DE4431231A1 - Insbesondere als ein relativistisches Magnetron geeignetes Magnetron - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetron zur Er­ zeugung von hochfrequenter Mikrowellenstrahlung. Die Er­ findung ist insbesondere nützlich für ein relativisti­ sches Magnetron und wir daher im folgenden insbesondere unter Bezugnahme auf diese Anwendung beschrieben.

Das relativistische Magnetron ist einer der erfolgreich­ sten der Hochleistungs-Mikrowellenerzeuger, die gegen­ wärtig verwendet werden, das heißt Generatoren, die elektromagnetische Leistungsimpulse oberhalb 100 Mega­ watt und bis zu zig Gigawatt erzeugen können. Typische Impulslängen liegen zwischen wenigen zig Nanosekunden und einigen Mikrosekunden.

Ein relativistisches Magnetron erzeugt hohe Leistungen mit guter Effizienz und Frequenzstabilität. Sie sind im Grundaufbau den üblichen Magnetrons, wie es während des zweiten Weltkriegs entwickelt worden, sehr ähnlich.

Sowohl das übliche Magnetron als auch das relativisti­ sche Magnetron weisen eine Kathode und eine Anode in ei­ ner Vakuumkammer, die radial voneinander beabstandet sind, um einen Interaktionsbereich zu bilden, und Mittel zum Erzeugen eines magnetischen Feldes parallel zu dem Interaktionsraum auf. Von der Kathode emittierte Elek­ tronen werden durch das elektrische Feld E in Richtung auf die Anode bei dem Vorhandensein des magnetischen Feldes B senkrecht zu dem elektrischen Feld beschleu­ nigt. Innerhalb der Anode erzeugen ein Satz von identi­ schen Höhlungen eine langsame Wellenstruktur. Wenn die Phasengeschwindigkeit der elektromagnetischen Welle, die in den Interaktionsbereich rotiert, der E_*B Driftge­ schwindigkeit der Elektronen gleich wird, wird Energie von den Elektronen auf die elektromagnetische Welle übertragen.

Das relativistische Magnetron unterscheidet sich von den üblichen Magnetron in zweierlei Weise:

• (a) Die Betriebsspannungen und -ströme in den relativi­ stischen Magnetronen sind wenigstens um eine Größenord­ nung größer als bei den üblichen Magnetronen, das heißt, der Begriff "relativistisch" gibt an, daß bei diesen Spannungen die Elektronen eine kinetische Energie gewin­ nen, die der restlichen Masse des Elektrons (511 KeV) vergleichbar sind.
• (b) Bei den üblichen Magnetronen werden die Elektronen von einer heißen Kathode emittiert. Das relativistische Magnetron nutzt dagegen das extrem hohe elektrische Feld, um Elektronen von einer kalten Kathode zu emittie­ ren. Der Wirkungsmechanismus der Kathode ist sehr kom­ pliziert und wird manchmal als "explosive Emission" be­ zeichnet. Sehr große Stromdichten werden erzeugt, die die Erzeugung von Mikrowellen mit einer sehr hohen Lei­ stung ermöglichen.

Da die relativistische Magnetrone durch Impulse von meh­ reren hundert kV betrieben werden, neigt jede gekrümmte Fläche an der Kathode dazu, Elektronen zu emittieren und/oder einen Hochspannungszusammenbruch zu initiieren. Weiter ergeben sich besondere Probleme bei der Schaffung des erforderlichen hohen Magnetfeldes (in der Größenord­ nung von wenigen kGauss), was ein besonderes Problem bei der Verringerung der Größe, dem Gewicht und den Kosten des relativistischen Magnetrons ist. Weiter bedeutet bei dem relativistischen Magnetron der üblichen Bauart der "axiale Strom", der sich aus der Drift entlang den Ma­ gnetfeldlinien der Elektronen, die von der Kathode emit­ tiert werden und den Interaktionsbereich verlassen, ein bekanntes Problem. Diese Elektronen tragen nicht zur Er­ zeugung der Mikrowellen bei. Ihre Energie ist daher ein Wärmeverlust und die Effizienz des Magnetrons wird dadurch verringert.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen Aufbau eines Magnetrons zu schaffen, der eine An­ zahl von Vorteilen hat, insbesondere bei einer Verwen­ dung in einem relativistischen Magnetron.

Nach der Erfindung wird ein Magnetron geschaffen, das eine Kathode und eine Anode in einer Vakuumkammer auf­ weist, radial voneinander beabstandet, um einen Interak­ tionsbereich zu bilden, und mit Mitteln zum Erzeugen ei­ nes Magnetfeldes parallel zu dem Interaktionsbereich, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode mit positiven Hochspannungsimpulsen versorgt wird, während die Kathode und die Vakuumkammer auf einem Bezugspotential sind.

Weitere Merkmale der bevorzugten Ausführungsbeispiele der unten beschriebenen Erfindung bestehen darin, daß die Kathode und die Vakuumkammer auf Massenpotential liegen. Weiter ist die Kathode in Form einer Stange, die Anode ist in einer ringförmigen Ausbildung, die koaxial um die Kathode angeordnet und mit Höhlungen versehen, die zu der Kathode weisen, um einen ringförmigen Inter­ aktionsbereich zwischen der Anode und der Kathode zu bilden. Weiter weist die Kathode einen Feldverstärkungs­ aufbau auf. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist dieser Aufbau in Form einer Scheibe, die an der Katho­ denstange befestigt ist und geschärfte äußere Ränder aufweist, die zu dem ringförmigen Interaktionsbereich weisen, zum Erhöhen der Elektronenemission aus einer kleinen ringförmigen Fläche der Kathodenstange in dem ringförmigen Interaktionsbereich. Es können jedoch ande­ re Aufbauten der Feldverstärkung verwendet werden.

Ein Magnetron, das in Übereinstimmung mit den vorange­ hend genannten Merkmalen konstruiert ist, hat eine An­ zahl von Vorteilen, die insbesondere bei einem relativi­ stischen Magnetron von Bedeutung sind, weniger bei einem in üblicher Weise aufgebauten Magnetron, bei dem negati­ ve Hochspannungsimpulse auf die innere Elektrode (d. h., die Kathode) und die äußere Elektrode (d. h., die Anode) aufgebracht werden und das Gehäuse im wesentlichen auf Massenpotential liegt.

Ein wichtiger Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, daß positive Elektroden keine Elektronen emittieren. Die Aufbringung des positiven Hochspannungsimpulses auf die Anode bei dem Halten des äußeren Gehäuses im wesentli­ chen auf Massenpotential erlaubt es, die äußeren Teile mit Krümmungsradien zu schaffen, die viel größer sind als die positiven inneren Teile (die Anode und seiner Spannungsversorgung) mit einer erheblichen Verringerung der unerwünschten Elektronenemission und weiter einer Verringerung des Risikos des Zusammenbrechens der Hoch­ spannung. Der Aufbau der Feldverstärkung der Kathode (d. h., der Scheibe, die an der Kathodenstange befestigt ist und mit geschärften äußeren Rändern versehen ist) sichert die Elektronenemission an dem gewünschten Ort.

Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, daß das verringerte Risiko der Elektronenemission und des Zusam­ menbruchs der Hochspannung es ermöglicht, ein Magnetron und insbesondere ein relativistisches Magnetron aufzu­ bauen, das verringerte Abstände zwischen den Elektroden hat und daher in seiner Größe und seinem Gewicht ver­ ringert ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß wegen des Be­ treibens des Magnetrons mit positiven Hochspannungsim­ pulsen, die auf die Anode aufgebracht werden, die Hoch­ spannungsversorgung nicht koaxial mit dem Aufbau der Anode/Kathode sein muß (parallel zu dem magnetischen Feld) und mit dem äußeren der Anode senkrecht zu dem aufgebrachten magnetischen Feld verbunden sein kann. Dies macht es möglich, U-förmige Permanentmagneten oder Elektromagneten mit U-förmigen ferromagnetischen Kernen zu verwenden, die eine bedeutsame Verringerung in der Größe, dem Gewicht und den Kosten des Magnetrons erlau­ ben.

Ein weiterer Vorteil, insbesondere bei einem relativi­ stischen Magnetron besteht darin, daß der Elektronen emittierende Bereich der Kathode symmetrisch innerhalb einer Anode angeordnet sein kann, so daß die Komponente des elektrischen Feldes zu dem magnetischen Feld ver­ ringert ist. Dies verringert den Elektronendrift in die­ ser Richtung und verringert so das oben erwähnte Problem des "axialen Stromes". Da das äußere Gehäuse auf Massen­ potential ist, werden die Elektronen durch das Gehäuse in Richtung auf den Interaktionsbereich reflektiert, was weiter den axialen Strom verringert.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungs­ beispiel anhand einer Zeichnung erläutert ist. Dabei zeigt

Fig. 1 schematisch das im Stand der Technik be­ kannte relativistische Magnetron;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Ausführungs­ beispiels eines nach der vorliegenden Er­ findung aufgebauten relativistischen Ma­ gnetrons;

Fig. 3 eine Längsschnittansicht des in Fig. 2 ge­ zeigten relativistischen Magnetrons;

Fig. 4 eine fragmentarische Ansicht eines abgewan­ delten Ausführungsbeispiels des in Fig. 2 und 3 gezeigten relativistischen Magnetrons; und

Fig. 5 eine Längsschnittansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel eines relativistischen Magnetrons, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wie­ dergibt.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, die ein relativistisches Magnetron nach dem Stand der Technik zeigt. Dieses weist ein Gehäuse 2 auf, das eine innere Vakuumkammer 3 ausbildet, welches mit einem Vakuum­ anschluß 4 versehen ist, der mit einer Vakuumquelle zum Halten der Kammer 3 unter einem hohen Vakuum (etwa 10^-6 Torr) verbunden ist. Das Gehäuse ist durch einen dielek­ trischen Hochspannungsisolator 5 verschlossen, der von dem Schaft 6 einer Kathodenstange 7, die in der Vakuum­ kammer angeordnet ist, durchdrungen wird. In der Vakuum­ kammer ist weiter eine ringförmige Anode 8 koaxial um die Kathode 7 angeordnet. Die innere Fläche der Anode 8 ist mit einer Mehrzahl von (nicht gezeigten) Höhlungen versehen, die zu der Kathode weisen und von dieser beab­ standet sind, um einen ringförmigen Interaktionsbereich 9 zwischen der Anode und der Kathode zu bilden. Die Kathode 7 weist einen Aufbau zur Feldverstärkung in Form einer Scheibe 10 auf, die an dieser befestigt ist und mit scharfen äußeren Rändern versehen ist, um die Elek­ tronenemission von einer kleinen ringförmigen Fläche der Kathode in den ringförmigen Interaktionsbereich 9 zu vergrößern.

Bei dem relativistischen Magnetron von Fig. 1 nach dem Stand der Technik werden negative Hochspannungsimpulse auf den Kathodenschaft 6 über einen mit Hochspannung ge­ pulsten Leistungsgenerator 11 aufgebracht. Der Generator 11 weist einen Energie speichernden Kondensator 12 (oder aber ein Impulse formendes Netzwerk) auf, dessen positi­ ve Seite gemeinsam mit dem Gehäuse 2 auf Masse liegt und dessen negative Seite mit einem schnellen Schalter 13 zum Aufbringen von negativen Hochspannungsimpulsen auf die Kathode 7 verbunden ist (wie durch den Impuls 14 in Fig. 1 gezeigt). Helmholz-Spulen 15 erzeugen das axiale magnetische Feld. Die Hochfrequenzenergie, die durch das relativistische Magnetron erzeugt wird, wird über eine Wellenführung 16 ausgegeben, die mit dem Ausgangsan­ schluß 17 über ein Vakuumfenster 18 verbunden ist.

Ein solcher Aufbau nach dem Stand der Technik verlangt, wie früher beschrieben, Flächen mit größeren Krümmungs­ radien, um unerwünschte Elektronenemissionen zu verring­ ern und weiter das Risiko eines Zusammenbruchs der Hoch­ spannung zu verringern. Weiter sind im allgemeinen große Helmholz-Spulen erforderlich, um das benötigte magneti­ sche Feld hoher Intensität zu erzeugen. Weiter reduziert der "axiale Strom", der durch ein solches Magnetron er­ zeugt wird, seine Effizienz.

Die vorgenannten Nachteile des Aufbaus des relativisti­ schen Magnetrons nach dem Stand der Technik werden ver­ mieden oder jedenfalls erheblich verringert, durch den Aufbau eines relativistischen Magnetrons, wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Ein Hauptmerkmal dieses neuen Aufbaus besteht darin, daß statt des Versorgens der Kathode mit negativen Hochspannungsimpulsen wie bei dem Aufbau nach dem Stand der Technik, die Anode bei der neuen in Fig. 2 und 3 gezeigten Konstruktion mit posi­ tiven Hochspannungsimpulsen versorgt wird, während die Kathode und die Vakuumkammer auf einem Bezugspotential, beispielsweise Masse, gehalten werden.

Das in den Fig. 2 und 3 gezeigte relativistische Magnetron weist ein Metallgehäuse 20 auf, das eine inne­ re Vakuumkammer 20 definiert. Das Gehäuse 20 ist mit drei Anschlüssen versehen: einem Vakuumanschluß 22, der mit einer Vakuumquelle zum Erhalten eines Hochvakuums (beispielsweise 10^-6 Torr) verbunden werden kann; einem Hochspannungs-Eingangsanschluß 23 zum Aufbringen der po­ sitiven Hochspannungsimpulse auf die Anode innerhalb der Vakuumkammer 21 und einem Ausgangsanschluß 25 zum Ausge­ ben der von dem Magnetron erzeugten Hochspannungsener­ gie.

In der Vakuumkammer 21 sind eine Kathodenstange 25 und eine äußere Ringanode 26 koaxial zu der Kathodenstange 25 angeordnet. Die Anode 26 ist mit einer Mehrzahl von Höhlungen 27 versehen, die zu der Kathodenstange 25 wei­ sen und von dieser beabstandet sind, um einen ringförmi­ gen Interaktionsbereich 28 zu bilden. Die Kathodenstange 25 weist weiter einen Aufbau zur Feldverstärkung in Form einer Scheibe 29 auf, die zentral zu der Kathodenstange befestigt ist und einen scharfen äußeren Rand aufweist, der zu dem ringförmigen Interaktionsbereich 28 weist, um die Elektronenemission von einer kleinen Ringfläche der Kathodenstange in dem Bereich zu vergrößern.

Die positiven Hochspannungsimpulse werden auf die Anode 26 mittels einer elektrisch leitenden Anodenstange 30 aufgebracht, die durch den Injektionsanschluß 23 läuft. Die positiven Impulse werden auf eine Anodenstange 30 über einen Eingangskoppler 31 aufgebracht. Der Koppler 31 weist einen äußeren elektrischen Leiter 32, der mit dem Gehäuse 20 verbunden ist, einen inneren elektrischen Leiter 33, der mit der Anodenstange 30 verbunden ist und einen Isolator 34, der das Innere des Gehäuses 20 ab­ dichtet und die Anodenstange 30 von dem äußeren Leiter 32 und von dem Gehäuse 20 isoliert. Der Raum 35 des Ein­ gangskopplers 32 zwischen dem äußeren und dem inneren Leiter 32, 33 ist vorzugsweise mit einem unter Druck stehenden Isolationsfluid, etwa SF6, gefüllt.

Das magnetische Feld für das Magnetron wird durch einen Magneten 36, der parallel zu der Kathodenstange 25 liegt, erzeugt, wie insbesondere in Fig. 3 gezeigt. Elektronen, die von der Scheibe 29 der Kathodenstange 25 erzeugt werden, werden in dem Interaktionsbereich 28 durch die E_*B-Drift in Drehung versetzt. Wenn ihre Winkelgeschwindigkeit annähernd der Phasengeschwindig­ keit der elektromagnetischen Welle zwischen den Anoden­ höhlungen entspricht, wird Energie von den Elektronen auf die elektromagnetische Welle übertragen.

In Fig. 3 ist gezeigt, daß die Anode Endkappen 38 auf­ weist, die die Mikrowellen innerhalb des Anodenblocks konzentrieren. Diese Endkappen sind jedoch für den Be­ trieb des Magnetrons nicht wesentlich.

Die so erzeugte Hochfrequenzenergie wird von einer Wel­ lenführung 40, die mit dem Ausgangsanschluß 24 gekoppelt ist, ausgegeben. Für diesen Zweck ist die Anode 26 mit einer Bohrung 41 versehen, die mit dem Ausgangsanschluß 24 ausgerichtet ist, diametral gegenüberliegend zu dem Einlaßanschluß 22 und zu der Hochspannungsanodenstange 30. Die Anode 26 weist weiter ein Paar von divergieren­ den Erstreckungen 42 auf, um die hochfrequente Energie von der Ausgangsbohrung 41 und dem Ausgangsanschluß 24 zu der Ausgangswellenführung 40 zu richten. Der Ausgang­ sanschluß 24 wird durch ein Fenster 43 geschlossen, das für die erzeugte hochfrequente Energie transparent ist. Die Ausgangswellenführung 40 kann ebenfalls mit einem unter Druck stehenden isolierenden Fluid, etwa SF₆, ge­ füllt sein.

Es ergibt sich, daß bei dem in den Fig. 2 und 3 ge­ zeigten relativistischen Magnetron die Erregung des Ma­ gnetrons durch auf die Anode 26 aufgebrachte positive Hochspannungsimpulse erfolgt, während die Kathode 25 und das Gehäuse 20 auf Massepotential bleibt. Dies vermeidet oder verringert erheblich die vielen Nachteile des oben beschriebenen vorbekannten relativistischen Magnetrons.

Fig. 4 zeigt eine Abwandlung in dem Aufbau des relati­ vistischen Magnetrons nach den Fig. 2 und 3. Statt der Vorsehung von divergierenden Anodenerstreckungen 42, die sich über die Ausgangsbohrung 41 der Anode 26 er­ strecken, um die hochfrequente Energie auf die Ausgangs­ wellenführung 40 zu richten, sind für diesen Zweck di­ vergierende dielektrische Elemente 50 vorgesehen. Diese dielektrischen Elemente 50 erstrecken sich von der Aus­ laßbohrung 41 der Anode in den Auslaßwellenführungsan­ schluß 24, um die hochfrequente Energie zu der Ausgangs­ wellenführung zu richten.

Fig. 5 zeigt einen anderen Aufbau des relativistischen Magnetrons in Übereinstimmung mit der vorliegenden Er­ findung. Bei diesem Aufbau hat das Gehäuse 60, das die innere Vakuumkammer 61 ausbildet, keinen separaten Wel­ lenführungsausgangsanschluß, wie bei dem Ausführungsbei­ spiel nach den Fig. 2 bis 4. Statt dessen wird die hochfrequente elektromagnetische Welle, die von dem Magnetron erzeugt wird, mit einer Ausgangswellenführung 62 über den Eingangsanschluß 63 gekoppelt, durch den die positiven Hochspannungsimpulse auf die Anode 64 aufge­ bracht werden. Die Anode 64 und die Anodenstange 65, die durch den Eingangsanschluß 63 verlaufen, um die positi­ ven Hochspannungsimpulse auf die Anode aufzubringen, er­ zeugen eine Antenne im Inneren der Vakuumkammer 61, die die Mikrowellen in dem koaxialen Eingangsanschluß 63 sammelt. Von diesem Punkt aus kann man übliche Verfahren der koaxialen Wellenführungsübertrag anwenden, um den Ausgang zu der Wellenführung 62 zu koppeln.

In Fig. 5 ist gezeigt, daß der koaxiale Eingangs­ anschluß 63 gegenständlich mit der Ausgangswellenführung 62 verbunden ist. Die Anodenstange 65 wird von einer Öffnung in der Wellenführung 62 aufgenommen und strahlt in diese ein. Die positiven Hochspannungsimpulse werden auf die Anodenstange 65 über eine Spule 66 aufgebracht. Die Induktivität dieser Spule ist so gewählt, daß sie einen Weg geringer Impedanz für die Hochspannungsimpul­ se, die auf die Anode 64 über die Anodenstange 65 aufge­ bracht wird, und einer hohe Impedanz für die Mikrowel­ lenfrequenzen, die innerhalb des Magnetrons erzeugt wer­ den, schaffen.

Das in Fig. 5 gezeigte Magnetron weist einen Eingangs­ koppler 67 vom koaxialen Typ auf, mit einem äußeren Lei­ ter 68, der elektrisch mit der Wellenführung 62 verbun­ den ist und mit dem Gehäuse 60 des Magnetrons (welches geerdet ist) und einem inneren Leiter 69, der mit der Anode 64 über die Anodenstange 65 und der vorerwähnten Spule 66 verbunden ist. Das Innere des Gehäuses 60 und der Wellenführung 62 sind durch einen Isolator 70 ver­ schlossen, durch den der innere Leiter 69 verläuft. Die Anode 64 kann in jeder geeigneten Weise getragen sein, beispielsweise durch (nicht gezeigte) dielektrische Stangen, die mit an dem äußeren Gehäuse 60 befestigt sind. Die interne Kopplung 68 kann weiter ein unter Druck stehendes Fluid in dem Raum 71 zwischen dem inne­ ren Leiter 68 und dem inneren Leiter 69 aufweisen.

Die Kathode 73 ist, wie bei den oben genannten Ausfüh­ rungsbeispielen, in der Form einer Stange, die eine Scheibe 74 aufweist, welche einen geschärften äußeren Rand hat, der zu dem ringförmigen Interaktionsraum 75 weist, um die Elektronenemission von einer kleinen ring­ förmigen Fläche der Kathode in dem ringeförmigen Inter­ aktionsbereich zu vergrößern. Wie bei den oben erwähnten Ausführungsbeispielen ist die Anode 64 axial um die Ka­ thode 73 angeordnet und ist mit Höhlungen 76 versehen, die zu der Kathode weisen, um den ringförmigen Interak­ tionsbereich 75 zu definieren.

Bei diesem Aufbau kann das Gehäuse 60 eine im wesentli­ chen zylindrische Ausbildung haben, die an den beiden gegenüberliegenden Enden offen ist. Ein Ende dient, wie oben beschrieben, als Hochspannungs-Eingangsanschluß 63 zum Aufbringen der positiven Hochspannungsimpulse auf die Anode 64 und das gegenüberliegende Ende dient als ein Vakuumanschluß 77, der mit einer Vakuumquelle ver­ bindbar ist, um ein Hochvakuum innerhalb des Inneren des Gehäuses zu erhalten. Der Vakuumanschluß 77 kann durch einen Isolator 78 verschlossen sein. Das Gehäuse 60 und die mit dieser elektrisch verbundene Kathodenstange 73 sind geerdet, so daß die Anode 64, die die "heiße" Elek­ trode ist, die positiven Hochspannungsimpulse aufnimmt. Das magnetische Feld wird von einem Magneten 79 erzeugt, der sich außerhalb des Gehäuses 60 parallel zu dem ring­ eförmigen interaktiven Bereich 55 zwischen der Kathode 73 und der Anode 64 erstreckt.

Die Ausgangswellenführung 68 wird mit dem Magnetron über den Eingangsanschluß 63 in der oben beschriebenen Art und Weise gekoppelt. Er kann eingestellt sein, um eine maximale Kopplung mittels eines Reflektors 80 zu schaf­ fen, mit einem manuell einstellbaren Knopf 81, der sich zum Äußeren der Wellenführung erstreckt.

Die in der vorstehenden Beschreibung in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfin­ dung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombi­ nationen für die Verdeutlichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (10)

1. Ein Magnetron mit einer Kathode (25) und einer Anode (26), die in einer Vakuumkammer (21) voneinander beabstandet angeordnet sind, um einen Interaktionsbe­ reich (28) zu definieren, und mit Mitteln zum Erzeugen eines magnetischen Feldes parallel zu dem Interaktions­ bereich (28), dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (26) mit positiven Hochspannungsimpulsen ver­ sorgt wird, während die Kathode (25) und die Vakuumkam­ mer (21) auf einem Bezugspotential liegen.

2. Das Magnetron nach Anspruch 1, wobei die Kathode (25) und die Vakuumkammer (21) auf Massepotential lie­ gen.

3. Das Magnetron nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wo­ bei die Kathode (25) in Form einer Stange ist, und die Anode (26) ringförmig ausgebildet ist, koaxial um die Kathode (25) angeordnet, und mit Höhlungen (27) verse­ hen, die zu der Kathode (25) weisen, um einen ringför­ migen Interaktionsbereich (28) zwischen der Anode (26) und der Kathode (25) zu definieren.

4. Das Magnetron nach Anspruch 3, wobei die Kathode (25) einen Aufbau zur Feldverstärkung aufweist, um die Elektrodenemission von einer kleinen ringförmigen Flä­ che dieses Aufbaus in den ringförmigen Interaktionsbe­ reich (28) zu vergrößern.

5. Das Magnetron nach Anspruch 4, wobei der Feldver­ stärkungsaufbau eine Scheibe (29) ist, die an der Kathodenstange (25) befestigt ist und mit scharfen äußeren Rändern versehen ist, die zu dem ringförmigen Interaktionsbereich (28) weist.

6. Das Magnetron nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vakuumkammer (21) durch ein Gehäuse (20) gebildet wird, das einen mit einer Vakuumquelle zu ver­ bindenden Vakuumanschluß (22) und einem Hochspannungs- Eingangsanschluß (23) aufweist, wobei das Magnetron weiter eine elektrisch leitfähige Anodenstange (30) aufweist und einen Eingangskoppler (31), der mit der elektrisch leitenden Stange (30) verbunden ist, um Hochspannungsimpulse auf die Anode (26) aufzubringen.

7. Das Magnetron nach Anspruch 6, wobei der Eingangs­ koppler (31) einen äußeren elektrischen Leiter (32), der mit dem Gehäuse (20) verbunden ist, einen inneren elektrischen Leiter (33), der elektrisch mit der Anodenstange (30) verbunden ist und einen Isolator (34), der das Innere des Gehäuses (20) abdichtet und die Anodenstange (30) von dem äußeren elektrischen Lei­ ter (32) isoliert, aufweist.

8. Das Magnetron nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Anode (26) mit einer Ausgangsbohrung durch eine ihrer Höhlungen (27) zum Ausgeben der dadurch erzeugten hoch­ frequenten Energie und einem Ausgangsanschluß (24), der mit der Bohrung (41) ausgerichtet ist, und eine Aus­ gangswellenführung (40), die mit dem Ausgangsanschluß (24) gekoppelt ist, aufweist.

9. Das Magnetron nach Anspruch 6 und Anspruch 7, wei­ ter mit einer Ausgangswellenführung (62), die mit dem Hochspannungs-Eingangsanschluß (63) verbunden ist, wobei der Eingangskoppler mit der elektrisch leitenden Anodenstange (65) über eine Impedanz verbunden ist, die einen Weg mit einer geringen Impedanz für die aufge­ brachten Hochspannungsimpulse und einen Weg mit einer hohen Impedanz für die von dem Magnetron erzeugte hoch­ frequente Energie erzeugt.

10. Das Magnetron nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kathode eine kalte Kathode ist und die Anode mit Hochspannungsimpulsen von wenigsten 100 kV beauf­ schlagt wird.