstrahls über eine längere Mitte der geschlossenen Reihen zu deren beiden

WeiiN-.recke ist es an sich bereits bekannt, senkrecht Enden hin gleichförmig abnimmt, wobei die der

zur Systemaehse angeordnete und magnetisierte Per- Systemachse benachbarten Pole der Permancnt-

manentmagnete in einer geschlossenen Reihe hinter- so magnete alle gleichnamig sind. Zur Verdeutlichung

einander anzuordnen, um ein geringes Gewicht der dieser magnetischen Potentialverhältn'ssc sind in die

Magnetanordnung /u erzielen. Dabei soll jedoch im einzelnen Permanentmagnete 1 Zahlen mit einem

Geecnsat/ zur vorliegenden Erfindung das niagne- positiven Vorzeichen eingetragen, die einen normier-

tisehc Potential der Permanentmagnet..· von den bei- ten Wert der jeweiligen magnetischen Spannung tv-

den Stirnseiten des Systems her zur Mitte des Systems 55 zeichnen sollen. Die der Systemaehse abeewandten

gleichförmig abnehmen. Ein weiterer wesen'ii '¹^r Pole der Permanentmagnete 1 liegen an Weiche'ser·-

Untersihkd dieser bekannten Anordnung gegc 1 .·- ' brücken 2 an. die zu einem Abschirmachäu·..· v,i

einem l'enn.inentmagnetsystem nach der \orl \' quadratischem Querschnitt miteinander verbündet

den Erfimlunt; besteht darin, daß die der Sweir 1 V sind. Pieses Abschirmechäuse besitzt an semi.'

bcnachb.i'ten Pol: der Permanentmagnete ' .ίΙ- ^fi" Stirnseiten Weic'ieisertbleche. die sich zur Svster"

lediclicli \«>n den Stirnseiten des Systems her l·· - n achse hin erstrecken und dabei jeweils eine weich

Mitte ^leiehnamig sind. magnetische Blende 3 bilden. Die beiden Blenden

Ein c'ii'cliituTscemälks Permanentmagnet· u-n bewirken, daß auf der Achse des Systems ein Mnptu-i

weist tuch! nur den Vorteil auf. daß das Verli ^]'ⁿ ■- fi'Ul mit einer Umkehrung der magnetischen Iiuhik

des magnetischen Nutzihisses ziimi macneii- Ii η ^5 tion in der Mitte des Systems erreicht wird.

Strcuflul'· seht i'iinstig ist. Durch die räumlich \" Unterhalb der Fig. I ist in F i g. 3 der Fcldverl r

ordniniL· ilcr Permanentmagnete können darübet hin dargestellt, der mit einem Permanentmaenetswu·:

:r,is nhnc besondere Schwirrigkeiten die Ein unl nach den E i g. 1 und 2 erzielt wird. Die Abszisse iU

rechtwinkligen Koordinatensystems gibt dabei den Systemachse abgewandten Enden der Pefmarierif-Weg ζ in Längsrichtung des Systems und die Ordinate magnete 1 liegen wieder in einer gemeinsamen Ebene die magnetische Induktion B₁ an. Die ausgezogene und sind durch die Weicheisenbrückeh 2 magnetisch Kurve 4 stellt den Wert des Magnetfeldes B, längs miteinander verbunden. Diese Weicheisenbrücken 2 der Achse des Fokussierungssystems nach den F i g. 1 5 sind mit den Weieheisenblecheri 3 versehefi; Welche und 2 mit den dort angedeuteten magnetischen Potert- die weichmagnetischen Blenden bilden, die eine Umtialen dar; dieses Magnetfeld ist ein Umkehrfeld mit kehrung der magnetischen Induktion bewirken. j zwei hintereinanderlieeenden entgegengesetzt gerich- Der mit einem System nach den Fig. 4 und 5 er- ι teten Magnetfeldern, die jeweils im wesentlichen zielte Verlauf der magnetischen Induktion ist unterhomogen sind. Mit der gestrichelten Kurve 5 ist an- its halb der Fig. 4 in Fig. 6 dargestellt, wobei mit der j gedeutet, dal· in den einzelnen Bereichen des Um- Kurve 6 der Wert des Magnetfeldes B₁ längs der I kehrfeldes der V erlauf der magnetischen Feldstärke Achse ζ des Magnetsystems bezeichnet ist. Es emp- | auf der Systemachse nicht homogen zu sein braucht. fiehlt sich, ein entsprechendes Magnetsystem zu ver- j was dadurch erreicht werden kann, daß bei einem wenden, wenn ein Elektronenstrahl über eine sehr ι Permanentmagnetsystem nach den Fig. 1 und 2 die 15 große Länge, beispielsweise bis zu 20cm, gebündelt Permanentmagnete 1 sich in ihrer Ausdehnung senk- geführt werden muß. Das erforderliche magnetische recht zur Systemachse nicht gleichmäßig mit der Weg- Gewicht ist dann geringer als wenn man nur mit strecke ." verkleinern. einem Umkehrfeld arbeitet, bei dem, wie in Fig. 3. ' Die Fig. 4 zeigt im Längsschnitt und die Fig. 5 lediglich zwei Magnetfelder hintereinander liegen. : im Schnitt lanes der Linie V-V der Fig. 4 ein weite- 20 Die in den Fig. 1 und 2 bzw. 4 und 5 dargestell- \ res \usfiihrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Per- ten Permanentmagnetsysteme sind magnetisch voll- : manenimagnetsystems. Dabei bilden die Permanent- kommer, abgeschirmt, weil der magnetische Kreis i magnete 1. in Längsrichtung des Systems gesehen. durch die nn den Stirnseiten befindlichen Weicheisenzwei geschlossene Reihen, zwischen denen eine weich- joche geschlossen ist. Infolge des sehr geringen magnetische Blende 3 angeordnet ist. die von den 25 magnetischen Streuflusses können die Permanent-Weicheisenbrücken 2 ausgehend sich senkrecht zur magnete 1 aus einem energiearmen Magnetwerkstoff Systemachse hin erstreckt. Die wiederum quaderför- mit hoher Koerzitivkraft bestehen, wozu sich besonmigen Permanentmagnete 1 sind hier jeweils zwi- ders ein hartmagnetisches Ferritmaterial eignet. Als sehen zwei benachbarten magnetischen Blenden 3 in Beispiel sei ein Ferrit genannt, der eine Feldstärke zwei gegenüberliegenden geschlossenen Reihen sym- 30 von 1800Oe und eine magnetische Induktion von metrisch zur Systemachse angeordnet. Im übrigen 1800G hat. Mit einem solchen Ferrit ist eine maxisind die Permanentmagnete 1. wie im Ausführungs- male magnetische Induktion auf der Systemachse von beispiel der F i g. 1 und 2. von der Mitte der ge- 900 G erreichbar.

schlossenen Reihen zu deren beiden Enden hin stu- Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dar-

fenförmig gegeneinander so abgesetzt, daß das magne- 35 gestellten Ausführungsbeispiele. Beispielsweise kön-

tische Potential der Permanentmagnete in Längsrich- nen in gewissen Fällen die Permanentmagnete, die in

tung des Systems zu den beiden Enden der geschlos- geschlossenen Reihen nebeneinander angeordnet sind,

senen Reinen hin gleichförmig abnimmt. Die der auch radial magnetisierte Ringmagnete sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   !,Permanentmagnetsystem zur Erzeugung mindestens zweier Ui Längsrichtung des Systems hintereinanderliegender, einander entgegengesetzt gerichteter Magnetfelder für die gebündelte Führung eines Elektronenstrahls über eine längere Wegstrecke, insbesondere für Wanderfeldröhren, mit symmetrisch zur Systemachse angeordneten Permanentmagneten, die in Ebenen senkrecht zur Systemachse magnetisiert sind und deren der Systemachse abgewandte Pole durch Weicheisenbrücken magnetisch miteinander verbunden sind, welche zumindest an den beiden Stirnseiten des Systems mit zur Systemachse hin sich erstreckenden Weicheist-iiteilen versehen sind, die jeweils eine weichmagnetische Blende bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanenimagnete zwischen zwei einander benachbarten weichmagnetischen Blenden in einer geschlossenen Reihe hintereinander angeordnet sind und das magnetische Potential der Permanentmagnete von der Mitte der geschlossenen Reihe zu deren beiden Enden hin abnimmt, wobei die der Systemachse benachbarten Pole der Permanentmagnete alle gleichnamig sind.
2. 2. Permanentmagnetsystem nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete in ihrer Ausdfchr.ung senkrecht zur Systeniaclw von der Mitte de; geschlossenen Reihe zu deren beiden Enden hin abnehmen.
3. 3. Permanentmagnetsystem nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die der Systemachse abgewandten Enden der Permanentmagnete in einer gemeinsamen Ebene liegen, während die der Systemachse benachbarten Fnden der Permanentmagnete stufenförmig gegeneinander abgesetzt sind.
4. 4 Permanentmagnetsystem nach Anspruch 3. daduich gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete, die tcweil·· eine Stufe bilden, quaderförmig sind
5. 5. Permanentmagnetsystem nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete jeweils /wischen zwei benachbarten weichmagnetischcn Blenden in vier geschlossenen Rcihen angeordnet sind, die die Systemachse duhs\mmetnsch umgeben.
6. iv Permanentmagnetsystem nach Anspruch 4. d.uhirch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete icweils /wischen /wei benachbarten wcichmagnetischen Blenden in /wei gegenüberilegenden geschlossenen Reihen symmetrisch /ur SWemaehse angeordnet sind
7. 7. Permanentmagnetsystem nach einem der Ansprüclie 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Potential der Permanentmagnete von der Mitte der geschlossenen Reihen zu deren beiden Enden hin gleichförmig abnimmt, derart, daß die in Längsrichtung des S\stems hintereinanderliegenden Magnetfelder ieweiU homogen sind.
8. 8 Permanentmagnetsystem nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentrnagncie. in Längsrichtung des System? gesehen. mindestens zwei geschlossene Reihen bilden, zwisehen denen eine weichmagnetische Blende anei ordnet ist. die von den Weicheisenbrücken ausgehend sich senkrecht sur Systemachse hin erstreckt,
9. 9. Permanentmagnetsystem nach eint-m der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete aus einem Materia! hoher Koeizitivkraft, insbesondere aus einern bartmagnetischen Ferritmaterial bestehen.