EP0253266A1 - Elektronenstrahlauffänger für Laufzeitröhren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektronenstrahlauffänger für Laufzeitröhren, insbesondere Mehrstufen-Kollektor für Wanderfeldröhren, mit mehreren, den Elektronenstrahl umgebenden, in Richtung der Elektronenstrahlachse (5) in einem Winkel α geneigten, hintereinander angeordneten, elektrisch gegeneinander isolierten Auffangelektroden (1, 2) und einem Auffängerboden (3). In diesem Mehrstufen-Kollektor soll ein Rücklaufen von abgebremsten Elektronen und ausgelösten Sekundärelektronen weitgehend vermieden werden, um insbesondere sehr gute Linearitätseigenschaften bei hochlinearen Wanderfeldröhren zu erzielen. Die Erfindung sieht hierzu vor, daß der ebene Auffängerboden (3) zur Elektronenstrahlachse (5) in einem Winkel ß kleiner als 90° geneigt ist, und daß der Neigungswinkel ß des Auffängerbodens (3) kleiner als der Neigungswinkel α der Auffangelektroden (1, 2) ist. Der erfindungsgemäße Elektronenstrahlauffänger findet insbesondere bei Richtfunk-Wanderfeldröhren Anwendung.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektronenstrahlauf­fänger gemäß dem 0berbegriff des Anspruchs 1.
• Eine derartige Auffängerausführung geht aus der Druck­schrift IEEE Transactions on Electron Devices, Vol.ED-19, January 1977, Seiten 104 bis 110, als bekannt hervor. Die zur weichen Landung der aufzufangenden Elektronenstrahlen zur Elektronenstrahlachse schräg angeordneten Auffangelek­troden weisen dabei den gleichen Neigungswinkel auf. Dem elektrischen Feld ist zusätzlich ein axiales Magnetfeld überlagert.
• Aus der DE-PS 24 49 890 ist ein Elektronenstrahlauffänger für Laufzeitröhren bekannt, bei dem zur Erhöhung der mecha­nischen Festigkeit und der Wärmeabführung isolierende Di­stanzstücke zwischen den Auffangelektroden mit diesen fest verbunden sind, wobei diese Elektroden zugleich mit einer Manschette umschlossen sind, deren radiale Wärmeausdehnung an die der Distanzstücke angepaßt ist. Dieser Elektronen­strahlauffänger weist einen nach außen zugespitzten rota­tionssymmetrischen Auffängerboden auf.
• Weiterhin ist aus der DE-PS 23 33 441 eine Lauffeldröhre mit einer ppm- (periodisch permanentmagnetischen-) Elektro­nenstrahlbündeleinrichtung und einem Elektronenstrahlauf­fänger bekannt, bei dem im Übergangsbereich zwischen zwei Auffangelektroden ein axiales Magnetfeld (magnetisches Sam­mellinsenfeld) vorgesehen ist. Der Auffängerboden ist wie­derum rotationssymmetrisch und in Elektronenstrahlrichtung spitzförmig verjüngt.
• Bei einem Elektronenstrahlauffänger von Laufzeitröhren, wie z.B. Wanderfeldröhren, Rückwärtswellenoszillatoren oder Klystrons, besteht zum einen das Problem, daß der Auffänger die durch die Verlustleistung des auftreffen­den Elektronenstrahls entstehende Wärme aufnehmen und nach außen ableiten können soll. Zum anderen soll der Elektro­nenstrahlauffänger so ausgebildet sein, daß die abgebrem­sten Elektronen sowie die beim Auftreffen des Elektronen­strahls auf die Auffängerwandung ausgelösten Sekundärelek­tronen nicht in den Entladungsraum zurückgelangen können.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Elektro­nenstrahlauffänger, insbesondere Mehrstufen-Kollektor für Laufzeitröhren, ein Rücklaufen von abgebremsten Elektronen und ausgelösten Sekundärelektronen weitgehend zu vermeiden, um insbesondere sehr gute Linearitätseigenschaften bei hochlinearen Wanderfeldröhren, wie sie für Richtfunkan­wendungen benötigt werden, zu erzielen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Elektronen­strahlauffänger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin­dung sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson­dere darin, daß durch die spezielle abgeschrägte Ausbil­dung der Auffangelektroden und des Auffängerbodens die Achselektronen seitlich abgelenkt und somit abgebremst werden. Das Entstehen von Sekundärelektronen wird durch die verminderte Auftreffgeschwindigkeit der Elektronen gleichzeitig verringert und ein Rücklaufen der Elektronen weitgehend unterdrückt. Von besonderem Vorteil ist dabei im Gegensatz zu einem rotationssymmetrischen Auffängerboden die Abschrägung des Auffängerbodens, da die schnellen Elek­tronen, die in der Nähe des Auffängerbodens umkehren oder auch ausgelöste Sekundärelektronen nicht so leicht in den Wechselwirkungsraum, beispielsweise Wendelraum, zurückflie­ ßen können. Das Zurücklaufen der Elektronen wird noch da­durch weiter reduziert, daß die Neigungsebene des Auffän­gerbodens zusätzlich gegenüber der Neigungsebene der Auf­fangelektroden verdreht ist. Eine weitere Unsymmetrie im Elektronenstrahlauffänger läßt sich vorteilhaft dadurch realisieren, daß durch einen Querfeldmagnet dem asymmetri­schen elektrischen Feld an der Trennstelle zwischen den Kollektorstufen (Auffangelektroden) ein transversales Ma­gnetfeld überlagert wird. Damit wird zusätzlich in der Ebene senkrecht zum schrägen elektrischen Feld ein asym­metrisches Magnetfeld wirksam. Von weiterem Vorteil ist, zur Reduzierung der Sekundärelektronenanzahl den Auffänger vorzugsweise aus Kohlenstoff oder aufgerauhtem Molybdän herzustellen.
• Anhand von in den Figuren der Zeichnung rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung wei­ter erläutert werden. Teile, die nicht unbedingt zum Ver­ständnis der Erfindung beitragen, sind in den Figuren unbe­zeichnet oder weggelassen. Es zeigen
• Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Zweistufen-Kollektor teil­weise im Schnitt und
• Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform des Zweistufen-­Kollektors nach Fig. 1 teilweise im Schnitt.
• Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Zweistufen-Kollek­tor besteht im wesentlichen aus der ersten Auffangelektro­de (Kollektorstufe) 1, der zweiten Auffangelektrode (Kol­lektorstufe) 2 und dem Auffängerboden (Kollektorboden) 3, die in Richtung der Elektronenstrahlachse 5 hintereinander angeordnet sind. Im Bereich der Elektronenstrahlachse 5 weisen die beiden Auffangelektroden 1, 2 jeweils eine zen­trale Elektronenstrahldurchtrittsöffnung 6 auf. Die Ebenen der beiden Auffangelektroden 1 und 2 sind zur Elektronen­strahlachse 5 in einem Winkel α kleiner als 90° geneigt. Der ebene Auffängerboden 3 ist zur Elektronenstrahlachse 5 in einem Winkel ß kleiner als 90° geneigt. Der Neigungswin­ kel ß des Auffängerbodens 3 ist kleiner als der Neigungs­winkel α der Auffangelektroden 1 bzw. 2 .
• Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die in einem Winkel ß <90° zur Elektronenstrahlachse 5 ge­neigten Ebene des Auffängerbodens 3 zusätzlich gegenüber der Neigungsebene der Auffangelektroden 1, 2 um einen Win­kel γ zwischen 0° und 90° aus der Zeichenebene gedreht.
• Im Übergangsbereich (Trennstelle) zwischen der ersten Auf­fangelektrode 1 und der zweiten Auffangelektrode 2 ist in beiden Ausführungsbeispielen gemäß Figur 1 und Figur 2 ein Querfeldmagnet 4 vorgesehen, der zum Erzeugen eines trans­versalen Mangetfeldes dient, dessen Verlauf durch die mit den Buchstaben N bzw. S versehenen Pfeile angedeutet ist.
• Als Material für den Auffängerboden 3 ist zur Verminderung der Sekundärelektronenemission Kohlenstoff oder aufgerauh­tes Molybdän bevorzugt verwendbar.
Bezugszeichenliste Bezugszeichen  Begriff
• 1 Erste Kollektorstufe
• 2 Zweite Kollektorstufe
• 3 Auffängerboden
• 4 Querfeldmagnet
• 5 Elektronenstrahlachse
• 6 Elektronenstrahldurchtrittsöffnung

Claims (4)

1. Elektronenstrahlauffänger für Laufzeitröhren, insbesondere Mehrstufen-Kollektor für Wanderfeldröhren, mit mehreren, den Elektronenstrahl umgebenden, in Richtung der Elektro­nenstrahlachse in einem Winkel α geneigten, hintereinander angeordneten, elektrisch gegeneinander isolierten Auffang­elektroden und einem Auffängerboden, dadurch gekennzeichnet, daß der ebene Auffänger­boden (3) zur Elektronenstrahlachse (5) in einem Winkel ß kleiner als 90° geneigt ist, und daß der Neigungswinkel ß des Auffängerbodens (3) kleiner als der Neigungswinkel α der Auffangelektroden (1, 2) ist.
2. 2. Elektronenstrahlauffänger nach Anspruch 1, da­durch gekennzeichnet, daß die in einem Winkel ß <90° zur Elektronenstrahlachse (5) geneigte Ebene des Auffängerbodens (3) zusätzlich gegenüber der Neigungsebene der Auffangelektroden (1, 2) um einen Winkel γ zwischen 0° und 90° verdreht ist.
3. 3. Elektronenstrahlauffänger nach Anspruch 1 oder 2, da­durch gekennzeichnet, daß im Über­gangsbereich zwischen der ersten Auffangelektrode (1) und der zweiten Auffangelektrode (2) ein Querfeldmagnet (4) zum Erzeugen eines transversalen Magnetfeldes angeordnet ist.
4. 4. Elektronenstrahlauffänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffängerboden (3) aus Kohlenstoff oder aufgerauh­tem Molybdän besteht.

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