DE3343291C2

DE3343291C2 - Wanderfeldröhre und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE3343291C2
Application number: DE19833343291
Authority: DE
Inventors: Karl Schnur
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Thales Electron Devices GmbH
Priority date: 1983-11-30
Filing date: 1983-11-30
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2003-12-01
Also published as: DE3343291A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wanderfeldröhre mit einer wendelförmigen Verzögerungsleitung und stab förmigen Wendelträgern aus hitzebeständigem Isoliermate rial, die zumindest teilweise mit einer Widerstandsschicht als Hochfrequenz-Dämpfungsmaterial bedeckt sind.

Es ist bekannt, wendelförmige Verzögerungsleitungen von Wanderfeldröhren zwischen drei oder vier Isolierstäben eingeklemmt zu haltern. Es ist weiter bekannt, auf diesen Isolierstäben Widerstandsmaterial in Form von Kohle- oder Graphitschichten aufzubringen, um durch eine gezielte Hochfrequenz-Dämpfung eine Schwingneigung der Röhre zu unterbinden.

Bei Wanderfeldröhren höherer Leistung treten im Bereich der Verzögerungsleitung und deren Halterung zum Teil höhere Temperaturen auf, die offenbar unter anderem dafür verantwortlich sind, daß sich die Hochfrequenz-Dämpfungsschichten auf den Isolierstäben, die bevorzugt aus Keramik oder Quarzglas bestehen, verändern. Damit ändert sich auch das Verstärkungsver halten der Röhre im Verlauf der Lebensdauer in unerwünschter Weise.

Aus der DE-AS 1 035 798 ist für eine Wanderfeldröhre gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, die Dämpfungsschichten auf den Isolierstäben mit einem Überzug aus Siliziumdioxid mit einer Schichtdicke vorzugsweise zwischen 0,1 µm und 1 µm zu schützen. Nach der DE-AS 1 541 067 soll diese SiO₂-Schicht aber nachteilige Auswirkungen auf die Dämpfungseigenschaften haben, so daß eine veränderte Bauform vorgeschlagen wird, bei welcher die Dämpfungsschicht an den Stellen, an denen die wendelförmige Ver zögerungsleitung an den Isolierstäben anliegt, von einer bedeckenden Isolierschicht frei ist, so daß ein galvanischer Kontakt zwischen Verzögerungsleitung und Dämpfungsschicht gegeben ist. Durch die Aussparung von solchen Stellen in der Isolierschicht durch strukturierte Beschichtung oder durch nachträgliche struk turierte Entfernung einer ganzflächig abgeschiedenen Schicht wird die Herstellung aber wesentlich aufwendiger.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wanderfeldröhre der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art anzugeben, die bei geringem Herstellungsaufwand ein gutes und langzeitstabiles Dämpfungsverhalten zeigt. Ferner soll ein Herstellungsverfahren für eine solche Wanderfeldröhre angegeben werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die Wider standsschicht bedeckende Siliziumdioxid eine Dicke von 0,5 bis 20 Nanometer, insbesondere eine Dicke von 1 bis 10 Nanomneter auf weist. Ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Wanderfeld röhre ist im Patentanspruch 5 beschrieben.

Es hat sich gezeigt, daß Kohle-Widerstandsschichten auf Wendel trägern, insbesondere aus Quarzglas, in ihrer Wirksamkeit wesent lich dauerhafter gestaltet werden können, wenn sie mit einer Schutzschicht aus Siliziumdioxid überzogen sind. Es genügen dazu bereits Schichten in einer Schichtdicke zwischen 1 und 10 Nanometer.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von Siliziumdioxid schichten auf solchen Wendelträgern wird nachfolgend im einzelnen näher beschrieben.

Die bereits mit der entsprechenden Widerstandsschicht versehenen Wendelträger werden bevorzugt in senkrecht stehender Position in eine Vakuumglocke eingebracht.

Zusätzlich wird in diese Vakuumglocke in einem gewissen Abstand, der bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel etwa 10 Zentimeter betrug, eine Verdampfervorrichtung eingebracht, in welcher sich Siliziummonoxid befindet. Die Verdampfervorrichtung besteht bevorzugt aus einer elektrisch heizbaren Wolframwendel.

Die Glocke wird nunmehr evakuiert und durch ein regulier bares Feinventil laufend Sauerstoff, insbesondere in Form von Frischluft, zugeführt. Die Evakuierung und die Reg lierung des Feinventiles, mit welchem Sauerstoff zugeführt wird, werden so vorgenommen, daß sich ein Vakuum von etwa 1,33·10^-1 Pa bis 1,33·10^-3 Pa, insbesondere 1,33·10^-2 Pa (10^-3 bis 10^-5, insbesondere etwa 10^-4 Torr) einstellt. Bei dieser Atmosphäre wird nun die Wolframwendel auf 800°C bis 1050°C, vorzugsweise etwa 950°C, aufgeheizt, so daß das in der Wendel befindliche Siliziummonoxid verdampft. Auf der Strecke bis zu den Wendelträgern reagiert das verdampfte Siliziummonoxid mit dem in der Vakuumglocke vorhandenen bzw. laufend zugeführten Sauerstoff und schlägt sich als Siliziumdioxid auf den Wendelträgern nieder. Insbesondere durch die Wahl der Verdampfungszeit wird die niederge schlagene Schichtdicke gesteuert. Es hat sich gezeigt, daß mit Schichtdicken von 4 bis 5 Nanometer eine ausgezeich nete Schutzwirkung für die Widerstandsschichten auf den Wendelträgern erreicht wurde.

Claims

1. Wanderfeldröhre mit einer wendelförmigen Verzögerungsleitung und stabförmigen Wendelträgern aus hitzebeständigem Isoliermaterial, die zumindest teilweise mit einer Widerstandsschicht als Hochfrequenz-Dämpfungsmaterial bedeckt sind, die ihrerseits mit einer Siliziumdioxidschicht überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumdioxidschicht eine Dicke von 0,5 bis 20 Nanometer aufweist.

2. Wanderfeldröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelträger aus Quarzglas bestehen.

3. Wanderfeldröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelträger aus Keramik bestehen.

4. Wanderfeldröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht eine Kohleschicht ist.

5. Verfahren zum Herstellen einer Wanderfeldröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch das Aufbringen der Siliziumdioxidschicht auf die mit einer Dämpfungsschicht versehenen Wendelträger in der Weise, daß die Wendelträger zusammen mit in einer Verdampfervorrichtung befindlichem Siliziummonoxid beabstandet voneinander in einen evakuierbaren Raum eingebracht werden, der Raum bei laufender dosierter Sauerstoffzuführung fortlaufend so stark evakuiert wird, daß ein Vakuum von etwa 1,33·10^-1 Pa bis 1,33·10^-3 Pa aufrechterhalten wird und daß das Siliziummonoxid in dieser Atmosphäre verdampft wird, wobei es sich zu Sili ziumdioxid oxidiert auf den Wendelträgern niederschlägt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdampfervorrichtung für das Siliziummonoxid eine elektrisch heizbare Wolframwendel verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfung des Siliziummonoxids bei Temperaturen zwischen 800°C und 1050°C, insbesondere bei etwa 950°C, erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der abgeschiedenen Silizium dioxidschicht im wesentlichen durch Steuerung der Ver dampfungszeit bestimmt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffzuführung über ein vorzugsweise regulierbares Feinventil insbesondere in Form von Frischluft vorgenommen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem verdampfenden Siliziummonoxid und den Wendelträgern so gewählt wird, daß das Siliziummonoxid auf seinem Weg vom Verdampfer bis zu den Wendelträgern im wesentlichen völlig in Siliziumdioxid umgewandelt wird.