DE1616399B2 - Elektronenstrahl Fokussiervor richtung, insbesondere fur Lauffeld rohren mit Verzögerungsleitung - Google Patents

Description

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der Elektronenkanone zugewandten Ende der Vor- 32 und dem Spulenkörper 22 ergibt. Die Scheiben 30

richtung nach F i g. 1 bis 3, und 32 erstrecken sich vom Spulenkörper 22 aus

F i g. 5 einen teilweise schematisch gehaltenen radial nach außen bis über das elektrisch leitende,

Längsschnitt einer Elektronenstrahl-Fokussiervor- nichtmagnetische Rohr 28 hinaus. Ein Rohr 34 aus

richtung gemäß einer anderen Ausführungsform der 5 ferromagnetischem Material wird von den äußeren

Erfindung und Umfangsflächen der Scheiben 30 und 32 gehalten und

Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie 6-6 in Fig. 5. ist an diesen z. B. durch Hartlöten befestigt, so daß

In F i g. 1 bezeichnet 10 eine Elektronenkanone, eine gute elektrische Verbindung zwischen den die von herkömmlichem Aufbau sein kann und dazu Scheiben 30 und 32 besteht. Die ferromagnetischen dient, ein Bündel von Elektronen entlang der Achse io Teile 30, 32 und 34 stellen nicht nur einen Rückweg einer Verzögerungsleitung 12 in die Richtung einer für das von der Spule 20 entlang dem Elektronen-Kollektorelektrode 14 zu senden. Eine allgemein mit strahl 18 erzeugte Magnetfeld dar, sondern diese 16 bezeichnete, erfindungsgemäß gestaltete Fokussier- Teile dienen auch der Stromzufuhr zur Spule 20 über vorrichtung ist um die Verzögerungsleitung 12 herum den Spulenkörper 22.

angeordnet und dient dazu, die wandernden Elek- 15 Ein elektrisch leitfähiger Ring 36 ist an der äußeren

tronen zu einem extrem gut gebündelten Strahl 18 zu Umfangsfläche des ferromagnetischen Rohrs 34, z. B.

fokussieren. durch Hartlöten befestigt, um guten elektrischen

Die Fokussiervorrichtung 16 enthält eine einzige Kontakt mit dem Rohr 34 zu gewährleisten und die

Spule 20, die sich praktisch über die gesamte Länge elektrische Leitfähigkeit des magnetischen Kreises,

der Verzögerungsleitung 12 erstreckt. Die Spule 20 20 bestehend aus den Teilen 30, 32 und 34, zu erhöhen,

hat einen rohrförmigen Spulenkörper 22 aus nicht- Ein elektrischer Zuführungsdraht 38 ist an den Ring

magnetischem, elektrisch leitfähigem Material, der 36 angeschlossen. Zwei elektrische Zuführungsdrähte

auch eine gute Wärmeleitfähigkeit hat. Beispiele für 42 und 44 sind mit diametral gegenüberliegenden

geeignete Materialien für die Herstellung des Spulen- Punkten auf der äußeren Umfangsfläche des nicht-

körpers 22 sind Kupfer, Silber und Aluminium; 25 magnetischen Rohrs 28 verbunden und erstrecken

Kupfer ist dabei wegen seiner besseren thermischen sich von diesen Punkten radial nach außen durch

Eigenschaften vorzuziehen. entsprechende, diametral gegenüberliegende Löcher

Gemäß F i g. 3 bestehen die Windungen der Spule 46 und 48 im ferromagnetischen Rohr 34. Die Drähte 20 aus einem elektrisch leitfähigen Band 24, das auf 42 und 44 sind außerhalb der Vorrichtung 16 mitden Spulenkörper 22 aufgewickelt ist. Das Band 24 30 einander verbunden und außerdem an eine Klemme kann z. B. aus Kupferfolie bestehen, mit einer Dicke einer Stromquelle 50 angeschlossen, deren andere von etwa 0,1 mm und einer Breite, die etwas geringer Klemme mit dem elektrischen Zuführungsdraht 38 ist als die Länge des Spulenkörpers 22. Die innerste verbunden ist. Der Draht 44 ist also nicht, wie man Windung des leitfähigen Bands 24 ist mit der Außen- aus F i g. 1 irrtümlich schließen könnte, elektrisch fläche des Spulenkörpers22 verbunden, z.B. durch 35 mit dem Rohr34 verbunden, sondern um dieses Hartlöten. Darüber hinaus sollte der Spulenkörper 22 außen herumgeführt.
eine Wandstärke haben, die mindestens eine Größen- Es sei darauf hingewiesen, daß nur ein elektrischer Ordnung über der Dicke des Bands 24 liegt, damit so Anschluß zum Ring 36 vonnöten ist, da der Abeine genügend kleine Impedanz (Kurzschluß) zwi- schirmungseffekt des ferromagnetischen Rohrs 34 die sehen innerster Windung und Spulenkörper gewähr- 40 Entstehung eines transversalen Magnetfelds im Geleistet ist. Bei der oben genannten Banddicke von biet um den Elektronenstrahl 18 herum als Folge des 0,1 mm wäre eine typische Wandstärke des Spulen- durch den Zuführungsdraht 38 fließenden Stroms körpers 2,5 mm. Ein elektrisch isolierendes Band verhindert. Andererseits erzeugt der Stromfluß durch 26, z. B. 0,025 mm dickes Papier, wird ebenfalls auf die innerhalb des Rohrs 34 verlaufenden Teile der den Spulenkörper 22 gewickelt, und zwar zwischen 45 Leitungen 42 und 44 transversale Magnetfelder in der aufeinanderfolgende Windungen des elektrisch leit- Nähe des Elektronenstrahls. Diese Felder sind jedoch fähigen Bands 24. Die Windungszahl des leitfähigen gleich und entgegengesetzt gerichtet. Sie löschen sich Bands 24 und des isolierenden Bands 26 kann z. B. also gegenseitig aus. Es sei noch erwähnt, daß es nicht einige hundert betragen. nötig ist, zwei diametral gegenüberliegende Leitun-

Ein zweites Rohr 28, das als kurzschließendes rohr- 50 gen zu verwenden, um die Auslöschung des transver-

förmiges Element aus nichtmagnetischem, elektrisch salen Magnetfelds zu bewirken. Vielmehr kann prak-

leitfähigen Material besteht, ist um das elektrisch tisch jede vernünftige Vielzahl von gleichmäßig auf

leitfähige Band 24 herum angebracht und mit diesem den Umfang verteilten Leitungen vorgesehen werden,

elektrisch verbunden. Das äußere elektrisch leitfähige die sich radial nach außen erstrecken.

Rohr 28 kann aus irgendeinem der Materialien be- 55 Der Strom fließt von der Stromquelle 50 durch die

stehen, die auch für den Spulenkörper 22 in Betracht Leitung 38, den Ring 36, das ferromagnetische Rohr

kommen, wobei auch hier wieder Kupfer der bevor- 34 und die ferromagnetischen Scheiben 30 und 32

zugte Werkstoff ist. Ferner sollte auch das Rohr 28 zum Spulenkörper 22. Von dort fließt der Strom

eine Wandstärke haben, die wesentlich größer ist als spiralförmig nach außen durch das als Folie gestal-

die Dicke des Bands 24, wenn auch die Dicke des 60 tete Band 26 der Spule zum äußeren, nichtmagneti-

äußeren Rohrs 28 nicht ganz so groß zu sein braucht sehen Rohr 28, wodurch um den Elektronenstrahl 18

wie die des Spulenkörpers 22. herum ein axiales Magnetfeld erzeugt wird. Der

Zwei ringförmige Scheiben 30 und 32 aus ferro- Spulenstrom fließt über die Leitungen 42 und 44 zur

magnetischem Material, welche die Wirkung von Pol- Stromquelle zurück.

scheiben haben, sind an gegenüberliegenden Enden 65 Da die Fokussierungsvorrichtung nach der Erfin-

des Spulenkörpers 22 angeordnet und an diesem be- dung in einem Stück gebaut ist, das sich praktisch

festigt, z. B. durch Hartlöten, wodurch sich eine gute über die gesamte Länge dieser Fokussiervorrichtung

elektrische Verbindung zwischen den Scheiben 30 und erstreckt, wird ein äußerst gleichmäßiges axiales

Magnetfeld geliefert. Da keine Zwischenverbindungen zwischen einer Mehrzahl von aus Folie gewickelten Abschnitten benötigt werden, werden darüber hinaus transversale Magnetfeldkomponenten vermieden, wie sie sonst durch solche Zwischenverbindungen erzeugt werden. Weiterhin erzeugt der gleichmäßige radial ,gerichtete Fluß des Spuleneingangsstroms über die ferromagnetischen Scheiben 30 und 32 sich gegenseitig auslöschende transversale Magnetfelder, wodurch die transversalen Magnetfeldkomponenten in der Nähe des Elektronenstrahls weiter vermindert werden. Der Auslöschungseffekt des radial in entgegengesetzten Richtungen fließenden Spulenausgangsstroms durch die Leitungen 42 und 44 ergibt eine weitere Verminderung der transversalen Magnetfelder.

Durch den Spulenkörper 22, dessen Dicke erheblich größer ist als die Folienstärke, wird der Strom von den Scheiben 30 und 32 herkommend so gleichförmig wie möglich der ersten Windung der Spule zugeführt. Der Spulenkörper 22 dient außerdem als kurzgeschlossene Spulenwindung, um irgendwelche magnetischen Wechselfeldkomponenten klein zu halten, die etwa durch Wechselstromanteile hervorgerufen werden, die in der Spulenstromversorgung entstehen.

Die erfindungsgemäße Fokussiervorrichtung ist ,also in der Lage, ein äußerst gleichmäßiges axial gerichtetes magnetisches Fokussierungsfeld zu erzeugen, und zwar mit erheblich vermindertem Anteil an transversalen oder radialen Magnetfeldkomponenten in der Nähe der Achse der Vorrichtung. Diese Verminderung des transversalen Magnetfelds ist aus der Kurve in F i g. 4 ersichtlich, wo das Verhältnis von transversalem Magnetfeld zu axialem Magnetfeld als Funktion einer Strecke entlang der Achse einer Fokussiervorrichtung aufgetragen ist, wie sie gemäß F i g. 1 bis 3 konstruiert ist. Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß das Verhältnis zwischen transversalem und axialem Magnetfeld fast über die gesamte Länge der Vorrichtung hinweg kleiner ist als 0,083 % und über einen erheblichen Teil der Länge der Vorrichtung sogar weniger als 0,017 % beträgt. Demgegenüber ist das kleinste Verhältnis zwischen transversalem und axialem Magnetfeld, das sich mit herkömmlichen Vorrichtungen erreichen läßt, 0,17%. Mittels der Erfindung wird also das erreichbare Verhältnis zwischen transversalem und axialem Magnetfeld um eine Größenordnung gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen verringert.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 5 und 6 dargestellt. Diese Ausführungsform ist derjenigen nach Fig. 1 bis 3 ähnlich. Entsprechende Teile in F i g. 5 und 6 sind deshalb mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet wie die entsprechenden Teile in der Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3, wobei lediglich die Vorsatzziffer 1 eingeführt wurde. Darüber hinaus ist bei der Ausführungsform nach F i g. 5 und 6 der elektrisch leitfähige Ring 136, der an der äußeren Umfangsfläche des ferromagnetischen Rohrs 134 befestigt ist, am Kollektorende in der Ebene der ferromagnetischen Scheibe 132 angeordnet. Diese Anordnung gewährleistet besser die gewünschte Zunahme in der elektrischen Umfangsleitfähigkeit des magnetischen Kreises.

Weiterhin sind bei der Ausführungsform nach F i g. 5 und 6 vier Koaxialleitungen 151, 152, 153 und 154 zu der aus Folie gewickelten Spule 120 vorgesehen. Die jeweiligen Innenleiter 161,162,163 und 164 der Koaxialleitungen 151, 152, 153 und 154 sind in gleichen Abständen entlang dem Umfang auf der Außenfläche des äußeren nichtmagnetischen elektrisch leitenden Rohrs 128 befestigt, und zwar an Stellen, die in Längsrichtung etwa in der Mitte des Rohrs 128 liegen. Die Koaxialleitungen 151,152,153 und 154 sind parallel zum Elektronenstrahl 118 im Raum zwischen dem nichtmagnetischen Rohr 128 und dem ferromagnetischen Rohr 134 angebracht und erstrecken sich durch in gleichem Abstand in der kollektorseitigen ferromagnetischen Scheibe 132 angebrachte Löcher nach außen. Die jeweiligen Außenleiter 171,172,173 und 174 der Koxialleitungen 151, 152, 153 und 154 sind z. B. durch Löten mit dem Polschuh 132 verbunden und haben damit elektrische Verbindung zum Spulenkörper 122. Sämtliche Innenleiter 161 bis 164 sind mit einer Klemme der Stromquelle 150 verbunden, während sämtliche Außenleiter 171 bis 174 mit der anderen Klemme der Stromquelle 150 verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 stand von der ferromagnetischen Scheibe (132) an Patentansprüche: dieses angeschlossen und sämtlich mit dem einen Pol der Stromquelle (150) verbunden sind, wäh-

1. Elektronenstrahl-Fokussiervorrichtung, ins- rend die Außenleiter (171, 172, 173, 174) elekbesondere für Lauffeldröhren mit Verzögerungs- 5 irisch leitend mit der ferromagnetischen Scheibe leitung, mit einer den Elektronenstrahl umgeben- (132) sowie sämtlich mit dem anderen Pol der den, zur Erzeugung eines in Richtung der Ver- Stromquelle (150) verbunden sind,
zögerungsleitungsachse verlaufenden Magnetfelds 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gedienenden Wicklung, die auf ein magnetisches, kennzeichnet, daß ein elektrisch leitfähiger Ring zugleich zur elektrischen Kontaktierung der io (136) auf der äußeren Umfangsfläche des ferro-Wicklung dienendes leitfähiges, gegenüber der magnetischen Rohrs (134) in der Nähe der ferro-Wicklungsbreite etwas längeres Rohr aufgewickelt magnetischen Scheibe (132) angebracht und elekist, die ferner an ihrem Außenumfang eine zum trisch mit der Umfangsfläche verbunden ist.
Anschluß des zweiten elektrischen Pols dienen-

den Kontaktierungsvorrichtung aufweist, bei 15

welcher weiterhin an den beiden Enden des inne- Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenren Rohrs zwei ringförmige ferromagnetische strahl-Fokussiervorrichtung, insbesondere für Lauf-Scheiben befestigt sind, die sich radial nach außen feldröhren mit Verzögerungsleitung, mit einer den bis über den Außenumfang der Wicklung hinaus Elektronenstrahl umgebenden, zur Erzeugung eines erstrecken und am Außenumfang über ein die 20 in Richtung der Verzögerungsleitungsachse verlaufen-Wicklung mit Abstand umschließendes Rohr ver- den Magnetfelds dienenden Wicklung, die auf ein bunden sind, dadurch gekennzeichnet, magnetisches, zugleich zur elektrischen Kontaktiedaß die Wicklung aus einem elektrisch leitfähigen rung der Wicklung dienendes leitfähiges, gegen-Band (24) und einem zwischen aufeinanderfolgen- über der Wicklungsbreite etwas längeres Rohr aufden Windungen eingefügten elektrisch isolieren- 25 gewickelt ist, die ferner an ihrem Außenumfang eine den Band (26) besteht, wobei die Breite der Bän- zum Anschluß des zweiten elektrischen Pols dienen- ?· der gleich der vollen Wicklungsbreite ist, daß die den Kontaktierungsvorrichtung aufweist, bei welcher am Außenumfang der Wicklung vorgesehene weiterhin an den beiden Enden des inneren Rohrs elektrische Kontaktierungsvorrichtung in Form zwei ringförmige ferromagnetische Scheiben befestigt eines die Wicklung eng umschließenden elektrisch 3° sind, die sich radial nach außen bis über den Außenleitfähigen, nichtmagnetischen Rohrs (28, 128) umfang der Wicklung hinaus erstrecken und am ausgebildet ist, und daß das äußere den Außen- Außenumfang über ein die Wicklung mit Abstand umfang der ferromagnetischen Scheiben (30, 32, umschließendes Rohr verbunden sind. Dazu sei auf 130, 132) verbindende Rohr (34, 134) aus einem die britische Patentschrift 924 508 verwiesen,
ferromagnetischen Werkstoff besteht. 35 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Fokussiervorrichtung der vorstehend bezeichneten kennzeichnet, daß das ferromagnetische Rohr Art so zu gestalten, daß sich ein kleineres Verhältnis (34) eine Anzahl von gleichmäßig über den Um- von transversaler Magnetfeldstärke zu axialer Mafang verteilten, radial nach außen gerichteten gnetfeldstärke in der Achse der Vorrichtung ergibt. Löchern (46, 48) enthält, die gleichen axialen 40 Zur Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß Abstand vom einen Stirnende des ferromagneti- die Wicklung aus einem elektrisch leitfähigen Band sehen Rohrs (34) haben, daß die Stromquelle (50) und einem zwischen aufeinanderfolgenden Windunmit ihrem einen Pol durch eine Anzahl elektri- gen eingefügten elektrisch isolierenden Band, wobei scher Leitungen (42, 44), die durch die Löcher die Breite der Bänder gleich der vollen Wicklungs-(46, 48) hindurch gehen, mit auf dem Umfang 45 breite ist, und es ist ferner die am Außenumfang der der Außenfläche des äußeren elektrisch leit- Wicklung vorgesehene elektrische Kontaktierungsfähigen Rohrs (28) gleichmäßig verteilten Punk- vorrichtung in Form eines die Wicklung eng umten verbunden ist, und daß auf der äußeren Um- schließenden elektrisch leitfähigen, nichtmagnetischen fangsfläche des ferromagnetischen Rohrs (34) ein Rohrs ausgebildet, wobei schließlich das äußere den elektrisch leitfähiger Ring befestigt und mit dem 5° Außenumfang der ferromagnetischen Scheiben ver-Rohr (34) und dem anderen Pol der Stromquelle bindende Rohr aus einem ferromagnetischen Werk-(50) elektrisch verbunden ist. stoff besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- Eine in dieser Weise gestaltete Vorrichtung kann durch gekennzeichnet, daß eine der ferromagne- noch weiter ausgestaltet werden. Was insoweit zwecktischen Scheiben (132) eine Anzahl von gleich- 55 mäßig geschehen kann, ist in den Ansprüchen 2 bis 4 mäßig über den Umfang verteilten, sich in Längs- im einzelnen angegeben und ergibt sich aus der nachrichtung erstreckenden Löchern hat, die — radial folgenden Beschreibung der in der Zeichnung vergesehen — zwischen dem äußeren elektrisch leit- anschaulichten Ausführungsbeispiele. Dort zeigt
fähigen Rohr (128) und dem ferromagnetischen F i g. 1 einen teilweise schematisch gehaltenen Rohr (134) liegen und zur Durchführung einer 60 Längsschnitt einer Elektronenstrahl-Fokussiervor-Anzahl von Koaxialleitungen (151,152,153,154) richtung gemäß einer Ausführungsform der Erdienen, die sich in den Raum zwischen dem findung,

äußeren elektrisch leitfähigen Rohr (128) und Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1, dem ferromagnetischen Rohr (134) erstrecken, F i g. 3 einen vergrößert gezeichneten, bruchstück- und deren Innenleiter (161, 162, 163, 164) elek- 65 haften Querschnitt nach Linie 3-3 in Fig. 1,
trisch in gleichmäßig auf den Umfang verteilten F i g. 4 eine graphische Darstellung des Verhalt-Punkten der Außenfläche des äußeren elektrisch nisses zwischen transversaler und axialer Magnetfeldleitenden Rohrs (128) in gleichem axialem Ab- stärke als Funktion des axialen Abstands von dem