DE3010807C2 - - Google Patents

Description

In Elektronenstrahlerzeugungseinrichtungen, wie beispielsweise Kathodenstrahlröhren für hohe und höchste Frequenzen, muß die Kapazität zwischen dem Steuer- und Beschleunigungsgitter einer Elektronenstrahleinrichtung klein sein und neben anderen Elektroden auf einem kleinsten Raum realisiert werden. Die Eingangskapazität ist so zu verringern, daß ein Hochfrequenzsignal auf das Steuergitter für den Betrieb bei hohen Frequenzen aufgeprägt werden kann.

Ein gattungsgemäßer Aufbau einer Gitteranordnung gemäß US-Patentschrift Nr. 25 40 621 weist erste und zweite Gitterglieder auf, wobei das zweite Gitter zwar einen Kegelstumpfaufbau aufweist, jedoch der Keramikkörper immer abgestuft ist. Das erste Gitterglied ist in einer weiten Abstufung eingelassen.

Eine Gitteranordnung gemäß der US-Patentschrift Nr. 24 43 916 weist ein kleines erstes Gitterglied auf, das an eine Öse angeschweißt ist, die das erste Gitterglied an eine Keramikbaugruppe befestigt und auf der ebenfalls das zweite Gitterglied angebracht und vom ersten Glied im Abstand gehalten ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine genau zu positionierende Gitteranordnung für hohe Frequenzen mit klein gehaltenen kapazitiv wirksamen Flächen verfügbar zu machen, wobei die Baugruppe klein und leicht montierbar sein soll.

Die Lösung der Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt.

Aus der US-PS 23 10 811 ist es bereits bekannt, bei einer Kathodenstrahlröhre einen Keramikring mit einer kegelstumpfförmigen Aussparung zu versehen, die ähnlich wie der darin eingelassene kegelstumpfförmige Teil des Gitters ausgebildet ist.

Gemäß dem beanspruchten Verfahren erfolgt die Positionierung und Ausrichtung der Gitter zueinander und in bezug auf die Kathode sehr genau und die Öffnungen in den Gittern werden nach der Befestigung der Gitter an das Keramikglied gebildet, so daß deren Ausrichtung sehr genau ist. Die Kathoden- und Gitteranordnung wird über das Beschleunigungsgitter an einer Montageplatte befestigt. Hierbei ist die Baugruppe klein gehalten. Der wesentliche Vorteil liegt in einer Gitteranordnung mit geringer Kapazität, die eine kleine Fläche präsentiert, um die Eingangskapazität zu verringern. Es wird eine Gitteranordnung mit geringer Kapazität verfügbar gemacht, wobei die Gitterglieder mit großer Genauigkeit zueinander positioniert sind. Dies gilt auch für die anderen Elektroden der Gitteranordnung, wobei die Gitterglieder gegeneinander, sowie die Kathode in bezug auf die Gitterglieder genau positioniert und ausgerichtet sind. Insgesamt wird ein kapazitätsarmes, kleines Bauelement als Teil der Elektronenkanone einschließlich Beschleunigungsgliedern geschaffen. Die Elemente sind vorzugsweise keramisch verbunden, und dann erst werden die Öffnungen mit großer Präzision angebracht.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels.

Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Kathoden- und Gitteranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung und

Fig. 2 einen Querschnitt quer zur durch die Linie 2-2 in Fig. 1 markierten Ebene.

In den Fig. 1 und 2 weist eine Kathoden- und Gitteranordnung 10 ein ringförmiges Keramikglied 12 mit einer oberen Fläche auf, die an eine ebene Innenfläche 16 eines weiteren Keramikgliedes 14 durch ein herkömmliches Verfahren befestigt ist. Eine Öffnung 18 befindet sich in der Mitte des Keramikgliedes 14 mit einem Steuergitterglied 20, das im Durchmesser etwas größer ist als die Öffnung 18, und das fest an der Innenfläche 16 angebracht ist. Das Gitterglied 20 wird vorzugsweise an die Innenfläche 16 entweder über den gesamten Umfang des Gittergliedes 20 oder an im Abstand gehaltenen Punkten angelötet. Das Gitterglied 20 besteht aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 0,127 mm (0,005 inch) und einer Öffnung 22 darin mit einem Durchmesser von 0,559 mm (0,022 inch).

In der oberen Fläche des Keramikgliedes 12 befinden sich Ausnehmungen 24 und das Glied 12 ist an der Oberfläche 16 angebracht, so daß sich ein Gitterdraht 26 zur Außenseite der Anordnung 10 von seiner Verbindung mit dem Steuergitterglied 20 aus erstrecken kann. Der Draht 26 ist ein dünner Draht mit einem Durchmesser von 0,203 mm (0,008 inch), wodurch eine hohe Induktivität und eine geringe Kapazität erzielt werden.

Das Keramikglied 14 hat eine ebene Außenfläche 28 und eine Außenfläche 30 in Form eines Kegelstumpfes. Ein Beschleunigungsgitterglied 32 weist einen ebenen Außenabschnitt 34, einen ebenen Innenabschnitt 36 und einen Kegelstumpfabschnitt 38 auf, der die Abschnitte 34 und 36 miteinander verbindet. Der Abschnitt 34 wird an die ebene Oberfläche 28 auf dieselbe Art und Weise angebracht wie das Gitterglied 20 an die Innenfläche 16 angebracht ist, um das Gitterglied 32 auf dem Keramikglied in Stellung zu halten. Der Abschnitt 38 entspricht im wesentlichen der Kegelstumpfoberfläche 30, und durch den Abschnitt 38 wird der Abschnitt 36 in bezug auf das Gitterglied 20 genau positioniert und ausgerichtet, so daß das Gitterglied 20 und der Abschnitt 36 des Gittergliedes 32 parallel und im Abstand von 0,508 mm (0,02 inch) zueinander verlaufen. Der Abschnitt 36 weist eine Öffnung 40 mit einem Durchmesser von 0,559 mm (0,022 inch) auf und befindet sich genau auf der Linie mit der Öffnung 22. Der Abschnitt 36 hat einen kleineren Durchmesser als das Gitterglied 20.

Um sicher zu gehen, daß die Öffnungen 22 und 40 genau ausgerichtet sind, werden sie in den Gittergliedern 20 und 32 ausgebildet, nachdem diese Gitterglieder auf das Keramikglied 14 aufgebracht worden sind. Die Öffnungen 22 und 40 werden in den Gittergliedern im herkömmlichen Verfahren mittels Elektronenstrahlschneiden hergestellt. Auf diese Art und Weise wird sichergestellt, daß die Öffnungen 22 und 40 korrekt ausgerichtet sind.

Eine Kathodenstrahlbaugruppe 42 weist einen nach innen ragenden Flansch 44 auf, der auf der Bodenfläche des Keramikgliedes 12 befestigt ist. Eine Keramikscheibe 46 weist ein Loch 48 auf, in dem ein Kathodenrohr 50 mit einer Kathodenkappe 52 angebracht ist. Durch die Ausbildung von Wulsten 54 auf dem Rohr 50 ist dieses fest in der Keramikscheibe 46 angebracht. Die Wulste 54 werden fest gegen die Oberfläche der Keramikscheibe 46 angedrückt, um das Rohr 50 darin festzuhalten.

Die Keramikscheibe 46 ist gegen den Flansch 44 angeordnet und wird durch einen Flansch 56 eines Haltegliedes 58 befestigt, welches seinerseits an der Baugruppe 42 durch Preßpassen oder Schweißen befestigt ist. Auf diese Art und Weise wird die Kathodenkappe 52 bezüglich des Gittergliedes 20 und der Öffnung 22 genau positioniert und ausgerichtet. Der Abstand zwischen dem Gitterglied 20 und der Kathodenkappe 52 beträgt 0,064 mm (0,0025 inch). Der Durchmesser der Kathodenkappe 52 ist klein, und das Rohr 50 ist ausreichend lang, um die Kapazität zu verringern. Ein Kathodenabstandshalter 60 in Form eines Metallringes von geeigneter Dicke kann zwischen die Keramikscheibe 46 und den Flansch 44 angeordnet werden, um Abstandsprobleme auszugleichen, die durch die Dicke des Lotes, die Toleranz des Flansches 44, der Keramikscheibe 46 und des Wulstes 54 entstehen und um damit sicherzustellen, daß die Kathodenkappe 52 hinsichtlich des Gittergliedes 20 genau positioniert und ausgerichtet ist.

Eine weitere Keramikscheibe 62 liegt mit einem Flansch 64 gegen den Boden der Baugruppe 42 an und wird durch Stege 66, die sich von der Baugruppe 42 nach außen erstrecken und gegen die Scheibe 62 umgebogen gehalten. Ein Heizdraht 68 erstreckt sich entlang des Rohrs 50. Seine Enden sind an den Leitungen 70 bzw. 72 verbunden, die sich an der Keramikscheibe 62 über Nieten 74 in Löchern 76 befinden.

Eine Montageplatte 78 ist auf dem Abschnitt 34 des Gittergliedes 32 befestigt und weist Stege 80 auf, die in Glasstäben angeordnet sind und zwar zum Anbringen des Kathoden-Gittersystems 10 als Teil der Elektronenkanone.

Der geringe Durchmesser des Gittergliedes 20, der geringe Durchmesser des Abschnittes 36 des Gittergliedes 32, der geringe Durchmesser der Kathode und der geringe Durchmesser des Gitteranschlusses 26 dienen im wesentlichen alle dazu, die Kapazität zu verringern, so daß auf das Steuergitter 20 über den Anschluß 26 eingeprägte Eingangssignale den Betrieb eines Elektronenstrahles bei sehr hohen Frequenzen ohne übermäßige Belastung des Gitters ermöglichen.

An der Stelle, an der das Gitterglied 32 an der Oberfläche 28 des Keramikgliedes 14 und das Gitterglied 20 an die Oberfläche 16 angebracht ist, wird eine Verringerung der Kapazität auftreten, die auf den dazwischenliegenden Abstand zurückzuführen ist. Das Beschleunigungsgitter 32 ist an 200-400 Volt angeschlossen. Der genaue Abstand und die genaue Ausrichtung der Gitterglieder 20 und 32 zueinander und zur Kathode ermöglicht eine hohe Auflösung. Gegebenenfalls kann ein weiterer Gitteranschluß 26 a mit hoher Induktivität von derselben Größe wie Anschluß 26 an das Gitterglied 20 angebracht werden. Zusammen mit dem Anschluß 26 kann diese Anordnung eine Übertragungsstrecke für noch höhere Frequenzen bilden.

Für den Durchschnittsfachmann wird hieraus ersichtlich, daß viele Abwandlungen hinsichtlich der Einzelheiten des oben beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die Keramikglieder 12 und 14 aus einem Stück bestehen. Deshalb ist der Rahmen bzw. der Umfang der vorliegenden Erfindung durch den Umfang der Ansprüche bestimmt.

Claims (5)

1. Kathoden-Gitteranordnung (10) innerhalb einer Kathodenstrahlröhre mit einer keramischen Trägereinrichtung, die einen Keramikring (12) und ein Keramikglied (14) enthält, das eine innere Radialfläche (16), eine ebene äußere Radialfläche (28) und einen sich in Elektronenstrahlrichtung erweiternden Durchlaß aufweist, und mit einem ersten Gitter (20) und einem zweiten Gitter (32) sowie mit einer Kathode (50, 52), wobei das mit einer ersten Aussparung (22) versehene erste Gitter (20) an der inneren Radialfläche (16) des Keramikglieds (14) vor der kleineren, zentralen stirnseitigen Öffnung (18) des Durchlasses angebracht ist und einen etwas größeren Außendurchmesser als diese Öffnung (18) aufweist und wobei das zweite Gitter (32) mit einem äußeren Abschnitt (34) an der ebenen Außenfläche des Keramikglieds (14) anliegt und über einen Kegelstumpfabschnitt (38) mit einem inneren, innerhalb des Durchlasses angeordneten Abschnitt (36) verbunden ist, der eine zweite Aussparung (40) enthält, die auf die erste Aussparung (22) des ersten Gitters (20) ausgerichtet ist, auf das auch die an der keramischen Trägereinrichtung befestigte Kathode ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Radialfläche (16) des Keramikglieds (14) eben ist, auf welcher das erste Gitter (20) aufgesetzt ist, und daß das Keramikglied (14) eine Fläche (30) in Form eines Kegelstumpfes aufweist, welche im wesentlichen dem Kegelstumpfabschnitt (38) des zweiten Gitters (32) derart entspricht, daß der Kegelstumpfabschnitt (38) und der innere Abschnitt (36) des zweiten Gitters (32) in Bezug auf das erste Gitter (20) parallel und im Abstand hierzu genau positioniert und ausgerichtet ist, wobei der äußere Abschnitt (34) des zweiten Gitters (32) mit einer Montageplatte (78) zum Anbringen der Kathoden-Gitteranordnung (10) in der Kathodenstrahlröhre verbunden ist.

2. Kathoden-Gitteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Trägereinrichtung (12, 14) eine oder mehrere radiale Ausnehmungen (24) aufweist, durch die eine oder mehrere Leitungen (26, 26 a) von hoher Induktivität und geringer Kapazität an das erste Gitter (20) geführt sind.

3. Verfahren zur Herstellung einer Kathoden-Gitteranordnung, die Bestandteil einer Elektronenkanone ist, nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gitter (20) an der inneren Radialfläche (16) des Keramikglieds (14) und der äußere Abschnitt (34) des zweiten Gitters (32) an der ebenen äußeren Radialfläche (28) des Keramikglieds (14) unter paralleler Ausrichtung des inneren Abschnitts (36) des zweiten Gitters (32) in Bezug auf das erste Gitter (20) befestigt werden und daß danach im ersten Gitter (20) und im inneren Abschnitt (36) des zweiten Gitters (32) aufeinander ausgerichtete Aussparungen (22, 40) vom gleichen Durchmesser erzeugt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gitter (20) an der inneren Radialfläche (16) des Keramikglieds (14) und der äußere Abschnitt (34) des zweiten Gitters (32) an der ebenen Außenfläche des Keramikglieds (14) jeweils angelötet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (22, 40) durch Elektronenstrahlschneiden hergestellt werden.