DE6609298U

DE6609298U - PERMANENT MAGNET ARRANGEMENT WITH RADIAL MAGNETIZED RING MAGNETS, IN PARTICULAR FOR WALKING FIELD TUBES.

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Publication number: DE6609298U
Application number: DE19676609298
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-10-06
Filing date: 1967-10-06
Publication date: 1972-04-13

Description

Permanentmagnetanordnung mit radial magnetisierten Ringmagneten, insbesondere für WanderfeldröhrenPermanent magnet arrangement with radially magnetized ring magnets, especially for traveling wave tubes

Die Neuerung betrifft eine Permanentmagnetanordnung mit radial magnetisierten Ringmagneten, insbesondere periodisch magnetische Fokussierungsanordnung für Wanderfeldröhren.The innovation relates to a permanent magnet arrangement radially magnetized ring magnets, in particular periodic magnetic focusing arrangement for traveling wave tubes.

Zur Fahruns des Elektronenstrahls in Wänderfeidröhren verwendet man vielfach räumlich periodische Permanentmagnetsysteme. Solche Permanentmagnetsysteme können aus Ringmagneten aufgebaut sein, die derart hintereinander angeordnet sind, daß sie eine magnetostatische Linsenkette bilden. Dabei bedient man sich mit Vorteil radial magnetisierter Ringmagnete, wie aus der Zeitschrift "A.E.Ü.", Band 15, (1961), Seiten 429 bis 436 bekannt ist.To drive the electron beam in Wänderfeid tubes one often uses spatially periodic permanent magnet systems. Such permanent magnet systems can be constructed from ring magnets which are arranged one behind the other in such a way that they form a magnetostatic lens chain form. It is advantageous to use radially magnetized ring magnets, as in the magazine "A.E.Ü.", Volume 15, (1961), pages 429 to 436 is known.

Der genannten Veröffentlichung ist zu entnehmen, daß die maximale magnetische Feldstärke auf der Rotationsachse eines radi&l magnetisierten Ringmagnetes von den Hagnetabmessungen abhängig ist. Im Falle eines vorgegebenen Verhältnisses des Außenradius zvar Innenradius des Hagnetringes ist es möglich, die magnetische Feldstärke auf der Rotationsachse durch einen in den Hagnetring eingelegten Eisenring zu erhöhen. Diese Maßnahme ist jedoch in einer Fokussierungsanordnung für Wanderfeldröiiren unzweckmäßig, wenn ein kleinster Innenradius durch den Außendurchm^sserThe publication mentioned shows that the maximum magnetic field strength on the axis of rotation of a radiomagnetized ring magnet is dependent on the magnet dimensions. In the case of a given ratio of the outer radius zvar the inner radius of the hanger ring, it is possible to increase the magnetic field strength on the axis of rotation by means of an iron ring inserted into the hanger ring. However, this measure is inexpedient in a focusing arrangement for traveling-wave tubes when a smallest inner radius through the outer diameter

λ ■ ι| ft * I 4 · · ■ · · » ♦ · λ ■ ι | ft * I 4 · · ■ · · »♦ ·

der Vakuumhülle der Röhre vorgeschrieben ist. Gemäß dem Stand der Technik kann dann eine höhere Feldstärke nur erreicht werden, wenn der Eisenring fortgelassen wird und der Innenradius des Ringmagnetes so klein wie möglich gemacht wird.the vacuum envelope of the tube is prescribed. According to In the prior art, a higher field strength can only be achieved if the iron ring is omitted and the inner radius of the ring magnet is made as small as possible.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Permanentmagnetanordnung mit radial magnetisierten Ringmagneten so auszugestalten, daß bei vorgegebenen Abmessungen der Ringmagnete eine magnetische Feldstärkeerhöhung längs der Rotationsachse der Ringniagnete erzielbar ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Permanontmagnetanordnung der eingangs erwähnten Art nach der Neuerung vorgeschlagen, daß die Ringmagnete aus mindestens zwei konzentrisch zueinander angeordneten ringförmigen Teilmagneten unterschiedlicher Magnetmaterialien zusammengesetzt sind, wobei das Magnetmaterial des inneren Teilmagnetes eine im Vergleich zum benachbarten äußeren Teilmagnet hohe Remanenz aufweist, während demgegenüber das den angrenzenden äußeren Teilmagnet bildende Magnetmaterial eine hohe Koerzitivkraft hat.The innovation is based on the task of a permanent magnet arrangement to be designed with radially magnetized ring magnets so that with given dimensions the ring magnet a magnetic field strength increase can be achieved along the axis of rotation of the ring magnet. To the This problem is solved with a permanent magnet arrangement of the type mentioned after the innovation proposed that the ring magnets consist of at least two concentrically arranged ring-shaped partial magnets composed of different magnetic materials are, the magnetic material of the inner part magnet one compared to the neighboring outer part magnet has high remanence, while in contrast that forming the adjacent outer part magnet Magnet material has a high coercive force.

Die neuerungsgemäße Maßnahme, einen Ringmagnet aus zwei Teilmagneten unterschiedlicher Magnetmaterialien in einer magnetischen Serienschaltung zusammenzusetzen, weist den wesentlichen Fortschritt auf, daß ein so aufgebauter Ringmagnet bei gleichen Abmessungen einen höheren magnetischen Fluß als die bisher bekannten, aus einem einheitlichen Magnetmaterial bestehenden Ringmagnete liefern kann. Dabei wird durch den äußeren, aus einem Magnetmaterial mit hoher Koerzitivkraft hergestellten Ringmagnet eine hohe wirksame magnetische Spannung erzielt. Besonders vorteilhaft ist der Außenradius des inneren Teilmagneten bzw. der Innenradius des äußeren Teilmagneten so gewählt, daß dieser Radius dem Schnittpunkt der Hysteresiskurve der beiden betreffenden Materialien entspricht.The measure according to the innovation, a ring magnet made of two partial magnets of different magnetic materials in assemble a magnetic series circuit, has the essential advance that a so constructed Ring magnet with the same dimensions a higher magnetic flux than the previously known, from one can supply existing ring magnets with a uniform magnetic material. In doing so, the outer, one A ring magnet produced with a high coercive force achieves a high effective magnetic tension. The outer radius of the inner part magnet or the inner radius of the outer part magnet is particularly advantageous chosen so that this radius corresponds to the intersection of the hysteresis curve of the two materials in question.

Anhand der Figuren der Zeichnung soll die Neuerung nachstehend näher erläutert werden.The innovation is to be explained in more detail below with the aid of the figures of the drawing.

Die Figur 1 zeigt von vorne und die Figur 2 im Schnitt eine Permanentmagnetanordnung mit radial magnetisierten Ringmagneten 1. Diese Permanentmagnetanordnung kann als eine Zelle einer an sich bekannten räumlich periodischen Fokussierungsanordnung für Wanderfeldröhren betrachtet werden. Mit 2 ist ein Weicheisenjoch und mit 3 sind Polschuhringe bezeichnet. Die Pfeile 4 geben den Verlauf des magnetischen Flusses an.FIG. 1 shows from the front and FIG. 2 in section a permanent magnet arrangement with radially magnetized ring magnets 1. This permanent magnet arrangement can be used as a cell of a spatially periodic cell known per se Focusing arrangement for traveling wave tubes are considered. With 2 is a soft iron yoke and with 3 is Pole shoe rings designated. The arrows 4 indicate the course of the magnetic flux.

Es sei vorausgesetzt, daß die Ringmagnete 1 der Figuren 1 und 2 in der bekannten Weise aus einem homogenen Magnetmaterial bestehen, Die magnetische Flußdichte B im Ringmagnet ist dann eine Funktion von dessen Radius r, wie im Schaubild der Figur 3 mit der magnetischen Induktion B als Ordinate und der Feldstärke H als Abszisse dargestellt ist. Die Kurve 5 ist die Entmagnetisierungskurve (Hysteressiskurve). B_m (r^) und B_m (r ) bezeichnen die magnetische Induktion am Innenradius r.. und am Außenradius r eines Ringmagnetes.It is assumed that the ring magnets 1 of FIGS. 1 and 2 consist of a homogeneous magnetic material in the known manner. The magnetic flux density B in the ring magnet is then a function of its radius r, as in the diagram of FIG. 3 with the magnetic induction B as Ordinate and the field strength H is shown as the abscissa. Curve 5 is the demagnetization curve (hysteresis curve). B _m (r ^) and B _m (r) denote the magnetic induction at the inner radius r .. and at the outer radius r of a ring magnet.

Aus dem Schsubild der Figur 3 ist ersichtlich, daß die einzelnen Ringzonen eines Ringmagnetes in Abhängigkeit vom Radius r unterschiedlich zur magnetischen Spannung V_m beitragen. Am Innenrand des Ringmagnetes (Radius r.) beträgt die magnetische FlußdichteIt can be seen from the diagram in FIG. 3 that the individual ring zones of a ring magnet contribute _{differently to the magnetic voltage V m as a function of the radius r.} The magnetic flux density is at the inner edge of the ring magnet (radius r.)

mit 'ο als den magnetischen Fluß und b als axiale Dicke des Ringmagnetes. Wenn nun, wie in räumlich periodischen Fokussierungsanordnungen für Wanderfeldröhren häufig der Fall äst, die Dicke b verhältnismäßig klein, der magnetischewith 'ο as the magnetic flux and b as the axial thickness of the ring magnet. If now, as in spatially periodic focusing arrangements for traveling wave tubes, the Case ast, the thickness b relatively small, the magnetic one

Fluß ^b sehr groß und ein sehr kleiner Innenradius r_. gefordert ist, dann wird die magnetische Flußdichte BRiver ^ b very large and a very small inner radius r_. is required, then the magnetic flux density B

so giwß, daß die Zonen mit kleinem Radivs des Ringmagneten keine magnetische Spannung liefern oder sogar von den äußeren Zonen magnetisiert werden. Diese Verhältnisse sind in den Figuren 4 und 5 dargestellt, wobei die Figur dem Schaubild der Figur 3 entspricht und die Figur 5 die magnetische Spannung V_ffl in Abhängigkeit vom Radius r des Ringmagnetes zeig:. Man Grksnnt. daß die Zonen des Ringmagnetes zwischen dem Innendurchmesser r. und einem bestimmten Radius r_Q als magnetischer Widerstand wirken und von den äußeren Zonen magnetisiert werden müssen.in such a way that the zones with a small radius of the ring magnet do not supply any magnetic voltage or are even magnetized by the outer zones. These relationships are shown in FIGS. 4 and 5, the figure corresponding to the diagram in FIG. 3 and FIG. 5 showing the magnetic voltage V _ffl as a function of the radius r of the ring magnet. You grksnnt. that the zones of the ring magnet between the inner diameter r. and a certain radius r _{Q act} as a magnetic resistance and must be magnetized by the outer zones.

Die geschilderten Nachteile werden vermieden, wenn man neuerungsgemäß einen radial magnetischen Ringmagnet aus mehreren, insbesondere zwei konzentrisch zueinander angeordneten ringförmigen Teilmagneten zusammensetzt. Die Figur zeigt im Schnitt einen solchen Ringmagnet, der an die Stelle der Ringmagnete 1 der Figuren 1 und 2 gesetzt sein soll und aus zwei ringförmigen Teilmagneten 6 und 7 unterschiedlicher Magnetmaterialien besteht. Mit r^ ist der Radius bezeichnet» der den beiden Teilmagneten 6 und 7 gemeinsam ist. Das den inneren Teilmagnet 6 bildende Magnetmaterial soll im Vergleich zum Magnetmaterial des äußeren Teilmagnetes 7 eine hohe Remanenz nahen. Demgegenüber ist für den äußeren Teilmagnet ein Magnetmaterial mit vergleichsweise hoher Koerzitivkraft vorgesehen. Man wird deshalb für den inneren Teilmagneten vorzugsweise ein Magnetmaterial auf der Basis einer Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierung und für den äußeren Teilmagnet einen hartmagnetischen Ferrit verwenden. In Figur 7 sind die Hysteresiskurven 8 und 9 zweier entsprechend unterschiedlicher Magnetmaterialien dargestellt. Die Kurve bedeutet ein Material mit hoher Remanenz, aus dem der innere Teilmagnet 6 hergestellt ist. Die Kurve 9 ist die Eysteresis-The disadvantages outlined are avoided if, according to the invention, a radially magnetic ring magnet is used composed of several, in particular two, ring-shaped partial magnets arranged concentrically to one another. The figure shows in section such a ring magnet, which is attached to the Place of the ring magnets 1 of Figures 1 and 2 should be set and of two ring-shaped partial magnets 6 and 7 different Magnetic materials. The radius is denoted by r ^ " which the two partial magnets 6 and 7 is common. The magnetic material forming the inner part magnet 6 should be compared a high remanence approach to the magnetic material of the outer partial magnet 7. In contrast, is for the outer part magnet a magnetic material with a comparatively high coercive force is provided. One is therefore for the inner part of the magnet preferably a magnetic material based on an aluminum-nickel-cobalt alloy and for the outer Part of the magnet use a hard magnetic ferrite. In Figure 7, the hysteresis curves 8 and 9 of two are corresponding different magnetic materials shown. The curve means a material with high remanence from which the inner Part magnet 6 is made. Curve 9 is the eysteresis

u- 5 _u- 5 _

Jm ♦ Ϊ5 Jm ♦ Ϊ5

kurve eines hartmagnetischen Ferrits, aus dem der äußere Teilmagnet 7 besteht. Mit Vorteil ist der den beiden Teilmagneten 6 und 7 gemeinsame Radius r^ so gewählt, daßcurve of a hard magnetic ferrite, from which the outer part magnet 7 consists. That’s an advantage for both of them Part magnets 6 and 7 common radius r ^ chosen so that

er dem Schnittpunkt der beiden Hysteresiskurven 8 und entspricht. Dieser Radius r. kann in der Praxis ohne weiteres durch Messungen ermittelt werden.it corresponds to the intersection of the two hysteresis curves 8 and 8. This radius r. can in practice without further can be determined by measurements.

£>ie Neuerung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausftlhrungsbeispiel. Insbesondere kann der Ringmagnet auch aus mehr als zwei Teilmagneten zusammengesetzt sein, wobei die Magnetmaterialien, welche die einzelnen Teilmagnete bilden, von einem inneren Teilmagiiet zu einem äviSeren Teilmagnet eine abnehmende Remanenz und eine zunehmende Koerzitivkraft Tnaben sollen.The innovation is not limited to what is shown Execution example. In particular, the ring magnet can also be composed of more than two partial magnets, wherein the magnetic materials that make up the individual partial magnets form, from an inner part of magic to an outer magic Partial magnet a decreasing remanence and an increasing coercive force Tnaben should.

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Claims

Protection claims

1. Permanent magnetization with radially magnetized ring magnets, in particular periodic magnetic focusing arrangement for Wtjiderfeldröhrenj characterized in, that the ring magnets consist of at least two concentrically arranged ring-shaped partial magnets (6,7) are composed, the magnetic material of the inner part magnet (6) in comparison to the adjacent outer Partial magnet (7) has high remanence, while in contrast that forming the adjoining outer partial magnet (7) Magnet material has a high coercive force.

2. Permanent magnet arrangement according to claim 1, characterized in that £> the partial magnets (6,7) with a radius (r.) Aneln * aider borders ₇ which corresponds to the intersection of the hysteresis curves (8,9) of the relevant magnetic materials.

3. Permanent magnet arrangement according to claim 1 or 2, characterized marked "tjdaß the inner part magnet (6) from a Aluminum-nickel-cobalt alloy and the outer part magnet (7) consists of a hard magnetic ferrite.