DE1963389C3 - Elektronenstrahlerzeugersystem - Google Patents

Description

geben sieh aus der folgenden Besch'eibung in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt durch eine Mosaikkathode nach der Erfindung,

F i g. 2 das in Fig. 1 mit der Linie 2-2 umschrie- S bene Detail,

Fi g. 3 einen F i g. 1 entsprechenden Teilschnitt durch eine andere Ausl'ührunusform der F.rlindung. F i g. 4 ein in F i g. 3 mit der Linie 4-4 umschriebenes Detail.

In F i g. 1 und 2 ist eine Ausfiihrungsl'orm der Erfindung mit einer Einrichtun darsiestellt. mit der eine Emission von den Inseli /wischen benachbarten Emissionsflächen 6 einer konkaven Vorratskathode 2 unterdrückt wird. Die Vorratskathode 2 ist ein mit lUuium imprägnierter Wolframknopf mit einer konkaven Fläche 3 mit einer Vielzahl von dicht gepackten, kleineren hcxagonalen oder kreisförmigen und konkaven Emitterflächen 6. Ein sphiHscii konkaves Steuergitter7 mit einer Vielzahl von Öffnungen isi im Abstand von der konkaven Fläche 3 angeordnet, wobei die Öffnungen des Gitters 7 in der im Hauptpatent beschriebenen Weise mit den kleineren, konkaven Emissionsflächen 6 übereinstimmen. Ein zweites Gitter 66, ähnlich dem Schattengilter bei einer Ausführungsform des Hauptpatentes, ist in die Oberfläche!} der Kathode 2 so eingebaut, daß es mit dieser nicht in Berührung steht. Insbesondere ist eine Aussparung 67 in den Inseln der Emitterfläche j vorgesehen. Diese Aussparung 67 hat ein Muster ent- jo sprechend dem Muster einer normalen Projektion des Steuergitters 7 auf die Emitteroberfläche 3. In einem typischen Ausführungsbeispiel ist die Aussparung 67 0,13 mm (0,005 Zoll) tief und 0.41mm (0,016 Zoll) breit. Die Wände des Gitters 66, das beispielsveise aus Molybdän besteht, sind 0.23 mm (0,009 Zoll) tief und 0,25 mm (0,0L0 Zoll) dick. Das Gitter 66 wird am Außenumfang mit einem relativ dickwandigen Metallrohr 68 abgestützt, das als Abstützung und Wärmeableitung für das Gitter 66 dient. Das Gitter 66 hat vom Boden der Aussparung 67 einen Abstand von 0,025 mm (0,001 Zoll) und von den Seitenwänden einen Abstand von 0,07 mm (0,003 Zoll). Ein Teil 69 des Gitters 66 steht über die Oberfläche 3 des Emitters 2 um beispielsweise 0,10 mm (0,004 Zoll) vor und dient als Fokussierelement, mit dem die Fokussierung der Elektronen durcn die einzelnen Öffnungen des Steuergitters 7 erleichtert wird. Das /weite Gitter 66 ist mit einem Elektronenemission
rial beschichtet, beispielsweise
Iridium oder Titan.

Das Gitter 66 hat vom Kathodenemitler 2 einen Abstand, mit dem der Wärmeübergang von der Ka thodc2 /.um Gitter 66 behindert wird und die Wander.in» von Emissionsmaterial auf das Gitter verringert wird. Das Gilte 66 wird auf dem gleichen Potential wie die K; ' ' ■ "" ^u-•■-■•ί-·" rvr Tracer 68 wird \or/u»sweisi
aus einem gut ν
Kühlung des Gitters 66 /u erleichtern.

Die Kathode 2 wird gewöhnlich /wischen ¹OO und lluu C betrieben. Bei diesen Temperaturen kann eine erhebliehe Gitteremission vom Gitter in der Nähe der Kathode erhallen werden, selbst \semi Emission verhindernde Seh'.hten verwendet werden. Wenn das zweite Gitter 66 ge'-ühlt wird, und /war um nur 100 gegenüber der Kathode 2, kann die Gitteremission erheblich herabgesetzt werden. Durch Wärmeabfuhr am Außenumfang des Gitters 66 wird uie Temperatur in der Nähe des äußeren Randes des Gitters 66 herabgesetzt, wo sonst der größte Teil dci Gitteremission stattfinden würde, weil der größte Flüchenanteil des Gitters in der Nähe des Umfanges liegt. Zwischen dem Außi

und dem Gitterträger 68 _

Wärmeschilde 71 vorgesehen, um die Kühlung des Gitters 66 über den kühleren Träger 68 weiter zu erleichtern.

In F i g. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Aufbau ist praktisch gleich dem nach F i g. 8 und 9, nur daß das zweite Gitter 66' bei dieser Ausführungsform in körperlicher Berührung mit dem Kathodenemittcr2 steht, indem es an den Boden der Aussparung 67' bei 73 angelötet ist. In diesem Fall wird d> tung dienende Rohrträger 68 für gelassen. Das Gitter 66' ist ebenfalls mit tronenemission verhindernden Schicht versehen, wie bereits beschrieben. Ein geeignetes Lot zum Anlöten des Gitters 66 an den Boden der Aussparung ist eine übliche Mischung aus Molybdän und Nickel oder Molybdän und Ruthenium. Die Lötung zwischen dem Molybdängitter 66 und dem porösen Wolframkörper 2 wird vorzugsweise dir^Mlr'"^f'"^llirt der Wolframkörper mit Barium

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 verlierenden linearen Elektronenstrahls hohe: Slrahi- Pn-m-msnmh- '-lichte, insbesondere fur cmc Laufzeitröhre hohe- 1'lUm'1I1SprLRlK Leistung dessen Glühkathode cmc von der 1.;.».-

1. Eiektronenstrahler/euücrsvstern zur Erzeu- richtum: der Elektronen weg gekrümmte emittierend·, üuiiu eines konvertierenden linearen Elektronen- 5 Oberfläche aufweist, der ein der Krümmung de; Strahls hoher Strahldichte, insbesondere für eine Oberfläche angepaßtes, mit vielen Olfiumgen ve:- Laufzeitröhre hoher Leistung, dessen Gliihka- sehenes. aus Metallogen bestehendes Sfuergitu; thode eine von der Laufrichtung der Elektronen unmittelbar gegenüberliegt, und die Besondcrlu wen gekrümmte emittierende "Oberfläche auf- des Hauplpatents besteht darin, daß fluchtend /■.. weist, der ein der Krümmung der Oberfläche an- m jeder Öffnung des Steuergiiteis in der emittierende: gepaßles. mit vielen Öffnungen versehenes. uns Oberfläche "der Glühkathode je eine von de, Nlclallstegen bestehende- Stcuergitter unmittelbar Laufrichtung der Elektronen weg gekrümmte \ ergegenüberliegt, bei dem fluchtend zu jeder ClIf- .iefung vorgesehen ist. daß die von der LaiitnJi iiung des Steuergitters in der emittierenden Ober- uinu der Elektronen weg gekrümmten \ertieiungcfläche der Glühkathode je eine von der Laufrich- 15 derart dicht aneinander angeordnet und ihre Krüm tun» der Elektronen weg gekrümmte Vertiefung muimsradien gegenüber dem krümmuiigs.adius d·. ■ vorgesehen ist. daß die von der Laufrichtung der siesamten emittierenden Oberfläche derart klein ge Elektronen »\eg gekrümmten Vertiefungen derart wählt sind, daß die von der Oberfläche der Vertie dicht aneinander angeordnet und ihre Krüm- fungen emittierten Elektronen zunächst zu an der mungsradien gegenüber dem Krümmungsradius 20 Metallstegen des Steuergitters vorbeilaufenden Teile der gesamten emittierenden Oberfläche derart lektronensirahlcn konvergieren und sich anschlie klein gewählt sind, daß die von der Oberfläche ßend zu einem einzigen Elektronenstrahl vereinigen der Vertiefungen emittierten Elektronen zunächst Bei einer speziellen Ausführungsform des Gegen zu an den Meiallstegcn des Steuergitters vorbei- Standes des Haup'natents sind zwischen den einzellaufenden Teilelektronenstrahlen konvergieren 25 neu Vertiefungen auf der emittierenden Oberfläche und sich anschließend zu einem einzigen Elek- der Kathode !lichtemittierende Bereiche vorgesehen tronenstrah! vereinigen, wobei zwischen den ein- und ist in den nichtemittierenden Bereichen der emitzelnen Vertief'ingen auf der emittierenden Ober- tierenden Oberflächen der Kathode ein mit dem fläche der Kathode !lichtemittierende Bereiche Steueigitter im wesentlichen identisches und zu dievorgesehen sind und in den nichtemittierenden 30 sem fluchtend angeordnetes, auf Kathodenpolentia! Bereichen der emittierenden Oberflächen der befindliches Gitter (Schatlengitter) vorgesehen. Kathode ein mit dem Steuergitter im wesentlichen Diese Anordnung ist für Öxydkathoden gut geeigidentisches und zu diesem fluchtend angeordnetes. net. Ox\dkathoden werden jedoch nur für kurze Imauf Kathodenpotential befindliches Gitter (Schat- pulse, d.h. kurzer als 20 Mikrosekunden. oder für tengittcr) vorgesehen ist. nach Hauptpatent 35 niedrige Stromdichten, d.h. ().3A'cm² bei Betrieb 1764 594. dadurch ge k e η ζ e i ch η e t, daß mit langen Impulsen und Dauerbetrieb verwendet, das Schattengitter in entsprechend geformte Aus- Bei sroßen Stromdichten, d. h. 4 bis 5 A/cm² bei Besparungen in der Kathodenoberfläche einge- trieb mit lanaen Impulsen und Dauerbetrieb, wird setzt ist. eine Vorratskathode verwendet. Eine solche Kathode

2. Röhre nach Anspruch 1. dadurch gekenn- 40 wird auch normalerweise fin das C-Band und höhere zeichnet, daß der Emitter eine Vorratskathode Frequenzen verwendet, bei denen die geringe Größe mit einer porösen metallischen Struktur ist. die der HF-Kreise die Größe des Strahls und der Kamit einem Elektronen emittierenden Material im- thode beschränken. Eine Vorratskathode besteht aus prägniert ist, und daß das zweite Gitter mit einer einem porösen Metallknopf, gewöhnlich Wolfram. Schicht versehen ist. die Elektronenemission ver- 45 das mit Elektronen emittierendem Material, beihindert, spielsweise Barium, imprägniert ist. Da das emittie-

3. Röhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- rende Material im ganzen Volumen des Knopfes vorkennzeichnet, daß das zweite Gitter an seinem handen ist. ist die Unterdrückung der Emission von Umfang abgestützt ist und in den Aussparungen den Inseln zwischen benachbarten einzelnen kleineder Kathode im Abstand von den Wänden der 50 ren Emissionsflächen schwieriger als bei der Oxvdka-Aussparungen angeordnet ist, um die Kühlung thode. weil die reinen Nickelinseln der mit Oxyd bedes zweiten Gitters relativ zum Kathodenemitter schichteten Kathode in großem Umfang nicht emitzu erleichtern. tierend sind.

4. Röhre nach Anspruch?, dadurch gekenn- Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, bei einer zeichnet, daß der Träger für das zweite Gitter ein 55 Elektronenröhre dieser Art die Mosaikkathode so zu Metallrohr aufweist, das koaxial zum Kathoden- konstruieren, daß die Unterdrückung der Emission in emitter angeordnet ist. den Bereichen zwischen den einzelnen kleineren

5. Röhre nach Anspruch I oder 2, dadurch ge- Emissionsflächen erleichtert wird, und diese Aufgabe kennzeichnet, daß zwischen wenigstens einer ' wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zweite Wand der Aussparungen der Kathode und dem 60 Gitter in entsprechend geformte Aussparungen in der zweiten Gitter eine metallische Verbindung be- Kathodenoherfläche eingesetzt ist.

steht, um das zweite Gitter fest am Kathoden- Bei einer so ausgebildeten Röhre ist auch die

emitter zu halten. Montage und die Unterdrückung der Emission in

Oxydkathoden erleichtert; wenn mit Vorratskatho-

65 den gearbeitet wird, wird zweckmäßigerweise das

zweite Gitter darüber hinaus noch mit einer Schicht

Das Hauptpatent 1 764 594 betrifft ein Elcktro- versehen, die Elektronenemission behindert,

'icnstrahlerzcugcrsystem zur Erzeugung eines kon- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung er-