DE1491465A1 - Collecting electrode for an electron beam tube, especially high-power traveling wave tubes - Google Patents

Collecting electrode for an electron beam tube, especially high-power traveling wave tubes

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DE1491465A1
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electron beam
wall
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    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/02Electrodes; Magnetic control means; Screens
    • H01J23/027Collectors

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Description

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Siemens & Halske München 2, 21.9.6$Siemens & Halske Munich 2, 9/21/6 $

Aktiengesellschaft Wittelabacherplatz 2Aktiengesellschaft Wittelabacherplatz 2

pa 65/2923pa 65/2923

Auffangelektrode für eine Elektronenstrahlröhre, insbesondere Wanderfeldröhre hoher LeistungCollecting electrode for a cathode ray tube, in particular High performance traveling wave tube

Die Erfindung betrifft eine Elektronenstrahlröhre, insbesondere Wanderfeldröhre hoher leistung, mit einer den Elektronenstrahl aufnehmenden becherförmigen Auffangelektrode, die koaxial zur Strahlachse angeordnet ist und einen rotationssymmetrisch ausgebildeten Innenraum aufweist, welcher einen sich ändernden InnendurchmesserThe invention relates to a cathode ray tube, in particular a traveling wave tube of high power, with a Electron beam receiving cup-shaped collecting electrode, which is arranged coaxially to the beam axis and has a rotationally symmetrical interior, which has a changing inner diameter

909821/0415909821/0415

USHBSUSHBS

PA 9/492/499 - 2 -PA 9/492/499 - 2 -

hat und in welchem der Elektronenstrahl konzentrisch zur Strahlachse aufspreizt.has and in which the electron beam is concentric spreads to the beam axis.

laufzeitröhren wie beispielsweise Klystron-Verstärkerrühren oder Wanderfeldröhren benötigen bekanntlich eine Auffangelektrode für den Elektronenstrahl. Derartige Auffangelektroden haben im allgemeinen die Form eines becherförmigen Metallteilen, das koaxial zur Elektronenstrahlachse angeordnet i3t und aus einem Material guter Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus Kupfer, besteht. Innerhalb dieses becherförmigen Metallteiles neigt ein Elektronenstrahl gewöhnlich zur allseitigen Aufspreizung, so daß die Mehrzahl der Elektronen-auf die seitliche Wandungsfläche der Auffangelektrode auftreffen. Running time tubes such as Klystron intensifying stirrers or traveling wave tubes are known to require a collecting electrode for the electron beam. Such Collecting electrodes are generally in the form of a Cup-shaped metal parts, which are arranged coaxially to the electron beam axis and made of a good material Thermal conductivity, for example made of copper. Within this cup-shaped metal part, an electron beam usually tends to spread out on all sides, so that the majority of the electrons impinge on the side wall surface of the collecting electrode.

Bei Auffangelektroden der geschilderten bekannten Art darf die Wärme, die durch das Auftreffen der Strahlelektronen auf die Auffängerwand entsteht, einen bestimmten Wert nicht überschreiten, wenn unzulässig hohe Teraperaturspitzen vermieden werden sollen. Die örtliche Erwärmung des Auffängers ist abhängig von der Leistungsdichte der Elektronen, mit welcher die Innenwandung der · Auffangelektrode beaufschlagt wird. Wenn der rotationssymmetrische Auffänger entsprechend den gebräuchlichsten Konstruktionen eine achsparallele Innenwand hat, ist unter der Voraussetzung eines stetig aufspreizendenIn the case of collecting electrodes of the known type described May the heat generated by the impact of the beam electrons on the collector wall, do not exceed a certain value if inadmissibly high temperature peaks should be avoided. The local heating of the collector depends on the power density the electrons with which the inner wall of the collecting electrode is applied. If the rotationally symmetrical Catcher has an axially parallel inner wall according to the most common constructions, is subject to a steadily expanding

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Elektronenstrahls die Leistungsdichte auf der Auffängerwand am Ort des Auftreffens des Elektronenstrahlrandeo am größten und nimmt dann zum Auffängerboden hin ab, während sie auf dem eigentlichen Auffängerboden wieder größere Werte annehmen kann. Die Leistungsdichte deo Elektronenaufpralls ist also in diesem Fall über die Länge der Auffangelektrode ungleichmäßig verteilt. Dies bedingt, daß zur Vermeidung örtlicher Überhitzungen der Auffänger größer sein muß als für die Aufnahme der Gesamtleistung des Elektronenstrahls an sich erforderlich wäre.Electron beam is the power density on the collector wall at the point of impact of the electron beam edge largest and then decreases towards the collector floor, while it is back on the actual collector floor can assume greater values. The power density deo electron impact is in this case about the Unevenly distributed length of the collecting electrode. This requires that to avoid local overheating the collector must be larger than necessary to absorb the total power of the electron beam were.

Es sind auch schon Elektronenstrahlröhren mit einer rotationssymmetrisch ausgebildeten Auffangelektrode bekannt, deren Innendurchmesser in Elektroneneintrittsrichtung stetig oder stufenförmig kleiner wird. Eine solche Auffangelektrode wird zum Auffängerboden hin unter Umständen gleichmäßiger mit Strahlleistung belastet als ein Auffänger mit zylindrischem Innenrnum, wenn man einen ständig aufgehenden Elektronenstrahl voraussetzt. Es verbleibt jedoch eine ungleichmäßige Verteilung der Leistungsdichte, die vor allem im vorderen Teil der Auffangelektrode unzulässig hoch v/erden kann. ·,There are also cathode ray tubes with a rotationally symmetrical one formed collecting electrode known, the inner diameter in the electron entry direction becomes steadily or stepwise smaller. Such a collecting electrode may be more evenly loaded with beam power towards the collector floor than a collector with a cylindrical inner circumference, if one assumes a constantly rising electron beam. It remains however, an uneven distribution of the power density, especially in the front part of the collecting electrode can ground inadmissibly high. ·,

Weiterhin ist es bekannt, den XinneiirauS der Auffangelektrode einer Wanderfeldröhre in fiichtung auf die Verzöge-Furthermore, it is known that the XinneiirauS of the collecting electrode of a traveling wave tube in fiichtung on the delay

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ΡΛ 9/492/499 - 4 -ΡΛ 9/492/499 - 4 -

rungsleitung kegelförmig zu verjüngen, um den Austritt von Sekundärelektronen oder reflektierten Elektronen aus der Auffangelektrode zu erschweren. In diesem Fall kann sich in der Nähe des Elektronenstrahlrandes, sofern er auf den konischen Teil auftrifft, eine geringere Belastung des Auffangero ergeben als bei einer Auffangelektrode mit achsparalleler Innenwandung. Man erhält jedoch auf keinen Fall im hinteren Teil der Auffangelektrode eine gleichmäßige Leistungsdichte der auf die Auffängerwandung gelangenden Elektronen.taper conically in order to prevent secondary electrons or reflected electrons from escaping to complicate the collecting electrode. In this case it can be near the edge of the electron beam, provided if it hits the conical part, the strain on the collector is lower than with a collector electrode with axially parallel inner wall. However, it is by no means obtained in the rear part of the collecting electrode a uniform power density on the collector wall arriving electrons.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auffangelektrode für Elektronenstrahlröhren zu schaffen, bei welcher die vom aufzunehmenden Elektronenstrahl geführte Leistung sich weitgehend gleichmäßig auf die Auffängerwandung verteilt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Elektronenstrahlröhre der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Mantellinien des Innenraums der Auffangelektrode angenähert der DifferentialgleichungThe invention is based on the object of creating a collecting electrode for cathode ray tubes which guided the electron beam to be recorded Power is largely evenly distributed over the collector wall. To solve this problem, a cathode ray tube of the type mentioned according to the invention proposed that the surface lines of the interior of the collecting electrode approximates the differential equation

folgen, wobei N die vom Elektronenstrahl bei seinem Ein tritt in die Auffangelektrode geführte Gleichotroraleistung; n zui die auf; der Innenwandung der Auffang-follow, where N is the constant-toroidal power guided by the electron beam when it enters the collecting electrode; n to i die on; the inner wall of the collecting

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elektrode zulässige Leistungsdichte "beim Elektronenaufprall und ζ eine Koordinate in Längsrichtung der Auffangelektrode ist, während r_ den jeweiligen Innenradius derelectrode permissible power density "during electron impact and ζ is a coordinate in the longitudinal direction of the collecting electrode, while r_ is the respective inner radius of the

elel

Auffangelektrode sowie ei den jeweiligen Winkel zwischen der Innenwand der Auffangelektrode und der Strahlachoe ■bedeutet und r. als Punktion von ζ den jeweiligen Strahlradius mit der Betrachtung, als ob der Rand des Elektronenstrahls auch nach Auftreffen auf die Auffangelektrode M ungehindert aufspreizen würde, und S4V den zugehörigen Winkel zwischen Strahlrand und Strahlachse angibt.Collecting electrode as well as ei the respective angle between the inner wall of the collecting electrode and the Strahlachoe ■ means and r. as a puncture of ζ the respective beam radius with the consideration as if the edge of the electron beam would spread open unhindered even after hitting the collecting electrode M , and S 4 V indicates the associated angle between the edge of the beam and the beam axis.

In der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Bestiinmungsgleichung für die Längsschnittkontur der Auffänger-Innenwandung sind N als Gleichstromleistung des Elektronenstrahls "beim Eintritt in den Auffänger und nzun als auf der Auffängerwand maximal zulässige Leistungsdichte jeweils konstante Werte, die 3ich aus dem Aufbau und den Betriebsdaten einer betreffenden Röhre ergeben. Die Funktionen r, (z) und ^vCz), welche den Elektronenstrahlverlauf kennzeichnen, können für jede bestimmte Röhrenanordnung experimentell oder rechnerisch ermittelt werden. Es kann dann durch grafische Näherungslösung oder mit einem Analogrechner die gewünschte Mantellinie, für den Innenraum einer AuffangelektrSde gefunden werden, deren Innendurchmesser abhängig von der z-Achse sich ändert. Die so erhaltene Form der Auffangelektrode ge-In the determination equation proposed according to the invention for the longitudinal section contour of the inner wall of the collector, N as the direct current power of the electron beam "when entering the collector and n to n as the maximum power density permitted on the collector wall are constant values that are derived from the structure and operating data of a relevant tube The functions r, (z) and ^ vCz), which characterize the electron beam path, can be determined experimentally or by calculation for each specific tube arrangement. The desired surface line for the interior of a collecting electrode can then be found by graphical approximation or with an analog computer whose inner diameter changes depending on the z-axis.

909821/OA15 " 6 "909821 / OA15 " 6 "

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währleistet, daß die vom Elektronenstrahl geführte Leistung praktisch völlig gleichmäßig auf die Innenwandung des Auffangers verteilt wird. Die3 bedeutet eine Beseitigung von örtlichen Leistungsspitzen auf der Auffängerwand bei der Elektronenaufnahme, so daß die Auffangelektrode gegenüber den bekannten topfförmigen Elektronenstrahl-Aüffängern räumlich kleiner sein kann.ensures that the power carried by the electron beam is practically completely uniform on the inner wall of the catcher is distributed. The3 means an elimination of local power peaks on the collector wall during electron acceptance, so that the Collecting electrode compared to the well-known cup-shaped Electron beam catchers can be spatially smaller.

Bei der Konstruktion der Auffangelektrode einer erfindungsgemäßen Elektronenstrahlröhre wird am besten davon ausgegangen, daß im mittleren Bereich des Auffängerinnenraums am Ort einer kleinen achsparallelen Wandzone (α = 0) ein maximaler Innenradius vorhanden ist. Die Wahl dieses maximalen Innenradius hängt vom Aufbau der Auffängelektrode und der vom Elektronenstrahl geführten Gesamtleistung ab, wobei er die BeziehungWhen constructing the collecting electrode of a cathode ray tube according to the invention, the best of these is used assumed that in the middle area of the interior of the collector at the location of a small axially parallel wall zone (α = 0) there is a maximum inner radius. The choice of this maximum inner radius depends on the structure of the Collecting electrode and the total power carried by the electron beam, giving the relationship

rao = rh . N0 (V r ao = r h . N 0 ( V

erfüllt. In dieser Beziehung gibt ζ die Abszisse an, bei welcher der Elektronenstrahlrand auf die Wandfläche mit α - ο auftrifft.Fulfills. In this relation ζ indicates the abscissa, at which the edge of the electron beam hits the wall surface with α - ο.

Der (jeweilige Innenradius der Auffangelektrode ist zweckmüßig vor der Stelle, an v/elcher der Strahlrand auftrifft, etwas größer gewählt als der berechnete Strahlradius. DerThe (respective inner radius of the collecting electrode is appropriate in front of the point at which the edge of the jet strikes, selected slightly larger than the calculated beam radius. Of the

909821/0415 ~7 909821/0415 ~ 7

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VA 9/492/499 - 7 - VA 9/492/499 - 7 -

Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß ein hinreichend freier Raum für mögliche Abweichungen des Strahlverlaufs von seinem Sollwert, welche beispielsweise auf Variationen beim Elektroneneinschuß beruhen können, vorhanden ist.The advantage of this measure is that there is sufficient free space for possible deviations in the beam path of its nominal value, which can be based, for example, on variations in the electron injection, is present.

Anhand der Figuren der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to the figures of the drawing.

Die Figur 1 zeigt das Konstruktionsprinzip der Auffangelektrode einer erfindungsgemäßen Laufzeitröhre. Dabei ist mit 1 eine im Längsschnitt dargestellte becherförmige Auffangelektrode bezeichnet, die einen rotationssymmetrisch ausgebildeten Innenraura mit einem sich ändernden Durchmesser aufweist. In diese Auffangelektrode, die beispielsweise aus Kupfer bestehen kann und Teil deö Entladungsgefäßes einer Elektronenstrahlröhre sein soll, tritt ein Elektronenstrahl 2 ein, der innerhalb der Auffangelektrode entsprechend der Strahlrandkurve 3 fortlaufend aufzuspreizen trachtet. Unter der Voraussetzung, daß der Elektronenstrahl 2 innerhalb der Auffangelektrode 1 nicht mehr abgebremst wird, die Leistungsdichte ira Strahlquerschnitt im wesentlichen konstant ist und die einzelnen Elektronenbahnen sich ähnlich sind, gilt für die Leistungsdichte der Auffangelektrode 1 die FormelFIG. 1 shows the construction principle of the collecting electrode of a time-of-flight tube according to the invention. Included 1 denotes a cup-shaped collecting electrode shown in longitudinal section, which has a rotationally symmetrical has trained Innenraura with a changing diameter. In this collecting electrode, which can for example consist of copper and be part of the discharge vessel of a cathode ray tube should, an electron beam 2 enters, which within the collecting electrode according to the beam edge curve 3 continuously strives to spread. Provided, that the electron beam 2 is no longer decelerated within the collecting electrode 1, the power density ira beam cross-section is essentially constant and the individual electron trajectories are similar, The formula applies to the power density of the collecting electrode 1

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H9H65H9H65

PA 9/492/499 - 8 -PA 9/492/499 - 8 -

Diese Formel vereinfacht sich näherungsweiee zuThis formula is approximately simplified to

N0 /ra
n(z) ?s —j- . ί ~- . % -
N 0 / r a
n (z)? s -j-. ί ~ -. % -

rb \ b r b \ b

wobei die Näherung so gut ist, daß "bis zu (P, - a ) ^ 30° mit P13^ 15° der Fehler kleiner als 2 # bleibt, (in der angegebenen Beziehung iot N die Gl'eichotromleistung des Elektronenstrahls in der Auffangelektrode, während alle anderen Größen Funktionen von der Koordinate ζ in Längsrichtung der Auffangelektrode sind und zwar bedeutet: n(z) die Leistungsdichte auf der Auffängerwand, r, (z) den Strahlradius bzw. - nach Auftreffen des Strahlrandeo auf die Auffängerwand - den Rechenwert hierfür; Γ^ίζ) den Winkel, welchen der Strahlrand mit der Strahlachse einschließt; r den Innenradius des Auffängerswhere the approximation is so good that "up to (P, - a ) ^ 30 ° with P 13 ^ 15 ° the error remains smaller than 2 #, (in the given relation iot N is the equilibrium power of the electron beam in the collecting electrode , while all other quantities are functions of the coordinate ζ in the longitudinal direction of the collecting electrode, namely: n (z) the power density on the collecting wall, r, (z) the beam radius or - after the beam edge hits the collecting wall - the calculated value for this ; Γ ^ ίζ) the angle which the edge of the jet forms with the axis of the jet; r the inner radius of the collector

titi

und it den Winkel, den die Innenwand des Aufflingers mit der Abszisse ζ einschließt.) Aus dieser Näherung für die Leistungsdichte n(z) läßt sich ableiten, daß eine gleichmäßige Leistungsdichte η , auf der Innenwandung der Auffangelektrode erzielt wird, wenn erfindungsgemäß die Mantellinien des Innenraums der Auffangelektrode der Differentialgleichungand it is the angle that the inner wall of the Aufflinger with the abscissa includes ζ.) From this approximation for the power density n (z) it can be deduced that a uniform power density η is achieved on the inner wall of the collecting electrode if according to the invention the surface lines of the interior of the collecting electrode of the differential equation

909821/0415 " 9 -909821/0415 "9 -

149H65149H65

ΡΛ 9/492/499 - 9 -ΡΛ 9/492/499 - 9 -

dz = aA * rb * > - bdz = a A * r b *> - b

folgen. Diese Differentialgleichung ist dadurch leicht zu lösen, daß jeder Elektronenauffänger mit beliebiger Kontur deo Innenraums eine, wenn auch noch so schmale, Zone haben muß, bei der die Auffängerwand achsparallel sein kann und an dieser Stelle - bei geeigneter Wahl des Radius - die zulässige Leistungsdichte nicht überschritten wird.Die Abszisse ζ in Figur 1 , an der dies der Fall sein kann, ergibt sich aus der angegebenen Differentialgleichung rait a - ο als:follow. This differential equation can easily be solved by the fact that every electron collector with any contour deo interior has to have a zone, however narrow, in which the collector wall can be axially parallel and at this point - with a suitable choice of the radius - the permissible power density is not The abscissa ζ in Figure 1, at which this can be the case, results from the specified differential equation rait a - ο as:

Dabei gibt r__ einen maximalen Auffängerradius an, dessen Y/ahl von der Leistung N und der Gesamtkonstruktion (Auffangermaterial, Kühlung usv/.) abhängt. Man kann nun den hinteren Teil des Auffängers in gleichmäßige Streifen Zq, Z1, z2 usw. einteilen. Von 2Q aus wird nach Z1 eine Anfangstangentc mit dem Winkel ti = ο gezogen. Bei Z1 kann hierauf der Wert u 1 nach der FormelHere r__ indicates a maximum collector radius, the Y / ahl of which depends on the power N and the overall construction (collector material, cooling, etc.). You can now divide the rear part of the catcher into even strips Zq, Z 1 , z 2 etc. From 2 Q , a starting rod c with the angle ti = ο is drawn to Z 1. For Z 1 , the value u 1 can then be obtained according to the formula

berechnet werden. Dieses Prinzip läßt sich nach dem be kannten Tangentenzugverfahren fortsetzen. Für die Er-be calculated. This principle can be continued according to the known tangent train method. For the

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mittlung der Auffängerkontur vor der Stelle ζ ist zu beachten, daß im allgemeinen an der Abszisse ζ der Innenradius der Auffangelektrode 1 nicht mit dem Strahlradius r-. zusammenfallen wird, sondern bereits innerhalb der Strahlberandung liegt. Für Werte z<z würde deshalb die Gefahr bestehen, daß die zulässige Leistungsdichte am Strahlrand überschritten wird. Bei einer graphischen Lösung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Differentialgleichung empfiehlt es sich deshalb, zum Auffängereingang hin mit einer Sehne zu beginnen und nach dem Sehnenzugverfahren weiter zu rechnen. In den meisten Fällen ist es jedoch ausreichend, die Wandschräge ei mit rr, = rv> unmittelbar am Strahlrand nach der BeziehungAveraging the collector contour in front of the point ζ, it should be noted that in general on the abscissa ζ the inner radius of the collector electrode 1 does not coincide with the beam radius r-. will coincide, but already lies within the beam boundary. For values z <z there would therefore be the risk that the permissible power density at the edge of the beam would be exceeded. In the case of a graphical solution of the differential equation proposed according to the invention, it is therefore advisable to start with a chord towards the collector inlet and to continue calculating according to the chord pulling method. In most cases, however, it is sufficient to measure the wall slope ei with r r, = r v> directly at the edge of the beam according to the relationship

ei D "ei D "

"o"O

als Funktion von ζ zu errechnen. Die einzelnen Rechenwerte für die Wandschräge α entlang des Strahlrandes ergeben eine 2one aus dem Richtungsfeld der Wand. Die Kontur wird zweckmäßig so konstruiert, daß sie sowohl mit dem Richtungsfeld übereinstimmt und'andererseits zum Sollwert des Strahlrandes einen hinreichend lichten Raum freiläßt, um möglichen Variationen im Strahleinschuß Rechnung tragen zu können.to be calculated as a function of ζ. The individual calculation values for the wall slope α along the edge of the beam result in a 2one from the directional field of the wall. The contour is expediently constructed in such a way that it both coincides with the directional field and, on the other hand, leaves a sufficiently clear space free for the target value of the beam edge in order to be able to take into account possible variations in the beam inclusion.

Im folgenden wird ein praktisches Ausführungsbeispiol für die Auffangelektrode einer erfindungsgeraäßen Wan-The following is a practical example for the collecting electrode of a wall according to the invention

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derfeldröhrc beschrieben. Dabei ist eine Gleiehstromverlustleistung H von 4,1 kW zugrunde gelegt, während durch die Konstruktion der Röhre ein maximaler Innenradius von r Λ - 1,7 cn bedingt sein soll. Aufgrundderfeldröhrc described. This is based on a DC power loss H of 4.1 kW, while the construction of the tube should result in a maximum inner radius of r Λ - 1.7 cn. Because of

HOHO

eines bekannten magnetischen Feldverlaufs innerhalb der Auffangelektrode, die durch einen Abschirmzylinder aus weichmagnetischem Material in an 3ich bekannter Weise magnetisch teilweise abgeschirmt ist, wurde mit _ einem Analogrechner der Strahlverlauf r,(z) und ^(z) so ermittelt, wie ihn die Figur 2 zeigt. Dabei ist auf der Abszisse die Wegstrecke ζ in Zentimeter angegeben und zwar gemessen ab der Kathodenoberfläche einer entsprechenden Wanderfeidröhre, während die Ordinate den Strahlradius r, in Zentimeter bzw. den Winkel des Strahlradius £*, in Grad anzeigt. In Figur 2 ist außerdem der Verlauf von r^ , **/rb 1^1** ^t/rb üi3er ^er Abszisse ζ aufgetragen. Mit einer zulässigen Leistungsdichte von η » = 100 W/cm und den angegebenen Werten I für r und N wird nach der oben genannten Beziehung für a = ο der Ausdrucka known magnetic field course within the collecting electrode, which is partially magnetically shielded by a screening cylinder made of soft magnetic material in a manner known to me, the beam course r, (z) and ^ (z) was determined with an analog computer as shown in FIG shows. The distance ζ is indicated in centimeters on the abscissa and measured from the cathode surface of a corresponding traveling field tube, while the ordinate shows the beam radius r in centimeters or the angle of the beam radius £ * in degrees. In Figure 2, the course of r ^, ** / r b 1 ^ 1 ** ^ t / r b over ^ he abscissa ζ is plotted. With a permissible power density of η »= 100 W / cm and the specified values I for r and N, according to the above relationship, a = ο becomes the expression

rb r b

gefunden. Es ist dann aus Figur 2 der Wert ζ = 74,7 cm entnehmbar. Durch Unterteilung des hinteren Teils des Auffängers in Streifen von z^ = 75, 76, 77, 78 ... cmfound. The value ζ = 74.7 cm can then be taken from FIG. By dividing the rear part of the catcher into strips of z ^ = 75, 76, 77, 78 ... cm

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ergibt sich mit dem anhand von Figur 1 erläuterten Lösungsweg folgende Tabelle:the following table results with the approach explained with reference to FIG. 1:

ζ : 75; 76; 77; 78; 79; 80; (cm) ra: 1,7; 1,65; 1,45; 1,15; 0,83; 0,45; (cm) ^ : -3,5; -10; -14,4; -16,8; -1.8,9; -22,1; (Grad) ζ : 75; 76; 77; 78; 79; 80; (cm) r a : 1.7; 1.65; 1.45; 1.15; 0.83; 0.45; (cm) ^: -3.5; -10; -14.4; -16.8; -1.8.9; -22.1; (Degree)

Man erhält dadurch einen Tangentenzug, der bei der praktischen Konstruktion vereinfacht v/erden kann. Im vorderen Teil des Auffängers v/erden jeweils Einzelwerte für α längs des Strahlrandes r. mit folgenden Ergebnissen errechnet:This results in a tangent line which can be grounded in a simplified manner in the practical construction. In the front part of the collector v / individual values for α are grounded along the edge of the beam r. calculated with the following results:

ζ = 70; 71; 72; 73;' 74 (cm) «r = 8,5; 7,4; 5,7; 6,5; 4,8 (Grad) ζ = 70; 71; 72; 73; ' 74 (cm) « r = 8.5; 7.4; 5.7; 6.5; 4.8 (degrees)

Die den Werten für et entsprechenden Richtungstangenten sind in Figur 3 entlang des Strahlrandverlaufes eingezeichnet, welcher mit der Kurve r, der Figur 2 übereinstimmt und hier als strichpunktierte Kurve 4 angegeben ist. Von ζ ausgehend wurde dann im Bereich z<z eine der gestrichelten linie 6 entsprechende Auffängerkontur gewählt, die sowohl mit der Schräge der Richtungstangenten 5 übereinstimmt als auch einen lichten Raum für Variationen im Strahlverlauf freiläßt. Hinter dem Wert ζ ist zunächst der oben ermittelte Tangentenzug als fortlaufendeThe direction tangents corresponding to the values for et are shown in FIG. 3 along the course of the beam edge, which corresponds to the curve r in FIG. Starting from ζ, a catcher contour corresponding to the dashed line 6 was then selected in the area z <z, which both coincides with the incline of the directional tangents 5 and leaves free space for variations in the beam path. After the value ζ , the tangent train determined above is first of all continuous

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Linie 7 aufgetragen. Demgegenüber ist die tatsächlich ausgeführte Auffängerkontur, die auch für die Werte z<z als gestrichelte Linie 6 angedeutet ist, etwas vereinfacht. Dabei trägt die kreisförmige Erweiterung am Auffängerboden der Tatsache Rechnung, daß eine ideale Spitze nicht möglich ist und die deshalb am Auffäi^gerboden entstehende Wärme vorteilhaft nach mehreren Seiten gleichmäßig abgeführt wird. In Figur 3 ist mit 8 € noch eine weichmagnetische Abschirmhülle angedeutet. Diese Abschirmung ist vorgesehen, um den Innenraum des Auffängers gegenüber einem magnetischen Pührungsfeld, das üblicherwsise zur gebündelten Führung des Elektronenstrahls einer Wanderfeldröhre benötigt wird, zumindest teilweise magnetisch abzuschirmen, so daß eine Aufspreizung des Strahles innerhalb der Auffangelektroden aufgrund der Raumladungskräfte möglich ist.Line 7 applied. On the other hand, there is the actually executed catcher contour, which is also used for the values z <z is indicated as dashed line 6, something simplified. The circular enlargement on the collecting base takes into account the fact that an ideal Tip is not possible and therefore at the bottom of the catcher resulting heat is advantageously dissipated evenly on several sides. In Figure 3 is € 8 still indicated a soft magnetic shielding cover. This shield is provided to protect the interior of the Auffänger against a magnetic Pührungsfeld, the usual for the bundled guidance of the electron beam a traveling wave tube is required to shield at least partially magnetically, so that a Spreading of the beam within the collecting electrodes is possible due to the space charge forces.

4 Patentansprüche
3 Figuren
4 claims
3 figures

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Claims (4)

I Darf nicht giär:,i-.-.i fafc&i PA 9/492/499 -H^- PatentansprücheI may not ferment:, i -.-. I fafc & i PA 9/492/499 -H ^ - claims 1. Elektronenstrahlröhre, insbesondere Wanderfeldröhre hoher Leistung, mit einer den Elektronenstrahl aufnehmenden becherförmigen Auffangelektrode, die koaxial zur Strahlachse angeordnet ist und einen rotationssymmetrisch ausgebildeten Innenraum'aufweist, v/elcher einen sich ändernden Innendurchmesser hat und in welchem der Elektronenstrahl stetig konzentrisch zur Strahlachse aufspreizt, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellinien des Innenraums der Auffangelektrode angenähert der Differentialgleichung1. Cathode ray tube, in particular traveling wave tube of high power, with a cup-shaped collecting electrode which receives the electron beam and which is coaxial is arranged to the beam axis and has a rotationally symmetrical interior, v / elcher has a changing inside diameter and in which the electron beam is steadily concentric spreads to the beam axis, characterized in that the surface lines of the interior of the collecting electrode approximates the differential equation dz * 4^*' * rb K"J Ab ^' NQ dz * 4 ^ * '* r b K " J A b ^' N Q folgen, wobei N die vom Elektronenstrahl bei seinem Eintritt in die Auffangelektrode geführte.; G-leichstromleistung, η , die auf der Innenwandung der Auffangelektrode zulässige Leistungsdichte beim Elektronenaufprall und ζ eine Koordinate in· Längsrichtung der Auffangelektrode ist, während r_ den jeweiligen Innenradius der Auffangelektrode sowie α den jeweiligen Winkel zwischen der Innenwand der Auffangelektrode und der Strahlach3e bedeutet und r^ als Punktion von ζ den jeweiligen Strahlradius mit der Betrachtung, al3 ob der Rand des Elektronenstrahls auch nachfollow, where N is that guided by the electron beam when it enters the collecting electrode .; DC power, η, the permissible power density on the inner wall of the collecting electrode during electron impact and ζ is a coordinate in · the longitudinal direction of the collecting electrode, while r_ is the respective Inner radius of the collecting electrode and α the respective Angle between the inner wall of the collecting electrode and the beam axis means and r ^ as puncture of ζ the respective beam radius with the consideration whether the edge of the electron beam also after 909821/0415 - 15 -909821/0415 - 15 - U9U65U9U65 ΡΛ 9/492/499 - 15 -ΡΛ 9/492/499 - 15 - Auftreffen auf die Auffangelektrode ungehindert aufspreizen würde, und f, den zugehörigen Winkel zwischen Strahlrand und Strahlachse angibt.Impact on the collecting electrode would spread open unhindered, and f, the associated angle between the edge of the jet and the axis of the jet. 2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangelektrode in ihrem mittleren Bereich an einer Stelle ζ einen maximalen Innenradiu3 r aufweist, der mit ö gleich Null die Beziehung2. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the collecting electrode is in its middle Area at a point ζ has a maximum Innenradiu3 r, which is equal to zero with ö relationship ao ~ FvTlLao ~ FvTlL erfüllt.Fulfills. 3. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch' 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenradius der Auffangelektrode vor der Stelle ζ so groß gewählt ist, daß ein lichter Raum zwischen dem Sollwert des Strahlrandes r-^(z) und der Innenwandung der Auffangelektrode verbleibt.3. Cathode ray tube according to claim 2, characterized in that that the inner radius of the collecting electrode in front of the point ζ is chosen so large that a light Space remains between the nominal value of the beam edge r - ^ (z) and the inner wall of the collecting electrode. 4. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangelektrode magnetisch abgeschirmt ist.4. Cathode ray tube according to one of claims 1 to 3 »characterized in that the collecting electrode is magnetic is shielded. 909821 /0415909821/0415
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