DE69626741T2

DE69626741T2 - Linearstrahl-Mikrowellenröhre mit einer planaren Kaltkathode als Elektronenstrahlquelle

Info

Publication number: DE69626741T2
Application number: DE69626741T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Minato-ku Tonegawa
Original assignee: NEC Microwave Tube Ltd
Current assignee: NEC Microwave Tube Ltd
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2016-10-31
Also published as: EP0772218B1; EP0772218A2; US5796212A; DE69626741D1; JPH09129144A; EP0772218A3; JP2765533B2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Linearstrahl-Mikrowellenrohre, die durch die Wechselwirkung zwischen einem Elektronenstrahl und einer Mikrowelle betreibbar sind und insbesondere die Struktur eines Elektronenkanonenabschnittes, der eine planare Kaltkathodenelektrode als eine Elektronenstrahlquelle verwendet.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Mikrowellenenergie findet ausgedehnte Anwendungen auf zahlreichen Gebieten wie beispielsweise der Kommunikation, Laser, industrieller Erwärmung, Teilchenbeschleunigern, Radioastronomie und Kernfusion. Um der Nachfrage der Gesellschaft zur Realisierung einer Hochleistungsinformationsgesellschaft, der wir uns im 21. Jahrhundert nähern, zu realisieren und um auch ein neues Gesellschaftssystem zu organisieren, wird die Realisierung der gegenseitigen Übertragung von großen digitalen Datenmengen, die typischerweise durch Multimedia, die zugehörigen Gebiete der Kommunikation unter den vorstehend genannten Gebieten, repräsentiert sind, steigend wichtige Rollen erfüllen müssen.
Unter verschiedenene Kommunikationsarten verwendet eine, die Mikrowellen verwendet, Mikrowellenübertragungsstationen, die bei den Satellitenkommunikationserdstationen oder in den Satelliten selbst verwendet werden. Unter den Sub-Systemen einer derartigen Übertragungsstation werden Linearstrahl-Mikrowellenrohre als typische Mikrowellenverstärker verwendet.
Ein Linearstrahl-Mikrowellenrohr hat einen Elektronenkanonenabschnitt, der einen Elektronenstrahl emittiert, einen Hochfrequenzschaltungsabschnitt einschließlich einer Langsamwellenschaltung zum Verursachen einer Wechselwirkung zwischen einem Elektronenstrahl und einer Mikrowelle, einen Kollektorabschnitt zum Sammeln des Elektronenstrahls, der den Wechselwirkungsprozeß in dem Hochfrequenzschaltungsabschnitt beendet hat, und eine Strahlfokussierelektrode zum Konvergieren des Elektronenstrahls. Unter den das vorstehende Linearstrahlmikrowellenrohr bildenden Elementen ist die Elektronenkanone, die einen Elektronenstrahl erzeugt, welcher einen konstanten Strahldurchmesser hat, für den stabilen Betrieb des Rohres sehr wichtig.
Herkömmlicherweise wurde eine Heißkathodenelektrode als Kathodenelektrode des Elektronenkanonenabschnittes verwendet, wobei die Heißkathodenelektrode auf eine Temperatur von ungefähr 1000°C erhitzt wird. Zusätzlich ist eine komplexe Struktur notwendig, um die Kathodenelektrode bei hoher Temperatur zu tragen. Vor kurzem wurden Untersuchungen und Entwicklungen durchgeführt, um Elektronenkanonen zu entwickeln, die eine Kaltkathodenelektrode verwenden. 1 ist eine schematische Ansicht im Schnitt, die eine derartige, herkömmlich entwickelte Elektronenkanone, welche eine Kaltkathodenelektrode verwendet, zeigt. Wie dargestellt ist die Kaltkathodenelektrode 44 mit einem Kathodenchip 39 versehen, der an einen Befestigungshalter 43 hart angelötet ist. Eine Strahlfokussierelektrode 12 zum Konvergieren des Elektronenstrahls ist in einem vorbestimmten Abstand zur Vorderseite des Kathodenchips 39 angeordnet. Die Strahlfokussierelektrode 12 hat eine Öffnung, die größer als der Elektronenemissionsbereich 57 der Kaltkathodenelektrode ist. Die Kaltkathodenelektrode hat ihre Gateelektrode durch eine Drahtverbindung 60 nach außen geführt.
2 ist eine perspektivische Ansicht des Kathodenchips 39. Eine Kaltkathodenelektrode zum Emittieren des Elektronenstrahls ist mit 38 bezeichnet. Eine große Anzahl dieser Kaltkathodenelektroden 38 bilden den Elektronenemissionsbereich 57. Die Kaltkathodenelektroden werden durch allgemein bekannte Halbleiterverfahren hergestellt. 3 ist eine vergrößerte Ansicht im Schnitt der Kaltkathodenelektrode. Wie in der 3 gezeigt, ist auf einem Basissubstrat 56 über einer Isolierschicht 42 eine Gateelektrode 41 vorgesehen. In der Gateelektrode 41 und der Isolierschicht 42 ist ein Loch ausgebildet, und in dem Loch ist ein konischer Emitter 40 geformt. Durch Anlegen einer Spannung an die Gateelektrode 41 und Anlegen eines hohen elektrischen Feldes an die Emitterspitze, werden von dieser Elektronen emittiert.
In dieser Elektronenkanone gemäß dem Stand der Technik, die die Kaltkathodenelektrode verwendet, ist der Kathodenchip an einen Montagehalter hartgelötet und der Elektronenstrahl wird durch die Strahlfokussierelektrode konvergiert, die ein Loch hat, dessen Durchmesser nicht kleiner als der Elektronenemissionsbereich ist. Ein Problem hierbei ist, dass, wie in der 1 gezeigt, der emittierte Elektronenstrahl in Abhängigkeit von den relativen Positionen des Kathodenchips und der Strahlfokussierelektrode exzentrisch wird. Der Elektronenemissionsbereich, in welchem die Kaltkathodenelektroden ausgebildet sind, hat ungefähr 1 mm × 1 mm, und das heißt, dass es schwierig ist, den Bereich durch visuelle Betrachtung zu unterscheiden. Daher ist es während der Herstellung schwierig, den Elektrodenemissionsbereich und die Hochfrequenzschaltung des Mikrowellenrohres relativ zueinander geordnet zu positionieren.
Im Fall von beispielsweise einer Wanderwelle eines Wanderwellenrohres mit Tausendstel-Wellenband ist der Elektronenemissionbereich der Kaltkathodenelektrode ungeführ 1 mm × 1 mm. Das heißt, dass der Wendeldurchmesser für den Fall einer Langsamwellenschaltung vom Wendel-Typ, die eine typische Hochfrequenzschaltung ist, 0,5 mm oder darunter liegt. In diesem Fall müssen 99,5% eines Elektronenstrahls von bei spielsweise 100 MA zum Kollektor übertragen werden, ohne dass die Wendelschaltung mit einem Radius von 0,5 mm oder darunter unterbrochen wird.
Eine Positionsabweichung der Kathode und der Hochfrequenzschaltung um 10 μm (d. h. 0,01 mm) entspricht einer 2%igen Positionsabweichung bezüglich einer Wendel von 0,5 mm. Das Betreiben des Mikrowellenrohres in diesem Zustand führt zu einem Aufprallen eines Teils des Elektronenstrahls, der von der Kathode emittiert wird, auf die Wendelschaltung und die daraus folgende Verschlechterung des Vakuumgrades infolge von Gaserzeugung als Ergebnis einer partiellen Erwärmung kann nachteilige Wirkungen auf das Übertragen des Elektronenstrahls haben. Darüberhinaus wird die Wendelschaltung abschmelzen, wenn sie durch den konzentrierten Elektronenstrahl beaufschlagt wird. In einem derartigen Fall wird das Mikrowellenrohr nicht mehr seine Funktion erfüllen.
In der japanischen Patentanmeldung mit der Kokai-Veröffentlichungs-Nr. Hei 5-343000 sind eine Elektronenkanone und eine Kathodenelektrode offenbart, wobei eine Anzahl von Strahlfokussierelektroden vor einem Elektronenemissionsbereich vorgesehen sind. Die Strahlfokussierelektroden sind mit Isoliermaterial versehen, das jeweils dazwischen angeordnet sind, so dass er nicht mit den Gateelektroden in direktem Kontakt steht, an welche die Spannung für das Emittieren der Elektronen von den Elektronenemissionsbereich angelegt wird. In der offenbarten Struktur ist das Loch, welches durch die Strahlfokussierelektroden definiert ist, nicht so dargestellt, dass es einen kleineren Durchmesser als der Elektronenemissionsbereich hat, sondern ist so dargestellt, als habe es einen ungefähr gleichen Durchmesser wie derjenige des Elektronenemissionsbereiches.
Die JP-A-7182968 offenbart ein Linearstrahl-Mikrowellenrohr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, mit einer einzigen Fokussierelektrode, wobei das Loch, welches durch die Strahlfokussierelektrode definiert ist, so erscheint, als habe es einen kleineren Durchmesser als der Elektronenemissionsbereich.
Bei den vorstehend beschriebenen Anordnungen gemäß dem Stand der Technik weichen der Elektronenstrahl und die Hochfrequenzschaltung axial voneinander ab und dies führt zu verschiedenen Problemen, die aus der Abweichung der Strahlübertragung resultieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die vorstehend erörterten verschiedenen Nachteile, die dem Stand der Technik inhärent sind, zu überwinden und ein Linearstrahl-Mikrowellenrohr zu schaffen, das das Konvergieren eines Elektronenstrahls von einer Kaltkathodenelektrode auf eine gewünschte Form und die genaue Ausrichtung der Strahlbahnmitte auf eine gewünschte Position ermöglicht.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Linearstrahl-Mikrowellenrohr mit einem Elektronenkanonenabschnitt, der als Elektronenstrahlquelle dient, einem Hochfrequenz-Schaltungsabschnitt einschließlich einer Langsamwellenschaltung zum Verursachen einer Wechselwirkung zwischen einem Elektronenstrahl und einer Mikrowelle, und einem Kollektorabschnitt zum Sammeln des Elektronenstrahls, der als ein Ergebnis des Wechselwirkungsprozesses in dem Hochfrequenzschaltungsabschnitt erzeugt wird, versehen, wobei das Linearstrahl-Mikrowellenrohr aufweist:
einen Kathodenchip, der eine Kaltkathodenelektrode vom ebenen Typ ohne Heizung in dem Elektronenkanonen-Abschnitt bildet und einen Elektronenemissionsbereich aufweist; und
eine Strahlfokussierelektrode, die in direktem Kontakt mit dem Kathodenchip steht und vor der Kaltkathodenelektrode vom ebenen Typ angeordnet ist und ein Loch hat, dessen Durchmesser kleiner als der Elektronenemissionsbereich der Kaltkathodenelektrode vom ebenen Typ ist.
Gemäß der Erfindung hat das Linearstrahl-Mikrowellenrohr die Elektronenkanone, welche eine Kaltkathodenelektrode verwendet, die keine Heizung erfordert, ist die Kaltkathodenelektrode von einem Kathodenchip getragen, der an einem Montageträger an grenzt und mit diesem verlötet ist, und der Kathodenchip ist bezogen auf eine Referenzposition des Montageträgers positioniert, um eine gewünschte Größe zu erfüllen.
Der Elektronenstrahl wird durch die Strahlfokussierelektrode, welche ein Loch hat, dessen Durchmesser kleiner als der Elektronenemissionsbereich der Kaltkathodenelektrode ist, gesammelt, wodurch ein kreisförmiger Elektronenstrahl mit einem Durchmesser gleich dem Lochdurchmesser der Strahlfokussierelektrode direkt abgenommen werden kann.
Die Strahlfokussierelektrode steht in direktem Kontakt mit dem Kathodenchip, macht somit Leiter zum Zuführen zu einer Gateelektrode vom Kathodenchip beim Montieren des Kathodenchips überflüssig. Es ist somit möglich, eine gewünschte Elektronenkanone zu bauen, ohne dass solche Prozesse wie Drahtbondierung erforderlich sind, die einen Elektronenstrahl erzeugen kann, welcher ein kreisförmiges Profil in der Ansicht im Schnitt rechtwinkelig zu dessen axialer Richtung hat, und der frei von axialer Abweichung ist.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung hervor, die anhand der begleitenden Figuren erläutert werden, in welchen zeigt:
1 eine Ansicht im Schnitt einer Elektronenkanone, die eine Kaltkathodenelektrode verwendet, gemäß dem Stand der Technik;
2 eine perspektivische Ansicht eines Kaltkathodenchips, der durch einen Halbleiterprozeß erhalten wird;
3 eine vergrößerte Ansicht im Schnitt der Kaltkathodenelektrode;
4 eine Ansicht im Schnitt eines Elektronenkanonenabschnittes eines Linearstrahl-Mikrowellenrohres gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 eine Ansicht im Schnitt der hartgelöteten Teile eines Montageträgers und eines Kathodenchips;
6 eine Ansicht im Schnitt einer vorbereitend hergestellten Strahlfokussierelektrode;
7 eine Ansicht einer Bahn eines Elektronenstrahls, der an einem ebenen Elektronenemissionsbereich emittiert wird;
8 eine Ansicht einer Beziehung zwischen dem ebenen Elektronenemissionsbereich und der Strahlfokussierelektrode;
9 eine Ansicht eines Falls, bei dem die Strahlfokussierelektrode einen übermäßig tiefen konvexen Teil hat;
10 ist eine Ansicht eines Falls, bei dem die Strahlfokussierelektrode einen ungenügend tiefen konvexen Teil hat;
11 ist eine Ansicht von Computersimulationen eines Strahlfokussierelektrodenendes und Strahlbahnen; und
12 ist eine Ansicht im Schnitt einer Strahlfokussierelektrode, die bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird; und
13 ist eine Ansicht im Schnitt eines Elektronenkanonenabschnittes des Linearstrahl-Mikrowellenrohres gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
4 ist eine Ansicht im Schnitt, die einen Elektronenkanonenabschnitt einer ersten Ausführungsform des Linearstrahl-Mikrowellenrohres gemäß der Erfindung zeigt; im Einzelnen zeigt 4 eine Kaltkathodenelektrode 44, hierfür ein Kathodenchip 39, einen Montageträger 43 und eine Strahlfokussierelektrode 12 zum Sammeln eines Elektronenstrahls.
Wie in der 5 gezeigt, werden bei der Herstellung eines Elektronenstrahl-Emissionsteils einschließlich der Kaltkathodenelektrode 44, der Kathodenchip 39, der die Kaltkathodenelektrode 44 enthält, und der Montageträger 43, der den Kathodenchip 39 trägt, vorab aneinandergelegt und verlötet. Wie in der 5 gezeigt, ist eine der einander gegenüberliegenden Kanten, d. h. die Kante 46 des Kathodenchips 39, an eine Referenzfläche 45 des Montageträgers 43 gelötet, wobei zwischen der anderen Kante der Kathodenelektrode und dem Montageträger ein Spalt 47 gebildet ist. Bei dieser Anordnung des Kontaktes der einen Seite des Kathodenchips 39 mit der Referenzfläche 45 des Montageträgers 43 und dem Vorsehen des Spaltes an der anderen Seite kann die Kaltkathodenelektrode 44 so positioniert werden, dass sie die gewünschten Abmessungen erfüllt.
Um die in der 5 gezeigte Struktur zu erzielen, erfolgt das Verlöten des Kathodenchips 39 und des Montageträgers 43 indem der Wärmewiderstand der Kaltkathodenelektrode 44 in geeigneten Betracht gezogen wird. Im Einzelnen erfolgt dies durch die Verwendung einer Silberpaste und bei einem Temperaturbereich, der ungefähr 300°C nicht überschreitet, welches die niedrigste Temperatur ist, die in dem üblichen Herstellprozeß der Kaltkathodenelektrode 44 erreicht wird.
Die Strahlfokussierelektrode 12 wird auf die folgende Art und Weise montiert. Wie in der 6 gezeigt, ist an den Kontaktteilen der Strahlfokussierelektrode 12, die die dargestellte Form hat, um mit dem Kathodenchip 39 in Kontakt zu sein, eine Indium-(In)-Plattierung 48 vorab vorgesehen. Diese Strahlfokussierelektrode 12 wird mit dem Kathodenchip 39 in Kontakt gehalten und unter Erwärmen gepreßt, wodurch ein elektrischer Kontakt erhalten wird. Der bei diesem Vorgang erhaltene Kontakt ist nicht nur ein Kontakt zwischen Metallen, sondern ist ein thermischer Preßkontakt und erlaubt somit eine zufriedenstellende elektrische Verbindung, die unter Umweltbedingungen welche Vibrationen, Schocks etc. ausüben, aufrechterhalten werden kann.
Wenn die Elektronenemissionsoberfläche eben ist, wird der Grund dafür, dass ein Elektronenstrahl, der von einer Elektronenemissionsfläche emittiert worden ist, zum Konvergieren zu einem gewünschten laminaren Stromstrahl gebracht wird, im Folgenden erläutert. Wie in der 7 gezeigt, wird ohne die Strahlfokussierelektrode 12 der Elektronenstrahl 2, der von einem Elektronenemissionsbereich 49, der die Form einer Ebene hat, emittiert wird, nicht zu einem Strahl gesammelt, der eine laminare Strömungseigenschaft hat, sondern sein Durchmesser 50 wird infolge der Raumladungskräfte, die durch Abstoßkräfte von negativer Ladung der Elektronen erzeugt werden, zunehmend vergrößert. Wie in der 8 gezeigt, werden durch Vorsehen der Strahlfokussierelektrode 12, die einen konkaven Teil 51 an ihrer Seite gegenüber der Kaltkathodenelektrode 44 hat, Äquipotentiallinien 52 entlang der Oberfläche des konkaven Teils 51 gebogen. Wenn der Elektronenstrahl 2 in einer Richtung rechtwinkelig zu den Äquipotentiallinien 50 weiter geht, kann er zu einer gewünschten Form gesammelt werden.
Wie in der 9 gezeigt, werden mit einer Strahlfokussierelektrode 12 mit einem konkaven Teil 51, der eine vergrößerte Tiefe hat, die äußersten Elektronen 53 in dem Elektronenstrahl 2 in die Nachbarschaft der Achse 54 der Kaltkathodenelektrode 44 gebracht, wodurch ein Schneiden 55 des Elektronenstrahls gebildet wird, um dessen laminare Strömungseingenschaft zu verschlechtern. Wie in der 10 gezeigt, führt eine ungenügende Tiefe des konkaven Teils 51 dagegen zu einem ungenügenden Konvergieren des Elektronenstrahls 2, so dass es unmöglich ist, einen Elektronenstrahl zu erzeugen, der eine gewünschte Form hat. Es ist zu ersehen, dass die Form des konkaven Teils 51 der Strahlfokussierelektrode 12 durch die Stromrate, Spannung und den gewünschten Durchmesser des Elektronenstrahls 2 bestimmt ist.
Spezifische Abmessungen und Materialien, mit welchen die erste Ausführungsform der Erfindung realisiert wird, sind wie folgt: 11 zeigt Computersimulationen von Strahlfokussierelektroden-Endformen und Elektronenstrahlbahnen. Der von der Kaltkathodenelektrode 44 emittierte Elektronenstrahl 2 wird durch die Strahlfokussierelektrode 12, wie in der 11 dargestellt, konvergiert. In der 11 sind tatsächliche Ab messungen als Referenzabmessungen (in einer Einheit von 1 mm für jeweils 20 Grad sowohl in der vertikalen als auch horizontalen Achse) dargestellt, um die Elektrodengröße klar zu machen.
Der Elektronenkanonenabschnitt besteht aus den folgenden Materialien. Bezugnehmend auf 3 ist die Kaltkathodenelektrode 44 ausgebildet, indem Silizium typischerweise für das Basissubstrat 56, Molybdän oder Wolfram für den konischen Emitter 40, SiO₂ od. dgl. für den elektrisch isolierenden Film 42 und Molybdän od. dgl. für die Gateelektrode 41 verwendet wird. Die Strahlfokussierelektrode 12 besteht aus Molybdän und ist an ihren Teilen, die mit dem Kathodenchip 39 in Kontakt stehen, mit Gold plattiert. Bezugnehmend auf 4 besteht die Anode 11 zum Beschleunigen des Elektronenstrahls 2 aus Molybdän und um die Überschlagsspannungseigenschaft zu berücksichtigen ist ihre Oberfläche, die der Strahlfokussierelektrode 12 zugewandt ist, mit einem Schleifmittel od. dgl. verspiegelt.
Die vorstehend beschriebene erste Ausführungsform hat folgende Wirkungen. Bezugnehmend auf 4 kann die Kaltkathodenelektrode 44 einen Elektronenstrahl 2 erzeugen, der eine gewünschte Form ohne axiale Abweichung hat, da der Kathodenchip 39 durch Hartlöten an dem Montageträger 43 anliegend so befestigt ist, dass er mit einer Referenzposition des Montageträgers in Berührung steht.
Zusätzlich zu der Einstellung, den Lochdurchmesser der Strahlfokussierelektrode 12 kleiner als den Durchmesser des Elektronenemissionsbereiches 57 zu machen, ist es möglich, einen Elektronenstrahl 2 zu erhalten, dessen Durchmesser mit dem Durchmesser des Loches der Strahlfokussierelektrode 12 übereinstimmt. Weiterhin kann, da der Kathodenchip 39 in direktem Kontakt mit der Strahlfokussierelektrode 12 an dieser befestigt ist, dieser an der Gateelektrode 41 wie in der 3 gezeigt, befestigt werden, ohne dass irgendwelche Herausführungsvorgänge wie beispielsweise ein Drahtbondiervorgang benötigt werden.
Die 12 und 13 sind Schnittansichten eines Elektronenkanonenabschnittes des Linearstrahl-Mikrowellenrohres gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Ansichten im einzelnen eine Kaltkathodenelektrode 44, hierfür ein Kathodenchip 39, einen Montageträger 43 und eine Strahlfokussierelektrode 12 zum Konvergieren eines Elektronenstrahls 2 zeigen. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der vorhergehenden ersten Ausführungsform bezüglich der Form eines Teils der Strahlfokussierelektrode 12, der mit dem Kathodenchip 39 in Kontakt steht. Bei der vorstehenden ersten Ausführungsform war der Teil der Strahlfokussierelektrode 12, der mit dem Kathodenchip 39 in Kontakt steht, wie in den 4 und 6 gezeigt, über den gesamten Umfang der Elektrode gekrümmt, um zwischen der Ebene und der gekrümmten Fläche einen Kontakt zu erzeugen. Im Gegensatz hierzu hat bei der in der 13 gezeigten zweiten Ausführungsform der Teil der Strahlfokussierelektrode 12, der mit dem Kathodenchip 39 in Kontakt steht, einen spitzen Winkel, um zwischen der Ebene und der gekrümmten Linie einen Kontakt zu schaffen, d. h. einen Punktkontakt in der Querschnittsansicht.
Die Form der Strahlfokussierelektrode bei der ersten Ausführungsform ist dafür geeignet, die Strahlfokussierelektrode 12 mit einer gewünschten Form durch eine Presse oder eine derartige Herstellungseinrichtung zu erhalten. Die Form der Strahlfokussierelektrode der zweiten Ausführungsform andererseits erfordert, dass ein Teil der Strahlfokussierelektrode 12, die mit einer Presse od. dgl. Einrichtung hergestellt worden ist, in einem darauffolgenden Vorgang unter Verwendung einer Drehmaschine od. dgl. mit hoher Bearbeitungsgenauigkeit zu einem spitzen Winkel geformt wird. Die Strahlfokussierelektrode 12, die jedoch durch das Einbauen des vorstehenden Folgeschritts hergestellt worden ist, kann verglichen mit dem Fall der alleinigen Pressenherstellung eine weit höhere Konzentrizität und Abmessungsgenauigkeit ihres Lochumfanges 58 und scharfwinkeligen Teils 59 sicherstellen.
Da die Strahlfokussierelektrodenform gemäß der ersten Ausführungsform hauptsächlich auf der Pressenherstellung basiert, ist sie für die Herstellung der Strahlfokussierelek trode 12 selbst durch Massenfertigung geeignet. Die Strahlfokussierelektrodenform gemäß der zweiten Ausführungsform hat, obwohl sie für die Massenherstellung infolge der Notwendigkeit des zusätzlichen Vorganges von Nachteil ist, bezüglich der Positionierung der Elektronenkanone und des Erhalten eines Elektronenstrahls mit einer gewünschten Form viele Vorteile: Insbesondere ist sie für das Erzielen eines Elektronenstrahls, der stabiler ist und eine zufriedenstellendere laminare Strömungseigenschaft hat, geeignet.
Wie im Vorstehenden beschrieben worden ist, verwendet gemäß der Erfindung die Elektronenkanone in dem Linearstrahl-Mikrowellenrohr die Kaltkathodenelektrode, welche keine Heizung erfordert, und der Kathodenchip, welcher die Kaltkathodenelektrode trägt, liegt an dem Montageträger an und ist mit diesem verlötet, um eine gewünschte Abmessung zu erfüllen. Zusätzlich ist es möglich, einen Elektronenstrahl mit einem kreisförmigen Querschnittsprofil in exakter Übereinstimmung mit dem Lochdurchmesser der Strahlfokussierelektrode zu erhalten, da der Lochdurchmesser der Strahlfokussierelektrode so bestimmt ist, dass er kleiner als der Elektronenemissionsbereich ist. Darüberhinaus ist es möglich, die Gate-Elektrode ohne die Notwendigkeit irgendeines Drahtverbindungsvorganges anzuschließen, da der Kathodenchip in direktem Kontakt mit der Strahlfokussierelektrode befestigt ist. Diese Vorteile ermöglichen, dass an einer Position, die mit Bezug auf eine Referenzposition gesetzt worden ist, und auf eine Art und Weise, die eine einfache Konstruktion erfordert, dass ein kreisförmiger Elektronenstrahl austritt.
Obwohl die Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist klar zu ersehen, dass der Wortlaut nur als Beschreibungswortlaut und nicht zur Begrenzung verwendet worden ist und dass Änderungen innerhalb des Überblicks der anhängenden Patentansprüche durchgeführt werden können, ohne dass von dem wahren Umfang der Erfindung, wie er durch diese Patentansprüche definiert ist, abgewichen wird.

Claims

Linearstrahl-Mikrowellenrohr mit einem Elektronenkanonenabschnitt, der als Elektronenstrahlquelle dient, einem Hochfrequenz-Schaltungsabschnitt einschließlich einer Langsamwellenschaltung zum Verursachen einer Wechselwirkung zwischen einem Elektronenstahl und einer Mikrowelle, einem Kollektorabschnitt zum Sammeln des Elektronenstrahls, der als Ergebnis des Wechselwirkungsprozesses in dem Hochfrequenzschaltungsabschnitt erzeugt wird, einem Kathodenchip (39), der eine Kaltkathodenelektrode (44) vom ebenen Typ ohne Heizung in dem Elektronenkanonenabschnitt bildet und einen Elektroneemissionsbereich (57) aufweist, und einer Strahlfokussierelektrode (12), die vor der Kaltkathodenelektrode vom ebenen Typ angeordnet ist und mit einer Öffnung, deren Durchmesser kleiner ist als der Elektronenemissionsbereich der Kaltkathodenelektrode vom ebenen Typ, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlfokussierelektrode (12) in direktem Kontakt mit dem Kathodenchip (39) steht.
Linearstrahl-Mikrowellenröhre nach Anspruch 1, wobei der Kathodenchip (39) an eine Bezugsfläche (45) eines Montageträgers (43) in dem Elektronenkanonenabschnitt angrenzt und verlötet ist.
Linearstrahl-Mikrowellenröhre nach Anspruch 1, wobei die Strahlfokussierelektrode (12) eine gekrümmte Oberfläche als einen Bereich aufweist, der in direktem Kontakt mit der ebenen Fläche des Kathodenchips (39) steht und damit verlötet ist.
Linearstrahl-Mikrowellenröhre nach Anspruch 3, wobei die gekrümmte Oberfläche mit einer Indium-(In)-Plattierung (48) versehen ist.
Linearstrahl-Mikrowellenröhre nach Anspruch 1, wobei die Strahlfokussierelektrode eine scharf gewinkelte Oberfläche als Bereich für den direkten Kontakt mit einer ebenen Fläche des Kathodenchips (39) aufweist und damit verlötet ist.