FR3069368A1

FR3069368A1 - Canon a electrons

Info

Publication number: FR3069368A1
Application number: FR1856844A
Authority: FR
Inventors: Akira Chiba
Original assignee: NEC Network and Sensor Systems Ltd
Current assignee: NEC Network and Sensor Systems Ltd
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2018-07-24
Publication date: 2019-01-25
Anticipated expiration: 2038-07-24
Also published as: US10475618B2; JP7092470B2; FR3069368B1; JP2019023958A; US20190027335A1

Abstract

Pour supprimer l'influence de l'émission d'électrons depuis une surface de côté de cathode et d'une consommation d'énergie à fournir à un élément chauffant, tout en étant pourvu d'une grille (101), un canon à électrons de la présente invention comprend : une cathode capable d'émettre des électrons par chauffage ; une grille capable de commander l'émission d'électrons ; et un écran de cathode qui est un conducteur comprenant une portion de matériau située au voisinage d'une surface de côté de la cathode et en regard d'au moins une portion de la surface de côté par l'intermédiaire d'un espacement ou d'un matériau d'isolation thermique, et qui n'est pas en accouplement physique direct ni en contact physique direct avec la cathode.

Description

CANON A ELECTRONS

La présente demande est basée sur, et revendique la ρχ-iorité de, la demande de brevet japonais n° 2017-142457, déposée le 24 juillet 2017, et dont la divulgation est ici intégralement incorporée par référence.

Domaine technique [0001] La présente invention concerne un dispositif d'émission d'électrons.

Etat de 1'art [0002] Un tube â onde progressive et un klvstron sont des tubes électroniques qui reposent sur une interaction d'un faisceau d'électrons émis depuis un canon à électrons avec un circuit â haute fréquence pour amplifier des micro-ondes. Comme illustré par la figure 8, par exemple, chacun de ces tubes électroniques se compose d'un canon à électrons 131 pour émettre un faisceau d'électrons ; d'un circuit à haute fréquence 15 pour promouvoir l'interaction du faisceau d'électrons émis depuis le canon à électrons 131 avec un signal à haute fréquence (micro-onde) ; un collecteur 16 pour capter le faisceau d'électrons délivré depuis le circuit à haute fréquence 15 ; et une électrode d'anode 136 pour guider le faisceau d'électrons émis depuis le canon à électrons 131 dans le circuit à haute fréquence 15.

Un faisceau d'électrons émis depuis une surface de cathode du canon à électrons 131. est introduit dans le circuit à haute fréquence 15 à travers l'électrode

S65880 FR HA-P d'anode 136, et se déplace à l'intérieur du circuit à haute fréquence 15 tout en interagissant avec un signal à haute fréquence appliqué au circuit à haute fréquence

15. Le faisceau d'électrons délivré depuis le circuit à 5 haute fréquence 15 est appliqué au collecteur 16 et capté par une électrode de collecteur incluse dans le collecteur 16. Dans ce cas, le circuit à haute fréquence 15 délivre un signal à haute fréquence qui est amplifié de l'interaction avec le faisceau 10 d'électrons.

Des électrons émis depuis un côté de surface de

cathode provoquent	la défocalisation	du	faisceau
d'électrons de la î	surface	de cathode.	Le	faisceau
défocalisé réduit le	passage	d'électrons	au	circuit, à
haute fréquence et	réduit	1'amplification	par de
l'interaction avec le	faisceau d'électrons	de	passage.

[0003] Pour supprimer une telle influence de l'émission de côté, il est efficace de disposer un « métal » électriquement conducteur au voisinage d'une 20 portion de côté de la cathode.

[0004] Dans le cas d'un canon à électrons qui n'est pas pourvu d'une grille, l'émission de côté peut être supprimée en disposant. une électrode de focalisation, en tant que le métal décrit, ci-dessus, au 25 voisinage d'une portion de côté de la cathode.

Néanmoins, dans le cas d'un canon à électrons avec une grille, la grille doit être disposée entre la cathode et une électrode de focalisation. Par conséquent, dans le cas d'un canon à électrons avec une grille, il est 30 difficile de disposer l'électrode de. focalisation au voisinage d'une portion de côté de la cathode.

[0005] En tant que procédé pour résoudre le problème susmentionné, il est envisagé un procédé

consistant	à agencer un écran	de cathode,	qui	est	un
métal, en	contact avec une	portion de	côté	de	la
cathode.
[0006]	La figure 9 est	un schéma	en	coupe

transversale représentant une configuration au voisinage d'une cathode, d'un canon à électrons 131y qui est considéré comme étant un canon à électrons général parmi les canons à électrons pourvus d'un écran de cathode.

[0007] Le canon à électrons 13ly comprend une cathode 2 06, un métal 211, un écran de cathode 221 et un élément chauffant 216.

[00081 La cathode 206 est chauffée par l'élément chauffant 216 et, de ce fait, des électrons de la cathode 206 sont émis dans un espace sous vide.

[0009] Entre la cathode 206 et. le métal de forme cylindrique 211, il est disposé un écran de cathode 221, qui est un métal de forme cylindrique. L'écran de cathode 221 est fixé à la cathode 206, en étant inséré entre la cathode 206 et. le métal 211 ou en étant soudé de côté de la cathode 2 06 sont bloqués par l'écran de cathode 221.

Par conséquent, représentée sur la figure 9 peut atténuer l'influence des électrons émis depuis la surface de côté de la

Ca thode 206.

JJ© modèle d'utilité divulgue .ne unité d'alimentation électrique pour un tube à onde progressive pulsé par

grille se composant d'une alimentation électrique d'élément chauffant, d'une alimentation électrique de grille, d'une alimentation électrique de collecteur et d'une alimentation électrique d'hélice.

[0011] Le modèle d'utilité japonais publié n° S59-146850 divulgue un tube électronique pourvu d'une unité de canon à électrons comprenant un composant de coque extérieure en céramique cylindrique dont chacune des deux surfaces d'extrémité comporte une électrode de métal attachée à la surface, les électrodes de métal étant destinées à appliquer une haute tension de courant continu, CC, entre elles.

[0012] [0013] Dans le canon à électrons 13 ly représenté sur la figure 9, la cathode 2 06 est en contact avec

1. ' écran de cathode 221, qui est thermiquement conducteur, comme cela a été décrit ci-dessus. Par conséquent, l'énergie thermique fournie depuis l'élément chauffant 216 à la cathode 206 est. transmise à l'écran de cathode 221, ce qui accroît un rayonnement thermique de l'écran de cathode 221. Il en résulte un problème selon lequel l'énergie à fournir à l'élément chauffant 216 pour chauffer la cathode 206 augmente.

Résumé [0014] La présente invention est destinée à fournir un canon à électrons ou assimilé, pourvu d'une grille et, en outre, est capable de supprimer à la fois l'influence de l'émission d'électrons depuis une surface de côté de cathode et la consommation d'énergie à fournir â un élément chauffant.

[0015] Un canon a électrons de la présente invention.

comprend :

une cathode capable d'émettre des en étant chauffée ; une grille capable de commander

1'émission d'électrons de la cathode ; et un écran de cathode qui conducteur comprenant une surface située au voisinage de la cathode et en regard d'au de la surface de côté.

par l'intermédiaire d'un espacement ou matériau et qui n'est pas en physique directe ni en contact physique direct avec ±a cathode.

[0016] Un canon à électrons ou assimilé de la présente invention est pourvu d'une grille et est capable de à la fois

1'influence de l'émission d'électrons depuis une surface de côté cathode et 1a. consommation d'énergie à fournir à de un élément chauffant.

Brève description des dessins

Des caractéristiques et avantages exemplaires de la présente invention vont devenir apparents à partir de la description détaillée faite ci-après en référence aux dessins annexés sur lesquels :

[0017] la figure 1 est un schéma en coupe transversale verticale représentant, un exemple d'une configuration d'un canon à électrons d'un mode de réalisation exemplaire ;

S65880 FR HA-P la figure 2 est un (premier) schéma représentant un exemple d'une configuration dans une région 186 du canon à électrons du mode de réalisation exemplaire ;

la figure 3 est un schéma représentant un exemple d'une combinaison configurée intégralement d'un matériau électriquement conducteur 151, d'un élément chauffant 117 et d'une cathode 106 ;

la figure 4 est un schéma représentant un exemple d'une configuration dans une région 187 du canon à 10 électrons du mode de réalisation exemplaire ;

la figure 5 est un (premier) schéma représentant un deuxième exemple d'une configuration d'un écran de cathode du mode de réalisation exemplaire ;

la figure 6 est un (deuxième) schéma représentant le deuxième exemple d'une configuration d'un écran de cathode du mode de réalisation exemplaire ;

la figure 7 est un schéma représentant un exemple d'installation du deuxième exemple d'une configuration d'un écran de cathode du mode de réalisation 20 exemplaire ;

la figure 8 est un schéma représentant un exemple d'une configuration d'un tube hyperfréquence pourvu du canon à électrons du mode de réalisation exemplaire ;

la figure 9 est un schéma représentant un exemple d'une configuration au voisinage d'une cathode d'un canon à électrons considéré comme étant général ; et la figure 10 est un schéma représentant un exemple d'une configuration minimale du canon à électrons du mode de réalisation exemplaire.

Mode de ré a 1isat. ion exemple i r e

Un premier mode de réalisation exemplaire va être expliqué en détail ci-après en référence aux dessins annexés.

[0018] Configuration et fonctionnement

La figure 1 est un schéma en coupe transversale verticale représentant une configuration d'un canon à électrons 131, qui est un exemple d'un canon à électrons du présent mode de réalisation exemplaire.

[0019] Le canon à électrons 131 comprend un élément chauffant 117, une cathode 106, une grille 101, une électrode d'anode 126, une électrode de focalisation 166, des électrodes 158, 159a, 159b, 161a, 161b, 163a et 163b, des matériaux électriquement conducteurs 146, 157 et 162a, et un isolant en céramique 156.

[0020] Le canon à électrons 131, dont l'intérieur est maintenu sous vide, est un dispositif d'émission d'électrons depuis une cathode par l'intermédiaire d'une électrode d'anode 136 illustrée sur la figure 1 dans le sens d'une flèche 191a.

[0021] L'isolant en céramique 156 est un matériau électriquement isolant. L'isolant en céramique 156 peut avoir n'importe quelle forme et, par exemple, présente une forme cylindrique. L'isolant en céramique 156 peut être substitué par un matériau isolant autre que de la céramique.

[0022] Les matériaux électriquement conducteurs 146, 157 et 162a et les électrodes 158, 159a, 159b, 161a, 161b, 163a et 163b sont des matériaux conduisant l'électricité.

S65880 FR HA-P [0023] L'isolant en céramique 156 est assemblé avec chacun des matériaux électriquement conducteurs 157 et des électrodes 158, ,159a, 159b, 161a, 161b, 163a et 163b, de manière à ne pas constituer de passage de 5 fuite afin de pouvoir maintenir l'intérieur du canon à électrons 131 sous vide lorsque le canon à électrons 131 est installé dans un appareil sous vide.

[0024] Un exemple d'une région 186 illustrée sur la figure 1 va être décrit ci-après en référence à la 10 figure 2.

[0025] L'élément chauffant 117 chauffe la cathode

106 au moyen d'une énergie électrique fournie depuis l'extérieur par l'intermédiaire des électrodes 158, 162a et 159a.

[0026] Par le chauffage émanant de l'élément chauffant 117, la température de la cathode 106 augmente à environ 1000 degrés. La cathode 106 chauffée émet ainsi des électrons dans un espace sous vide.

[0027] Un premier potentiel électrique de courant continu, CC, est fourni à la cathode 106 par une première alimentation électrique non représentée sur le schéma, par l'intermédiaire de l'électrode 159a et du matériau électriquement conducteur 151. Le premier potentiel électrique est également fourni au matériau 25 électriquement conducteur 146 par l'intermédiaire de l'électrode 159a.

[00281 L'électrode de focalisation 166 est une électrode pour focaliser les électrons émis depuis la cathode 106 de sorte que les électrons traversent 30 efficacement l'électrode d'anode 136. Un deuxième potentiel électrique est. fourni à l'électrode de

focalisation 166 par une deuxième alimentation électrique non représentée sur le schéma, par l'intermédiaire de

161a.

[0029] L'électrode de focalisation 166 est. unifiée avec la grille 101. Le deuxième potentiel électrique est un potentiel électrique destiné à amener l'électrode de électrons et à électrique dans focalisation 166 réguler la grille une impulsion est à focaliser des

101. Un potentiel fourni à la grille

101 et à l'électrode de focalisation 166.

[0030] Un troisième potentiel électrique de courant continu est fourni à l'électrode d'anode 126 par une troisième alimentation électrique non représentée sur le schéma, par l'intermédiaire de l'électrode 163a. Sous l'effet d'une première tension correspondant à la différence entre le troisième potentiel électrique et le premier potentiel électrique comme cela a été décrit ci-dessus, les électrons émis depuis la cathode 106 se déplacent vers l'électrode d'anode 136. Les électrons traversent ensuite l'électrode d'anode 136 et continuent, de se déplacer principalement dans le sens de la flèche 191a.

[0031] La grille 101 comporte par exemple une structure de maillage composée d'un matériau électriquement, conducteur. La quantité d'électrons se déplaçant depuis la cathode 106 dans le sens de la flèche 191a en traversant la grille 101 est commandée par le deuxième potentiel électrique. La commande consiste par exemple à permettre ou interdire le déplacement des électrons.

S65880 FR HA-P [0032] La figure 2 est un schéma représentant un exemple d'une configuration dans une région 186 du canon à électrons 131 représenté sur la figure 1.

[0033] Dans la région 186, le canon à électrons

131 comprend la cathode 106, l'écran de cathode 121, les matériaux électriquement conducteurs 146, 151, 162a et 162b et l'élément chauffant 117.

[0034] L'élément chauffant 117 chauffe la cathode

106 au moyen d'une énergie électrique fournie depuis 10 l'extérieur par l'intermédiaire du matériau électriquement conducteur 162a. Ici, une borne de l'élément, chauffant 117 différente de l'autre borne couplée au matériau électriquement conducteur 162a est raccordée au matériau électriquement conducteur 151 par 15 l'intermédiaire du matériau électriquement conducteur

162b, qui est un matériau conduisant l'électricité.

L'alimentation électrique de l'élément chauffant 117 est provoquée par une différence entre un potentiel électrique fourni depuis l'extérieur par l'intermédiaire du matériau électriquement conducteur 162a et le premier potentiel électrique fourni au matériau électriquement conducteur 151.

[0035] Un matériau isolant 118 est enrobé autour de l'élément chauffant 117. Par exemple, le matériau 25 isolant 118 est de l'alumine.

[0036] La cathode 106 est une cathode imprégnée en utilisant, à sa base, un métal à fusion à haute température et elle est poreuse pour permettre facilement l'émission d'électrons sous l'effet de son 30 faible travail de sortie. La cathode 106 est constituée par exemple de tungstène ou d'un matériau composite de

S65880 FR HA-P tungstène avec de l'osmium, de l'iridium ou un matériau similaire.

[0037] La cathode 106 est chauffée par l'élément chauffant 11.7 à une température d'environ 1000 degrés.

La cathode 106 émet ainsi des électrons dans un espace sous vide. Presque tous les électrons sont émis depuis la surface de cathode 193e, mais certains sont émis depuis une surface de côté de cathode 1.93c. La surface de côté 193c est une portion d'une surface de côté de 10 la cathode 106, qui est proche de la surface 193e.

[0038] Un matériau isolant 118 est enrobé dans le matériau électriquement conducteur 151. Le matériau électriquement conducteur 151 est un matériau destiné à maintenir la cathode 106. Le matériau électriquement 15 conducteur 151 est en contact avec la cathode 106. En étant en contact avec la cathode 106, le matériau électriquement conducteur 151 sert également de matériau pour fournir le premier potentiel électrique à la cathode 106 par l'intermédiaire de l'électrode 159a, 20 comme cela est illustré sur la figure 1.

[0039] Le matériau électriquement conducteur 151 se compose par exemple d'un métal à fusion à haute température de forme cylindrique. Le matériau électriquement conducteur 151. comprend par exemple du 25 molybdène, un alliage de molybdène et de rhénium, du tantale, du tungstène ou un alliage de tungstène et de rhénium.

[0040] Le matériau électriquement conducteur 146 est constitué à l'extérieur du matériau électriquement 30 conducteur 1.51. Le matériau électriquement conducteur 146 est un matériau destiné à servir de bouclier de

rayonnement contre la chaleur générée par l'élément chauffant 117 vers l'extérieur. Par exemple, le matériau électriquement conducteur 146 est de forme cylindrique. Les multiples matériaux électriquement conducteurs 146 sont séparés par un espace. Un exemple d'une configuration du matériau électriquement conducteur 146 va être décrit ci-après en. référence à la figure 4.

[0041] L'écran de cathode 121, qui est un matériau électriquement conducteur, est constitué sur le côté droit des matériaux électriquement conducteurs 146 comme cela est représenté sur la figure 2.

[0042] L'écran de cathode 121 comprend par exemple un métal à fusion à haute température comme du molybdène, un alliage de molybdène et de rhénium, du tantale, du tungstène et un alliage de tungstène et de rhénium. En utilisant un métal à fusion à haute température pour l'écran de cathode 121, il devient possible d'empêcher toute détérioration, comme une déformation provoquée par un rayonnement thermique émanant de la cathode 106. En outre, lorsqu'un métal à fusion à haute température est utilisé pour l'écran de cathode 121, il ne se produit jamais de fusion ni de décomposition de l'écran de cathode 121 en raison d'un rayonnement thermique émanant de la cathode 106, et une pression de vapeur de l'écran de cathode 121 à haute température est faible. Par conséquent, l’utilisation d'un matériau à fusion à haute température pour l'écran de cathode 121 permet d'empêcher tout dégagement de contamination.

S65880 FR

HA-P [0043] Par exemple, l'écran de cathode 121 est fixé par contact entre une surface 193a de l'écran de cathode 121 et une surface 1.93b du matériau électriquement conducteur 146, comme cela est représenté sur la figure 2. L'écran de cathode 121 peut être joint au matériau électriquement conducteur 146 par soudage ou par une opération similaire, comme cela va être décrit ci-après. Par le contact ou la jonction décrite ci-dessus, l'écran de cathode 121 est en contact avec le matériau électriquement conducteur 146 à la fois électriquement et thermiquement. Puisque, comme cela a été décrit électrique, fourni qui doit au matériau électriquemen· conducteur 146,

1'écran de cathode

121 est à un potentiel égal au premier potentiel électrique.

[0044] La surface de côté 193c de la cathode 106 est située au voisinage d'une surface 193d de l'écran de cathode 121 et elle fait face à la surface 193d. Par conséquent, aucune différence de potentiel (champ électrique) n'est générée entre l'écran de cathode 121 et la surface 193d. Même si des électrons thermoïoniques sont émis depuis la surface de côté 1.93c, les électrons n'atteignent pas l'écran de cathode 1.21 par l'intermédiaire de la surface 193d.

[0045] Un espacement. 194 est formé entre la cathode 106 l'écran de cathode 121. En outre, la cathode 106 et l'écran de cathode 121 ne sont pas en contact physique ni en accouplement physique l'un avec l'autre, à n'importe quelle portion. Par conséquent., un accouplement thermique entre la cathode 106 et l'écran

S658

de cathode 121 est, réduit par rapport au cas dans lequel la cathode 106 et l'écran de cathode 121. sont en contact physique ou en accouplement physique l'un avec 1'autre.

[0046] Une largeur de l'espacement 194 est par exemple d'environ 0,2 mm. La largeur de l’espacement 194 est par exemple de 0,1 à 1,0 mm.

[0047] Pour empêcher l'émission d’électrons depuis la surface de côté 193c, il est souhaitable que la largeur' de l’espacement 194 soit réduite. La petite taille de l'espacement 194 permet d'empêcher que le champ électrique à l'intérieur de l'espacement 194 ne s'écarte du premier potentiel électrique, qui est celui du champ électrique de l’écran de cathode 121 et de l'électrode de focalisation 166. Lorsque l'espacement 194 est petit et l'espacement 194 est donc maintenu au champ électrique du premier potentiel électrique, l'émission d'électrons depuis la surface de côté 193c peut être empêchée.

[0048] Pour réduire la transmission thermique de la cathode 106 à l'écran de cathode 121, la largeur de l'espacement 194 doit être grande.

[0049] Lorsque la largeur de l'espacement 194 est extrêmement petite, il peut se produire un contact entre la cathode 106 et l'écran de cathode 121 en raison d'une différence entre leurs coefficients d'expansion thermique, ainsi qu'une déformation de l'écran de cathode 121. En cas de contact entre la cathode 106 et l'écran de cathode 121, le flux thermique de la cathode 106 à l’écran de cathode 121 augmente rapidement.

[0050] La largeur de l'espacement 194 est déterminée compte tenu de ce qui précède.

[0051] Ici, les électrons émis depuis des surfaces de côté autres que la surface de côté 193c, parmi les surfaces de la cathode 106, ne se déplacent pas dans le sens de la flèche 191a.

[0052] Le matériau électriquement conducteur 151 présente une forme cylindrique avec un métal à fusion à haute

Par exemple, le matériau électriquement conducteur 151 se compose de molybdène, d'un alliage de molybdène et de rhénium ou de tantale.

conducteur 146 est. un matériau permettant d'atténuer un rayonnement est de forme cylindrique. Par exemple, le matériau électriquement conducteur 146 comprend une pluralité de exemple d'une l'un de l'autre par un configuration du matériau espacement. Un électriquement conducteur 146 en référence à [0054] Le matériau électriquement conducteur 151, l'élément chauffant 117, le matériau isolant 118 et la cathode assemblés a

l'un à l'autre,

omme cela	est	illustré	sur la figure 2.
[0055]	La	figure 3	est un schéma	représentant un
ssemblage	du	matériau	é1ect riquement	conducteur 151,

de l'élément, chauffant

117, du matériau isolant 118 et

106 .

conducteur 151a, un élément chauffant 117a et un matériau isolant

exemples du matériau électriquement conducteur 151, de l'élément chauffant 117 et du matériau isolant 118, comme cela est illustré sur la figure 2.

[0056] Comme cela est représenté sur la figure 3, sur le côté droit du matériau électriquement coïiducteur 151a, qui est de forme cylindrique, la cathode 106 est brasée à haute température et fixée. Ensuite, dans une région entourée par le matériau électriquement, conducteur 151a et la surface 193f de la cathode 106, l'élément chauffant 117a est formé par l'enroulement d'un fil métallique à fusion à haute température. Un matériau électriquement conducteur 162b correspondant à une portion électriquement conductrice de l'élément chauffant 117a autour de son extrémité est raccordé au matériau électriquement conducteur 151a. L'autre portion d'extrémité de l'élément chauffant 117a est raccordée au matériau électriquement conducteur 162a, comme cela est illustré sur la figure 2. Autour de l'élément chauffant 117a, le matériau isolant 118a est formé de manière à être enrobé dans la région entourée par le matériau électriquement conducteur 151a et par la surface 193f de la cathode 106. Le matériau isolant 118a est par exemple de l'alumine.

[0057] La	figure	4 est	un schéma	représentant	un
exemp1e	d'une	configuration	dans	une	région 1.87	du
canon à	électrons 131	, comme	cela	est	ixluscre sur	JL cl

figure 2.

[0058] Le matériau électriquement conducteur 146 comprend un matériau électriquement conducteur 146a et un matériau électriquement conducteur 146c. Un espacement 146b est. prévu entre le matériau

électriquement conducteur 146a et le matériau électriquement conducteur 146c. En fournissant

1'espacement	146b	entre	T s	matériau	électriquement
conducteur	1.46a	et	le	matériau	é1e c t r i quement
conducteur	146c,	une	transmission	thermique par
l'élément chauffant	117,	comme	cela est.	illustré sur la
figure 2,	est réduite	du	matériau	électriquement.

conducteur 146c au matériau électriquement conducteur 146a.

[0059] Chacun des matériaux électriquement conducteurs 146a et 146c est par exemple un métal à fusion à haute température. Chacun des matériaux électriquement conducteurs 146a et 146c comprend par exemple du molybdène, un alliage de molybdène et de rhénium, du tantale, du tungstène ou un alliage de tungstène et de rhénium. Chacun des matériaux électriquement conducteurs 146a et 146c est constitué par exemple en enroulant une tôle métallique dans une forme cylindrique et en joignant la tôle métallique enroulée.

[0060] L'écran de cathode 121 est fixé au matériau électriquement conducteur 146a en étant mis en contact avec le matériau électriquement conducteur 146a et en étant accouplé avec celui-ci.

[0061] Les	figures 5 et	6 sont des	schémas
représentant une	configuration d	l'un écran de	cathode
121a, qui est un	deuxième exemple	de 1'écran de	cathode
121 illustré sur	la figure 2.

[0062] La figure	5 est une	vue de	dessus	de
l'écran de cathode 121a	. La figure	6(a) est	une vue	en
coupe transversale de	1'écran de	cathode	121a,	où

l'écran de cathode 121a est censé être découpé le long d'une ligne 199a comme cela est illustré sur la figure

5. La figure 6 (b) est une vue en coupe transversale de l'écran de cathode 121a, où l'écran de cathode 121a est censé être découpé le long d'une ligne 199b comme cela est. illustré sur la figure 5.

[0063] Dans l'écran de cathode 121a, il est formé des portions dépourvues de surface supérieure 171a à 171d, qui sont des portions dépourvues des matériaux correspondants. Comme cela va être décrit ci-après, les portions dépourvues de surface supérieure 171a â 171d sont des portions dépourvues de matériau pour faciliter le soudage entre le matériau électriquement conducteur 146a et l'écran de cathode 121a, comme cela est illustré sur la figure 4, depuis le côté de surface supérieure illustré sur la figure 5 (en vue depuis le haut de la page).

[0064] La. figure 7 est un schéma d'un canon à électrons employant l'écran de cathode 121a représenté sur les figures 5 et 6, en tant que l'écran de cathode 121 illustré sur la figure 1, lorsque le canon à électrons est en vue dans le sens inverse de celui de la flèche 191a illustré sur la figure 2.

[0065] L'écran de cathode 12a est soudé au matériau électriquement conducteur 146a à chacune des positions 195a à 195h. En variante, l'écran de cathode 1.21a peut être soudé au matériau électriquement conducteur 146a à une ou plusieurs positions sélectionnées parmi les positions 195a. à 195h.

[0066] Dans l'écran de cathode 121a, l'existence des portions dépourvues de surface supérieure 171a à

S65880 FR

HA-P

171d facilite le soudage du matériau électriquement conducteur 146a illustré sur la figure 4 sur l'écran de cathode 121a depuis le côté de. surface supérieure illustré sur la figure 7 (en vue depuis le haut, de la page).

[0067] La figure 8 est un schéma représentant un exemple d'une configuration d'un tube hyperfréquence 201, qui est un exemple d'un tube hyperfréquence pourvu du canon à électrons 131 représenté sur la figure 1.

[0068] Le tube hyperfréquence 201 comprend le canon à électrons 131, une hélice 17, un circuit à haute fréquence 15, un collecteur 16, un matériau électriquement conducteur 26 et des isolants en céramique 19b et 19c.

[0069] Des électrons émis depuis la cathode 106 du canon à électrons 131 se déplacent, dans le sens vers l'hélice 17 et le collecteur 16.

[0070] Le circuit, à haute fréquence 15 est par exemple un aimant cylindrique qui est agencé concentriquement avec le canon à électrons 131. Par exemple, l'aimant est un aimant permanent. Le circuit à haute fréquence 15 illustré sur la figure 8 se compose d'au moins deux ensembles d'aimants cylindriques. Ici, le nombre d'aimants constituant le circuit à haute fréquence 15 n'est pas limité à deux, mais il peut s'agir de n'importe quel, nombre.

[0071] Grâce à un champ magnétique qu'il génère, le circuit à haute fréquence 15 commande le sens de déplacement des électrons émis depuis le canon à électrons 131. La commande est destinée à amener les électrons à se déplacer à l'intérieur d'un espace sous

vide au voisinage de l'hélice 17 qui est enfermé par l'hélice 17 présentant une forme en spirale, dans le sens vers le collecteur 16.

[0072] L'hélice 17 est. une longue bande constituée dans une forme en spirale. Depuis une portion d'entrée 62. de l'hélice 17, une micro-onde est entrée. La microonde entrée se déplace sur l'hélice 17 vers une portion de sortie 62, le long de la forme en spirale de l'hélice 17. Au cours du déplacement sur l'hélice 17, la micro-onde provoque une interaction d'énergie avec des électrons émis depuis le canon à électrons 131 et traversant l'espace au voisinage de l'hélice 17. La micro-onde est amplifiée par l'interaction. La microonde amplifiée est délivrée depuis la portion de sortie 62 .

[0073] L'hélice 17 est maintenue à un quatrième potentiel électrique par une quatrième alimentation électrique qui n'est pas illustrée sur le schéma. Le quatrième potentiel électrique est destiné à ajuster le déplacement des électrons depuis la cathode 106 vers le collecteur 16.

[0074] Un cinquième potentiel électrique est appliqué au collecteur 16 par- une cinquième alimentation électrique qui n'est pas illustrée sur le schéma. Sous l'effet d'une tension générée par le cinquième potentiel électrique, les électrons émis depuis la cathode 106 absorbent les électrons qui entrent en collision avec eux. L'énergie des électrons qui sont entrés en collision est convertie en chaleur. La chaleur convertie est libérée à l'extérieur depuis une surface du collecteur 16.

[0075] L' isolant en céramique 19b présente une forme cylindrique, et assure l'isolation entre l'électrode d'anode du canon à électrons 131 et le matériau électriquement conducteur 26. L'isolant en céramique 19b assure également l'étanchéité autour de l'hélice et des éléments similaires dans l'espace sous vide, avec d'autres matériaux. Par exemple, l'isolant en céramique 19b est constitué de céramique.

[0076] Le matériau électriquement conducteur 26 entoure l'hélice 17. Le matériau électriquement conducteur 26 assure l'étanchéité de l'hélice et des éléments similaires dans l'espace sous vide, avec d'autres matériaux.

[0077] L'isolant en céramique 19c présente par exemple une forme cylindrique et assure l'isolation entre le collecteur 16 et le matériau électriquement conducteur 26. L'isolant en céramique 19c assure également l'étanchéité de l'hélice et des éléments similaires dans l'espace sous vide, avec d'autres matériaux. L'isolant céramique 19c est par exemple constitué de céramique.

Les isolants en céramique 19b ou 19c peuvent être substitués par un matériau isolant autre que de la céramique.

Effets avantageux

Daxis le canon à électrons du présent mode de réalisation exemplaire, une surface de l'écran de cathode, qui est un matériau électriquement conducteur, est au même potentiel électrique que la cathode, et est située au voisinage d'une surface de côté de la cathode

S65880 FR HA-P de manière à faire face à la surface de côté.

Cela côté de la cathode.

canon à électrons peut supprimer l'influence des électrons émis depuis peut en outre électrons émis depuis la surface de côté de cathode.

1.0 [0078]

La surface et décrites ci-dessus, ne sont pas en contact l'une avec et l'écran de cathode et la cathode ne contact 1'un avec l'autre. Par rapport au cas dans lequel l'écran de cathode et. la cathode sont en contact 'un avec l'autre, le canon à électrons peut donc réduire un flux thermique depuis cathode.

L'écran de cathode fournir à l'élément

0079] Dans le réduire chauffant..

procédé relative à l'art, contextuel, l'énergie électrique à qui est censé être un procédé général, il est probable qu'il se produise une déformation de coefficient d'expansion cathode et la cathode, et donc un changement d'état de flux thermique entre l'écran de cathode et la cathode.

Le phénomène peut se produire même lorsque la cathode cathode découle d'une fissure ou d'une déformation pouvant être genéree a une portion de soudage en raison de la différence d'expansion thermique décrite ci-dessus.

[0080] Lors d'un changement d'état du flux

S6588

température de la cathode devient plus variable. Il devient donc nécessaire de commander avec précision l'énergie électrique à fournir à l'élément chauffant, mais une telle commande est généralement difficile.

[0081] Dans le présent mode de réalisation exemplaire, un espacement est présent entre l'écran de cathode et la cathode. Par conséquent, en réglant une taille de l’espacement proche d'une valeur ne provoquant pas de contact entre l'écran de cathode et la cathode sous l'effet de leur expansion thermique, le canon à électrons du présent mode de réalisation exemplaire peut empêcher tout changement de l'état de flux thermique entre l'écran de. cathode, et la cathode. Le canon à électrons peut donc atténuer l'exigence de précision de la commande d'énergie électrique à fournil* à l'élément chauffant.

[0082] 11 a été décrit ci-dessus un exemple dans lequel l'écran de cathode est fixé à un matériau entourant l'élément chauffant. Néanmoins, le matériau pour la fixation de l'écran de cathode n'est pas limité à un matériau entourant l'élément chauffant, mais il peut s'agir de n'importe quel autre matériau.

[0083] En outre, l’écran de cathode peut présenter n'importe quelle forme à condition d'inclure une surface en regard d’une surface de côté de la cathode et de ne pas être en accouplement physique ni en contact physique avec la cathode.

[0084] Bien que la description ci-dessus porte sur un exemple dans lequel un espacement est prévu entre l'écran de cathode et la cathode, un matériau d'isolation thermique peut être prévu entre l'écran de

880

cathode et la cathode. La figure 10 est un schéma représentant une configuration d'un canon a électrons 13 Ix, qui est une configuration minimale du canon à électrons du présent mode de réalisation exemplaire.

[0085] Le canon à électrons 131x comprend une cathode 106x, une grille non illustrée sur le schéma, et un écran de cathode 12Ix.

[0086] La cathode 106x peut émettre des électrons en étant chauffée.

[0087] La grille peut commander l'émission d'électrons.

[0088] L'écran de cathode 121x est situé au voisinage d'une surface de côté 193cx de la cathode 106x. En outre, l'écran de cathode 121x comprend une surface 193dx en regard d'au moins une portion de la surface de côté 193cx par l'intermédiaire d'un espacement ou d’un matériau d'isolation thermique, et n'est pas en accouplement physique ni en contact physique avec la cathode 106x.

[0089] La surface 193dx de l'écran de cathode 12lx est en regard de la surface de côté 193cx de la cathode 106x, et est située au voisinage de la surface de côté 193cx. Toute émission d'électrons depuis la surface de côté 193cx est donc empêchée. Par conséquent, l’écran de cathode peut supprimer toute influence d'électrons émis depuis la surface de côté 193cx.

[0090] En outre, la surface 193dx et la surface de côte 193cx ne sont pas en contact l'une avec l'autre, et l'écran de cathode 121x n’est pas mis en accouplement physique ni en contact physique avec la cathode 106x. Par rapport au cas dans lequel l'écran de

S65880 FR HA-P cathode et la cathode sont en contact l'un avec l'autre, le canon à électrons 13 Ix. peut donc réduire un flux thermique depuis la cathode 106x. Par conséquent, le canon à électrons 13Ix peut réduire une consommation de 5 l'énergie à fournir- à l'élément, chauffant.

[0091] Pour les raisons décrites ci-dessus, en décrite ci-dessus avec une grille, le avantageux de réduction de

31x présente un effet l'influence d'émission fournir à un élément chauffant.

[0092] réalisation exemplaires de la présente invention aient été décrits ci-dessus, la présente invention n'est pas modes de réalisation exemplaires décrits ci-dessus. Des modifications, des substitutions et des ajustements exemplaires base de la présente invention.

Des configurations de composants sur les dessins sont purement exemplaires compréhension de la présente invention et il ne doit pas y avoir de aux configurations illustrées sur les dessins.

modes de réalisation peut être sans y être limitée, par les notes supplémentaires suivantes.

Un canon à électrons comprenant :

HA-P une cathode capable d'émettre des électrons par chauffage ;

une gri11e d'électrons ; et capable de commander l'émission un écran de cathode étant un matériau électriquement conducteur, le matériau électriquement conducteur comprenant une portion de matériau située au voisinage d'une surface de côté de la cathode et en regard d'au moins une portion de la surface de côté par l'intermédiaire d'un espacement ou d'un matériau d'isolation thermique, le matériau électriquement conducteur n'étant pas mis en accouplement physique ni en contact physique avec la cathode.

Note supplémentaire 2

Le canon à électrons selon la note supplémentaire 1, dans lequel il est fourni, à l'écran de cathode, un. potentiel électrique inférieur ou égal à un premier potentiel électrique, le potentiel électrique étant un potentiel électrique approximativement égal à un potentiel électrique fourni à la cathode.

Note supplémentaire 3

Le canon à électrons selon la note supplémentaire 2, dans lequel le premier potentiel électrique est fourni à l'écran de cathode.

Note supplémentaire 4

Le canon à électrons selon l'une quelconque des notes supplémentaires 1 à 3, dans lequel l'écran de cathode comporte au moins l'un du tantale, molybdène,

alliage molybdène-· rhénium, tungstène, et alliage tungstène-rhénium.

Note supplémentaire 5

Le canon à électrons selon l'une quelconque des notes supplémentaires 1 à 4, dans lequel l'écran de cathode est. physiquement en contact avec un deuxième C onducteur.

Note supplémentaire 6

Le canon à électrons selon l'une quelconque des notes supplémentaires 1 à 5, dans lequel l'écran de cathode est physiquement en contact avec un troisième conducteur.

Note supplémentaire 7

Le canon à électrons selon l'une quelconque des notes supplémentaires 1 à 6, comprenant, en outre, une électrode d'anode pourvue d'une électrode d'anode pour laisser passer les électrons, dans lequel l'électrode d'anode peut également appliquer une première tension entre celle-ci et la cathode.

Note supplémentaire 8

Le canon à électrons selon l'une quelconque des notes supplémentaires 1 à 7, dans lequel un potentiel électrique fourni à la grille est un potentiel électrique pulsé.

S65880 FR HA-P

Note supplémentaire 9

Le canon à électrons selon l'une quelconque des notes supplémentaires 1 à 8, comprenant, en outre, un élément chauffant pour effectuer le chauffage.

Note supplémentaire 10

Le canon à électrons selon la note supplémentaire

9, comprenant un quatrième conducteur autour de 1'élément chauffant.

1.0

Note supplémentaire 11

Le canon à électrons selon la note supplémentaire

10, dans lequel l'écran de cathode est physiquement en contact avec le quatrième conducteur.

Note supplémentaire 1.2

Le canon à électrons selon la note supplémentaire 10 ou 11, dans lequel l'écran de cathode est mis en accouplement physique avec le quatrième conducteur.

Note supplémentaire 13

Le canon à électrons selon la note supplémentaire 12, dans lequel l'accouplement est mis en œuvre par soudage.

Note supplémentaire 14

Le canon à électrons selon 1'	une	quelconque	des
notes supplémentaires	10 à 13,	dans	lequel, <	dans
l'écran de cathode, à	proximité	de	sa portion	au
voisinage du quatrième	conducteur,	il	est formé	une

S65880 FR HA-P

9 portion dépourvue de matériau qui est une portion où aucun matériau n'est présent.

Note supplémentaire 15

Le canon à électrons selon la note supplémentaire

14, dans lequel une extrémité de la portion dépourvue de matériau dans l'écran de cathode est soudée au quatrième conducteur.

Note supplémentaire 16

Le canon à électrons selon la note supplémentaire 10, dans lequel le quatrième conducteur comprend un premier matériau et un deuxième matériau situé à l'extérieur du premier matériau.

Note supplémentaire 17

Le canon à électrons selon la note supplémentaire 16, dans lequel un espace est prévu entre le premier matériau et le deuxieme matériau.

Note supplémentaire 1.8

Le canon à électrons selon la note supplémentaire

1.6 ou 17, dans lequel l'écran de cathode est physiquement en contact avec le deuxième matériau.

Note supplémentaire 19

Le canon à électrons selon l'une quelconque des notes supplémentaires 16 à 18, dans lequel l'écran de cathode est mis physiquement en accouplement avec le 30 deuxième matériau.

0

Note supplémentaire 20

Le canon à électrons selon la note supplémentaire

19, dans lequel l'accouplement est mis en œuvre par soudage.

Note supplémentaire 2JL

Le canon à électrons selon l'une quelconque des notes supplémentaires 1S à 20, dans lequel, dans

l'écran de cathode, à proximité	de	sa	portion	au
voisinage du deuxième matériau,	il	est	f orme	une
portion dépourvue de matériau qui	est	une	portion	où

aucun matériau n'est présent.

Note supplémentaire 22

Le canon à électrons selon la note supplémentaire 21, dans lequel une extrémité de la portion dépourvue de matériau dans l'écran de cathode est soudée au deuxième matériau.

Note supplémentaire 23

Un tube hyperfréquence comprenant :

le canon à électrons selon l'une quelconque des notes supplémentaires 1 à 22 ;

un circuit à haute fréquence capable d'améliorer une probabilité que les électrons émis par le canon à électrons passent à proximité d'une hélice ;

l'hélice capable d'amplifier une micro-onde appliquée à son entrée, par les électrons passant à son voi s i nage ; e t

un collecteur capable d'amener les électrons émis par le canon à électrons à passer à proximité de 1'hélice.

Liste des références numériques

Ï0095] circuit à haute fréquence collecteur hélice

19b, 1.9c, 156 isolant en céramique

158, 159a, 159b, 161a, 161b, 162a, 163a et 163b électrode

26, 146, 146a, 146b, 151 matériau électriquement conducteur portion d'entrée portion de sortie

106, 106x, 206 cathode

117 élément chauffant

117, 117a, 216 élément chauffant

118, 118a matériau isolant

121, 121a, 12Ix écran de cathode

126 électrode d'anode.

131, 131.x, 13ly canon à électrons

136 électrode d'anode

146b, 152 espace

166 électrode de focalisation

171a, 171b, 171c, 171d portion dépourvue de surface supérieure

186, 187 région

191a flèche

193a, 193b, 193e, 193f surface

880

193c, 193cx surface de côté

193d, 193dx surface

194 espacement

195a, 195b, 195c, 195d, 195e, 195f, 195g, 195h position

199a, 199b ligne

201 tube hyperfréquence

211 métal

221 écran de cathode

La description précédente de modes de réalisation est destinée à permettre à l'homme du métier de réaliser et d'utiliser la présente invention. Diverses de ces modes de réalisation exemplaires immédiatement apparentes à 1'homme du principes génériques et définis dans les présentes peuvent être appliqués utilisation d'autres modes de réalisation sans de faculté inventive. Par conséquent, la présente invention n'est pas destinée à être limitée aux modes de réalisation exemplaires décrits dans les présentes. Le champ d'application de la présente invention est donc le périmètre le plus élargi conformément aux limitations des revendications annexées et de leurs équivalents.

En outre, il convient de remarquer que l'intention de l'inventeur est de conserver tous les équivalents de l'invention revendiquée même si les revendications sont amendées dans le cadre de procédures juridiques.

Bien que l'invention ait été particulièrement représentée et décrite en référence à des modes de réalisation exemplaires de celle-ci, l'invention n'est

S65880 FR HA-P pas limitée à ces modes de réalisation. L'homme du métier peut se rendre compte que diverses modifications de forme et de détails peuvent être apportées sans se départir de l'esprit et du périmètre de la présente 5 invention tels qu'ils sont définis par les revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS

1. Canon à électrons comprenant :

une cathode capable d'émettre des électrons par chauffage ;

une grille capable de commander l'émission d'électrons ; et un écran de cathode étant un matériau électriquement conducteur, le conducteur comprenant une portion de matériau située au voisinage d'une surface de côté de la cathode et en regard d'au moins une portion de la surface de côté par l'intermédiaire d'un espacement ou d'un matériau d'isolation thermique, le conducteur n'étant pas mis en accouplement physique ni en contact physique avec la cathode.
2. Canon à électrons selon la revendication 1, dans lequel il est fourni, à l'écran de cathode, un potentiel électrique inférieur ou égal à un premier potentiel électrique, le potentiel électrique étant un potentiel électrique approximativement égal à un potentiel électrique fourni à la cathode.
3. Canon à électrons selon la revendication 1, dans lequel l'écran de cathode comprend au moins l'un du tantale, molybdène, alliage molybdène-rhénium, tungstène, et alliage tungstène-rhénium.
4. Canon à électrons selon la revendication 1, dans lequel l'écran de cathode est physiquement en contact avec un deuxieme conducteur.

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5. Canon à électrons selon la revendication 1, dans lequel l'écran de cathode est physiquement en contact avec un troisième conducteur.
6. Canon à électrons selon la revendication 1, comprenant, en outre, une électrode d'anode pourvue d'une électrode d'anode pour laisser passer les électrons, l'électrode d'anode permettant également

10 d'appliquer une première tension entre celle-ci et la cathode.
7. Canon à électrons selon la revendication 1, dans lequel un potentiel électrique fourni à la grille

15 est un potentiel électrique pulsé.
8. Canon à électrons selon la revendication 1, comprenant., en outre, un élément chauffant pouxeffectuer le chauffage.
9. Canon à électrons selon la revendication 8, comprenant un quatrième conducteur autour de l'élément chauffant.

25 10. Canon à électrons selon la revendication 9, dans lequel l'écran de cathode est physiquement, en contact avec le quatrième conducteur.

11. Canon à électrons selon la revendication 9,

30 dans lequel, dans l'écran de cathode, à proximité de sa portion au voisinage du quatrième conducteur, il est

S65880 FR HA~P formé une portion dépourvue de matériau qui est une portion où aucun matériau n'est présent.

12. Canon à électrons selon la revendication 11,

5 dans lequel une extrémité de la portion dépourvue de matériau dans 1'écran de cathode est soudée au quatrième conducteur.

13. Canon à électrons selon la revendication 9, 1Q dans lequel le quatrième conducteur comprend un premier matériau et un deuxième matériau situé à l'extérieur du premier matériau.

14. Canon à électrons selon la revendication 13, 15 dans lequel un espace est prévu entre le premier matériau et le. deuxième matériau.

15. Canon à électrons selon la revendication 13, dans lequel l'écran de cathode est physiquement en

20 contact avec le deuxième matériau.

16. Canon à électrons selon la revendication 13, dans lequel l'écran de cathode est mis physiquement en accouplement avec le deuxième matériau.

17. Canon à électrons selon la revendication 16, dans lequel l'accouplement est mis en œuvre par soudage

18. Canon à électrons selon la revendication 13,

30 dans lequel, dans l'écran de cathode, à proximité de sa portion au voisinage du deuxième matériau, il est formé

S65880 FR HA-P une portion dépourvue de matériau qui est une portion où aucun matériau n'est présent.

1.9. Canon à électrons selon la revendication 18,

5 dans lequel une extrémité de la portion dépourvue de matériau dans l'écran de cathode est soudée au deuxième matériau.

20. Tube hyperfréquence comprenant :
10 le canon à électrons selon la revendication 1 ;

un circuit à haute fréquence capable d'améliorer une probabilité que les électrons émis par le canon à électrons passent, à proximité d'une hélice ;

l'hélice capable d'amplifier une micro-onde
15 appliquée à son entrée, par les électrons passant à son voisinage ; et un collecteur capable d'amener les électrons émis par le canon à électrons à passer à proximité de 1'hélice.