EP0496008B1 - Steuerbare Hochleistungs-Elektronenröhre - Google Patents

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EP0496008B1
EP0496008B1 EP91100661A EP91100661A EP0496008B1 EP 0496008 B1 EP0496008 B1 EP 0496008B1 EP 91100661 A EP91100661 A EP 91100661A EP 91100661 A EP91100661 A EP 91100661A EP 0496008 B1 EP0496008 B1 EP 0496008B1
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EP
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cathode
electron tube
control grid
anode
power electron
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EP91100661A
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Fritz Dr. Lüssi
Hans-Günter Dr. Mathews
Werner Dr. Rohrbach
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THOMSON ELEKTRONENROEHREN AG
Original Assignee
Thomson Elektronenrohren AG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J21/00—Vacuum tubes
    • H01J21/02—Tubes with a single discharge path
    • H01J21/06—Tubes with a single discharge path having electrostatic control means only
    • H01J21/10—Tubes with a single discharge path having electrostatic control means only with one or more immovable internal control electrodes, e.g. triode, pentode, octode
    • H01J21/14—Tubes with means for concentrating the electron stream, e.g. beam tetrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J19/00—Details of vacuum tubes of the types covered by group H01J21/00
    • H01J19/02—Electron-emitting electrodes; Cathodes
    • H01J19/04—Thermionic cathodes
    • H01J19/14—Cathodes heated indirectly by an electric current; Cathodes heated by electron or ion bombardment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J19/00—Details of vacuum tubes of the types covered by group H01J21/00
    • H01J19/42—Mounting, supporting, spacing, or insulating of electrodes or of electrode assemblies

Definitions

  • the present invention relates to the field of power electronics. It relates in particular to a controllable high-performance electron tube in the form of a tetrode with an output power P0 of at least 100 kW, which high-performance electron tube in a coaxial, cylindrical arrangement comprises a cathode, a control grid, a screen grid and an anode.
  • Such a high-performance electron tube is e.g. under the type designation CQK 50-2 from Brown Boveri Mitt. 66, 1979 (1), pp. 40-42.
  • CQK 50-2 from Brown Boveri Mitt. 66, 1979 (1), pp. 40-42.
  • the typical application of this tube in a radio transmitter is described in Brown Boveri Mitt. 67, 1980 (3), pp. 215-219.
  • High-performance electron tubes of the type mentioned at the outset are usually used as output stage tubes in radio transmitters with amplitude modulation (AM), in particular in the shortwave range (approximately 3.9-26.1 MHz).
  • AM amplitude modulation
  • Such a radio transmitter comprises an LF and an HF part.
  • the LF part ensures the conditioning and power amplification of the LF signal to be transmitted, which is then (in the usual anode modulation) applied to the anode of the power amp tube.
  • the carrier frequency oscillator with the following driver stage provides a power-amplified carrier signal in the HF section, which reaches the control grid of the power amplifier tube and, together with the anode voltage oscillating in time with the LF signal, outputs the desired AM signal to a load, the antenna .
  • radio transmitters usually operate in a power range from more than 50 kW to a few 100 kW output power, the efficiency, i.e. the ratio of used to usable performance, a central role.
  • the output tube has a significant share in the overall efficiency of the transmitter, which can be greater than 70%.
  • anode efficiency is, among other things, proportional to the expression 1- (u s / u a0 ), where u s (also called U ar ) denotes the residual voltage which cannot be driven and u a0 (also called U a ) the anode DC voltage.
  • the anode efficiency therefore increases with constant residual voltage with increasing anode direct voltage (Brown Boveri Mitt. 71, 1984 (5), p.199).
  • a good anode efficiency therefore requires a high anode DC voltage u a0 in all cases so that the non-modifiable rest u s remains relatively small (see: Meinke / Gundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 3rd edition, Springer-Verlag 1968, p.1035- 1037).
  • the usual operating voltages for large transmitters with high-performance tetrodes in the HF output stage are therefore today between 10 and 14 kV (see: Meinke / Gundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 4th edition, Springer-Verlag 1986, S.P9).
  • the comparatively high anode voltages in connection with the anode modulation require appropriately designed modulation amplifiers, which have to deliver output voltages of 0 to 28 kV at an anode DC voltage of 14 kV.
  • PSM pulse level modulator
  • 32 switching stages are required within this PSM, for example, the output voltages of which add up to the desired anode voltage (Brown Boveri Tech. 74, 1987 (6), pp. 296-302). Since each of these 32 high-performance switching stages takes up space, separate cabinets must be provided for the PSM in the transmitter.
  • the transmitter circuit But also with other components of the transmitter circuit, the high anode DC voltage and the necessary dielectric strength lead to increased space requirements, so that the transmitter as a whole has to be designed in a very complex manner.
  • the object is achieved in a high-performance electron tube as defined in claim 1.
  • the essence of the invention is to design the tube as a "low voltage" or low voltage tetrode, which has a comparable efficiency as conventional high-performance tetrodes with a significantly reduced anode DC voltage.
  • the reduction of the anode DC voltage with constant efficiency is achieved in the high-performance electron tube according to claim 1 by a considerable reduction in the electrode spacing, which is possible, among other things, that the cathode temperature is drastically reduced by a special structure of the cathode with high electron emission.
  • the efficiency of the tube and thus of the transmitter can be largely maintained.
  • FIG. 1 A preferred embodiment of a "low voltage" tetrode according to the invention, which is operated at an anode efficiency of greater than 80% (in particular> 83%) with an anode DC voltage of less than 10 kV (in particular approximately 5 kV), and which is used as an output stage tube for a 100 kW short-wave transmitter is provided, is shown in Fig. 1 in section. For reasons of clarity, a detailed representation of the lower tube foot and the external anode cooling (which are known per se) has been omitted.
  • the electrode arrangement of the tube is shown in detail and enlarged in FIG. 2.
  • the tube shown contains as essential elements in a coaxial arrangement from the inside out, a cylindrical, full-walled matrix cathode 10, a cup-shaped control grid 8, a cup-shaped screen grid 7 and an anode cylinder 3, which is closed at the top by an anode cover 2.
  • the anode cylinder 3 is insulated from the tube base by a ceramic ring 14.
  • the screen grid 7 merges downwards into a screen grid connection 15, the control grid 8 into a control grid connection 18, and the matrix cathode 10 into a cathode connection 17.
  • the matrix cathode 10 contains BaO in a metal matrix, which forms a Ba layer on the surface, which emits compared to conventional tungsten-thorium cathodes (working temperature: approximately 1900 ° K) at much lower temperatures (approximately 1000-1100 ° K).
  • the matrix cathode 10 is indirectly heated by a heating coil 12 arranged on its inside and shielded inwards by a radiation shield 19. The heating current required for this is supplied to the heating coil 12 via a central inner sheet metal cylinder 13 and an adjoining supply line 11 and via the cathode connection 17.
  • the winding density of the heating coil 12 preferably varies in the axial direction: the coil is in each case wound more tightly at the ends of the cathode cylinder than in the middle. This measure allows a uniform temperature distribution to be set in accordance with the tube design, which is necessary to ensure homogeneous emission over the entire cathode surface.
  • the comparatively low working temperature of the matrix cathode 10 reduces, in addition to the required heating power, above all the thermo-mechanical tension in the electrode system caused by temperature differences so that control grid 8 and screen grid 7 can be arranged very close to the cathode.
  • the distance between the cathode and the control grid and the distance between the control grid and the screen grid are between 1 and 2 mm in the case of a conventional high-power transmission tetrode with tungsten-thorium cathode and an anode DC voltage of approximately 14 kV, these distances are (a1 and a2 in FIG. 2) in the exemplary embodiment described here is less than 1 mm and is preferably approximately 0.55 mm or 0.45 mm for a “low voltage” tetrode with an anode direct voltage of approximately 5 kV.
  • control grids 8 and screen grids 7 are attached at their upper end via ceramic disks 5, 6 and a central ceramic sleeve 4 to a holding plate 9 starting from the matrix cathode 10 .
  • the control grid connection 18 is guided through the cathode connection 17 into the interior and is supported there, preferably by means of a first ceramic support ring 20, on the cathode connection 17.
  • Control grille 8 and screen grille 7 are preferably made in the form of openwork cylinders made of pyrolytic graphite and each have a thickness (d1 or d2 in FIG. 2) of approximately 0.3 mm. The distance between that Screen grid 7 and the anode cylinder 3 (a3 in FIG. 2) is then about 6.4 mm.
  • the high-performance electron tube according to the invention enables the construction of a transmitter, which is characterized by a compact structure and a very high level of reliability with an unchanged high overall efficiency.

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  • Microwave Tubes (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungselektronik. Sie betrifft insbesondere eine steuerbare Hochleistungs-Elektronenröhre in Form einer Tetrode mit einer Ausgangsleistung P₀ von wenigstens 100 kW, welche Hochleistungs-Elektronenröhre in koaxialer, zylindrischer Anordnung eine Kathode, ein Steuergitter, ein Schirmgitter und eine Anode umfasst.
  • Eine solche Hochleistungs-Elektronenröhre ist z.B. unter der Typenbezeichnung CQK 50-2 aus der Druckschrift Brown Boveri Mitt. 66, 1979(1), S.40-42, bekannt. Die typische Anwendung dieser Röhre in einem Rundfunksender ist in der Druckschrift Brown Boveri Mitt. 67, 1980(3), S.215-219, beschrieben.
    • STAND DER TECHNIK
  • Hochleistungs-Elektronenröhren der eingangs genannten Art werden üblicherweise als Endstufenröhren in Rundfunksendern mit Amplitudenmodulation (AM), insbesondere im Kurzwellenbereich (etwa 3,9 - 26,1 MHz), eingesetzt. Ein solcher Rundfunksender umfasst dabei einen NF- und einen HF-Teil.
  • Der NF-Teil sorgt für die Aufbereitung und Leistungsverstärkung des zu übertragenden NF-Signals, welches dann (bei der üblichen Anodenmodulation) auf die Anode der Endstufenröhre gegeben wird. Der Trägerfrequenz-Oszillator mit der nachfolgenden Treiberstufe stellt im HF-Teil ein leistungsverstärktes Trägersignal bereit, welches auf das Steuergitter der Endstufenröhre gelangt und zusammen mit der im Takt des NF-Signals schwingenden Anodenspannung das gewünschte AM-Signal an eine Last, die Antenne, abgibt.
  • Da derartige Rundfunksender üblicherweise in einem Leistungsbereich von mehr als 50 kW bis zu einigen 100 kW Ausgangsleistung arbeiten, spielt bei der Entwicklung und Auslegung eines solchen Senders der Wirkungsgrad, d.h. das Verhältnis von eingesetzter zu nutzbarer Leistung, eine zentrale Rolle. Massgeblichen Anteil am Gesamtwirkungsgrad des Senders, der grösser 70% sein kann, hat dabei die Endstufenröhre.
  • Ihr Wirkungsgrad, der sogenannte Anodenwirkungsgrad ist unter anderem proportional zu dem Ausdruck 1-(us/ua0), wobei us (auch Uar genannt) die nicht aussteuerbare Restspannung und ua0 (auch Ua genannt) die Anodengleichspannung bezeichnet. Der Anodenwirkungsgrad steigt daher bei konstanter Restspannung mit zunehmender Anodengleichspannung (Brown Boveri Mitt. 71, 1984(5), S.199).
  • Ein guter Anodenwirkungsgrad fordert deshalb in allen Fällen eine hohe Anodengleichspannung ua0, damit der nicht aussteuerbare Rest us demgegenüber relativ klein bleibt (siehe dazu: Meinke/Gundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 3.Auflage, Springer-Verlag 1968, S.1035-1037). Die üblichen Betriebsspannungen bei Grosssendern mit Hochleistungs-Tetroden in der HF-Endstufe liegen daher heute zwischen 10 und 14 kV (siehe dazu: Meinke/Gundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 4.Auflage, Springer-Verlag 1986, S.P9).
  • Als Beispiele für diese im Stand der Technik erreichten Werte sei auf die folgenden beiden Kurzwellensender hingewiesen:
    • (1) Auf den in der Druckschrift Brown Boveri Mitt. 69, 1982(6), S.212-217, beschriebenen 250-kW-Kurzwellensender, der in seiner HF-Endstufe mit einer Hochleistungs-Tetrode vom Typ BBC CQK 350-1 bestückt ist. Diese Tetrode arbeitet bei Anodenmodulation im Klasse-C-Betrieb mit einer Anodengleichspannung von 14 kV, einer Schirmgittergleichspannung von 1300 V und einer Steuergittergleichspannung von -900 V und hat einen Wirkungsgrad von 85,2%.
    • (2) Auf den in der eingangs genannten Druckschrift Brown Boveri Mitt. 67, 1980(3), S.215-219 beschriebenen 100-kW-Kurzwellensender, der in seiner HF-Endstufe mit einer Hochleistungs-Tetrode vom Typ BBC CQK 50-2 bestückt ist. Diese Tetrode arbeitet bei Anodenmodulation im Klasse-C-Betrieb mit einer Anodengleichspannung von 11 kV, einer Schirmgittergleichspannung von 800 V und einer Steuergittergleichspannung von -600 V (siehe auch: BBC Kurzdatenkatalog Elektronenröhren, Druckschrift-Nr. CH-E 3.30475.8 D/F/E/S von 1982/83).
  • Die vergleichsweise hohen Anodenspannungen erfordern im Zusammenhang mit der Anodenmodulation entsprechend ausgelegte Modulationsverstärker, die bei einer Anodengleichspannung von 14 kV Ausgangsspannungen von 0 bis 28 kV liefern müssen.
  • Wird als Modulationsverstärker z.B. ein Pulsstufenmodulator PSM, d.h. ein digitaler Schaltverstärker, verwendet, werden innerhalb dieses PSM beispielsweise 32 Schaltstufen benötigt, deren Ausgangsspannungen sich zu der gewünschten Anodenspannung addieren (Brown Boveri Tech. 74, 1987(6), S.296-302). Da jede einzelne dieser 32 Hochleistungs-Schaltstufen entsprechenden Raum beansprucht, müssen für den PSM im Sender separate Schränke vorgesehen werden.
  • Aber auch bei anderen Komponenten der Senderschaltung führt die hohe Anodengleichspannung und die dafür notwendige Spannungsfestigkeit zu erhöhtem Platzbedarf, sodass der Sender insgesamt sehr aufwendig ausgestaltet sein muss.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Hochleistungs-Elektronenröhre zu schaffen, mit der ein Rundfunksender aufgebaut werden kann, welcher sich bei gleichbleibendem Wirkungsgrad durch einen verminderten konstruktiven Aufwand sowie geringeren Platzbedarf auszeichnet.
  • Die Aufgabe wird bei einer Hochleistungs-Elektronenröhre, wie im Anspruch 1 definiert, gelöst.
  • Der Kern der Erfindung besteht darin, die Röhre als eine "Low Voltage"- oder Niederspannungs-Tetrode auszubilden, welche bei einer deutlich verringerten Anodengleichspannung einen vergleichbaren Wirkungsgrad wie herkömmliche Hochleistungs-Tetroden aufweist.
  • Die Reduktion der Anodengleichspannung bei gleichbleibendem Wirkungsgrad wird bei der Hochleistungs-Elektronenröhre gemäß Anspruch 1 erreicht durch eine erhebliche Verringerung der Elektrodenabstände, die unter anderem dadurch möglich wird, dass durch einen speziellen Aufbau der Kathode bei hoher Elektronenemission die Kathodentemperatur drastisch reduziert ist.
  • Da mit der Anodengleichspannung auch die Gittergleichspannungen verringert werden (die Steuergittergleichspannung bestimmt die oben erwähnte Anodenrestspannung), kann der Wirkungsgrad der Röhre und damit des Senders weitgehend qehalten werden.
  • Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
    • Fig. 1
    im Querschnitt den Aufbau einer "Low Voltage"-Tetrode gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
    Fig. 2
    im vergrösserten Ausschnitt die Geometrie der Elektrodenanordnung in einer Röhre gemäss Fig. 1.
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Eine bevorzugte Ausführungsform einer "Low Voltage"-Tetrode nach der Erfindung, die bei einem Anodenwirkungsgrad von grösser 80% (insbesondere >83%) mit einer Anodengleichspannung von weniger als 10 kV (insbesondere etwa 5 kV) betrieben wird, und die als Endstufenröhre für einen 100-kW-Kurzwellensender vorgesehen ist, ist in Fig. 1 im Schnitt wiedergegeben. Aus Gründen der Uebersichtlichkeit ist dabei auf eine detaillierte Darstellung des unteren Röhrenfusses sowie der äusseren Anodenkühlung (die an sich bekannt sind) verzichtet worden.
  • Die Elektrodenanordnung der Röhre ist ausschnittweise und vergrössert in Fig. 2 dargestellt.
  • Die gezeigte Röhre enthält als wesentliche Elemente in koaxialer Anordnung von innen nach aussen eine zylindrische, vollwandige Matrixkathode 10, ein topfförmiges Steuergitter 8, ein topfförmiges Schirmgitter 7 sowie einen Anodenzylinder 3, der oben durch einen Anodendeckel 2 verschlossen ist.
  • Der Anodenzylinder 3 ist zum Röhrenfuss hin durch einen Keramikring 14 isoliert. Das Schirmgitter 7 geht nach unten hin in einen Schirmgitter-Anschluss 15, das Steuergitter 8 in einen Steuergitter-Anschluss 18, und die Matrixkathode 10 in einen Kathoden-Anschluss 17 über.
  • Die Matrixkathode 10 enthält in einer Metallmatrix BaO, welches auf der Oberfläche eine Ba-Schicht bildet, die gegenüber herkömmlichen Wolfram-Thorium-Kathoden (Arbeitstemperatur: etwa 1900°K) bei sehr viel niedrigeren Temperaturen (etwa 1000-1100°K) emittiert. Die Matrixkathode 10 wird durch eine auf ihrer Innenseite angeordnete, nach innen durch ein Strahlungsschild 19 abgeschirmte Heizwendel 12 indirekt beheizt. Der dazu benötigte Heizstrom wird der Heizwendel 12 über einen zentralen inneren Blechzylinder 13 und eine daran anschliessende Zuleitung 11 sowie über den Kathoden-Anschluss 17 zugeführt.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich, variiert vorzugsweise die Windungsdichte der Heizwendel 12 in axialer Richtung: die Wendel ist jeweils an den Enden des Kathodenzylinders enger gewickelt, als in der Mitte. Durch diese Massnahme kann entsprechend der Röhrenausführung eine gleichmässige Temperaturverteilung eingestellt werden, was nötig ist, um eine homogene Emission über die ganze Kathodenoberfläche zu gewährleisten.
  • Die vergleichsweise niedrige Arbeitstemperatur der Matrixkathode 10 reduziert neben der erforderlichen Heizleistung vor allem die durch Temperaturunterschiede hervorgerufenen thermo-mechanischen Verspannungen im Elektrodensystem, sodass Steuergitter 8 und Schirmgitter 7 sehr nahe an der Kathode angeordnet werden können.
  • Während bei einer herkömmlichen Hochleistungs-Sendetetrode mit Wolfram-Thorium-Kathode und einer Anodengleichspannung von etwa 14 kV der Abstand zwischen der Kathode und dem Steuergitter und der Abstand zwischen dem Steuergitter und dem Schirmgitter zwischen 1 und 2 mm betragen, sind diese Abstände (a1 und a2 in Fig. 2) beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel kleiner 1 mm und betragen vorzugsweise etwa 0,55 mm bzw. 0,45 mm für eine "Low Voltage"-Tetrode mit einer Anodengleichspannung von etwa 5 kV.
  • Die kleinen Elektrodenabstände mit Toleranzen im Bereich von 1/100 mm erfordern eine sorgfältige Befestigung der einzelnen Elektroden: Steuergitter 8 und Schirmgitter 7 sind an ihrem oberen Ende über Keramikscheiben 5,6 und eine zentrale Keramikhülse 4 an einem von der Matrixkathode 10 ausgehenden Halteblech 9 befestigt. Im Röhrenfuss wird der Steuergitter-Anschluss 18 durch den Kathoden-Anschluss 17 hindurch ins Innere geführt und dort, vorzugsweise mittels eines ersten keramischen Abstützringes 20, am Kathoden-Anschluss 17 abgestützt.
  • Durch diese Massnahmen können die kritischen Elektrodenabstände besonders wirkungsvoll eingehalten werden. Weitere Abstützringe, von denen einer (16) in Fig. 1 teilweise dargestellt ist, sind in an sich bekannter Weise zwischen den anderen Anschlüssen angeordnet.
  • Steuergitter 8 und Schirmgitter 7 werden bevorzugt in Form durchbrochener Zylinder aus pyrolytischem Graphit gefertigt und jeweils mit einer Dicke (d1 bzw. d2 in Fig. 2) von etwa 0,3 mm hergestellt. Der Abstand zwischen dem Schirmgitter 7 und dem Anodenzylinder 3 (a3 in Fig. 2) beträgt dann etwa 6,4 mm.
  • Zur besseren Uebersicht sollen nachfolgend in einer Tabelle die elektrischen Betriebswerte einer "Low Voltage"-Tetrode (LVT) in der bevorzugten Ausführungsform für einen 100-kW-Kurzwellensender noch einmal den Betriebswerten einer herkömmlichen Tetrode gleicher Leistung (der eingangs erwähnten BBC CQK 50-2) gegenübergestellt werden:
    Figure imgb0001
  • Aus der Tabelle lässt sich ohne weiteres erkennen, dass die "Low Voltage"-Tetrode gegenüber der herkömmlichen Tetrode bei nahezu unverändertem Wirkungsgrad für ihren Betrieb eine sehr viel kleinere Anodengleichspannung, eine erheblich geringere Ansteuerleistung und eine stark reduzierte Heizleistung erfordert.
  • Diese Eigenschaften haben unmittelbare vorteilhafte Auswirkungen auf die konstruktive Auslegung eines mit dieser Röhre ausgerüsteten Senders:
    • Wegen der niedrigen Anodengleichspannung kann der Modulationsverstärker, wenn er als digitaler PSM-Verstärker ausgebildet ist, statt wie bisher mit 32 nun nur noch mit 14 oder weniger Schaltstufen ausgerüstet sein. Dadurch reduziert sich der Platzbedarf in einem solchen Umfang, dass der PSM-Verstärker direkt im Schrank für den HF-Teil untergebracht werden kann.
    • Wegen der niedrigen Ansteuerleistung kann die vorher übliche Treiberröhre durch einen transistorisierten Treiberverstärker geringerer Leistung ersetzt werden, was dem Gesamtwirkungsgrad zugute kommt und den Platzbedarf weiter verringert.
    • Wegen der reduzierten Heizleistung und der niedrigen Kathodentemperatur verbessert sich der Wirkungsgrad und vergrössert sich die Lebensdauer der Endstufenröhre erheblich.
  • Insgesamt wird also durch die Hochleistungs-Elektronenröhre nach der Erfindung der Bau eines Senders ermöglicht, welcher sich bei unverändert hohem Gesamtwirkungsgrad durch einen kompakten Aufbau und eine sehr hohe Zuverlässigkeit auszeichnet.

Claims (5)

  1. Steuerbare Hochleistungs-Elektronenröhre (1) in Form einer Tetrode mit einer Ausgangsleistung Po von wenigstens 100 kW, welche Hochleistungs-Elektronenröhre (1) in koaxialer, zylindrischer Anordnung eine Kathode, ein Steuergitter (8), ein Schirmgitter (7) und eine Anode umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß
    (a) die Kathode als indirekt geheizte, BaO enthaltende Matrixkathode (10) ausgeführt ist;
    (b) die Matrixkathode (10) als vollwandiger Zylinder ausgebildet ist; und
    (c) das Steuergitter (8) und das Schirmgittter (7) untereinander und von der Matrixkathode (10) einen Abstand (a2,a1) kleiner als 1 mm haben, so daß die Elektronenröhre (1) einen Anodenwirkungsgrad von größer als 80% mit einer Anodengleichspannung von kleiner als 10 kV aufweisen kann.
  2. Hochleistungs-Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    (a) die Anodengleichspannung etwa 5 kV beträgt;
    (b) der Abstand (a1) vom Steuergitter (8) zur Matrixkathode (10) etwa 0,55 mm und der Abstand (a2) von dem Schirmgitter (7) zum Steuergitter (8) etwa 0,45 mm betragen ; und
    (c) Kathode und Steuergitter (8) am Fuß der Hochleistungs-Elektronenröhre (1) einen zylindrischen Kathoden-Anschluß (17) bzw. Steuergitter-Anschluß (18) aufweisen, wobei der Steuergitter-Anschluß (18) koaxial im Inneren des Kathoden-Anschlußes (17) verläuft und gegen diesen abgestützt ist.
  3. Hochleistungs-Elektronenröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter (8) und das Schirmgitter (7) als durchbrochene Zylinder aus pyrolytischem Graphit ausgebildet sind.
  4. Hochleistungs-Elektronenröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung des Steuergitter-Anschlußes (18) genenüber dem Kathoden-Anschluß (17) ein keramischer Abstützring (20) verwendet wird.
  5. Hochleistungs-Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    (a) zur Heizung der Matrixkathode (10) auf der Innenseite des Kathodenzylinders eine Heizwendel (12) angebracht ist; und
    (b) zur Erzielung einer gleichmässigen Temperaturverteilung über die Emissionsfläche der Matrixkathode (10) die Heizwendel (12) in axialer Richtung eine variierende Windungsdichte aufweist.
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