DE68916014T2

DE68916014T2 - Lauffeldröhre mit wendelförmiger Verzögerungsleitung, welche mittels dielektrischer Halterungsstäbe aus Bornitrid an der Vakuumhülle befestigt ist.

Info

Publication number: DE68916014T2
Application number: DE1989616014
Authority: DE
Inventors: Didier Grauleau; Dominique Henry
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1994-09-29
Anticipated expiration: 2009-06-14
Also published as: DE68916014D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wanderfeldröhre mit einer wendelförmigen Verzögerungsleitung, die über dielektrische Stützen aus Bornitrid an einer Hülle befestigt ist.
Die Erfindung gehört in den Bereich der Wanderfeldröhren mit wendelförmiger Verzögerungsleitung, d.h. beispielsweise einer Verzögerungsleitung in Form einer einfachen Wendel, vom Typ "ring and bar", vom Typ "ring and loop" usw. Um die Darstellung zu vereinfachen, wird nachfolgend von einer einfachen Wendelform ausgegangen.
Unter Bezugnahme auf die ältere deutsche Patentanmeldung DE-A1-40 14 377 vom 4. Mai 1990 mit amerikanischer Priorität vom 4. Mai 1989 hat der Anmelder aus eigenem Antrieb eine Einschränkung vorgenommen und getrennte Ansprüche für Deutschland vorgelegt.
Die wendelförmige Verzögerungsleitung liegt in einer zylindrischen, im allgemeinen aus Metall bestehenden Hülle, an der sie über dielektrische Stützen befestigt ist.
Für Wanderfeldröhren, die bei relativ hohen Leistungspegeln arbeiten, sind die Wendel und die Stützen in der Hülle zusammengespannt. Die Wendel ist beispielsweise aus Wolfram und die Stützen sind z.B. aus Quarz, Aluminiumoxid, Berylliumoxid oder Bornitrid. Die Hülle kann beispielsweise aus Kupfer oder rostfreiem Stahl bestehen.
Für Wanderfeldröhren noch größerer Leistung wird die Wendel an die dielektrischen Stützen angelötet, die ihrerseits mit der Hülle verlötet sind. Die Wendel kann dann aus Kupfer sein, ebenso wie die Hülle, und die dielektrischen Stützen können beispielsweise aus Berylliumoxid bestehen.
Man verwendet im allgemeinen drei dielektrische Stützen, die zueinander je um 120º versetzt sind.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die Probleme zu lösen, die auftreten, wenn man dielektrische Stützen aus Bornitrid verwendet.
Bornitrid wird verwendet, da seine Wärmeleitfähigkeit gut und seine Dielektrizitätskonstante niedrig ist, in der Größenordnung von 3 für anisotropes Bornitrid. Die niedrige Dielektrizitätskonstante führt dazu, daß die Energie sich nicht in den dielektrischen Stützen konzentriert, so daß die Kopplungsimpedanz verbessert wird.
Verwendet man dielektrische Stützen aus Bornitrid für kontinuierlich betriebene Wanderfeldröhren, dann stellt man fest, daß ein erheblicher Teil des Kathodenstroms aufgefangen wird, der bis zu 50% des Kathodenstroms gehen kann. Außerdem kann der aufgefangene Teil des Kathodenstroms zeitlich erheblich variieren,
Verwendet man dielektrische Stützen aus Bornitrid für impulsförmig betriebene Wanderfeldröhren, dann beobachtet man einen verhältnismäßig großen Strom in der Wendel, der während der Impulse zunimmt und die Wendel beschädigen kann.
Um die Probleme zu lösen, die sich seit mehreren Jahren stellen, wenn man dielektrische Stützen aus Bornitrid verwendet, hat die Anmelderin zuerst auf die dielektrischen Stützen ein schwach leitfähiges Material wie z.B. Graphit aufgebracht. Diese Graphitschicht hat aber die Probleme nicht gelöst, sondern verstärkt.
Der Aufsatz "High power, high frequency helix TW", der in den Conference Proceedings Military Microwaves 1986 veröffentlicht wurde, führt die verschiedenen Möglichkeiten zur Herstellung von Stützen für die Wendel in Wanderfeldröhren vor. Stützen aus Bornitrid laden sich elektrisch auf. Man kann sie mit einer dünnen leitenden Schicht bedecken, aber dies führt zu Verlusten. Stützen aus Berylliumoxid anstelle von Bornitrid werden als beste Wahl empfohlen. Aber auch diese Lösung besitzt Nachteile.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die mit der Verwendung von dielektrischen Stützen aus Bornitrid verbundenen Probleme zu lösen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wanderfeldröhre mit einer wendelförmigen Verzögerungsleitung, die an einer Hülle über dielektrische Stützen aus Bornitrid befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen eine Schicht aus Isoliermaterial mit einem Sekundäremissionskoeffizienten größer als 1 tragen, wie z.B. aus Aluminiumoxid oder Berylliumoxid.
Gemäß der Anmelderin werden die mit der Verwendung von dielektrischen Stützen aus Bornitrid verbundenen Probleme gelöst, wenn man diese Stützen mit einer Schicht eines Isoliermaterials mit einem Sekundäremissionskoeffizienten größer als 1 bedeckt da die beobachteten Probleme daher rühren, daß das Bornitrid unter den Bedingungen, bei denen es verwendet wird, einen Sekundäremissionskoeffizienten kleiner als 1 besitzt. Die Folge dieses unter 1 liegenden Sekundäremissionskoeffizienten ist, daß die dielektrischen Stützen mit der Zeit ein hohes negatives Potential annehmen. Daher wird der Elektronenstrahl entfokussiert, und ein erheblicher Teil des Kathodenstroms wird aufgefangen. Man beobachtet daher einen Strom in der Wendel, der nicht konstant ist und einen großen Wert annehmen kann.
Andere Gegenstände, Merkmale und Ergebnisse der Erfindung gehen aus der nachfolgenden, nicht beschränkend zu verstehenden Beschreibung anhand der beiliegenden Figuren hervor.
Figur 1 zeigt im Längsschnitt eine Wanderfeldröhre mit einer wendelförmigen Verzögerungsleitung.
Figur 2 zeigt im Querschnitt die dielektrischen Stützen aus Bornitrid, die mit einer Schicht aus Isoliermaterial mit einem Sekundäremissionskoeffizienten größer als 1 bedeckt sind.
In den verschiedenen Figuren werden gleiche Bezugs zeichen für gleiche Elemente verwendet, aber aus Gründen der Klarheit wurden die Maßangaben und Proportionen der verschiedenen Elemente nicht respektiert.
Figur 1 zeigt im Längsschnitt eine Wanderfeldröhre mit einer wendelförmigen Verzögerungsleitung.
Von links nach rechts in Figur 1 erkennt man die Elektronenkanone 1, die wendelförmige Verzögerungsleitung 2, die in einer Hülle 3 befestigt ist, den Hochfrequenzeingang 4 der Röhre und den Hochfrequenzausgang 5, die Fokussiereinrichtung für den Strahl 6 und den Kollektor 7.
Figur 2 zeigt im Querschnitt drei dielektrische Stützen 8, die um 120º zueinander versetzt sind und die wendelförmige Verzögerungsleitung 2 an der zylindrischen Hülle 3 fixieren.
Diese stabförmigen Stützen können unterschiedliche Querschnitte besitzen, nämlich rechteckig, quadratisch usw. oder im wesentlichen trapezförmig, wie in Figur 2 gezeigt.
Erfindungsgemäß werden die dielektrischen Stützen 8 von einer Schicht Isoliermaterial 9 mit einem Sekundäremissionskoeffizienten größer 1, wie z.B. Aluminiumoxid oder Berylliumoxid, bedeckt.
Man bringt beispielsweise durch Kathodenzerstäubung eine dünne Schicht von beispielsweise 1000 Ä auf.
Man stellt fest, daß in der Ausführungsform gemäß Figur 2 drei der vier Seiten der dielektrischen Stützen mit der Schicht aus Isoliermaterial 9 bedeckt sind. Dies erleichtert das Aufbringen der Schicht aus Isoliermaterial auf diese Stützen, ohne die Wirksamkeit der Erfindung zu beeinträchtigen. Es ist nämlich nicht nützlich, den Teil des Querschnitts der Stützen mit Isoliermaterial 9 zu bedecken, der an der Hülle anliegt.

Claims

1. Wanderfeldröhre mit einer Verzögerungsleitung (2) in Form einer Wendel, die an einer Hülle (3) über dielektrische Stützen (8) aus Bornitrid befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (8) eine Aluminiumoxidschicht (9) tragen.

2. Wanderfeldröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Querschnitts der Stützen, der an der Hülle anliegt, nicht mit der Schicht (9) aus Aluminiumoxid bedeckt ist.