DE2045103A1 - Electron discharge tubes - Google Patents
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- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/02—Electrodes; Magnetic control means; Screens
- H01J23/08—Focusing arrangements, e.g. for concentrating stream of electrons, for preventing spreading of stream
- H01J23/087—Magnetic focusing arrangements
- H01J23/0873—Magnetic focusing arrangements with at least one axial-field reversal along the interaction space, e.g. P.P.M. focusing
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Description
DR. MDLLER-BORe D I PL-PHYS. DR. MAN ITZ DfPL-CHEM-D(LDEUFELDR. MDLLER-BORe D I PL-PHYS. DR.MAN ITZ DfPL-CHEM-D (LDEUFEL
DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW 2Q45103 PATENTANWÄLTEDIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW 2Q45103 PATENT LAWYERS
München, 11. September 1970 Hl/mü - -33 1025Munich, September 11, 1970 Hl / mü - -33 1025
MGLISiI EkSOIRIC YIiLW COMPANY LIMITED Bush House, Aldwych, London W.C.2 England .MGLISiI EkSOIRIC YIiLW COMPANY LIMITED Bush House, Aldwych, London WC2 England.
El elct r onen-Jünt 1 adurig sr öhr eEl elct r onen-Jünt 1 adurig sr öhr e
Die Erfindung bezieht sich auf eine Elekbronen^Entladungs-rÖhre und betrifft insbesondere eine Elektronenröhre der Art, die sogenannte periodische Magnetfeldsysteme verwenden. Das wahrscheinlich beste Beispiel für eine Röhre dieser Art ist die Wanderfeldröhre.The invention relates to an electron discharge tube and particularly relates to an electron tube of the type using so-called periodic magnetic field systems. Probably the best example of a tube of this type is the traveling wave tube.
DieElektronen von der Kathode einer normalen bekannten Wanderfeldröhre werden durch ein elektrostatisches Feld beschleunigt, in einen Elektronenstrahl fokussiert und schließlich durch einen Kollektor gesammelt. Für einen korrekten Betrieb muß der Elektronenstrahl zwangsläufig in einem eng definierten Bereich um die Achse bzw. Kittellinie der Rohre liegen. Wenn die Elektronen sich selbst überlassen wlrden, würden sie sich natürlich durch gegenseitigen Rückstoß seitlich ausbreiten und eine richtige JEöniSGierung des Strahles würde nicht erreicht. Normalerweise wird dies durch ein axiales magnetisches Fokussierungsfeld verhindert, das durch Ringmagnete erzeugt wird, die die Umhüllung bzw. den Kolben der Röhre umgeben. Ein solches Feld kann durch ein einfaches rohrformiges Magnetsystem erzeugt werden; esThe electrons from the cathode of a normal known Traveling wave tubes are driven by an electrostatic field accelerated, focused in an electron beam and eventually collected by a collector. For correct operation, the electron beam must necessarily be in a narrowly defined area around the axis or center line the pipes lie. Of course, if the electrons were left to their own devices, they would repel each other Spread it out to the side and make a proper tightening of the Beam would not be reached. Usually this is prevented by an axial magnetic focusing field that is generated by ring magnets that surround the casing or piston of the tube. Such a field can be through a simple tubular magnet system can be generated; it
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SADSAD
jedoch naehteiligerweise eine groI33 Streuung des Magnetflusses. Aus diesen. Grund wird die Fokussierung ublicherv/eiso durch ein periodisches Magnetsystem bewirkt, das eine Anzahl von Permanentmagneten und Polstücken in wechselnder Polaritätsfolge (d.h-. bei dein benachbarte .Magnete in entgegengesetzter Polaritätsaiiordnung vorgesehen sind) entliJig der Achse aufweist, Ein typisches bekanntes periodisches Magnetsystem dieser Beschaffenheit ist in Fig. 1 dargestellt; darin ist ein Teil des Magnetsystens nahe einen normalerweise vorgesehenen Eingangs- oder Ausgengswellenleiter Λ nit Permanentmagneten 2 und ihren Polstücken 3 dargestellt.. Ein Teil T einer Trägerröhre umgibt koaxial den nicht gezeigten EoIben der Röhre.however, a large variation in the magnetic flux would be disadvantageous. From these. The focus is usually brought about by a periodic magnet system, which has a number of permanent magnets and pole pieces in an alternating polarity sequence (i.e. where adjacent magnets are provided in the opposite polarity order) along the axis, a typical known periodic magnet system of this nature is shown in Figure 1; therein is shown a portion of the Magnetsystens close a normally provided inlet or Ausgengswellenleiter Λ nit permanent magnet 2 and their pole pieces 3 .. A portion T of a support tube coaxially surrounds the EoIben of the tube, not shown.
Bei dieser Anordnung ist der Wellenleiter (es kann entweder der Eingangs-Wellenleiter oder der Ausgangs-r-Wellehleiter sein) zx/ischen zwei der Peraan^entmagnete eingesetzt, die aufgrund dessen mit einem weiteren Abstand voneinander entlang der Achse der Röhre als andere benachbarte Magnete angeordnet sind. Ein solcher zusätzlicher Abstand bzw. Zwischenraum führt zu einer Verzögerung (hesitation) in der Periodizität des Magnetfeldes, was nachteilig für die Erreichung einer korrekten Fokussierung ist. Die Auswirkung auf den Strahl hängt weitgehend von der Stromdichte des Strahles, der mittleren Geschwindigkeit der Elektronen des Strahles und den relativen Abmessungen des Wellenleiters und der Magnete ab. In der Praxis wird die Wellenleiter-Abmessung in der Richtung parallel zu der Achse der Röhre soweit als möglich reduziert» um die Verzögerung oder Unterbrechung des Magnetfeldes so klein wie möglich zu halten. Dies ist ein praktisch, zufriedenstellendes Behelfsmittel in dem !Fall von Röhren, die für relativ niedrige Frequenzen konstruiert bzw. bestimmt sind, da bei solchen Röhren die Röhrenabmessungen relativ groß sind und der Störungseffekt aufgrund der eingesetzten Wellenleiter genügend klein ist, um die richtige Betriebsweise der Röhre nicht ernstlich zu beeinträchtigen. Dies ist jedoch nicht der Fall bei Hochfrequena-Röhren,In this arrangement, the waveguide (it can be either the input waveguide or the output r-waveguide) zx / ischen two of the Peraan ^ demagnets used, which due to its at a further distance from each other along the Axis of the tube than other adjacent magnets are arranged. Such an additional distance or space leads to a delay (hesitation) in the periodicity of the magnetic field, which is detrimental to the achievement correct focus. The effect on the beam depends largely on the current density of the beam, the mean velocity of the electrons of the beam and the relative dimensions of the waveguide and the Magnets off. In practice the waveguide dimension will be as far as in the direction parallel to the axis of the tube possible reduced »in order to keep the delay or interruption of the magnetic field as small as possible. This is a practical, satisfactory remedy in the! case of Tubes that are designed or intended for relatively low frequencies, because the tube dimensions of such tubes are relatively large and the disruptive effect due to the used The waveguide is small enough not to seriously interfere with the proper operation of the tube. However, this is not the case with high-frequency tubes,
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■beispielsweise Röhren für einen Betrieb bei Frequenzen in der Größenordnung von 6-GIIz oiler höher' und bei Leistungspegelii unter 25 Watt$ die ÜBikehrperiode des Fokussierungs-Hagnetfeldsysteins ist klein und die Eingangs- und Ausgangs-Wellenleiter erzeugen bedeutende · Unterbrechungen, die den Betrieb der Röhre nachteiligerweise beeinträchtigen. In Fig. 2 ist die Art der Störung dargestellt, die in solchen Fällen erhalten wird; es ist, wie es zu sehen ist, ein markanter-Bereich in der Nachbarschaft des eingesetzten Wellenleiters vorhanden, wo dan Iiagnetfelcl unter einer verninderten Kontrolle ist und dazu neigt, von-der-Achse zu divergieren (dieser Bereich ist in dem Seil der Fig.. 2 dargsstellt, der vertikal unter der Darstellung des Wellenleiters in Fig. 1 liegt).■ For example, tubes for operation at frequencies on the order of 6-GIIz oiler higher 'and at Power levelii below 25 watts $ the return period of the Focusing magnetic field system is small and that Input and output waveguides produce significant Interruptions adversely affecting the operation of the tube affect. Figure 2 shows the type of disturbance obtained in such cases; it is, as can be seen, a more striking area in the neighborhood of the waveguide used, where dan Iiagnetfelcl is under diminished control and to that tends to diverge from-the-axis (this area is in the rope of Fig. 2 Dargsetzt, the vertically below the representation of the waveguide in Fig. 1).
Ein bekanntes Verfahren zur Verneidiuig oder Verringerung dieser nachteiligen Auswirkung besieht darin, zusatzIiehe Stabmagiiete vorzusehen, die in geeigneter V/eise nahe einen eingesetzten -Wellenleiter ::iit ihren Achsen parallel zu der Rohrenac;ise und ihren Polaritäten entgegengesetzt denen der nächst benachbarten Lsgnete positioniert werden; die ■Zusatsäagnete sind so dimensioniert und angeordnet, dcT die aufgrund des eingesetzten -Wellenleiters vorhaiiienen Unregelmäl?.igkeiten des Ab Standes 1_". Zwischenraumes eier Kagnete des periodischen Systems so gens.u wie iac glich kompensiert wird. Dieses Hilfsmittel weist jedoch den bedeutenden . praktischen IT acht eil auf, df;£ do. ε Hagiietsysten eine beachtlich größere Abmessung in Querc-chnitt erhält.A known method of avoiding or reducing this adverse effect is to provide additional rod magic, which is positioned in a suitable manner near an inserted waveguide with its axes parallel to the pipe axis and its polarities opposite to those of the next neighboring solution ; The additional magnets are dimensioned and arranged in such a way that the irregularities in the space between magnets of the periodic system due to the waveguide used are compensated for. practical IT eight eil on, df; £ do. ε Hagiietsysten receives a considerably larger dimension in cross-section.
Ziel der Erfindung ist eine Beseitigung oder wesentliche Verringerxmg der Störung des Felder.; eines periodischen Πagiietsystems in einer Röhre der genannten Art - insbesondere einer Hochfrequenz-Wanderfeldröhre - ohne die nachteiligen Auswirkungen, des bekannten Hilf cmi-':beis der Verwendung -on Zusatznagneten. einführen em .irissen.The aim of the invention is to eliminate or substantially reduce the disturbance of the fields .; a periodic agiiet system in a tube of the type mentioned - in particular a high-frequency traveling wave tube - without the disadvantageous effects of the known auxiliary cmi - ': when using -on additional magnets. introduce em.
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iJrriii'l ·:Ί; ; sgeiaäß weir:'; -.ine jilektroncn-IJiitladungsrcL-re r.it einer ^eriodisclioii Mngnetf eldGjsten. zuciiidcsv cii: P..ar VO.. bCuacLb arten. Magneton mit größeren; Abstand L :."■;. Zv.dcclionrauJii in der amiden Rieht uns, ds er zvjischcii 0 311 La» .iictCH ande 1"1Or benachbarter Paare verwendet wird, auf, wodurch die Störung des Feldes aufgrund größeren Zwischenraumes verringert oder verhindert ist, ir^dem nur ein Polstück vorgesehen ist, das zwischen die zwei Magnete, die sich auf jeder Seite des größeren Zwischenraumes be.linden, eingesetzt ist, das angrenzend an einen der hagnete angeordnet ist, so daß der Zwischenraum zwischen diesem Polstück und dem anderen Magneten gelessen ist.iJrriii'l ·: Ί; ; sgeiaäß wei r : '; -.ine jilektroncn-IJiitladungsrcL-re r.it einer ^ eriodisclioii Mngnetf eldGjsten. zuciiidcsv cii: P..ar VO .. bCuacLb types. Magneton with larger; Distance L:. "■;. Zv.dcclionrauJii in the amiden advises us that it is used zvjischcii 0 311 La» .iictCH ande 1 " 1 Or of neighboring pairs, whereby the disturbance of the field is reduced or prevented due to the larger gap in which only one pole piece is provided, which is inserted between the two magnets which are located on each side of the larger space which is arranged adjacent to one of the magnets, so that the space between this pole piece and the other Magnet is released.
Bevorzugt sind zwei Polstücke zusätzlich zu dem eingesetzten Polstück vorgesehen und ist jedes benachbart zu dem einen oder dem anderen der zwei Magnete außerhalb von dieaen in Bezug au£ deren. Zwischenraum aiigeox'di.ot; dc'bei weisen die zwei Kistücke bevorzugt einen L-Cvior-EChnitt auf und erstrecken sich mit der Bnsis dec L ζ ~ u β:; Zwi tc;ienrauia.Preferably, two pole pieces are provided in addition to the inserted pole piece and each is adjacent to one or the other of the two magnets outside of them with respect to the outside. Space aiigeox'di.ot; In the case of the two pieces of the box preferably have an L-shape and extend with the line dec L ~ u β:; Zwi tc; ienrauia.
VorteilLic.ftcrveise uix^d bei der Auüi'ühruJi^ der Ui'fi.iJa: ^ der Zwisclienraurii zur Aufiialime. oiiwr liinjr.Lgc- oder Auo-AdvantageLic.ftcrveise uix ^ d at the Auüi'ühruJi ^ der Ui'fi.iJa: ^ der Zwisclienraurii zur Aufiialime. oiiwr liinjr.Lgc- or Auo-
r-i verv/endet.r-i v / ends.
Dia Erfindung wird im folgenden '-iihand der Zeichnung beispielsweise becchriebon; in dicrcr zeigt:The invention is illustrated in the following by way of example with the drawing becchriebon; in dicrcr shows:
Pig. Ί einen T'iilcclmitt eines bekannten periodischen Magnetsystems,Pig. Ί a part of a known periodic Magnet system,
Fig. 2 ei... PcliaubildLches Diagramm, in doi.i Hie nacliteilige Auswirkung eines eingenetzten Wellen loiter ρ auJ" die τ-. · -ι' -A--j τ- , r. -, -, /in einen Γ; ri;nt r.vr-tor" Periodizitat des Magnetfelder,, dargestellt1 ist, FirFig. 2 ei ... PcliaubildLches diagram, in doi.i Hie nacliteilige effect of an inserted wave loiter ρ auJ "the τ-. · -Ι '-A - j τ-, r. -, -, / in a Γ ; ri; nt r.vr-tor "periodicity of magnetic fields ,, is shown 1 , Fir
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-'2G 4 5 103 JT-'2G 4 5 103 JT
!'"ig. 3 eine schaubildliche Teilschnittansicht einer ■ erfinduiigsgeraäBen Hagnetaiiordnunr -and! '"Fig. 3 is a diagrammatic partial sectional view of a ■ Inventive magnet assembly edge
Pig. 4- ein schaubildliches Diagramm ähnlich Fig. 2 » in dem die vorteilhafte Auswirkung-der Ärfindungogemäßen Hagnetanordnung auf die Periodisität dargestellt ist.Pig. 4- a diagrammatic diagram similar to Fig. 2 » in which the beneficial effect of the disapproval Magnet arrangement on the periodicity is shown.
IT ach Fig. 3, die eine Ansicht ähnlich der in Fig. 1 ist, die eine bekannte Anordnung zeigt, umfaßt das periodische-Kagnetsystem wechselweise gepolte periiianerite Kingmagnete 2 die voneinander durch Polstücke 3? LV und 5 getrennt sind. Es is t nur ein Teil des periodischen Magnetsystems dargestellt und die Polstücke weisen (außer wo Eingangsund Ausgangs-Wellenleiter eingesetzt sind) einen uingekeliifen T-Querschnitt, d.h. einen Querschnitt gleich dem des Polstückes 3 auf»Da ein Wellenleiter 1 - es kann entweder ein Eingans- oder ein Ausgangs-Wellenleiter einer Wanderfeldröhre sein - eingesetzt ist, weisen die Magnete 2 auf seinen beiden Seiten einen grcBsren Abs band bzw« Zwischenraum in Längsrichtung, als er allgemein über das periodische System vorgesehen ist, auf. In einer bekannten Anordnung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist,. X'TÜrde dies zur Störung des Feldes, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, führen. Dagegen ist bei der Ausfüi'kngsform der Fig. 3 eine asymeirische Anordnung auf jeder Seite des eingesetzten Wellenleiters vorgesehen, wobei die Asymetrie gewählt ist, um die Störung zu kompensieren, die anderenfalls auftreten würde. Die Asymetrie wird bei der in Fig. 3 dargesteilten Ausführungsform erreicht, indem ein Polstück nur auf einer Seite des Wellenleiters 1 zwischen dem Wellenleiter und dem Magnet 2 auf dessen einer Seite, jedoch kein Polstück auf der anderen Seite des Wellenleiters zwischen diesem und dem nächsten Magneten 2 auf dieser Seite vorgesehen wird. Dieses eine Polstück ist das ESLstück 5·After FIG. 3, which is a view similar to that in FIG. 1, showing a known arrangement, the periodic magnet system comprises alternately polarized periiianerite king magnets 2 which are separated from one another by pole pieces 3? L V and 5 are separate. Only part of the periodic magnet system is shown and the pole pieces (except where input and output waveguides are used) have a tapered T-cross section, ie a cross section similar to that of pole piece 3 - or an output waveguide of a traveling wave tube - is used, the magnets 2 have on both sides a larger distance or gap in the longitudinal direction than is generally provided over the periodic system. In a known arrangement, as shown in Fig. 1. X'TÜrde this lead to the disturbance of the field, as it is shown in FIG. In contrast, in the embodiment of FIG. 3, an asymmetrical arrangement is provided on each side of the waveguide used, the asymmetry being selected in order to compensate for the disturbance which would otherwise occur. The asymmetry is achieved in the embodiment shown in Fig. 3 by a pole piece only on one side of the waveguide 1 between the waveguide and the magnet 2 on one side, but no pole piece on the other side of the waveguide between this and the next magnet 2 is provided on this page. This one pole piece is the ESL piece 5
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Es ist nahezu ringförmig, weist jedoch eine kleine "Stufe1,1 wie sie dargestellt ist, auf, um den Wellenleiter 1 zu lokalisieren. Auch die nächsten äußeren Polstücke - die Polstiicke LY - weisen L-Querschnitt auf und sind mit der Basis des L zu dem Zwischenraum gerichtet, wo der Wellenleiter eingesetzt ist. Die tatsächlichen Abmessungen zur Gewährleistung einer minimalen Störung können gemäß bekannten Prinzipien gewählt werden; jedoch in der Praxis ist es wahrscheinlich einfach, eine Konstruktion durch Ausprobieren fertigzustellen. Mittels einer geeigneten Konstruktion ist es möglich, eine ziemlich'enge Annäherung an die Störung Null zu erreichen, wie sie in E1Xg. 4 graphisch dargestellt ist.It is almost ring-shaped, but has a small "step 1 , 1 as shown, in order to localize the waveguide 1. The next outer pole pieces - the pole pieces L Y - also have an L-cross section and are connected to the base of the L directed towards the gap where the waveguide is inserted. The actual dimensions to ensure minimal interference can be chosen according to known principles; however in practice it is likely to be easy to complete a construction by trial and error. By means of a suitable construction it is possible to to achieve a fairly close approximation of perturbation zero as graphically illustrated in E 1 Xg.
In der Praxis kann das L-förmige Polstück 4 auf der gleichen Seite des Wellenleiters 1 wie das Polstück 5 durch ein Polstück mit umgekehrter T-Form (ähnlich dem Polstück 3)· jedoch mit geringer Heisbsetzung der Fokussierung,- ausgetauscht werden.In practice, the L-shaped pole piece 4 can be on the same Side of the waveguide 1 like the pole piece 5 through a Pole piece with inverted T-shape (similar to pole piece 3) · but with less heating of the focus, - exchanged will.
OTqgjLeich das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung Wanderfeldröhren sind, ist sie bei anö. >ren Höhren der genannten Art insbesondere bei Klystrons' anwendbar.OTqgjLeich the main field of application of the invention traveling wave tubes are, it is with anö. > Ren ears of the type mentioned in particular applicable to klystrons'.
Patent anspruchePatent claims
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Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB4504569 | 1969-09-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2045103A1 true DE2045103A1 (en) | 1971-03-25 |
Family
ID=10435668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19702045103 Pending DE2045103A1 (en) | 1969-09-12 | 1970-09-11 | Electron discharge tubes |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2045103A1 (en) |
FR (1) | FR2061689B1 (en) |
GB (1) | GB1257244A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3014404A1 (en) * | 1979-04-11 | 1980-10-16 | Nippon Electric Co | Travelling field tube - has HF section with cavity-type slow wave structure featuring central bore for electron beam |
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1969
- 1969-09-12 GB GB1257244D patent/GB1257244A/en not_active Expired
-
1970
- 1970-09-11 FR FR7033074A patent/FR2061689B1/fr not_active Expired
- 1970-09-11 DE DE19702045103 patent/DE2045103A1/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3014404A1 (en) * | 1979-04-11 | 1980-10-16 | Nippon Electric Co | Travelling field tube - has HF section with cavity-type slow wave structure featuring central bore for electron beam |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2061689A1 (en) | 1971-06-25 |
GB1257244A (en) | 1971-12-15 |
FR2061689B1 (en) | 1973-01-12 |
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