DE1541052C - Laufzeitröhre mit einer Ionengetterpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Laufzeitröhre mit einem magnetisch gebündelten Elektronenstrahl hoher Dichte und einem längsgestreckten Wechselwirkungsraum, insbesondere Wanderfeldröhre, bei der im Elektronenköllektor von diesem isoliert zentral eine Metallplatte, etwa als Boden, angeordnet ist, die Kathodenpotential oder ein ähnlich niedriges Potential hat. ■

Ein Elektronenkollektor mit einem relativ engen zylindrischen Hohlraum für eine Wanderfeldröhre bzw. mit einem sich verengenden kegeligen Hohlraum für ein Klystron ist z. B. aus der englichen Patentschrift 918 602 bekannt. Dadurch, daß bei dieser bekannten Röhre die auf Kathodenpotential liegende Metallplatte in halber Länge des Hohlraums angeordnet und außerdem völlig eben ausgebildet ist, hat einmal der mehr oder weniger fokussiert eintretende Elektronenstrahl wenig Gelegenheit zum Aufspreizen und wird vor allem in erheblichem Maße von der sich vor der Platte ausbildenden frontalen ao Potentialfläche elastisch reflektiert.

Beim Betrieb einer solchen Elektrodenanordnung zeigt es sich jedoch, daß ein gewisser Anteil von Sekundärelektronen, besonders aber von schnellen elastisch reflektierten Elektronen den Kollektor wieder verläßt. Diese rücklaufenden Elektronen äußern sich dadurch störend, daß sie eine Verstärkung im rückläufigen Sinn, z. B. in der betreffenden Wanderfeldröhre, erzeugen und dadurch die Rückdämpfung verkleinern. Das hat wiederum zur Folge, daß die Röhre leicht zum Schwingen neigt. Die Ursache hierfür liegt darin, wie durch eingehende Versuchsreihen ermittelt wurde, daß die Potentiallinien, die durch das Kathodenpotential der isolierten Bodenplatte gegenüber der zylindrischen* Wandung des Elektronenkollektors sich ausbilden, zum Teil so flach verlaufen, daß ein beträchtlicher Anteil von Ionen im Zentrum des Elektronenstrahlbündel reflektiert wird. Da jedoch wirklich zentral eintretende Elektronen doch noch elastisch reflektiert werden, verbleibt in diesem Fall ein kleiner Bruchteil von störenden Elektronen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht vor allem darin, bei einem insbesondere depressed-collector, durch besondere Ausbildung der Platte ein starkes Querfeld zu schaffen, daß die eintretenden Elektronen oder die durch sie gebildeten Sekundärelektronen bzw. elastisch reflektierten Elektronen auf .die zylindrische Seitenwand des Elektronenkollektors abgedränkt bzw. abgelenkt werden, während die im Elektronenstrahl mitgeführten Ionen mit erheblicher Geschwindigkeit auf die Platte auftreffen.

Das besondere Merkmal einer Jm ersten Absatz beschriebenen 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, besteht nach der Erfindung darin, 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 Kollektoreintriltsöffnung ist.

Dadurch wird erreicht, daß die Elektronen des Elektronenstrahlbündels durch das sich dabei ausbildende starke Gegenfeld auf die zylindrische Seitenwand des Elektronenkollektors abgedrängt bzw. abgelenkt werden, so daß gleichzeitig eine bessere Verteilung bewirkt wird. Zum anderen wird erreicht, daß die im Elektronenstrahl gebildeten Ionen auf die vom Elektronenkollektor isoliert angebrachte Bodenplatte mit erheblicher Geschwindigkeit aufprallen und gebunden werden, wobei das Elektrodenmaterial teilweise zerstäubt und auf die Wandung des Elektronenkollektors gelangt. Die Bodenplatte besteht mit Vorteil wesentlich aus einem getterfähigen, durch Ionenaufprall leicht zerstäubbaren Metall, wie z. B. Titan, und füllt praktisch den ganzen Querschnitt des Elektronenkollektors aus. Die Isolierung der Bodenplatte gegenüber dem Elektronenkollektor kann in einfachster Form durch Glasperlen, bei Herstellung eines dichten Behälters jedoch durch eine Metallkeramikverbindung, erfolgen.

Dabei dient die Ausbildung des Elektronenkollektors als Abbremselektrode gegenüber der Verzögerungsleitung nach Art eines depressed-collectors in der Hauptsache bereits zur Herabsetzung der Anodenverlustleistung und damit auch zur Verringerung der abzuführenden Wärme. Einer weiteren zweckmäßigen Verbesserung der Wärmeableitung dient außerdem die magnetische Abschirmung des Elektronenkollektors, z. B. durch einen Weicheisenblechmantel, indem durch das Fehlen der fokussierenden Wirkung des Magnetfeldes ein Auffächern des Elektronenstrahlbündels innerhalb des Kollektors derart erfolgt, daß die Elektronen gleichmäßiger verteilt auf die zylindrische Wandung des Kollektors auftreffen, an dem z. B. die Radiatorbleche des betreffenden Kühlers befestigt sind.

Nähere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand eines in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Der Einfachheit halber sind dabei alle diejenigen Teile, die nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung beitragen, wie z. B. die maßgeblichen Teile der betreffenden Laufzeitröhre, fortgelassen worden.

Mit 1 ist in F i g. 1 das Elektronenstrahlbündel der betreffenden, nicht besonders dargestellten Laufzeitröhre bezeichnet, und zwar etwa in dem Augenblick, als es den Wechselwirkungsraum verläßt, um in den Elektronenkollektor 2 einzutreten. Konzentrisch umgeben ist der Elektronenkollektor 2 von einem Weicheisenblechzylinder 3, der für die Abschirmung des Magnetfeldes im Elektronenkollektor dient und deshalb die Aufspreizung des Elektronenstrahlbündels innerhalb des Kollektors ermöglicht. Im Elektronenkollektor selber ist an Stelle eines sonst üblichen Bodens als Ionenfänger isoliert eine Bodenplatte 4 vorgesehen, auf der zentral eine dreizinkige Gabel 5 derart angebracht ist, daß ihre drei Zinken weit in den Kollektorraum hineinragen. Zusammen stellen sie den eigentlichen Ionenfänger einer Ionengetterpumpe dar und sind zu diesem Zweck aus einem getterfähigen und bei Ionenaufprall leicht zerstäubbaren Metall, wie z. B. Titan, hergestellt. Dadurch nämlich, daß der Ionenfänger etwa auf Kathodenpotential liegt, prallen die mit dem Elektronenstrahl eintretenden Ionen mit erheblicher Geschwindigkeit, insbesondere auf die einzelnen Zinken 6 der Gabel 5 auf und bewirken somit eine Zerstäubung des Metalls, das auf der Zylinderwand des Elektronenkollektors 2

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 (6)

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- öder 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