DE1764860C - Elektronenstrahlerzeuger und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Elektronenstrahlerzeuger und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
- Publication number
- DE1764860C DE1764860C DE1764860C DE 1764860 C DE1764860 C DE 1764860C DE 1764860 C DE1764860 C DE 1764860C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrode
- cathode
- grid
- electron
- mask
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 27
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 2
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 3
- 210000000188 Diaphragm Anatomy 0.000 description 12
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 210000001061 Forehead Anatomy 0.000 description 1
- 210000000088 Lip Anatomy 0.000 description 1
- 101710028361 MARVELD2 Proteins 0.000 description 1
- 210000003660 Reticulum Anatomy 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000003542 behavioural Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005591 charge neutralization Effects 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003111 delayed Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 1
- 230000003334 potential Effects 0.000 description 1
Description
1 2
Die Erfindung betrifft einen Elektronenstrahlerzeu- nahe der Kathode dee Eektronenstrahlerzeugers anger,
insbesondere für Laufzeitröhren wie Klystrons, gebracht ist und vfrhirKlert, daß Elektronen des
Wanderfeldröhren u. dgl., mit einer Kathode zur Elektronenstrahles von der positiv vorgespannten
Emission sines Elektronenstrahles längs einer be- Gitterelektrode eingefangen werden. Dabei ist eine
stimmten Achse und einer im Abstand von der Ka- 5 genaue Übereinstimmung und Ausrichtung der beithode
auf dieser Achse angeordneten Steuerelektrode, den F-Iektroden aufeinander erforderlich, insbesondie
eine Anzahl von Gitterelementen aufweist, dere bei Elektronenstrahlerzeugern vom konvergen-
Von den üblichen Laufzeitröhren wie Klystrons ten Typ, bei dem die sphärische und radiale Aber-
und Wanderfeldröhren, die gittergesteuerte Elektro- ration des Elektronenstrahles sorgfältig in Betracht
nenstrahlerzeuger haben, wird ein Betrieb bei stan- io gezogen werden muß und die Lage sowohl der
dig höherer und höherer Durchschnittsleistung ver- Maskenelektrode als auch der Steuerelektrode sehr
langt, was fortlaufend höhere mittlere Leistungsdich- kritisch sind. Bei entsprechender Ausrichtung passie-
ten des Elektronenstrahles erfordert. Elektronen- ren jedoch im wesentlichen alle Elektronen, die von
strahlerzeuger mit ebener Kathode und auch andere der Kathode emittiert werden, das Steuerelement, das
Arten von Elektronenstrahlerzeugern machen von 15 aus der Steuerelektrode und der Maskenelektrode
Steuerelementen Gebrauch, um die Modulation des gebildet wird, ohne aufgefangen zu werden, so daß
Elektronenstrahles zu unterstützen. Solche Steuer- keine Begrenzung hinsichtlich der Durchschnittslei-
elemente sind nahe dem Elekironenemitter angeord- stung besteht, die von dem Elektronenstrahl geliefert
net und könnr^ eine gitterartige Elektrode aufweisen, werden kann.
mit der eine unabhängig veränderliche Vorspan- ao Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur
nungsquelle verbunden ist, die der Elektrode vor- Herstellung des erfindungsgemäßen Elektronenstrahizugsweise
eine in bezug auf den Emitter negative erzeugers. Gemäß diesem Verfahren wird zunächst
Vorspannung zuführt. Wenn diese Vorspannung an- eine Anzahl von Blendenteilen zu einer Baueinheit
gelegt wird, fließt kein Elektronenstrom. Die Anord- starr miteinander verbunden, in der Teile eine Steinung
wird danach durch Anlegen einer positiven 25 lung einnehmen, wie sie für die endgültige räumliche
Spannung mit geeignetem Verlauf an die Gitterelek- Zuordnung von Steuer- und Maskenelektrode in dem
trode aktiviert. Nunmehr fließt ein Elektronenstrom, Kathodenstrahlerzeuger gewünscht wird. Diese Bau-
und die Anordnung arbeitet verstärkend und erzeugt einheit wird mit genau aufeinander ausgerichteten,
eine Ausgangsleistung. Wenn das Potential der Git- sich radial erstreckenden Rippen jeder beliebigen
terelektrode in oezug auf die emittierende Elektrode 30 gewünschten Dimension versehen, in dem sowohl die
positiv gemacht wird, verden von dem Gitter Elek- Steuer- als auch die Maskenelektrode in einem Artronen
aufgefangen, und α wird Leistung verbraucht. beitsgang nacheinander durch eine elektrische Ert-Da
die Gitterelektrode nur eis. j endliche Leistung ladung mit Hilfe eines Werkzeuges bearbeitet weraufzunehmen
vermag, bevor sie zerstört wird, ist die den, das die für die endgültige Anordnung geDurchschnittsleistung,
mit der ein solcher Elektro- 35 wünschte Gestalt aufweist. Bei einem Elektronennenstrahlerzeuger
betrieben werden kann, begrenzt. strahlerzeuger mit konvergentem Strahl weisen die
Weiterhin haben die heutigen Erfordernisse zu einem beiden Elektroden eine zur Kathode gewölbte Form
Bedarf an gittergesteuerten Elektronenstrahlen ge- mit verschiedenen Krümmungsradien auf, die konführt,
deren Stromdichte wesentlich größer ist als die zentrisch zu einem gemeinsamen Punkt angeordnet
Emissionsdichte der Kathode. Um diese Forderung 40 sind.
zu erfüllen, finden vielfach Elektronenstrahlerzeuger Auf diese Weise wird eine ideale Deckung und
nach Pierce mit konvergentem Strahl Verwendung. Ausrichtung der beiden Elektroden erzielt, und es
Bei solchen Elektronenstrahlerzeugern mit konver- wird durch das Anlegen der zweiten oder Maskengentem
Strahl wird der Einbau einer Gitterelektrode elektrode an das Kathodenpotential ein Betrieb der
zur Strahlmodulation in den Aufbau zunehmend 45 Gitterelektrode mit positivem Potential bei vernachkompliziert,
weil elektrische Potentialverläufe me- lässigbar kleinem Elektronenzufluß zur Gitterelekchanisch
nachgebildet werden müssen, die von regel- trode ermöglicht. Infolgedessen ist bei Anwendung
mäßig gestalteten Oberflächen abweichen. Auch hier der Erfindung die Gitterverlustleistung nahezu null,
beschrankt häufig der Elektronenfluß in solche Git- Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erterelektroden
die Leistung solcher Elektronenstrahl- 50 findung sind der folgenden Beschreibung zu entneherzeuger,
weil die Konstruktionsparametcr solcher men, in der die Erfindung an Hand der in der Zeich-Gitterelcktroden
keine großen Eingangsleistungen zu- nung dargestellten Ausführungsbeispiele näher belassen,
ohne daß die Bündelung des resultierenden, schrieben und erläutert wird. Die der Beschreibung
konvergenten Elcktronenstrahles verschlechtert wird. und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale kön-
Dcr Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die 55 nen bei anderen Ausführungsformen der Erfindung
Leistungsfähigkeit gittergesteuerter Elektronenstrahl- einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kom-
erzeuger zu verbessern. Diese Aufgabe wird nach der bination Anwendung finden. Es zeigt
Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen der Kathode Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Wan-
und der Steuerelektrode eine zweite Elektrode derfeldröhre herkömmlicher Bauart,
(Maskenelektrode) angeordnet ist, deren Gitter- 60 F i g. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil eines
elemente im wesentlichen die gleiche Form wie die Elcktronenstrahlerzeugers mit konvergierendem Elek-
Gittcrelemente der Steuerelektrode aufweisen und so tronenstrahl herkömmlicher Bauart,
angeordnet sind, daß sie die Gitterelemente der F i g. 3 eine schematische Darstellung der Äqui-
Steuerelektrode möglichst genau decken, und daß die potentialebenen und EIcktronenbahnen eines typi-
zweite Elektrode (Maskenelektrode) an das gleiche 65 sehen Elcktronenstrahlerzeugers mit hoher Konver-
Potential angeschlossen ist wie die Kathode. genz,
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung bildet die F i g. 4 eine schematische Darstellung zur Veran
zweite Elektrode ein Neutralisierungsclement, das schaulichung der Lage der Gitter- und Maskenelek
3 4
troclen im ungleichförmigen elektrischen Feld eines sionsfläche 46 am äußeren Ende der Kathode 48
Elektronenstrahlerzeuger» mit konvergentem Elek- ziemlich hohe Geschwindigkeiten der thermischen
tronenstrahl, bei dem sowohl die Q- als auch Φ-Bobn- Emission erzielt, Zur Beheizung der Emissionsfläche
komponenten berücksichtigt werden müssen, ist eine Heizwendel SO auf einem Stab 52 angeordnet.
Fig. 5A und 5B die Vorderansicht bzw. einen 5 Bei solchen Elektronenstrahlerzeugern begrenzt von
Querschnitt durch eine Gitter-Masken-Anordnung vorn eine Anode 54, die in bezug auf die Kathode
nach der Erfindung, positiv vorgespannt, zur Emissionsflache der Kathode
Fig. 6 eine schematische Darstellung von Bezugs- benachbart angeordnet und mit einer zentralen £)(T-
linien zur Erläuterung der Erfindung, rtung 56 versehen ist, die thermisch emittierten Elek-
F i g. 7 einen Querschnitt durch eine Komponente io tronen zu einem Strahl 58 mit reduziertem Durch-
der aus Steuer- und Maskenelektrode bestehenden messer.
Baueinheit während einer Herstellungsstufe, Zur Fokussierung des Strahles auf den Durch-
F i g. 8 einen Schnitt durch eine Elektrodenanord- messer, der geringer ist als die Emissionsfläche der
nung zur VeranschauHchung des erfindungsgemäßen Kathode, ist die Emissionsfläche von einer Elektrode
Herstellungsverfahrens, 15 60 umgeben. Diese Elektrode erzeugt längs des Ran-
F ig. 9 einen Längsschnitt durch eine vollständig des des Elektronenstrahles ein Potential, das so genau
bearbeitete Baueinheit mit der Gitter- und Masken- wie möglich dem theoretischen Potential innerhalb
elektroden-Anordnung und des Strahles gleich ist. Die zur Strahlformung die-
Fig. 10 eine teilweise aufgeschnittene perspek- nenris Elektrode60 wird von einem Keramikteil 62
livische Ansicht eines Elektronenstrahlerzeugers nach ao getragen. Eine sich nach v.. ,en erstreckende Blende
der Erfindung. 64 unterstützt die Ausbildung der auf den Elektro-
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Wander- nenstrahl wirkenden zusammendrängenden Kräfte,
feldröhre 10 weist eine Verzögerungsleitung in Form Die züf Strahlformung dienende Elektrode wird mit
einer Wendel 12 auf, die konzentrisch zur Längs- Hilfe der Spannungsquelle 66, die auch mit der
achse eines Röhrenkolbens 14 angeordnet ist. Die 25 Anode 54 verbunden ist, auf dem Kathodenpotenlial
Verzögerungsleitung könnte statt dessen auch von gehalten. Der dargestellte Elektronenstrahlerzeuger
jeder anderen bekannten periodischen Anordnung wird in der Technik als Pierce-Elektronenkanone begebildet
werden, wie einer Ring-Stab-Leitung, einer zeichnet. Mit Hilfe einer solchen Anordnung kann
Interdigitallcitung, gekoppelten Hohlraumresonato- eine Perveanz von erheblicher Größe erzielt werden,
ren oder einer bifilaren Wendel. An einem Ende des 30 Unter Perveanz versteht man das Verhältnis HV*'*,
Röhrenkolbens ist ein Elektronenstrahlerzeuger 16 wobei / der gesamte Strahlstrom und V die Strahlangeordnet,
der zur Erzeugung eines gerichteten spannung ist. In Ampere und Volt ausgedrückt kön-Elektroncnstrahlcs
18 dient. Der Röhrenkolben ist nen Werte in der Größenordnung von 5,9 · 10 " crauf
seiner ganzen Länge von einer Vorrichtung 20 zielt werden.
zur Erzeugung eines Magnetfeldes umgeben. Von 35 In F i g. 3 ist der theoretisch berechnete Verlauf
dieser Vorrichtung 20, die von Permanentmagneten der Eicktronenbahnen 68 und der Äquipotentialoder
einer elektromagnetischen Spule gebildet v/er- flächen 70 für einen Elektronenstrahbrzeuger hoher
den kann, wird ein längs gerichtetes Magnetfeld Konvergenz mit einer Emissionsfläche 11, einer Anparallcl
zum Pfad des Elektronenstrahles erzeugt. An ode 74 mit zentraler öffnung 76 und einem Fokusden
Enden der Verzögerungsleitung wird Mikrowel- 4° sierelement 78 dargestellt. Der Mangel an Orthogolenencrgie
mittels einer Eingangsleitung 22 und einer nalität ist augenscheinlich und fast immer bei Elek-Ausgangsleitung
24 ein- bzw. ausgekoppelt. tronenstrahlerzeugern vorhanden, die einen sich gut
Der Elektronenstrahlerzeuger 16 umfaßt eine verhaltenden resultierenden Elektronenstrahl liefern,
emittierende Kathode 26 mit einer inneren Heiz- Das Fehlen eines orthogonalen Elektronenflusses von
wendel 28, dessen übliche Anschlußdrähte 30 und 32 45 der Emissionsfläche macht die Ausbildung und An-
aus dem Röhrenkolben zum Anschluß an eine ge- Ordnung eines keine Elektronen auffangenden Gitters
eignete Spanningsnuelle hinausragen Zwischen dem in anderer als der hier beschriebenen Weise sehr
Eingangsende der Verzögerungsleitung und dem schwierig.
Elektronenstrahlerzeuger ist eine Anode 34 angeord- Die vorstehenden Ausführungen zeigen die Pronet. Die Anode ist in üblicher Weise an eine aus- 50 bleme auf, die mit der Anordnung eines Sceuergitters
reichend hohe Spannung angelegt, um die emittiei- in unmittelbarer Nachbarschaft der Emissionsfläche
ten und zu einem Strahl der gewünschten Gestalt ge- verbunden sind. Bei der Anordnung nach Fig. 4,
bündchen Elektronen zu beschleunigen und längs bei der die der Anordnung nach F i g. J entsprechendes
Wechselwirkungspfades entlang der Verzöge- den Teile mit den gleichen Bezugsziffein wie in
rungsleitung zu schicken. Nahe der Kathode ist ein 55 Fig. 3 bezeichnet sind, kennzeichnen auf der Strahl-Steuergitter
36 angeordnet, das in geeigneter Weise achse 80 J.er Radius 82 und das Symbol r den Radius
mittels einer Spannungsquelle 38 vorgespannt wird, der Emissionsfläche 72 von einem Brennpunkt auf
die mit dem Gitter durch die Leitung 40 verbunden der Elektronenstrahlachse 80 aus. Eine honigwabenist.
Die von der Gitterspannungsquelle 38 gelieferte artige. Gitterelektrode, die zur Emissionsfläche 72 beVorspannung
ist zwischen einem jeweils in bezug auf 60 nachbart angeordnet ist und zur Erläuterung die
die Kathode negativen und positiven Potential ver- Elemente 84 aufweisen kann, kann von solchen Eicänderbar.
An dem entgegengesetzten Ende des KoI- tnenten sowohl in der Φ-Ebene 86 als auch in dei
bens 14 ist eine Fangelektrode 42 angeordnet, die den Θ-Ebene 88 Gebrauch machen. Um ideale Elcktro
die Längsachse der Röhre durchlaufenden Elektro- nenbahnen zu erzielen, wie sie durch die gestrichelter
nenstrahl auffängt. 65 Linien 90 angedeutet sind, ohne daß Elektronen voi
F i g. 2 zeigt eine Elektronenstrahlanordnung 44 den Gitterelementen aufgefangen werden, würde eim
für einen konvergierenden Elektronenstrahl. Bei die- Maske 92 benötigt, die gegenüber dem Gitter versetz
scr Anordnung werden durch eine gewölbte Emis- ist, um die durch das Gitterpotential bedingte
Kräfte zu neutralisieren. Infolgedessen würde jede keramische Abstandshalter 117 eingehalten. Ein Teil
Gitter-Masken-Anordnung komplizierte Berechnun- der öffnung 114 des Tragteiles 112 wird in der endgen
der räumlichen Verhältnisse erfordern und müßte gültigen Anordnung als die strahlformende Elektrode
für jeden Elektronenstrahlerzeuger sorgfältig indivi- benutzt. Zu diesem Zweck wird an der äußeren Stirnduell
zugeschnitten werden. Die Probleme werden 5 fläche 115, die dem äußeren Ende der Öffnung 114
dadurch weiter verstärkt, daß die kritischen räum- benachbart ist, ebenfalls durch Hartlöten ein ringlichen
Zuordnungen bei den hohen Temperaturen er- förmiger Lippenteil befestigt, der aus Gründen der
halten bleiben müssen, bei denen ein solcher Elek- Vereinfachung in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
tronenstrahlerzeuger gewöhnlich betrieben wird. Um Die Blendenteile sind in einer Vertiefung 116 angeeine
praktisch brauchbare Gitter- und Masken-Elek- io ordnet, die an dem anderen Ende des Tragteiles 112
trodenstruktur zu erzielen, lehrt die vorliegende Er- vorgesehen ist, und es bilden die keramischen Abfindung
eine möglichst genaue Deckung der Gitter- Standshalter 117 und 118, die zur elektrischen Iso-
und Maskenelemente unter Verwendung ausschließ- lierung der Steuerelektrode von der Kathode dienen,
lieh in der Φ-Richtung ausgerichteter Elemente, was einen integralen Bestandteil dieser Baugruppe. Weibei
einer gewölbten Ausführungsform zu einer ein- 15 terhin ist ein ringförmiges Glied 120 zum Halten des
heitlichen Struktur führt, die in der Draufsicht einer unteren Blendenteiles 106, das die Maskenelektrode
sirahlenden Sonne ähnelt. bildet, vorgesehen. Aus dem Vorstehenden ist er-
Wie aus den Fig. 5A und 5B ersichtlich, umfaßt sichtlich, daß es nach der sicheren Befestigung der
eine Gitter-Masken-Anordnung zwei übereinander Blendenteile und im Hinblick auf die Tatsache, daß
angeordnete blendenartige Elektroden 94 und 96, die ao sie aus einem ziemlich starren Metall wie Molybdän
tortenstück- oder segmentförmige öffnungen 98 in hergestellt sind, nunmehr möglich ist, die Blendenihren
gewölbten Oberflächen aufweisen. Zwischen teile als einheitlichen Körper zu bearbeiten, um
den segmentförmigen öffnungen befinden sich radial ihnen die endgültige Gitterstruktur zu geben, wie sie
verlaufende Rippen 100 bzw. 101. Weiterhin kann in den Fig. 5A und 5B veranschaulicht ist.
infolge der Herstellungstechnik in der Gitter-Masken- as Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Anordnung eine 7entrale öffnung 102 vorhanden Gitteistruktur der Gitter-Masken-Komponenten besein. Fig. 6 erläutert die Ausrichtung der Rippen in steht in der sogenannten Funkenerosion, bei der mitbezug auf die Strahlachse 80 und macht die sphä- tels einer elektrischen Entladungsvorrichtung ein rische Gestalt längs der durch das Symbol Φ und Lichtbogen hoher Intensität erzeugt wird, durch den die Be/ugszahl 86 bezeichneten Ebene deutlich. 30 jedes unterhalb des gerichteten Bogens vorhandene Längs der orthogonalen Achse 88 sind keine Gitter- Metall entfernt wird. Bei der Durchführung dieses elemente angeordnet. Verfahrens wird daher ein Werkzeug oder eine
infolge der Herstellungstechnik in der Gitter-Masken- as Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Anordnung eine 7entrale öffnung 102 vorhanden Gitteistruktur der Gitter-Masken-Komponenten besein. Fig. 6 erläutert die Ausrichtung der Rippen in steht in der sogenannten Funkenerosion, bei der mitbezug auf die Strahlachse 80 und macht die sphä- tels einer elektrischen Entladungsvorrichtung ein rische Gestalt längs der durch das Symbol Φ und Lichtbogen hoher Intensität erzeugt wird, durch den die Be/ugszahl 86 bezeichneten Ebene deutlich. 30 jedes unterhalb des gerichteten Bogens vorhandene Längs der orthogonalen Achse 88 sind keine Gitter- Metall entfernt wird. Bei der Durchführung dieses elemente angeordnet. Verfahrens wird daher ein Werkzeug oder eine
In F i g. 7 ist beispielsweise eine Anordnung von Bogenelektrode 122 vorgesehen, die radial angeordfesten
Blendenteilen 104 und 106 aus einem gegen nete Nuten 124 aufweist, die vorstehende, tortenhohe
Temperaturen beständigen Metall, beispiels- 35 stückähnliche, segmentförmige Abschnitte 126 beweise
aus Molybdän, dargestellt, bei der die Blenden- grenzen. Die Nuten 124 führen zur Bildung der Ripteile
bei der Formgebung, bei der sie die gewölbte pen 100 und 101, wogegen die segmentförmigen AbOberfläche
erhalten, von einem Teil 108 aus einem schnitte 126 die Erosion der segmentförmigen öffweicheren
Metall -^j Kupfer gehalten werden, das nungen 98 zwischen den radialen Rippen bewirken,
zwischen den beiden Blendenteilen eingeschlossen ist. 40 Bei einer bekannten Vorrichtung, die unter der regi-
Andere Verfahren zur Erzeugung der gewiinsch- strierten Bezeichnung ELOX im Handel erhältlich
ten Gitter-Masken-Anordnung vor der Herstellung ist, besteht die Werkzeugelektrode aus einer Kohlender
endgültigen Baugruppe, die radiale Rippen und Stoffmasse, und es ist zwischen der Elektrode und
segmentförmige öffnungen aufweist, sind für den dem zu bearbeitenden Bauteil öl vorgesehen, das
Fachmann leicht erkennbar. Ein Beispiel wäre ein 45 zur Übertragung des elektrischen Bogens hoher In-Stanz-
und Formpreßvorgang, bei dem die Deckung tensität dient. Der Vorschub der Werkzeugele! »rode
der komponenten Teile genau überwacht wird. Bei 122 in Richtung des Pfeiles 128 bewirkt nacheinanden
gewölbten Ausführungsbeispielen sind längs der der die Erosion der Blendenteile 104 und 106 und
gewölbten Flächen verschiedene Krümmungsradien ergibt die gewünschte Gitter- oder Steuerelektrode 94
vorhanden, weil beide Teile, nämlich das Blenden- 50 und die zweite oder Maskenelektrode 96.
teil 104 für die Steuerelektrode und das Blendenteil Die Fig. 9 und 10 veranschaulichen den weiteren
teil 104 für die Steuerelektrode und das Blendenteil Die Fig. 9 und 10 veranschaulichen den weiteren
106 für die Maskenelektrode, eine gemeinsame Achse Fortgang bei der Herstellung eines Elektronenstrahlaufweisen,
um die sie konzentrisch angeordnet sind. erzeugers nach der Erfindung. Die oben an Hand
Für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist Fig. 8 beschriebene Baugruppe ist wie beschrieben
es wichtig, daß während der Herstellungsoperationen 55 durch die Erzeugung der Gitterelemente der Steuerdie
gleichförmige räumliche Beziehung zwischen dem elektrode 94 und der Maskenelektrode 96 sowie der
Gitter und der Maske dadurch unverändert beibehal- zentralen öffnung 102 und der Rippen 100 und 101
ten wird, daß diese Komponenten als eine Einheit fertiggestellt worden. Weiterhin ist die in ihrer Gebildende
Baugruppe des endgültigen Gesamt-Elek- samthcii mit 130 bezeichnete Baugruppe mit einem
tronenstrahlerzeugers behandelt wird, wie es im fol- 60 weiteren ringförmigen Glied 132 versehen worden,
genden beschrieben wird. das an einer Schulter 134 des Traggliedes 112 be-
Wie aus F i g. 8 ersichtlich, werden nach der For- festigt worden ist. Weiterhin ist bei dieser Ausfühmung
die im wesentlichen starren, gewölbten, metal- rungsform ein Tragglied 136 für die Kathode, das
lischen Blendenteile 104 und 106 beispielsweise eine Bohrung 138 mit einer Schulter 140 und einen
durch Hartlöten dauerhaft an einem zylindrischen 65 Flansch 142 aufweist, mit der Baugruppe 130 ver-Tragtcil
112 befestigt, das einen ständigen Teil des bunden worden. Innerhalb der Bohrung 138 wird
endgültigen Elektroncnstrahlerzeugers bildet. Der die zur Elektronenemission dienende Kathode zu-Abstand
110 zwischen den Blendenteilen wird durch sammen mit einer Heizwendel angeordnet, deren
Form und Aufbau der Kathodenanordnung nach F i g. 2 mit den Bauteilen 46, 48, 50 und 52 entspricht. Zur Zuführung des Kathodenpotcntials können an dem Knthodenhallcr 136 Verbindungen zum
Anschluß einer Vorspannungsquelle angebracht S werden. Auch die Maskcnclektrode 96 kann an das
Kathndcnpolcnlial angelegt werden. Die Gitter- oder Steuerelektrode 94 wird vorzugsweise über das Tragglied 112 an ein gegenüber der Kathode leicht positives Potential angelegt, um eine optimale Konvcr-
|enz zu erzielen.
Gemäß der Frfindung kann bei jedem Aufbau line nahezu vollständige Deckung durch die gleichzeitige Bearbeitung der Steuer- und Maskenelektro-4en in einer gemeinsamen Baueinheit erzielt werden.
t>ie Lehren der Erfindung sind bei jeder beliebigen Cestalt der Steuer- und Maskenelektroden anwendbar,
•Iso nicht nur bei den als Ausführungsbeispiele beftandelten gewölbten Elektroden, sondern beispielsweise auch bei Elektroden von Elektronenstrahl- ao
•trzeugern für ebene und kreisförmige sowie für
lohle Elektronenstrahlcn. Die Transparenz, die dadurch erzielt worden ist, daß das Auffangen von
Elektronen durch die Gitterelektrode verhindert Vird, hat die Gittersteuerung von Elektronenstrahlcn as
fciit extrem hohen Stromdichten, die viele Kilowatt Durchschnittsleistung aufweisen, möglich gemacht.
Claims (4)
1. Elektronenstrahlerzeuger, insbesondere für Laufzeitröhren wie Klystrons, Wanderfeldröhren
u. dgl., mit einer Kathode zur Emission eines Elektronenstrahles längs einer bestimmten Achse
und einer im Abstand von der Kathode auf dieser Achse angeordneten Steuerelektrode, die eine
Anzahl von Gitterelementen aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Kathode
(48) und der Steuerelektrode (94) eine zweite Elektrode (Maskenelektrode 96) angeordnet ist.
deren Gitterelememte (101) im wesentlichen die gleiche Form wie die Gittcrclcmentc (100) det
Steuerelektrode (94) aufweisen und so angeordnet sind, daß sie die Gittcrclcmentc (100) der
Steuerelektrode (94) möglichst genau decken, und daß die zweite Elektrode (Maskcnclektrode 96)
an das gleiche Potential angeschlossen ist wie die Kathode (48).
2. Elektronenstrahlerzeuger nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Gillerclcmcnle
(100 und 101) der beiden Elektroden (94 und 96) jeweils eine Vielzahl im wesentlichen starrer,
radial zusammenlaufender leitender Abschnitte aufweisen, die in einem mit einer konzentrisch
zur Strahlachse angeordneten öffnung (102) versehenen Mittelabschnitt enden.
3. Verfahren zur Herstellung eines Elektronenstrahlerzeuger nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Anzahll im wesentlichen starrer Blendenteile (104 und 106) aus leitendem Material in
der gewünschten Form hergestellt und zu einer Baueinheit vereinigt werden, in der sie eine bestimmte räumliche Anordnung zueinander einnehmen, und daß dann nacheinander von alten
Blendenteilen Abschnitte des leitenden Materials entfernt werden, so daß eine bestimmte Anordnung von Gitterelementen (100 und 101) entsteht, bei der sich die Gitterelemente aller Blendenteilc möglichst genau decken.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung des leitenden
Materials von den Blendenteilen (104 und 106) durch Funkenerosion mit Hilfe eines sehr intensiven elektrischen Lichtbogens erfolgt, der vor
einem Werkzeug (122) ausgeht, dessen Arbeitsende eine der gewünschten Anordnung der Gitterelemente (100 und 101) entsprechende Gestall
aufweist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
109686/2:
/n?fi
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69830664T2 (de) | Vorrichtung zum emittieren eines geladenen teilchenstrahls | |
DE1764860B1 (de) | Elektronenstrahlerzeuger und verfahren zu seiner herstellung | |
DE2518688C2 (de) | Röntgenröhre | |
DE1920300A1 (de) | Vorrichtung zur Herbeifuehrung von Kernfusionen | |
DE10334606A1 (de) | Kathode für Hochemissions-Röntgenröhre | |
DE19820243A1 (de) | Drehkolbenstrahler mit Fokusumschaltung | |
DE1814802A1 (de) | Vorrichtung zur Herbeifuehrung von Kernfusionen | |
DE3311016C2 (de) | Elektronenstrahlerzeuger für Betrieb mit hoher und niederer Leistung | |
DE19621874C2 (de) | Quelle zur Erzeugung von großflächigen, gepulsten Ionen- und Elektronenstrahlen | |
DE2459091B2 (de) | Strahlerzeugungssystem einer Kathodenstrahlröhre | |
DE3424449A1 (de) | Quelle fuer negative ionen | |
DE3114644A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von elektronenimpulsen hoher dichte | |
DE1919451B2 (de) | Elektronenstrahlkanone zur erzeugung eines elektronenstrahls hoher leistung | |
DE1123775B (de) | Elektrostatische Fokussierungsanordnung zur gebuendelten Fuehrung des Elektronenstrahls einer Lauffeldroehre | |
DE809223C (de) | Elektrische Entladungsroehre mit kuenstlich gekuehlter Anode | |
DE2341503A1 (de) | Elektronenstrahlroehre | |
DE1764860C (de) | Elektronenstrahlerzeuger und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE2210160B2 (de) | Elektronenstrahlerzeugersystem für Laufzeitröhren | |
DE4315755C2 (de) | Elektronenkanone | |
DE1464682A1 (de) | Elektronenstrahlerzeugungssystem | |
DE69936929T2 (de) | Elektronenhohlstrahl-schaltröhre mit hoher spannungsfestigkeit und stromregelung | |
DE1491471A1 (de) | Mikrowellenverstaerker | |
DE2423345A1 (de) | Elektronenstrahleinrichtung | |
DE869515C (de) | Einrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahles fuer Entladungs-roehren von Zylindrischem Aufbau mit einem geradlinigen, in der Zylinderachse angeordneten Leiter | |
DE1541087A1 (de) | Kreuzfeld-Mikrowellenroehre mit verbessertem Magnetkreis |