FR2695755A1 - Electronic tube with radial structure. - Google Patents

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    • H01J25/00Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J25/02Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
    • H01J25/04Tubes having one or more resonators, without reflection of the electron stream, and in which the modulation produced in the modulator zone is mainly density modulation, e.g. Heaff tube

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Abstract

La présente invention concerne un tube électronique à vide comportant une cathode (1) émettant des électrons vers un collecteur (10), des moyens de focalisation (7) des électrons pour les concentrer en un faisceau (13) et une cavité résonante de sortie (8) couplée au faisceau pour prélever de l'énergie au faisceau focalisé. La cathode a une symétrie de révolution autour d'un axe. Le faisceau est radial et est focalisé dans un plan normal à l'axe de symétrie de la cathode. Application aux tubes électroniques de puissance à durée de vie améliorée.The present invention relates to an electron vacuum tube comprising a cathode (1) emitting electrons towards a collector (10), focusing means (7) of the electrons to concentrate them in a beam (13) and an output resonant cavity ( 8) coupled to the beam to take energy from the focused beam. The cathode has a symmetry of revolution about an axis. The beam is radial and is focused in a plane normal to the axis of symmetry of the cathode. Application to power electronic tubes with improved service life.

Description

TUBE ELECTRONIQUE A STRUCTURE RADIALEELECTRONIC TUBE WITH RADIAL STRUCTURE

La présente invention concerne les tubes électroniques à vide utilisés notamment en tant qu'amplificateurs de puissance  The present invention relates to vacuum electronic tubes used in particular as power amplifiers

dans la bande UHF.in the UHF band.

Les tubes électroniques à vide utilisés couramment en tant qu'amplificateurs de puissance sont de deux types: le premier type comprend les tubes à modulation d'amplitude du faisceau d'électrons et le deuxième type comprend les tubes à  Vacuum electronic tubes commonly used as power amplifiers are of two types: the first type comprises electron beam amplitude modulation tubes and the second type comprises electron tubes.

modulation de vitesse du faisceau d'électrons.  speed modulation of the electron beam.

Les tubes à modulation d'amplitude sont par exemple des triodes ou des tétrodes alors que les tubes à modulation de vitesse du faisceau d'électrons sont des klystrons ou des tubes  Amplitude modulated tubes are for example triodes or tetrodes while electron beam velocity modulation tubes are klystrons or tubes

à ondes progressives.traveling wave.

En télévision, dans la bande UHF les tubes à grilles de type tétrode fonctionnent à la limite supérieure de leur bande de fréquence avec un gain de l'ordre de 15 d B et un rendement de l'ordre de 50 % en amplification commune Le rendement considéré est le rapport de la puissance délivrée en sortie pendant l'impulsion de synchronisation sur la puissance moyenne fournie à l'émetteur en norme G. Les tubes de type klystron, par exemple, sont caractérisés par un gain élevé de l'ordre de 40 d B et par un rendement faible de l'ordre de 25 % en prenant les mêmes critères. Des travaux commencés dans les années 30 ont été réactivés ces dernières années pour développer un tube amplificateur qui permettrait en théorie d'obtenir un gain compris entre celui des klystrons et celui des tétrodes et un rendement du même ordre que celui des tétrodes grâce à un fonctionnement en classe B Ce type de tube est connu sous le nom de klystrode et décrit dans l'ouvrage "Microwave tubes" de A.S Gilmour, Jr page 196 ou sous le nom d'IOT (de la dénomination anglaise Inductive Output Tube), voir notamment dans la Revue Technique de THIOMSON-CSF, volume 23, N 04, décembre  In television, in the UHF band, the tetrode type grating tubes operate at the upper limit of their frequency band with a gain of the order of 15 dB and a yield of the order of 50% in common amplification. considered is the ratio of the output power during the synchronization pulse on the average power supplied to the transmitter in standard G. The klystron type tubes, for example, are characterized by a high gain of the order of 40 d B and by a low efficiency of the order of 25% by taking the same criteria. Work begun in the 1930s has been reactivated in recent years to develop an amplifier tube that would theoretically achieve a gain between that of klystrons and that of tetrodes and a similar performance as that of tetrodes through operation in class B This type of tube is known under the name of klystrode and described in the book "Microwave tubes" of AS Gilmour, Jr page 196 or under the name of IOT (of the English name Inductive Output Tube), see in particular in the THIOMSON-CSF Technical Review, Volume 23, N 04, December

1991, page 810 Dans la suite de la description, ce type de tube  1991, page 810 In the rest of the description, this type of tube

est appelé IOT Un IOT possède un faisceau électronique axial.  is called IOT An IOT has an axial electron beam.

Il utilise en entrée le principe de la modulation d'amplitude et en sortie la structure axiale des tubes à modulation de vitesse. Ce tube comporte un canon à électrons avec une cathode, une anode et une grille de modulation Une tension de modulation est appliquée entre la grille et la cathode grâce à une cavité résonante d'entrée accordée sur une fréquence désirée Les électrons générés par la cathode émergent de la grille en paquets et convergent sur l'axe du faisceau Le faisceau traverse alors une cavité résonante de sortie Les  It uses as input the principle of amplitude modulation and output the axial structure of the speed modulation tubes. This tube comprises an electron gun with a cathode, an anode and a modulation grid. A modulation voltage is applied between the gate and the cathode thanks to an input resonant cavity tuned to a desired frequency. The electrons generated by the emerging cathode of the grid in packets and converge on the axis of the beam The beam then passes through a resonant cavity of exit Les

électrons du faisceau cèdent leur énergie à la cavité de sortie.  Beam electrons yield their energy to the output cavity.

Cette énergie est extraite par couplage et dirigée vers un dispositif utilisateur tel qu'une antenne Les électrons sont  This energy is extracted by coupling and directed to a user device such as an antenna. The electrons are

recueillis dans un collecteur en aval de la cavité de sortie.  collected in a collector downstream of the outlet cavity.

Ce tube a une structure axiale comme le klystron et non une structure radiale comme la tétrode Cette structure axiale ainsi que la nature des matériaux utilisés limitent de  This tube has an axial structure like the klystron and not a radial structure like the tetrode. This axial structure as well as the nature of the materials used limit

manière importante les performances de VIOT.  important way VIOT performances.

La cathode utilisée dans les IO Ts comme dans les klystrons est généralement en tungstène poreux imprégné d'aluminates de barium Cette cathode fonctionne aux alentours de 1 020 O C A cette température, le barium s'évapore et se dépose sur la grille qui devient à son tour émissive Le faisceau d'électrons émis est perturbé et la durée de vie du tube est fortement réduite Cette durée de vie peut être de l'ordre de 600 heures alors que l'on pourrait s'attendre à une  The cathode used in IO Ts as in klystrons is generally porous tungsten impregnated with aluminates barium This cathode operates around 1020 OCA this temperature, the barium evaporates and is deposited on the grid which in turn becomes emissive The emitted electron beam is disturbed and the life of the tube is greatly reduced This lifetime can be of the order of 600 hours while one would expect a

durée de vie de l'ordre de 25 000 heures.  lifetime of around 25,000 hours.

Pour essayer de remédier à ces inconvénients liés à l'émissivité de la grille, on peut réduire la température de fonctionnement de la cathode mais on limite alors la densité de courant émis et en conséquence la puissance de l IOT Si l'on veut augmenter la densité de courant émis il faudrait augmenter la surface de la cathode La cathode et la grille sont hémisphériques Lorsque la grille est de grande taille, on observe alors une non-uniformité de température de ses barreaux: ils sont beaucoup plus chauds au centre qu'à la périphérie car ils se refroidissent par conduction La partie chaude de la grille émet, le faisceau d'électrons est alors perturbé et la durée de vie est réduite Toutes les solutions proposées ont chacune leurs inconvénients et elles conduisent  To try to overcome these disadvantages related to the emissivity of the gate, we can reduce the operating temperature of the cathode but then limit the current density emitted and consequently the power of the IOT If we want to increase the current density emitted it would increase the surface of the cathode The cathode and the grid are hemispherical When the grid is large, then we observe a non-uniform temperature of its bars: they are much hotter in the center than in the periphery because they cool by conduction The hot part of the gate emits, the electron beam is then disturbed and the service life is reduced All proposed solutions each have their disadvantages and they lead

dans tous les cas à une limitation de la puissance de l'IOT.  in any case to a limitation of the power of the IOT.

La présente invention propose de réaliser un tube électronique à vide qui peut fonctionner avec une durée de vie  The present invention proposes to make a vacuum electronic tube which can operate with a lifetime

satisfaisante à puissance élevée.  satisfactory at high power.

Ce tube au lieu d'avoir une structure axiale a une structure radiale Le faisceau d'électrons émis n'est plus  This tube instead of having an axial structure has a radial structure The electron beam emitted is no longer

linéaire mais a la forme d'une nappe plane radiale.  linear but in the form of a radial plane layer.

Le tube selon l'invention comporte une cathode émettant des électrons vers un collecteur, des moyens de focalisation des électrons et une cavité de sortie couplée au  The tube according to the invention comprises a cathode emitting electrons to a collector, means for focusing the electrons and an output cavity coupled to the

faisceau pour en prélever de l'énergie électromagnétique.  beam to collect electromagnetic energy.

La cathode est globalement à symétrie de révolution autour d'un axe, le faisceau d'électrons est radial et est focalisé par les moyens de focalisation dans un plan sensiblement normal à l'axe de symétrie de la cathode La cavité  The cathode is generally rotationally symmetrical about an axis, the electron beam is radial and is focused by the focusing means in a plane substantially normal to the axis of symmetry of the cathode.

de sortie est coaxiale avec la cathode.  output is coaxial with the cathode.

La cathode peut être cylindrique ou en portion de tore Elle est avantageusement en tungstène thorié Une grille entoure la cathode pour moduler l'émission d'électrons L'espace cathode-grille fait partie d'une cavité résonante de modulation  The cathode may be cylindrical or in portion of torus It is advantageously in thoriated tungsten A grid surrounds the cathode to modulate the emission of electrons The cathode-grid space is part of a resonant cavity modulation

dans laquelle une tension de modulation est injectée.  wherein a modulation voltage is injected.

Les moyens de focalisation peuvent être des bobines poloïdales ou des aimants permanents Ils sont situés de part et d'autre du plan du faisceau Le collecteur est monté coaxialement autour de l'axe de la cathode Il peut être dépressé Une série d'ailettes radiales normales au plan du faisceau peut être montée entre la cathode et la première cavité  The focusing means may be poloidal coils or permanent magnets They are located on either side of the plane of the beam The collector is mounted coaxially around the axis of the cathode It can be depressed A series of normal radial fins at the plane of the beam can be mounted between the cathode and the first cavity

résonante atteinte par le faisceau.  resonant reached by the beam.

Une autre série d'ailettes peut être prévue avant le collecteur Les ailettes d'une série sont de préférence en nombre impair Des moyens sont prévus pour éviter une collision entre les électrons et les ailettes Au moins une des cavités résonantes peut être couplée à une cavité auxiliaire. Une ou plusieurs cavités résonantes peuvent être  Another series of fins may be provided before the collector The fins of a series are preferably in odd number Means are provided to avoid a collision between the electrons and the fins At least one of the resonant cavities may be coupled to a cavity auxiliary. One or more resonant cavities can be

accordables en fréquence.tunable in frequency.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente  Other features and benefits of this

invention apparaîtront à la lecture de la description faite  invention will appear on reading the description made

ci-après, illustrée par les dessins annexés qui représentent: la figure 1, une vue schématique d'un tube selon l'invention; la figure 2, une variante d'un tube selon l'invention Sur ces figures, les mêmes éléments portent les mêmes références Pour des raisons de clarté, les côtes ne sont pas respectées. La figure 1 représente schématiquement un tube  Hereinafter, illustrated by the accompanying drawings which show: Figure 1, a schematic view of a tube according to the invention; Figure 2, a variant of a tube according to the invention In these figures, the same elements have the same references For reasons of clarity, the ribs are not respected. Figure 1 schematically shows a tube

électronique selon l'invention.electronic device according to the invention.

Ce tube a une symétrie de révolution autour d'un axe XX' On voit, montés coaxialement autour de l'axe XX', une  This tube has a symmetry of revolution about an axis XX 'It is seen, mounted coaxially around the axis XX', a

cathode 1 qui émet des électrons et autour une grille 2.  cathode 1 which emits electrons and around a grid 2.

L'espace entre la cathode 1 et la grille 2 fait partie d'une cavité résonante de modulation 3 Une tension de modulation 5 est appliquée dans la cavité résonante de modulation 3 En général, la cavité résonante de modulation 3 est dimensionnée en X/4 ou en 3 X/4 (X représente la longueur d'onde de résonance de la cavité) Un piston d'accord 4 peut permettre d'accorder la cavité résonante de modulation 3 sur une fréquence désirée Ce piston 4 est situé globalement à un noeud de tension du circuit  The space between the cathode 1 and the gate 2 is part of a resonant modulation cavity 3 A modulation voltage 5 is applied in the resonant modulation cavity 3 In general, the resonant modulation cavity 3 is dimensioned in X / 4 or in 3 X / 4 (X represents the resonant wavelength of the cavity) A tuning piston 4 can make it possible to tune the resonant modulation cavity 3 to a desired frequency. This piston 4 is located globally at a node circuit voltage

résonant ainsi formé.resonant thus formed.

La cathode 1 peut être réalisée avec un maillage de tungstène thorié chauffé directement ou indirectement La grille 2 peut être en graphite pyrolitique Ces éléments sont comparables à ceux utilisés dans les tétrodes classiques La pollution de la grille que l'on observait dans les IO Ts est  The cathode 1 can be made with a thoriated tungsten mesh heated directly or indirectly. The grid 2 can be in pyrolytic graphite. These elements are comparable to those used in conventional tetrodes. The pollution of the grid observed in the IO Ts is

ainsi éliminée.thus eliminated.

La grille 2 et la cathode 1 peuvent être classiquement cylindriques Pour faciliter la focalisation du faisceau d'électrons émis on peut envisager que la cathode 1 et la grille 2 aient une forme de portion concave de tore Cette variante est représentée sur la figure 2 Le fait d'utiliser une cathode cylindrique ou en portion de tore permet de réaliser une cathode  The gate 2 and the cathode 1 may be conventionally cylindrical. To facilitate the focusing of the emitted electron beam, it is possible to envisage that the cathode 1 and the gate 2 have a concave toroidal portion shape. This variant is represented in FIG. to use a cylindrical cathode or toroidal portion to achieve a cathode

de grande surface et donc de produire un tube de puissance.  large area and therefore produce a power tube.

La cathode 1 et la grille 2 sont généralement portées  Cathode 1 and gate 2 are generally worn

à une haute tension négative.at a high negative voltage.

La cathode 1 émet des électrons radialement par rapport à l'axe XX' A la sortie de la grille 2, les électrons regroupés en paquets forment un faisceau 13 radial Ce faisceau 13 est attiré vers une anode 6 portée à un potentiel moins négatif que celui de la cathode 1 L'anode 6 est formée de deux anneaux situés de part et d'autre du plan du faisceau d'électrons Des moyens de focalisation sont prévus pour que le faisceau soit concentré dans un plan normal à l'axe XX' de la  The cathode 1 emits electrons radially relative to the axis XX 'At the output of the gate 2, the electrons grouped into packets form a radial beam 13 This beam 13 is attracted to an anode 6 brought to a less negative potential than the The anode 6 is formed of two rings located on either side of the plane of the electron beam Focusing means are provided so that the beam is concentrated in a plane normal to the axis XX 'of the

cathode.cathode.

Ces moyens de focalisation sont d'abord l'optique électrostatique de la grille Pour améliorer la concentration des électrons on peut prévoir des bobines 7 poloidales ou des aimants permanents de part et d'autre du plan du faisceau d'électrons L'épaisseur du faisceau d'électrons mesurée le long de l'axe XX' est plus faible que la hauteur émissive de la  These focusing means are firstly the electrostatic optics of the grid. To improve the concentration of the electrons, it is possible to provide poloidal coils or permanent magnets on either side of the plane of the electron beam. The thickness of the beam measured along the axis XX 'is smaller than the emissive height of the

cathode 1.cathode 1.

Le faisceau d'électrons 13 traverse ensuite une cavité Coaxiale résonante 8 de sortie Les deux couronnes de l'anode 6  The electron beam 13 then passes through a resonant Coaxial cavity 8 output The two rings of the anode 6

forment un espace de glissement 14 qui pénètre dans la cavité 8.  form a sliding space 14 which enters the cavity 8.

L'intérieur de la cavité 8 est couplé au faisceau d'électrons 13 par des ouvertures 9 de couplage annulaires Ces ouvertures, au nombre de deux, sont situées de part et d'autre du plan du faisceau d'électrons 13 Les électrons sortent de la cavité de sortie décélérés et sont recueillis dans un collecteur 10 coaxial avec l'axe XX', en forme de tore par exemple Ce collecteur 10 sera de préférence refroidi, par exemple, par  The interior of the cavity 8 is coupled to the electron beam 13 through annular coupling openings 9. These openings, two in number, are located on either side of the plane of the electron beam 13. the output cavity are decelerated and are collected in a collector 10 coaxial with the axis XX ', in the form of a torus, for example, this collector 10 will preferably be cooled, for example by

ventilation forcée ou par circulation d'un fluide.  forced ventilation or by circulation of a fluid.

La cavité de sortie 8 résonne sur une fréquence qui peut être ajustée grâce à un dispositif d'accord 11 Sur la figure 1, il s'agit de deux pistons mobiles 11 parallèles au plan du faisceau situés de part et d'autre du plan du faisceau d'électrons La cavité 8 de sortie est de préférence dimensionnée en X/2, c'est-à-dire que les pistons sont espacés de 1/2 et sont situés sur un noeud de tension Le faisceau d'électrons est situé lui à un ventre de tension Il y a alors un couplage aussi bon que possible entre la cavité et le faisceau. Le faisceau d'électrons cède de l'énergie à la cavité de sortie 8 et cette énergie est extraite par des moyens appropriés Il peut s'agir d'une palette 12 comme sur la figure 1 Cette énergie est transmise à un dispositif utilisateur tel  The output cavity 8 resonates on a frequency that can be adjusted by means of a tuning device 11. In FIG. 1, there are two mobile pistons 11 parallel to the plane of the beam located on either side of the plane of the plane. electron beam The exit cavity 8 is preferably dimensioned in X / 2, that is to say that the pistons are spaced 1/2 and are located on a voltage node The electron beam is located there to a belly of tension There is then a coupling as good as possible between the cavity and the beam. The electron beam transfers energy to the outlet cavity 8 and this energy is extracted by appropriate means. It can be a pallet 12 as in FIG. 1. This energy is transmitted to a user device such as

qu'une antenne par exemple.than an antenna for example.

On peut envisager, en vue d'augmenter la bande passante du tube, que la cavité de sortie 8 soit couplée à une cavité auxiliaire 20 Le couplage entre les deux cavités peut être capacitif comme sur la figure 2 o 01 inductif Sur la figure  It can be envisaged, with a view to increasing the bandwidth of the tube, that the output cavity 8 is coupled to an auxiliary cavity 20. The coupling between the two cavities can be capacitive, as in FIG.

2, l'énergie est extraite au niveau de la cavité auxiliaire 20.  2, the energy is extracted at the auxiliary cavity 20.

La cavité auxiliaire sera de préférence dimensionnée en X/2 et l'extraction de l'énergie se fera à proximité d'un ventre de  The auxiliary cavity will preferably be dimensioned in X / 2 and the extraction of the energy will be done near a belly of

tension si le couplage de sortie est capacitif.  voltage if the output coupling is capacitive.

Il peut être souhaitable pour rigidifier la structure mécanique du tube et pour limiter la naissance d'oscillations parasites en mode guidé de diviser l'espace situé entre la cathode 1 et la cavité de sortie 9 par des ailettes radiales 22 sensiblement normales au plan du faisceau 13 Leur nombre sera de préférence impair par exemple trois, cinq ou plus Afin que ces ailettes 22 ne soient pas bombardées par les électrons du faisceau 13 on s'arrangera pour que la cathode 1 comporte des zones non émissives en face des ailettes radiales Il peut être intéressant de placer également des ailettes radiales 23 entre la cavité de sortie 8 et le collecteur 10 Ces ailettes 23 seront de préférence alignées avec celles situées entre la cathode 1 et la cavité de sortie 8 Ces ailettes 22, 23 seront avantageusement réalisées en métal. On peut prévoir comme sur la figure 2, une pièce 24 électriquement isolante pour maintenir mécaniquement l'anode 6 et la grille 2 tout en les isolant électriquement L'anode 6 tout comme la cavité de sortie 8 sont généralement portées à une masse Cette pièce 24 est ici de forme conique et peut être en céramique.  It may be desirable to stiffen the mechanical structure of the tube and to limit the birth of parasitic oscillations in guided mode to divide the space between the cathode 1 and the outlet cavity 9 by radial fins 22 substantially normal to the plane of the beam Their number will preferably be odd, for example three, five or more. In order for these fins 22 not to be bombarded by the electrons of the beam 13, it will be arranged for the cathode 1 to have non-emissive zones in front of the radial fins. it is advantageous to also place radial fins 23 between the outlet cavity 8 and the collector 10 These fins 23 are preferably aligned with those between the cathode 1 and the outlet cavity 8 These fins 22, 23 are advantageously made of metal. It is possible to provide, as in FIG. 2, an electrically insulating part 24 for mechanically holding the anode 6 and the gate 2 while electrically insulating them. The anode 6 and the outlet cavity 8 are generally brought to a ground. is here conical and can be ceramic.

L'intérieur du tube est classiquement soumis au vide.  The inside of the tube is conventionally vacuum.

L'étanchéité peut être assurée à l'intérieur de la cavité de sortie par deux fenêtres 25 annulaires situées de part et d'autre du plan du faisceau d'électrons 13 Ces fenêtres 25  Sealing can be ensured inside the outlet cavity by two annular windows located on either side of the plane of the electron beam 13.

laissent passer l'énergie électromagnétique mais pas l'air.  let the electromagnetic energy pass but not the air.

Le collecteur 10 peut être de type dépressé Cela signifie qu'il est porté à un potentiel intermédiaire entre le potentiel de la cavité de sortie 8 et le potentiel de la cathode 1 Des pièces de céramique 26 annulaires sont prévues pour  The collector 10 may be of the depressed type. This means that it is brought to an intermediate potential between the potential of the outlet cavity 8 and the potential of the cathode 1. Annular ceramic pieces 26 are provided for

isoler électriquement le collecteur 10 de la cavité de sortie 8.  electrically isolating the collector 10 from the outlet cavity 8.

En diminuant le potentiel du collecteur par rapport à celui de la cavité de sortie on réduit la vitesse des électrons en entrée du collecteur et donc la densité de chaleur à évacuer par la  By reducing the potential of the collector relative to that of the outlet cavity, the speed of the electrons entering the collector and therefore the density of heat to be discharged by the collector are reduced.

paroi du collecteur.wall of the collector.

Le tube selon l'invention peut fournir une puissance  The tube according to the invention can provide a power

importante car la cathode peut avoir une grande surface émissive.  important because the cathode can have a large emitting surface.

Le fait de pouvoir utiliser une cathode en tungstène thorié permet d'éliminer les problèmes de pollution de la  The fact of being able to use a thoriated tungsten cathode makes it possible to eliminate the pollution problems of the

grille, problèmes existants avec les cathodes imprégnées.  grid, existing problems with impregnated cathodes.

Le faisceau d'électrons au lieu d'être long et fin sensiblement cylindrique comme dans les klystrons et IO Ts est maintenant radial, sensiblement en forme de disque Les électrons générés par la cathode divergent dans le plan du disque La densité électronique décroît en s'éloignant de la cathode Du fait du faisceau de faible densité le couplage avec la cavité de sortie est amélioré et le collecteur est soumis à une densité de puissance réduite Le collecteur peut fonctionner fiablement avec un refroidissement par air Les tubes à structure coaxiale de type IOT utilisés dans les émetteurs de télévision ont un collecteur dont la surface est limitée Ce collecteur peut être refroidi par circulation d'air La densité de puissance thermique à dissiper étant très importante il se  The electron beam instead of being long and thin substantially cylindrical as in the klystrons and IO Ts is now radial, substantially disk-shaped Electrons generated by the cathode diverging in the plane of the disk The electron density decreases in s' away from the cathode Because of the low density beam the coupling with the outlet cavity is improved and the collector is subjected to a reduced power density The collector can reliably operate with air cooling IOT type coaxial tubes used in television transmitters have a collector whose surface is limited This collector can be cooled by circulating air The density of thermal power to be dissipated being very important it is

produit des dégazages qui influent sur la durée de vie du tube.  produces degassing that affects the life of the tube.

Le collecteur coaxial du tube selon l'invention a une surface beaucoup plus grande et la fiabilité du tube est accrue même  The coaxial collector of the tube according to the invention has a much larger surface and the reliability of the tube is increased even

avec un refroidissement par air.with air cooling.

Claims (17)

REVENDICATIONS 1 Tube électronique à vide comportant une cathode ( 1) émettant des électrons vers un collecteur ( 10), des moyens de focalisation ( 7) des électrons pour les concentrer en un faisceau ( 13), une cavité résonante ( 8) de sortie couplée au faisceau pour prélever de l'énergie au faisceau focalisé, caractérisé en ce que la cathode ( 1) a une symétrie de révolution autour d'un axe, le faisceau ( 13) étant radial et étant focalisé par les moyens de focalisation ( 7) dans un plan  A vacuum electron tube comprising a cathode (1) emitting electrons to a collector (10), means for focusing (7) the electrons to concentrate them in a beam (13), a resonant cavity (8) coupled to the output beam for taking energy from the focused beam, characterized in that the cathode (1) has a symmetry of revolution about an axis, the beam (13) being radial and being focused by the focusing means (7) in a map normal à l'axe de symétrie de la cathode.  normal to the axis of symmetry of the cathode. 2 Tube électronique selon la revendication 1,  2 electron tube according to claim 1, caractérisé en ce que la cathode ( 1) est en tungstène thorié.  characterized in that the cathode (1) is of thoriated tungsten. 3 Tube électronique selon l'une des revendications 1  3 electron tube according to one of claims 1 ou 2, caractérisé en ce que la cathode ( 1) est cylindrique ou a  or 2, characterized in that the cathode (1) is cylindrical or has une forme en portion de tore.a form in portion of torus. 4 Tube électronique selon l'une des revendications 1  4 electronic tube according to one of claims 1 à 3, caractérisé en ce que la cavité résonante ( 8) de sortie est  at 3, characterized in that the resonant cavity (8) is de structure coaxiale.of coaxial structure. Tube électronique selon l'une des revendications 1  Electronic tube according to one of claims 1 à 4, caractérisé en ce que la cathode ( 1) est entourée d'une  4, characterized in that the cathode (1) is surrounded by a grille ( 2) pour moduler l'émission d'électrons.  gate (2) for modulating the emission of electrons. 6 Tube électronique selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'espace entre la cathode ( 1) et la grille ( 2) fait partie d'une cavité résonante ( 3) de modulation dans  6 electron tube according to claim 5, characterized in that the space between the cathode (1) and the gate (2) is part of a resonant cavity (3) modulation in laquelle est injectée une tension ( 5) de modulation.  which is injected a voltage (5) of modulation. 7 Tube électronique selon l'une des revendications 1  Electronic tube according to one of claims 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de focalisation ( 7) sont  to 6, characterized in that the focusing means (7) are situés de part et d'autre du plan du faisceau.  located on both sides of the plane of the beam. 8 Tube électronique selon l'une des revendications 1  8 electron tube according to one of claims 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de focalisation ( 7) sont  7, characterized in that the focusing means (7) are des bobines poloïdales ou des aimants permanents.  poloidal coils or permanent magnets. 9 Tube électronique selon l'une des revendications 1  9 electronic tube according to one of claims 1 à 8, caractérisé en ce que le collecteur ( 10) est coaxial avec  to 8, characterized in that the collector (10) is coaxial with la cathode.the cathode. Tube électronique selon l'une des revendications 1  Electronic tube according to one of claims 1 à 9, caractérisé en ce que le collecteur ( 10) est dépressé.  at 9, characterized in that the collector (10) is depressed. 11 Tube électronique selon l'une des revendications 1  11 electronic tube according to one of claims 1 à 10, caractérisé en ce qu'une série d'ailettes ( 22) radiales, normales au plan du faisceau d'électrons est disposée entre la  10, characterized in that a series of radial fins (22), normal to the plane of the electron beam is arranged between the cathode ( 1) et la cavité résonante ( 8) de sortie.  cathode (1) and the resonant cavity (8) output. 12 Tube électronique selon l'une des revendications 1  Electronic tube according to one of claims 1 à 11, caractérisé en ce qu'une autre série d'ailettes ( 23)  to 11, characterized in that another series of fins (23) radiales, normales au plan du faisceau est disposée entre la cavité résonante de sortie ( 8) et le collecteur ( 10).  radial, normal to the plane of the beam is disposed between the resonant output cavity (8) and the collector (10). 13 Tube électronique selon l'une des revendications  Electronic tube according to one of the claims 11 ou 12, caractérisé en ce que les ailettes d'une série sont en  11 or 12, characterized in that the fins of a series are in nombre impair.odd number. 14 Tube électronique selon l'une des revendications  Electronic tube according to one of the claims 11 à 13, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour  11 to 13, characterized in that means are provided for éviter des collisions entre les électrons et les ailettes.  avoid collisions between the electrons and the fins. Tube électronique selon l'une des revendications 1  Electronic tube according to one of claims 1 à 14, caractérisé en ce qu'au moins une des cavités résonantes  at 14, characterized in that at least one of the resonant cavities ( 8) est couplée à une cavité résonante auxiliaire ( 20).  (8) is coupled to an auxiliary resonant cavity (20). 16 Tube électronique selon l'une des revendications 1  Electronic tube according to one of claims 1 à 15, caractérisé en ce qu'un dispositif d'accord en fréquence ( 11) est prévu pour accorder en fréquence au moins une des  15, characterized in that a frequency tuning device (11) is provided for frequency tuning at least one of the cavités ( 8) résonantes.cavities (8) resonating. 17 Tube électronique selon l'une des revendications 1  Electronic tube according to one of claims 1 à 16, caractérisé en ce que la cavité résonante de sortie est dimensionnée en X/2 (X étant la longueur d'onde de résonance  at 16, characterized in that the resonant output cavity is sized at X / 2 (where X is the resonance wavelength dans la cavité).in the cavity). 18 Tube électronique selon l'une des revendications 1  Electronic tube according to one of claims 1 à 17, caractérisé en ce que la cavité résonante de modulation ( 3) est dimensionnée en X/4 ou en 3 X/4 (X étant la longueur  at 17, characterized in that the resonant modulation cavity (3) is dimensioned in X / 4 or in 3 X / 4 (X being the length d'onde de résonance dans la cavité).  resonance wave in the cavity).
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2728386B1 (en) * 1994-12-20 1997-01-24 Thomson Tubes Electroniques ELECTRONIC TUBE WITH IMPROVED PERFORMANCE GRID
US6084353A (en) * 1997-06-03 2000-07-04 Communications And Power Industries, Inc. Coaxial inductive output tube having an annular output cavity
DE10040896B4 (en) * 2000-08-18 2005-05-04 Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH Apparatus and method for ion beam acceleration and electron beam pulse shaping and amplification
EP1203395B8 (en) * 2000-08-17 2009-08-26 GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH Device and method for ion beam acceleration and electron beam pulse formation and amplification
CN104392880B (en) * 2014-11-03 2017-05-03 中国科学院电子学研究所 Racking method of multi-channel tuning klystron resonant cavity
CN113725053B (en) * 2021-09-02 2024-03-26 中国科学院空天信息创新研究院 Plane cascade klystron

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3305752A (en) * 1963-12-06 1967-02-21 Friz Walter Fast wave crossed field travelingwave tube
US3971966A (en) * 1975-08-14 1976-07-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Planar ring bar travelling wave tube
EP0125530A2 (en) * 1983-05-16 1984-11-21 Siemens Aktiengesellschaft High-gain klystrode

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4424044A (en) * 1982-04-23 1984-01-03 Raytheon Company Method of fabricating cathode electrodes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3305752A (en) * 1963-12-06 1967-02-21 Friz Walter Fast wave crossed field travelingwave tube
US3971966A (en) * 1975-08-14 1976-07-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Planar ring bar travelling wave tube
EP0125530A2 (en) * 1983-05-16 1984-11-21 Siemens Aktiengesellschaft High-gain klystrode

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. S. GILMOUR, JR. 'Microwave tubes' 1986 , ARTECH HOUSE , NORWOOD, USA *
LA REVUE TECHNIQUE DE THOMSON - CSF vol. 23, no. 4, Décembre 1991, pages 810 - 815 G. FAILLON 'IOTs' *

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