DE3830975C2 - Mehrstufiger Kollektor - Google Patents

Mehrstufiger Kollektor

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DE3830975C2
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Thales Electron Devices GmbH
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/02—Electrodes; Magnetic control means; Screens
    • H01J23/027—Collectors
    • H01J23/0275—Multistage collectors

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Description

Die Erfindung geht aus von einem mehrstufigen Kollektor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie er aus Patent Abstracts of Japan vom 17. 03. 88, Vol. 12, No. 85, JP 62-222 543(A) bekannt ist.
Mehrstufige Kollektoren werden verwendet bei Laufzeitröhren, wie Wanderfeldröhren, Klystrons oder dergleichen und dienen unter anderem dazu, die thermischen Verhältnisse im Kollektorbereich und den Wirkungsgrad zu verbessern.
Aus der DE-OS 15 41 051 ist ein weiterer mehrstufiger Kollektor bekannt, der aus einer rohrförmigen äußeren Elektrode besteht, die einen kegelförmigen, isoliert angebrachten Dorn konzentrisch umgibt. Aus der DE 24 49 890 B1 ist ein mehrstufiger Kollektor bekannt, dessen eine Elektrode teilweise die andere umgibt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere den Wirkungsgrad von Laufzeitröhren der genannten Art durch einfache konstruktive und elektrisch wenig aufwendige Maßnahmen weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsarten der Erfindung an.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine ver­ besserte Selektion und Aufnahme von Strahlelektronen unterschiedlicher Längsgeschwindigkeiten erreicht wird, was eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Röhre bewirkt. Eine verbesserte Elektronenübernahme des Kollektors wird besonders dann erzielt, wenn der ankommende Elektronen­ strahl Elektronen enthält, deren Längsgeschwindigkeit höher ist als ihre Startgeschwindigkeit. Solche Elektro­ nengeschwindigkeitserhöhungen finden im Bereich der Hoch­ frequenz-Wechselwirkungsstrecke der Röhre statt.
Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, daß man als zusätzliche Kollektorspannung für die innere Elektrode die zum Betrieb sowieso erforderliche Kathodenspannung verwen­ den kann.
Anhand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten bevorzug­ ten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert, wobei in beiden Figuren für gleiche Teile eine gleiche Bezifferung gewählt wurde. Die
Fig. 1 zeigt eine Kollektoranordnung mit einer hohl­ zylindrischen Innenelektrode 3 und die
Fig. 2 eine solche mit einer kegelstumpfmantelförmigen Innenelektrode 5, deren Ende geringeren Querschnitts dem ankommenden Elektronenstrahl entgegenragt.
Die äußere, die innere Elektrode 3 bzw. 5 umgebende Elek­ trode 1 ist z. B. durch Isolierteile 2, z.B. aus Keramik, mit der Innenelektrode 3 bzw. 5 verbunden. Die Röhren­ längsachse ist mit 7 bezeichnet.
Das dem ankommenden Elektronenstrahl zugewandte Ende 4 der inneren Hohlelektroden 3 bzw. 5 ist schräg geschnitten. Dadurch ergibt sich eine schräg liegende symmetrische oder unsymmetrische (wenn die Schnittfläche keine Ebene ist) ovale Elektroneneintrittsöffnung 4, die elektronenoptisch eine Unsymmetrie bei Anliegen unterschiedlicher Spannungen an den Elektroden 3, 5 gegenüber 1 bewirkt.
Dadurch wird eine besser verteilte Elektronenaufnahme bewirkt, insbesondere bezüglich der Elektronen, die im HF-Wechselwirkungsbereich eine zusätzliche Längsbeschleunigung erfahren haben.
An die Innenelektrode 3 bzw. 5 wird bevorzugt Kathodenpotential angelegt. Eine Optimierung der Feldunsymmetrie wird durch Einbringen von Öffnungen 6 in die Wandung der Innenelektrode 3 bzw. 5 erreicht, wobei diese Öffnungen 6 zweckmäßig in der Nähe der Eintrittsöffnung 4 angeordnet sind.

Claims (12)

1. Mehrstufiger Kollektor für den Elektronenstrahl einer Laufzeitröhre mit einer äußeren rohrförmigen Elektrode (1) kreisförmigen Querschnitts und einer konzentrisch dazu und isoliert davon angeordneten, inneren Elektrode (3, 5) kreisförmigen Querschnitts, die rohrförmig ausgebildet ist und deren Elektroneneintrittsöffnung einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist, der dadurch erzielt ist, daß das elektronenseitige Ende (4) der inneren Elektrode (3, 5) bezüglich der Längsachse (7) der Röhre schräg abgeschnitten ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der inneren Elektrode (3, 5) einen oder mehrere Durchbrüche (6) aufweist.
2. Mehrstufiger Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnittsfläche (4) eine Ebene ist und die Elektroneneintrittsöffnung (4) einen symmetrisch ovalen Querschnitt aufweist.
3. Mehrstufiger Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnittsfläche (4) eine gewölbte Fläche ist und die Elektroneneintrittsöffnung einen unsymmetrisch ovalen Querschnitt aufweist.
4. Mehrstufiger Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Elektrode (3, 5) kreiszylindrisch ausgebildet ist.
5. Mehrstufiger Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Elektrode (3, 5) kegelstumpfmantelförmig ausgebildet ist.
6. Mehrstufiger Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Elektrode (3, 5) und die äußere Elektrode (1) auf unterschiedlichem elektrischen Potential liegen.
7. Mehrstufiger Kollektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Elektrode (3, 5) auf Kathodenpotential oder auf kathodennahem Potential liegt.
8. Mehrstufiger Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Elektrode (1) auf einem positiveren Potential als die innere Elektrode (3, 5) liegt.
9. Mehrstufiger Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Elektrode (1) die letzte Kollektorstufe bildet.
10. Mehrstufiger Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroneneintrittsöffnung (4) der inneren Elektrode (3, 5) innerhalb der äußeren Elektrode (1), insbesondere in Strahlrichtung zurückversetzt angeordnet ist.
11. Mehrstufiger Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Länge der rohrförmigen inneren Elektrode (3, 5) größer ist als ihr mittlerer Innendurchmesser.
12. Mehrstufiger Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Neigungswinkel der schrägen Schnittfläche (4) der inneren Elektrode (3, 5) bezogen auf die von der Längsachse senkrecht durchstoßenen Ebene 80 bis 10, vorzugsweise 70 bis 20, insbesondere 60 bis 30 Winkelgrade beträgt.
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