DE1541052B1

DE1541052B1 - Laufzeitroehre mit einer ionengatterpumpe

Info

Publication number: DE1541052B1
Application number: DE19661541052
Authority: DE
Inventors: Paul Meyerer; Werner Dr Veith
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-08-09
Filing date: 1966-08-09
Publication date: 1971-11-18
Also published as: GB1189715A; US3475650A; FR1533787A; NL6707059A

Description

zylindrischen Hohlraum für eine Wanderfeldröhre io und gebunden werden, wobei das Elektrodenmaterial

bzw. mit einem sich verengenden kegeligen Hohlraum für ein Klystron ist z.B. aus der englichen Patentschrift 918 602 bekannt/Dadurch, daß bei dieser be- . kannten Röhre die auf Kathodenpotential liegende

teilweise zerstäubt und auf die Wandung des Elektronenkollektors gelangt. Die Bodenplatte besteht mit Vorteil wesentlich aus einem getterfähigen, durch Ionenaufprall leicht zerstäubbaren Metall, wie

Metallplatte in halber Länge des Hohlraums an- 15 z. B. Titan, und füllt praktisch den ganzen Quergeordnet und außerdem völlig eben ausgebildet ist, schnitt des Elektronenkollektors aus. Die Isolierung hat einmal der mehr oder weniger fokussiert eintretende Elektronenstrahl wenig Gelegenheit zum Auf

spreizen und wird vor allem in erheblichem Maße

der Bodenplatte gegenüber dem Elektronenkollektor kann in einfachster Form durch Glasperlen, bei Herstellung eines dichten Behälters jedoch durch eine

von der sich vor der Platte ausbildenden frontalen 20 Metallkeramikverbindung, erfolgen. Potentialfläche elastisch reflektiert. Dabei dient die Ausbildung des Elektronenkollek-

Beim Betrieb einer solchen Elektrodenanordnung tors als Abbremselektrode gegenüber der Verzögezeigt es sich jedoch, daß ein gewisser Anteil von rungsleitung nach Art eines depressed-collectors in Sekundärelektronen, besonders aber von schnellen der Hauptsache bereits zur Herabsetzung der elastisch reflektierten Elektronen den Kollektor wie- 25 Anodenverlustleistung und damit auch zur Verringeder verläßt. Diese rücklaufenden Elektronen äußern rung der abzuführenden Wärme. Einer weiteren sich dadurch störend, daß sie eine Verstärkung im zweckmäßigen Verbesserung der Wärmeableitung rückläufigen Sinn, z. B. in der betreffenden Wander- dient außerdem die magnetische Abschirmung des feldröhre, erzeugen und dadurch die Rückdämpfung Elektronenkollektors, z. B. durch einen Weicheisenverkleinern. Das hat wiederum zur Folge, daß die 30 blechmantel, indem durch das Fehlen der fokussie-Röhre leicht zum Schwingen neigt. Die Ursache hier- renden Wirkung des Magnetfeldes ein Auffächern für liegt darin, wie durch eingehende Versuchsreihen des Elektronenstrahlbündels innerhalb des Kollektors ermittelt wurde, daß die Potentiallinien, die durch derart erfolgt, daß die Elektronen gleichmäßiger verdas Kathodenpotential der isolierten Boden- teilt auf die zylindrische Wandung des Kollektors platte gegenüber der zylindrischen Wandung des 35 auftreffen, an dem z. B. die Radiatorbleche des be-Elektronenkollektors sich ausbilden, zum Teil so treffenden Kühlers befestigt sind, flach verlaufen, daß ein beträchtlicher Anteil von Nähere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand

Ionen im Zentrum des Elektronenstrahlbündel eines in den Zeichnungen rein schematisch dargestellreflektiert wird. Da jedoch wirklich zentral ein- ten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Der Eintretende Elektronen doch noch elastisch reflektiert 40 fachheit halber sind dabei alle diejenigen Teile, die werden, verbleibt in diesem Fall ein kleiner Bruchteil nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung beivon störenden Elektronen. tragen, wie z. B. die maßgeblichen Teile der betreff en-

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- den Laufzeitröhre, fortgelassen worden, steht vor allem darin, bei einem insbesondere de- Mit 1 ist in Fig. 1 das Elektronenstrahlbündel der

pressed-collector, durch besondere Ausbildung der 45 betreffenden, nicht besonders dargestellten Laufzeit-Platte ein starkes Querfeld zu schaffen, daß die ein- röhre bezeichnet, und zwar etwa in dem Augenblick, tretenden Elektronen oder die durch sie gebildeten als es den Wechselwirkungsraum verläßt, um in den Sekundärelektronen bzw. elastisch reflektierten Elektronenkollektor 2 einzutreten. Konzentrisch umElektronen auf die zylindrische Seitenwand des geben ist der Elektronenkollektor 2 von einem Elektronenkollektors abgedränkt bzw. abgelenkt wer- 50 Weicheisenblechzylinder 3, der für die Abschirmung den, während die im Elektronenstrahl mitgeführten des Magnetfeldes im Elektronenkollektor dient und Ionen mit erheblicher Geschwindigkeit auf die Platte deshalb die Auf spreizung des Elektronenstrahlbünauftreffen. dels innerhalb des Kollektors ermöglicht. Im

Das besondere Merkmal einer im ersten Absatz Elektronenkollektor selber ist an Stelle eines sonst beschriebenen Laufzeitröhre mit einem magnetisch 55 üblichen Bodens als Ionenfänger isoliert eine Bodengebündelten Elektronenstrahl hoher Dichte und einem platte 4 vorgesehen, auf der zentral eine dreizinkige längserstreckten Wechselwirkungsraum, insbesondere Gabel 5 derart angebracht ist, daß ihre drei Zinken Wanderfeldröhre, bei der im Elektronenkollektor, weit in den Kollektorraum hineinragen. Zusammen von diesem isoliert, zentral eine Metallplatte, etwa stellen sie den eigentlichen Ionenfänger einer Ionenais Boden, angeordnet ist, die Kathodenpotential oder 60 getterpumpe dar und sind zu diesem Zweck aus einem ein ähnlich niedriges Potential hat, besteht nach der getterfähigen und bei Ionenaufprall leicht zerstäub-Erfindung darin, daß die Metallplatte zentrisymme- baren Metall, wie z.B. Titan, hergestellt. Dadurch trisch angeordnet einen weit in den Kollektorraum nämlich, daß der Ionenfänger etwa auf Kathodenhineinragenden spitzen Stift mit aus der Mitte her- potential liegt, prallen die mit dem Elektronenstrahl ausgebogener Spitze oder eine zwei- oder dreizinkige 65 eintretenden Ionen mit erheblicher Geschwindigkeit, Gabel aufweist, deren gegenseitiger Zinkenabstand insbesondere auf die einzelnen Zinken 6 der Gabel 5 größer oder gleich dem Durchmesser der Kollektor- auf und bewirken somit eine Zerstäubung des Metalls, eintrittsöffnung ist. das auf der Zylinderwand des Elektronenkollektors 2

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einen getterfähigen Getterspiegel für weitere Ionen oder auch Gasmoleküle bildet. Die im Elektronenstrahlbündel gebildeten Ionen werden also in der Hauptsache direkt von der Bodenplatte mit ihrer käfigartigen Gabel oder aber auch von der mit einem Getterspiegel versehenen Innenwand des Kollektors gebunden. Dabei wird, wie aus der F i g. 2 ersichtlich, das Elektronenstrahlbündel selbst stark aufgefächert, z. B. in drei auf die Kollektorwand abgelenkte Teilbündel, weil die Elektronen infolge des von den Gabelzinken verursachten Potentialverlaufs entsprechende Querfelder vorfinden. Obwohl der Kollektor nach Art eines depressed-collectors ein geringeres positives Potential als die davor angeordnete, nicht besonders dargestellte, z. B. den Wechselwirkungsraum bildende Verzögerungsleitung hat, werden infolge der durch die Zinken sehr spitz ausgebildeten Potentialberge und deren steile Flanken nur wenige Elektronen als elastisch reflektierte schnelle Elektronen den Elektronenkollektor wieder verlassen. Völlig vermieden werden reflektierte Elektronen dadurch, daß die Öffnung der Eintrittsblende so dimensioniert wird, daß die Gabelspitzen gerade noch überdeckt werden. Bei der praktischen Ausbildung des Elektronenkollektors zusammen mit dem Ionenfänger ist die Form des käfigartigen Aufbaus der Bodenplatte noch erheblich wandlungsfähig.

Claims

Patentansprüche:

1. Laufzeitröhre mit einem magnetisch gebündelten Elektronenstrahl hoher Dichte und einem längserstreckten Wechselwirkungsraum, insbesondere Wanderfeldröhre, bei der im Elektronenkollektor von diesem isoliert, zentral eine Metallplatte, etwa als Boden, angeordnet ist, die Kathodenpotential oder ein ähnlich niedriges Potential hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte zentrisymmetrisch angeordnet einen weit in den Kollektorraum hineinragenden spitzen Stift mit aus der Mitte herausgebogener Spitze oder eine zwei- oder dreizinkige Gabel aufweist, deren gegenseitiger Zinkenabstand größer oder gleich dem Durchmesser der Kollektoreintrittsöffnung ist.

2. Laufzeitröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte wesentlich aus einem getterfähigen Metall, wie z. B. Titan, besteht und etwa den gesamten Querschnitt als Stirnfläche des Elektronenkollektors ausfüllt.

3. Laufzeitröhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte unter Zwischenfügen eines Keramikringes mittels einer üblichen Metallkeramikverbindung am Elektronenkollektor dicht befestigt ist.

4. Laufzeitröhre nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den Elektronenkollektor und Ionenfänger verbindende Isolierkörper gegen eine Bedampfung von Teilen des Ionenfängers her abgeschirmt ist.

5. Laufzeitröhre nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur magnetischen Abschirmung des Elektronenkollektors ein Weicheisen-Blechmantel vorgesehen ist.

6. Laufzeitröhre nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenkollektor nach Art eines depressed-collectors gegenüber der Verzögerungswendel ein niedriges Potential aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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