DE2532990B2 - Wanderfeldroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wanderfeldröhre der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung nach dem Hauptpatent 23 19 689.

Wird eine solche Wanderfeldröhre mit voller Leistung betrieben, so kann es zu einer Überhitzung der ferromagnetischen Platten kommen, welche die magnetischen Felder in den Strahlwcg leiten. Dies gilt insbesondere für die Bereiche der ferromagnetischcn Platten, die sich in der Nähe des Strahlwegs befinden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Wanderfeldröhre der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der eine Überhitzung der ferromagnetischen Platten vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß durch die angegebene Anordnung der Kupfereinsätze in den ferromagnetischen Pfaden die in den ferromagneiischen Planen, insbesondere in der Nähe des Strahlwegs, erzeugte Wärme sehr viel besser und schneller abgeleitet werden kann als es dann der Fall ist, wenn die Wärmeableitung nur über die im allgemeinen aus Weicheisen bestehenden ferromagnetischen Platten erfolgt. Dadurch läßt sich also eine Überhitzung dieser Bereiche vermeiden, die sonst als Grenze für die maximal zulässige Leistung einer solchen Wanderfeldröhre berücksichtigt werden mußte. Das heißt also wiederum, die Wanderfeldröhre kann mit höheren Leistungen betrieben werden, ohne daß die Gefahr von Beschädigungen, insbesondere der ferromagnetischen Platten, besteht. Weiterhin wird durch die Verwendung von Kupfereinsätzen die Gesamtstruktur der fokussiertnden Verzögerungsanordnung nicht geändert, da die axiale Ausdehnung der relativ dünnen, ferromagnetischen Platten hierdurch nicht erhöhl wird; außerdem bleiben durch die Anordnung der Kupfereinsätze im magnetfeldfreien Bereich die magnetischen Eigenschaften des magnetischen Fokussierungsfeldes unbeeinflußt.

Zwar ist aus der US-PS 33 98 315 eine Wanderfeldröhre bekannt, bei der die Verzögerungsanordnung durch eine Wendel gebildet wird; diese Wendel wird beim Betrieb der Wanderfeldröhre sehr heiß, sobald sie von dem Elektronenstrahl getroffen wird. Diese Wärme wird wiederum durch Strahlung aul die Glasumhüllung übertragen, die durch thermisch leitende Platten gekühlt wird. Die ferromagnetischen Polstücke selbst werden nicht direkt durch das Aufprallen des Elektronenstrahls erwärmt, so daß ihre Kühlung durch die Kupferplatte keine wesentliche Bedeutung hat. Eine etwaige Erwärmung durch die ferromagnetischen Polslücke kann nur über Wärmeleitung von der Glasumhüllung e-folgen.

Im Gegensatz zu der Wanderfeldröhre nach dieser amerikanischen Patentschrift sollen mit der Wanderfeldröhre nach der vorliegenden Erfindung Grundwellen gekoppelt werden, es handelt sich also um einen prinzipiell anderen Typ. Außerdem befinden sich die Kupfereinsätze bei der Wanderfeldröhre nach der vorliegenden Erfindung in dem vakuumdichten Gehäuse, während die Kupferplatien bei der bekannten Wanderfeldröhre außerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Und schließlich werden bei der Wanderfeldröhre nach der vorliegenden Erfindung die ferromagnetischen Platten und die Kupfereinsälze direkt durch den aufprallenden Elektronenstrahl getroffen, wodurch in bestimmten, punktförmigen Bereichen eine relativ große Wärmemenge er/.eugt wird. Im Gegensatz hierzu wird bei der bekannten Wanderfeldröhre nur die Wendel von dem Elektronenstrahl getroffen, wobei die Wärmeübertragung durch Strahlung zu der Glasumhül-

lung erfolgt.

Um einen guten thermischen urd elektrischen Kontakt zwischen der gesamten Grenzfläche der Kupfereinsätze und den ferromagnetische^ mit öffnungen versehenen Platten sicherzustellen, sollten die Kupfereinsäize durch Hartlöten mit den ferromagnetischen Platten verbunden werden.

Um die Symmetrie der elektrischen Eigenschaften der Wanderfeldröhre zu erhalten, haben die ferromagnetischen Platten einschließlich der ringförmigen, Kupfereinsätze die gleiche Dicke wie die anderen, in entsprechender Weise mit öffnungen versehenen und vollständig aus Kupfer bestehenden Abstandsstücke und Platten. Die Abmessungen der Platten werden durch die elektrischen Koppeleigenschaften der durch sie gebildeten Hohlraumresonatoren vc.-gegeben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den übrigen Unteransprüchen zusammengestellt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die sehematisehcn Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt.

F i g. I einen Schnitt längs einer Mittellinie ,-W mit der Darstellung einer magnetischen Länge einer Strahlfokussierungsanordnung für eine Wanderfeldröhre nach der Erfindung und 2«;

F i g. 2 und 3 Ausführungsbeispiele der mit öffnungen versehenen, die Hohlraumresonatoren der Wanderfeldröhre bildenden Platten.

Wie in der Zeichnung dargestellt ist, besteht ein Teil einer Wanderfeldröhre aus einem Stapel von mit Öffnungen versehenen Platten 1, 2, 3 und 4, die so zusammengefügt sind, daß eine Folge von Hohlraumresonatoren entsteht, die im Grundwellenmodus gekoppelt werden können. Die in Fig. 1 schraffiert dargestellten Platten bestehen aus ferromagnetischem Material. im ungemeinen Weicheisen, während die unsehraffierten Platten vollständig aus Kupfer bestehen, [ede der Platten 1 aus Weicheisen weist einen Einsatz 5 aus Kupfer auf, dessen radiale Weite in Fi g. 2 zu erkennen ist, wo die äußere Grenze des Kupfereinsatzes durch die gestrichelte Linie 10 angedeutet ist. Alle Platten 1 weisen ein Mittelloch 6 und radiale, schlitzförmige öffnungen 9 auf, die sich durch die K.upfereinsätze 5 erstrecken. Die Platten 4 sind in ähnlicher Weise ausgebildet, bestehen jedoch vollständig aus Kupfer. Eine Vorderansicht dieser Platten ist nicht dargestellt.

Die Form der aus Weicheisen bestehenden Platten 2 läßt sich aus Fi g. 3 erkennen und ähnelt der Form der aus Kupfer bestehenden Platten 3; der Unterschied liegt darin, daß jede ferromagnetische Platte 2 mit einem vorstehenden Kranz 14 versehen ist, der zur Halterung der zylindrischen Ringmagnete 8 dient. Die ferromagnetischen Platten 2 wirken als Polstücke für diese Magneten 8. Jede ferromagnetische Platte 2 weist eine große Mittelöffnung 7 mit sechs nach innen stehenden Vorsprüngen 12 auf.

Die mit den radialen, schlitzförmigen öffnungen 9 versehenen Platten, das heißt die Platten 1 und 4, sind so angeordnet, daß die öffnungen 9 in aufeinanderfolgenden Platten miteinander fluchten. Die anderen mit (·>ο öffnungen versehenen Platten, das heißt die Platten 2 und 3, welche jeweils die sechs nach innen weisenden Vorsprünge 12 enthalten, sind jedoch in Umfangsrichtung zueinander versetzt (Winkelversetzuntr), und zwar jeweils um 30° gegenüber den jeweils benachbarten, mit (>$ ähnlichen öffnungen versehenen Platten 2 oder 3.

Der gesamte Plattenstapel, der sich über viele magnetische Längen mit dem in F i g. 1 darge ic'icn Aufbau erstreckt, ist als magnetische Einheit ausgebildet, so daß mit den (nicht gezeigten) Endgliedern eine vakuumdichte Anordnung entsteht. Eines dieser Endglieder trägt eine axial fluchtend angeordnete Elektronenkanone, während am anderen Endglied ein axial fluchtender Elektronenauffänger vorgesehen ist.

Wie in der Hauplanmeldung erläutert wird, leiten die Platten I das magnetische Feld in den Strahlweg der Wanderfeldröhre. Die Platten 2 dienen als Polstücke für die Magnete 8; ihre Dicke wird durch den magnetischen Fluß festgelegt, den sie übertragen sollen. Die Platten 1 sind etwas dünner, weil der von ihnen geleitete magnetische Fluß mit der Entfernung von dem Magneten 8 abnimmt. In der Praxis sind die kranzähnlichen Vorsprünge 14 mindestens zwcieinhalbmal so dick wie der dickste Abschnitt der ferromagnetische!! Platten I, um eine magnetische Sättigung zu vermeiden. Dadurch ergibt sich eine sehr kompakte und leichte Wanderfeldröhre.

Beim Betrieb der Wanderfeldröhre wird ein Elektronenstrahl in Längsrichtung durch ihre Mitte emittiert. wobei der Strahlweg durch die Linie AA 'angedeutet ist. Die Riiigmagneie 8. die, wie dargestellt, abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind, fokussieren diesen Elektronenstrahl und wirken seiner Aulspreizung entgegen.

Dadurch läßt sich der Elektronenstrahl zwar genau fokussieren, andererseits führt jedoch die periodische Richtungsänderung des magnetischen Feldes /\i periodischen Änderungen des Durchmessers des Elektronenstrahls. Aus diesem Grund und auch infolge möglicher geringer Fehlausrichtungcn in der Strahlfokussierungsanordnung kann es vorkommen, daß cm kleiner Teil des Elektronenstrahls auf die mit Öffnungen versehenen Platten 1 und 4 trifft. Dadurch kann es zu einer Überhitzung dieser ferromagnetischcn Platten kommen; dies gilt insbesondere dann, wenn die Wanderfeldröhre mit sehr hoher Leistung und hohem Strahlstrom betrieben wird. Die ganz aus Kupfer bestehenden Platten 4 können die dadurch erzeugte übermäßige Wärme sicher abführen, indem sie diese Wärme zu der Außenfläche der Wanderfeldröhre leiten. Weicheisen ist hingegen kein besonders guter Wärmeleiter. Deshalb sind die ferromagnetische!! Platten 1 mit den ringförmigen Kiipfereinsät/en 5 versehen, welche d:e erzeugte Wärme schnell aus den mittleren Bereichen der Platten, wo die Aufheizung durch den Elektronenstrahl stattfinden kann, abführen. Die KuPfCrCiIiSa₁ZC 5 befinden sich an den Seiten der ferromagnetische!! Platten 1, die an den als Polstücke dienenden lerromagnetischen Planen 2 liegen; dabei steht jeder Einsatz 5 auf seiner gesamten Grenzfläche in gutem elektrischen und thermischen Kontakt mit der jeweiligen Platte 1. Dazu können die Kupfereinsätze 5 durch Hartlösen mit den ferromagnetischen Platten 1 verbunden werden. Außerdem befinden sich die Kupfereinsätze in im wesentlichen feldfreien Bereichen, so daß sie die magnetischen Fokussierungseigenschafien der Wanderfeldröhre nicht beeinflussen.

Im allgemeinen hat jede Platte 1 und 4 eine Gesamtdicke von 2 mm, während die Kupfereinsätze 5 etwa halb so dick, das heißt etwa 1 mm dick sind. Die Kupfereinsäize erstrecken sieh von dem Mittelloch 6, durch das der Elektronenstrahl verläuft, bis etwas über die äußeren Enden der schlitzförmigen öffnungen hinaus. Die Ausdehnung der Kupfereinsätze 5 wird in Fig. 2 durch die gestrichelte Linie IO angedeutet. Einerseits sollte die radiale Ausdehnung der Kupferein-

siit/e mit Rücksicht auf die erforderliche Wärmeableitung ausreichend groß sein; andererseits wird jedoch eine obere Grenze für die Ausdehnung der Kupfereinsiit/.e 5 dadurch festgelegt, daß die ferromagnetische, im allgemeinen aus Weicheisen bestehende Platte so dick <; sein muß, daß sie den zur optimalen Fokussierung erforderlichen magnetischen Fluß ohne Sättigung leiten kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   I. Wanderfeldröhre mit einer Verzögerungsleitung aus gekoppelten Hohlraumrosonatoren, deren trennende Stirnwände durch hintereinanderliegende, mit Koppelöffnungen und Strahldurchtrittsöffnungen versehene, relativ dünne Platten gebildet sind und deren Seitenwände durch die Innenflächen dazwischenliegender ringförmig geschlossener, relativ dicker Abstandssiücke gebildet sind und sowie mit einer Strahlfokussierungsanordnung zur Erzeugung statischer, in der Richtung periodisch alternierender magnetischer Felder,die mittels als Polslücke dienender Teile der Hohlrauiiiresonatoren in den Strahlweg geleitet sind, wobei jedes n-ie Abstandsstück als dicke ferromagnetische Platte ein Polstück bildet und /7 eine ganze Zahl größer oder gleich zwei ist. und wobei die beidseitig jedes dieser dicken ferromagneiischen Platten liegenden relativ dünnen und sich nach innen nicht verdickenden Platten ebenfalls aus ferromagnetischem Material bestehen und den durch die dicken ferromagnetischcn Platten laufenden Magnetfluß bis in die unmittelbare Nachbarschaft des Strahlweges führen und die übrigen Abslandsstücke und Platten aus nichtmagnetischem elektrisch leitendem Material bestehen, nach Patent 23 19 689. dadurch gekennzeichnet, daß die relativ dünnen ferromagnetischcn Platten (1) im jeweils magnjtfeldfreien Bereich mit Kupfereinsätzen (5) versehen sind, die bis in die Nähe des Strahlweges (AA '^reichen.
2. 2. Wanderfeldröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupfereinsätze (5) über ihre gesamte Grenzfläche in gutem thermischen und elektrischen Kontakt mit den relativ dünnen, mit öffnungen versehenen, ferromagnetischen Platten (1) stehen.
3. 3. Wanderfeldröhre nach einem der Ansprüche I oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des guten thermischen und elektrischen Kontaktes die Kupfereinsätze (5) mit den relativ dünnen, mit öffnungen versehenen ferromagnetischen Platten (1) durch Hartlöten verbunden sind.
4. 4. Wanderfeldröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die relativ dünnen, ferromagnetischen Platten (1) aus Weicheisen bestehen.
5. 5. Wanderfeldröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupfereinsätze (5) Ringform haben und den Strahlweg (AA '/'vollständig umgeben.
6. 6. Wanderfeldröhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Kupfereinsätze (5) von einem Mittelloch in der relativ dünnen, ferromagnetischen Platte (1) bis mindesten·, zu den radial außenliegenden Enden der radialen, schlitzförmigen öffnungen (9) in den relativ dünnen, ferromagneiischen Platten (1) reichen und daß die ringförmigen Kupfereinsätze (5) mit schlitzförmigen Öffnungen versehen sind, die mit den anderen radialen, schlitzförmigen öffnungen (9) fluchten.