Kathodenanordnung zur Erzeugung eines Elektronenstrahles kreisrunden
Querschnitts Bei den bekannten Elektrodenanordnungen zur Erzeugung eines Elektronenstrahles
hoher Stromstärke und hoher Stromdichte macht es Schwierigkeiten, die iKathodenoberfläche
so groß auszugestalten, daß ,die Kathodenbelastung nicht zu hoch wird. Beim Betrieb
mit elektrostatischer Strahlkonzentration erreicht man zwar hohe Stromdichten, die
Gesamtstromstärke des Strahles ist aber verhältnismäßig gering. Beim Arbeiten mit
kleinen Elektronengeschwindigkeiten macht schon die Erzeugung der hohen Stromdichten
beträchtliche Schwierigkeiten. Es ist daher zweckmäßig, mit magnetischer Strahlkonzentrat,ion
zu arbeiten. Es wurde bereits vorgeschlagen, (Kathoden dreieckigen oder trapezförmigen
Querschnitts zu verwenden, aus denen zwei Flachstrahlen mit .Hilfe von Blenden und
einem Magnetfeld herausgeholt werden. Derartige Anordnungen haben den Vorteil, Elektronenströme
hoher Stromdichte und Stärke zu liefern, .da man den geneigten Kathodenflächen verhältnismäßig
große .<Abmessungen .geben kann. Derartige Anordnungen liefern aber nur Flachstrahlen.Cathode arrangement for generating an electron beam is circular
Cross-section In the known electrode arrangements for generating an electron beam
high amperage and high current density makes it difficult to remove the cathode surface
make it so large that the cathode load is not too high. During operation
with electrostatic beam concentration one achieves high current densities, the
However, the total current strength of the beam is relatively low. When working with
The production of high current densities already makes the electron velocities low
considerable difficulty. It is therefore advisable to use magnetic beam concentrate, ion
to work. It has already been suggested (cathodes triangular or trapezoidal
To use cross-section, from which two flat rays with the help of diaphragms and
a magnetic field. Such arrangements have the advantage of electron currents
to deliver high current density and strength, because one of the inclined cathode surfaces is proportionate
large. <dimensions. Such arrangements only deliver flat jets.
Zur Erzeugung eines Elektronenstrahles mit kreisrundem Querschnitt
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
eine Hohlkathode zu verwenden,
die auf der Innenseite mit Emissionsmasse bedeckt ,ist. In dem inneren Teil ist
eine stab- oder konusförmige Elektrode eingesetzt, die auf positivem Potential liegend
als .Zugelektrode für die Elektronen dient. Unter Anwendung eines Magnetfelds erhält
man zusammen mit einer für den Elektronendurchtritt durchbohrten Anode eine Anordnung,
welche die Entnahme von Elektronenströmen kreisförmigen Querschnitts hoher Stromstärke
und dichte gestattet.For generating an electron beam with a circular cross-section
is proposed according to the invention,
to use a hollow cathode,
which is covered on the inside with emission mass. In the inner part is
a rod-shaped or cone-shaped electrode is used, which is at positive potential
Serves as a .Zugelectrode for the electrons. Obtained using a magnetic field
together with an anode drilled through for the passage of electrons, an arrangement
which the removal of electron currents of circular cross-section of high amperage
and density permitted.
Eine derartige Anordnung ist weitgehend unabhängig von der Geschwindigkeit
der Elektronen. Sie ist also auch bei niedrigen Elektronenbeschleunigungsspannungen
voll wirksam. Derartige Elektronenstrahlen .sind insbesondere für ,den Bau von Verstärkerröhren
und Laufzeitröhren geeignet. Um eine gleichmäßige Belastung der Kathode zu erreichen,
kann die Vorderseite der Hohlkathode durch einen Abdeckring vor Eingriffen des Anodenfelds
geschützt werden.Such an arrangement is largely independent of the speed
of electrons. So it is also at low electron acceleration voltages
fully effective. Such electron beams .sind in particular for the construction of amplifier tubes
and time-of-flight tubes. In order to achieve an even load on the cathode,
the front of the hollow cathode can be covered by a cover ring before the anode field intervenes
to be protected.
In der :Zeichnung .sind im Querschnitt und Grundriß drei Ausführungsbeispiele
derartiger @Kathodenanordnungen gezeigt. ihn Abb. i wird die Hohlkathode von einer
innen konisch verlaufenden Hülse i .gebildet, die von einem Heizer 2 aufgeheizt
wird. Die .Emissionsmasse 3 ist auf dem ebenen Kegelmantel aufgetragen. Zentrisch
zu dieser (Kathodenhülse ist ein Stift 4 angeordnet, an welchem die Steuerspannung
für .den Strahlstrom liegt. Gegenüber der Kathode ist eine Anode 5 angeordnet, durch
deren .kreisförmige Bohrung 6 der Elektronenstrahl hindurohtritt. Das zur Str.ahlkonzentration
erforderliche Magnetfeld verläuft in Richtung der Elektronenstrahlen 7. Außerdem
ist ein Abdeckring 8 vorgesehen, welcher das Eingreifen des Anodenfelds auf .den
vorderen Teil der Emissionsschichtverhi.ndert.Die aus derEmissionsschicht 3 austretenden
Elektronen finden zunächst ein schräg gestelltes elektrisches Feld in Richtung zur
Mittelelektrode 4 vor. Da außerdem ein Magnetfeld vorhanden ist, biegen sich die
Elektronenbahnen senkrecht zu den magnetischen Kraftlinien und laufen auf engen
Spiralbahnen zur Anode. Damit die Elektronen in ,der :gewünschten Richtung fliegen,
ist es notwendig, daß eine elektrische Feldkomponente in der Bewegungsrichtung der
Elektronen vorhanden ist. Man erreicht dies durch die konische Anordnung .der Emissionsschicht.In the: drawing .sind three exemplary embodiments in cross-section and in plan
such @Cathode arrangements shown. him Fig. i is the hollow cathode of a
inside conical sleeve i. formed, which is heated by a heater 2
will. The emission mass 3 is applied to the flat surface of the cone. Centric
to this (cathode sleeve a pin 4 is arranged on which the control voltage
for .the beam current is. An anode 5 is arranged opposite the cathode
whose circular bore 6 the electron beam passes through. That about the Str.ahl concentration
required magnetic field runs in the direction of the electron beams 7. In addition
a cover ring 8 is provided, which .den the engagement of the anode field
front part of the emission layer changes. The emerging from the emission layer 3
Electrons first find an oblique electric field in the direction of the
Center electrode 4 in front. Since there is also a magnetic field, they bend
Electron orbits perpendicular to the magnetic lines of force and run on narrow
Spiral tracks to the anode. So that the electrons fly in the desired direction,
it is necessary that an electric field component is in the direction of movement of the
Electrons is present. This is achieved through the conical arrangement of the emission layer.
In Abb. 2 ist eine Anordnung gezeigt, bei der diese gewünschte Feldkomponente
.durch eine konische Mittelelektrode g und eine zylindrische Hohlanode io erzeugt
wird. Die Emissionsmasse i i ist auf der inneren Wandung der Hohlanode aufgetragen.
Der Heizer 12 sitzt in der ringförmigen Kathodenhülse. Die übrigen Bezugszeichen
haben dieselbe Bedeutung wie in Abb. i.In Fig. 2 an arrangement is shown in which this desired field component
.Created by a conical center electrode g and a cylindrical hollow anode io
will. The emission mass i i is plotted on the inner wall of the hollow anode.
The heater 12 sits in the annular cathode sleeve. The remaining reference symbols
have the same meaning as in Fig. i.
Abb. 3 zeigt eine leicht herstellbare Hohlkathode 13 mit gewölbter
Emissionsschicht 14. Bei einer derartigen Ausführung kann ein ähnlicher ,Heizer
15 wie bei den normalen Stiftkathoden verwendet werden. Die in diesem Fall stabförmige
Mittelelektrode 16 ragt über den oberen Rand der Kathodenhülse etwas hinaus, um
die schräge ,Richtung des elektrischen Felds noch zu vergrößern. Man kommt durch
.diese Ausbildung mit kleineren Steuerspannungen bei Erzielung hoher Stromstärken
aus. Die übrigen Bezugszahlen haben dieselbe Bedeutung wie in Abb. i.Fig. 3 shows an easily manufactured hollow cathode 13 with a curved
Emissive layer 14. In such an embodiment, a similar heater
15 can be used as with normal pen cathodes. The rod-shaped one in this case
Center electrode 16 protrudes slightly over the upper edge of the cathode sleeve
to increase the oblique direction of the electric field. You get through
.this training with lower control voltages while achieving high currents
the end. The other reference numbers have the same meaning as in Fig. I.