DE1541026B2 - Kreiszylindrische kathode fuer eine magnetroehre - Google Patents

Description

Bei dem Bau von Kathoden für eine Magnetron- 15 weiterhin die Kathoden im Betrieb zu stark aufgeröhre, die meist mit einer Vorratskathode ausgestat- heizt wurden und daher einer großen thermischen tet sind, ist es nicht nur wesentlich, die Kathode Belastung unterworfen waren, fest haftend mit dem Kathodenträger zu verbinden, Aus der USA.-Patentschrift 2 818 528 ist eine sondern es müssen auch Maßnahmen ergriffen wer- Kathode für eine Magnetronröhre bekannt, besteden, um die Lebensdauer der Magnetronröhre durch 20 hend aus einem Kathodenträger, auf dem ein erster besondere Ausbildung der Kathode zu erhöhen, weil mit emissionsfähigem Werkstoff versehener Körper gerade in einer Magnetronröhre die Kathode einer fest und in wärmeleitender Verbindung angeordnet besonderen Belastung ausgesetzt ist. ist. Die Enden des Kathodenträgers sind mit ring-Die beim Einschalten einer derartigen Magnetron- förmigen aus isolierendem Werkstoff bestehenden röhre die Kathode verlassenden Primärelektronen 25 Haltern verbunden, auf deren äußeren Mantelflächen bewegen sich in spiralförmigen Bahnen zur Anode. ein zweiter Körper angeordnet ist, der gute Sekundär-Die zur Kathode mit erhöhter Energie zurückkeh- emissionseigenschaften aufweist. Beim Gegenstand renden Elektronen schlagen aus der Kathode wieder- dieser USA.-Patentschrift wird durch besondere um Sekundärelektronen hinaus. Beim Aufprall geben Maßnahmen dafür gesorgt, daß der Sekundärelektrodiese Elektronen ihre Energie an die Kathode ab, 30 nen emittierende Körper im Betrieb kühler als der wodurch die Kathode weiter aufgeheizt wird. Dieser Primärelektronen emittierende Körper bleibt. Hier-Vorgang, das sogenannte Elektronenrückbombarde- durch entsteht der Nachteil, daß sich Emissionsment, setzt sich auch während des Betriebes der material der Primärkathode auf der äußeren Mantel-Magnetronröhre fort, weswegen besondere Maßnah- fläche der Sekundärkathode niederschlägt und von men ergriffen werden müssen, damit die Kathode 35 dort aus eine unerwünschte Primäremission in die in nicht überlastet wird. Das Elektronenrückbombarde- axialer Richtung liegenden beiden Nebenräume erment hängt weiterhin von der Eingangsleistung der folgt. Dadurch können Teile unkontrolliert erhitzt Magnetronröhre ab. Aus diesem Grunde wird durch
die Belastungsfähigkeit der Kathode die Eingangsund damit auch die Ausgangsleistung der Röhre be- 40
stimmt. Die Belastungsfähigkeit der Kathode ist
ihrerseits abhängig von der Wirksamkeit der Wärmeableitung bzw. Kühlung der Kathode. Diese Wärmeableitung erfolgt bei Vorratskathoden zum größten

Teil durch Wärmeleitung, da die Temperaturen noch 45 befestigten Körpern, die zur Abgrenzung in radialer derart niedrig liegen, so daß noch keine wesentliche Richtung verlaufende Ansätze aufweisen. Diese AnWärmeabgabe durch Wärmestrahlung erfolgt. sätze sind mit einem Werkstoff versehen, der eine Es sind nun die verschiedensten Maßnahmen be- Sekundäremission unterdrücken soll. Diese Kathode kanntgeworden, um Kathoden mit hohen Stromdich- weist jedoch keinen zusätzlichen, ausschließlich für ten und großer Ergiebigkeit zu erhalten, wie in den 50 die Sekundäremission vorgesehenen Körper auf. deutschen Patentschriften 885 898, 1 047 321 und Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, die 1 200 444 gezeigt. Ein Teil dieser Patentschriften wie Kathode für eine Magnetronröhre der eingangs geauch die deutsche Patentschrift 879 872 zeigen wei- nannten Art derart auszubilden, daß die Leistung terhin Kathoden mit unterschiedlichen Oberflächen. und auch die Lebensdauer der Röhre erheblich er-Es ist weiterhin bekannt, Kathoden aus mehreren 55 höht werden können. Die Lösung dieser Aufgabe Zonen derart auszubilden, daß die der Anode züge- besteht darin, daß der (die) zweite(n) Körper ledigwandte Oberfläche der Kathode in verschieden stark Hch mit Teilen seiner (ihrer) Stirnfläche(n) mit der(n) emittierende Zonen unterteilt ist. Eine derartige entsprechenden Stirnfiäche(n) des ersten Körpers Kathode für Buchstabenwiedergabe auf dem Bild- unmittelbar in wärmeleitender Berührung steht (steschirm zeigt die USA.-Patentschrift 3 131 328. Ka- 60 hen). Wegen der schlechteren Wärmeableitung steigt thoden mit unterschiedlich emittierenden Oberflächen die Temperatur des zweiten Körpers weit über die sind aus den französischen Patentschriften 1 077 643, Betriebstemperatur des ersten Körpers an, weswegen 945 839, 80 996, 1277 518 und aus der britischen dann der zweite Körper die Rückbombardements-Patentschrift 643 656 bekannt. Insbesondere zeigen energie in erster Linie durch Wärmestrahlung und die F i g. 1 und 2 der britischen Patentschrift 643 656 65 nicht durch Wärmeleitung wieder abführt, und die Fig. 2 der französischen Patentschrift Da nur der erste Körper mit guter Wärmeleitung 1277 518 Kathoden für Magnetronröhren, die aus fest mit dem Kathodenträger verbunden ist und nur Zonen unterschiedlicher Emission bestehen und bei der auf diesen Körper entfallende Energieanteil des

werden, die durch Gasabgabe und Überschläge die Lebensdauer der Kathode verringern.

Zur Vermeidung dieser sehr störenden Randemission von Elektronen auf die benachbarten Teile zeigt der Gegenstand nach der USA.-Patentschrift 2 957100 eine Anordnung von den Kathoden-Anodenraum begrenzenden auf dem Kathodenträger

Claims (5)

Elektronenrückbombardements durch Wärmeleitung über den Kathodenträger abgeleitet werden muß, kann die Leistung im Magnetron weiter erhöht werden, weil der erste Körper im Verhältnis zum zweiten In der Figur ist mit 1 der Kathodenträger bezeichnet, der hier als Rohr ausgebildet ist und in dem der Heizer 2 zwischen entsprechend ausgebildeten Haltevorrichtungen 3 und 4 befestigt ist. Auf der Außeneiner nicht dargestellten Kühleinrichtung. Mit 7 und 8 sind bekannte Abschirmkappen einer Magnetronröhre bezeichnet und mit 9 die Anode. Die aus dem ersten Körper 5 austretenden Elektronen bewegen sich auf spiralförmigen Bahnen um die Kathode zur Anode 9. Zurückkehrende Elektronen wurden nur auf den ersten Körper 5 auftreffen und aus diesem Sekundärelektronen ausschlagen, Körper stärker gekühlt wird. Außerdem erhöht sich 5 seite des Kathodenträgers 1, also auf der dem Heizer 2 dadurch die Lebensdauer des ersten Körpers der abgewandten Oberfläche, ist auf dem Kathoden-Kathode, träger 1 ein Elektronen emittierender rohrförmiger Durch den schmalen Spalt zwischen dem Katho- Körper 5 angeordnet. Dieser erste Körper 5 ist auf denträger und dem zweiten Körper ist eine schnellere dem Kathodenträger 1 derart befestigt, daß eine Aufheizung des zweiten Körpers durch das Elektro- io Wärmeleitung in Richtung der Pfeile 6 erfolgen kann, nenrückbombardement möglich. Da in Weiterbildung Die Wärme strömt in dem Kathodenträgerrohr zu der Erfindung der bzw. die zweite(n) Körper einen größeren Außendurchmesser als der entsprechende Durchmesser des ersten Körpers erhalten kann (können), wird wegen der dort höheren Feldstärke die 15 Emission auf diese Körperflächen konzentriert und daher der erste Körper in der Emission und auch vom Elektronenbombardement entlastet. Hierdurch ist es gegenüber Kathodenkonstruktionen, wie sie beispielsweise in der USA.-Patent- 20 wenn nicht die Maßnahmen nach der Erfindung geschrift 2 957 100 gezeigt sind, auch noch möglich, troffen wären. Ist der erste Körper 5 weiterhin als nicht nur die Heizleistung herabzusetzen, sondern Vorratskathode, wie in Magnetronröhren üblich, ausauch die Anheizzeit einer Magnetronröhre wesentlich gebildet, so kann sich ohne Einsatz der Erfindung abzukürzen, weil bei gleicher Ausgangsleistung der der abdampfende Emissionswerkstoff auch ungehin-Magnetronröhre eine geringere Heizleistung erfor- 25 dert an den vorspringenden Kappenteilen 10 und 11 derlich ist, da die aufzuheizenden Massen geringer niederschlagen, wodurch ebenfalls die Lebensdauer sind. Beim Einschalten der Röhre emittiert zunächst des Magnetrons begrenzt wird, der erste Körper. Während des Anschwingens des Um dies zu vermeiden, sind nach der Erfindung Magnetrons wird nicht nur der erste Körper, sondern neben dem ersten Körper 5 nämlich rohrförmige auch schon der benachbarte zweite Körper durch 30 zweite Körper 12 angeordnet, deren Außendurchzurückkehrende Elektronen getroffen und emittiert messer nach einer Weiterbildung der Erfindung grö-Sekundärelektronen. Durch ein teilweises Abdampfen ßer als der äußere Durchmesser des ersten Körpers 5 des Emissionswerkstoffes vom ersten Körper und sind. Durch diese ebenfalls rohrförmig ausgebildeten Niederschlagen dieses Werkstoffes auf den zweiten zweiten Körper 12 werden die äußeren Enden 10 und während des Anheizens kann dieser auch, nachdem 35 11 der Abschirmkappen 7 und 8 gegen Aufdampfen er sich durch den Aufprall der zurückkehrenden von Emissionswerkstoff aus dem ersten Körper 5 Elektronen erwärmt hat, Primärelektronen emittie- weitgehend abgedeckt. Da die zweiten Körper 12 ren. Während des Betriebes kann sich wegen der lediglich über Halteringe 13 auf dem Kathodenträger höheren Temperatur des zweiten Körpers kein gehalten sind und sich zwischen den zweiten Kör-Emissionswerkstoff auf diesem niederschlagen und 40 pern 12 und dem Kathodenträger 1 ein Spalt 14 bezu einer Primäremission führen. findet, erfolgt eine Wärmeableitung von den zweiten Nach der Erfindung kann weiterhin der Kathoden- Körpern 12 nicht durch Wärmeleitung auf den Katräger in Höhe mindestens eines der zweiten Körper thodenträger 1, sondern nur durch Wärmestrahlung, eine kleinere Wandstärke aufweisen, indem der Deswegen kann auch die Wandstärke des Kathoden-Innendurchmesser an diesen Stellen größer ist, weil 45 trägers 1, wie im unteren Teil der Figur bei 15 gedie Wärmeableitung, wie bereits ausgeführt, von zeigt, geringer sein, wodurch wiederum die aufzuzweiten Körpern nicht durch Wärmeleitung, sondern heizende Masse des Kathodenträgers verringert wird. im wesentlichen durch Wärmestrahlung erfolgt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn nach der Er- Ein weiterer Vorteil nach der Erfindung ergibt findung der erste Körper 5 als Vorratskathode aussieh bei Verwendung einer Vorratskathode, da bei 50 gebildet ist, die im wesentlichen aus Wolfram bedieser die relativ starke Abdampfung des Emissions- steht, und die zweiten Körper 12 mindestens überwerkstoffes von der Oberfläche des ersten Körpers durch die Verkleinerung der aktiven Oberfläche des ersten Körpers entsprechend herabgesetzt wird. Dadurch werden die schädlichen Bedampfungen der in 55 Magnetronröhren in bekannter Weise eingebauten Abschirmkappen und des Anodensystems ebenfalls stark verringert und die Lebensdauer des Magnetrons erhöht. Außerdem wird sich, weil der zweite Körper, wie oben genannt, nach einer Weiterbildung der 60 Erfindung einen größeren Durchmesser als der erste wiegend aus dem Werkstoff Molybdän bestehen. Patentansprüche: Körper aufweist, eine Emissionswerkstoffabdampfung vom ersten Körper durch die überstehenden Kanten des zweiten Körpers nicht so leicht auf den Abschirmkappen niederschlagen. Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels für zwei zweite Körper in der Zeichnung dargestellt.

1. Kreiszylindrische Kathode für eine Magnetronröhre, bestehend aus mindestens einem rohrförmigen Kathodenträger, dessen innere Mantelfläche dem oder den Heizer(n) zugewandt ist und auf dessen äußerer Mantelfläche sich mindestens ein Elektronen emittierender und mit dem Kathodenträger fest verbundener rohrförmiger erster Körper und mindestens ein in schlechtem Wärmekontakt mit und im Abstand zu dem Kathodenträger angeordneter, in axialer Richtung zum ersten Körper versetzter, ebenfalls Elektronen emittierender und aus einem anderen Werkstoff als der erste Körper bestehender rohrförmiger

zweiter Körper befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) zweite(n) Körper (12) lediglich mit Teilen seiner (ihrer) Stirnfläche^) mit der(en) entsprechenden Stirnfläche^) des ersten Körpers (5) unmittelbar in wärmeleitender Berührung steht (stehen).

2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendurchmesser des bzw. der zweiten Körper (12) größer als die entsprechenden Durchmesser des ersten Körpers (5) sind.

3. Kathode nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenträger (1) in Höhe mindestens eines der zweiten Körper (12) eine kleinere Wandstärke aufweist, indem der Innendurchmesser an diesen Stellen größer ist.

4. Kathode nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Körper (5) als Vorratskathode ausgebildet ist, die im wesentlichen aus Wolfram besteht..

5. Kathode nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Körper (12) überwiegend aus Molybdän besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen