SU813531A1

SU813531A1 - Thermocathode with shadow grid

Info

Publication number: SU813531A1
Application number: SU792706941A
Authority: SU
Inventors: Игорь Григорьевич Артюх; Светлана Георгиевна Шатрова; Александр Израилевич Быстрицкий
Original assignee: Предприятие П/Я В-2058
Priority date: 1979-01-04
Filing date: 1979-01-04
Publication date: 1981-03-15

Description

1one

Изобретение относитс к электронной технике, а именно к конструкции термокатодов с теневой сет(ой дл электронных пушек приборов СВЧ.The invention relates to electronic engineering, in particular to the design of thermal cathodes with a shadow network (for electronic guns of microwave devices.

Тенева сетка, предназначенна дл устранени токоперехвата на управл ющую сетку и расположенна вблизи поверхности катода, вл етс элементом, от которого в значительной степени зависит ход электронных траекторий в пушке и даже незначительное отклонение от заданных размеров и формы сетки приводит к существенному нарушению ламинарности электронного потока , тогда как известно, что неламинарные потоки плохо согласуютс с фокусирующим магнитным полем, в результате чего возрастает токооседание на электродинамическую систему приборов. Кроме того, необходимым условием работоспособности пушек с теневыми сетками вл етс отсутствие термоэмиссии с теневой сетки, возникающей в случае высокой температуры сетки, и попадание на нее активирующих элементов с катода.The shade grid, designed to eliminate the current intercept on the control grid and located near the cathode surface, is an element on which the course of the electron trajectories in the gun largely depends, and even a slight deviation from the given dimensions and shape of the grid leads to a significant disruption of the electron flow laminarity, whereas it is known that non-laminar flows are poorly matched with a focusing magnetic field, as a result of which the current interface to the electrodynamic system increases. in. In addition, a necessary condition for the operability of guns with shadow grids is the absence of thermal emission from the shadow grid, which arises in the case of a high grid temperature, and the activation elements from the cathode hit it.

Известны конструкции термокатодов с теневыми сетками, в которых тенева сетка прикреплена непосредственно на поверхности катода по всей площади сетки или в специально изготовленных на катоде пазах, причем либо вставлена в пазы, а закреплена на детал х вне катода, либо припа на к дну паза 1.The designs of thermal cathodes with shadow grids are known, in which the shadow grid is attached directly to the cathode surface over the entire grid area or in grooves specially made on the cathode, moreover, it is either inserted into the grooves and fixed to the parts outside the cathode or attached to the bottom of the groove 1.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс термокатод, в котором тенева сетка располагаетс над эмиттирующей поверхностью катода (или касаетс ее) и закреплена по периферии на цилиндрическом держателе , соосном держателю катода и наход щемс вне катода. В этой конструкции температура сетки ниже, чем температура катода вследствие эффективного отвода тепла по держателю сетки 2.Closest to the present invention, there is a thermal cathode in which the shadow grid is positioned above (or touch to) the emitting surface of the cathode and fixed peripherally to a cylindrical holder coaxial with the cathode holder and outside the cathode. In this construction, the temperature of the grid is lower than the temperature of the cathode due to effective heat removal through the grid holder 2.

Недостатками ее вл ютс искажение формы и размеров теневой сетки, вызванное неравномерным распределением температуры по поверхности сетки, длительное установление окончательных межэлектродных рассто ний при нагреве и значительные тепловые уходы рассто ни катод-сетка из-за относительно большой длины держател сетки. Кроме того, не исключена термоэмиссй с центральной, наиболее гор чей части теневой сетки.Its disadvantages are the distortion of the shape and size of the shadow grid, caused by the uneven temperature distribution over the grid surface, the long-term establishment of the final interelectrode distances during heating, and significant thermal escapes of the cathode-grid distance due to the relatively long grid holder. In addition, thermal emission from the central, hottest part of the shadow grid is not excluded.

Целью изобретени вл етс сохранение неизменными размеров и формы теневой сетки в процессе эксплуатации, а также уменьшение продольных размеров узла и снижение температуры и термоэмиссии с сетки.The aim of the invention is to maintain the size and shape of the shadow grid unchanged during operation, as well as reducing the longitudinal dimensions of the node and reducing the temperature and thermal emission from the grid.

Указанна цель достигаетс тем, что в термокатоде с теневой сеткой, последн закреплена на штыр х, укрепленных непосредственно в теле катода и имеющих ступени , причем высота ступеней определ ет заданное рассто ник сетка-катод. Прикрепление сетки к штыр м осуществл етс известными способами, например оплавлением конца штыр лучом лазера.This goal is achieved by the fact that in a thermal cathode with a shadow grid, the latter is fixed to pins fixed directly in the cathode body and having steps, the height of the steps determining the given grid-cathode distance. The attachment of the mesh to the pins is carried out by known methods, for example by fusing the end of the pin with a laser beam.

Дл уменьшени продольных размеров узла на катоде могут быть выполнены пазы, в которых расположены штыри с закрепленной сеткой.To reduce the longitudinal dimensions of the assembly, grooves can be made on the cathode in which the pins with a fixed grid are located.

Кроме того, с целью значительного снижени температуры теневой сетки и термоэмиссии с нее, штыри выполнены с двум ступен ми, на которых закреплены две сетки, причем одна из них служит тепловым экраном .In addition, in order to significantly reduce the temperature of the shadow grid and thermal emission from it, the pins are made with two steps, on which two grids are fixed, one of which serves as a heat shield.

Конструкци термокатода с теневой сеткой , закрепленной на щтыр х, позвол ет осуществить любой вариант геометрии прикатодной области, необходимый дл формировани потока электронов.The design of the hot cathode with a shadow grid fixed on the pins allows any variant of the geometry of the cathode region necessary to form a flow of electrons.

На фиг. 1-3 показаны различные варианты выполнени термокатодов с теневой сеткой.FIG. 1-3 shows various embodiments of thermal cathodes with a shadow grid.

На фиг. 1 изображена конструкци термокатода с теневой сеткой, расположенной на некотором заданном рассто нии от поверхности катода. В катоде I закреплены имеюндие ступени штыри 2, а сетка 3 с посадочными отверсти ми под диаметр верхней части щтырей посажена до упора в ступень. Количество штырей может быть любым и определ етс конструктивно.FIG. Figure 1 shows a thermal cathode design with a shadow grid located at a certain predetermined distance from the cathode surface. In the cathode I there are fastened pins 2, and the grid 3 with bore holes for the diameter of the upper part of the plugs is seated all the way into the stage. The number of pins can be any and is determined constructively.

На фиг. 2 изображена конструкци термокатода с теневой сеткой, расположенной заподлицо или утопленной относительно эмиттирующей поверхности катода. В катоде 1 выполнены пазы, в которых закреплены штыри 2 с сеткой 3.FIG. Figure 2 shows the thermal cathode design with a shadow grid that is flush or recessed relative to the emitting surface of the cathode. In the cathode 1 there are grooves in which the pins 2 with the grid 3 are fixed.

Достоинствами предлагаемой конструкции вл ютс меньша , чем у катода температура сетки, что достигаетс незначительной площадью теплового контакта сетки с катодом; более равномерное, чем у известной конструкции распределение температуры по сетке, так как сетка закреплена через штыри непосредственно на катоде, и отвод тепла по периферии отсутствует, вследствие чего уменьшаетс коробление сетки при нагреве; возможность довольно просто учесть тепловые уходы рассто ни катодсетка , определ емые изменением линейных размеров штыр ; резкое уменьшение времени установлени окончательных межэлектродных рассто ний во врем разогрева за счет уменьшени длины элементов, на которых закреплена сетка. Кроме того, конструкци , в которой сетка закреплена на штыр х , позвол ет добитьс значительного снижени температуры теневой сетки по сравнению с прототипом. Пример такой конструкции приведен на фиг. 3. В данном случае штыри 2, расположенные в пазах катода 1, имеют две ступени, на,которых располагаютс две сетки, причем внешн сетка 3 служит собственно теневой сеткой, а внутренн сетка 4 - экраном, уменьшающим величину теплового потока с катода на теневую сетку, температура которой в этом случае настолько низка,, что практически исключает возникновение термоэмиссии с нее. Предлагаема конструкци термокатодаThe advantages of the proposed design are less than the temperature of the grid at the cathode, which is achieved by a small area of thermal contact of the grid with the cathode; a more uniform distribution of temperature over the grid than in the known construction, since the grid is fixed through the pins directly on the cathode, and there is no heat removal around the periphery, as a result of which the distortion of the grid during heating is reduced; the ability to quite simply take into account the heat losses of the cathode distance determined by changing the linear dimensions of the pin; a sharp decrease in the time for establishing the final interelectrode distances during heating due to a decrease in the length of the elements on which the grid is fixed. In addition, the design in which the mesh is attached to the pins allows a significant reduction in the temperature of the shadow mesh compared to the prototype. An example of such a design is shown in FIG. 3. In this case, the pins 2, located in the grooves of the cathode 1, have two stages, on which there are two grids, with the external grid 3 serving as the shadow grid itself, and the internal grid 4 as a screen reducing the heat flux from the cathode to the shadow grid whose temperature in this case is so low, that practically excludes the occurrence of thermal emission from it. Proposed Thermal Cathode Design

с теневой сеткой позвол ет обеспечить неизменные размеры и форму теневой сетки в процессе эксплуатации, минимальные тепловые уходы рассто ни сетка-катод при разогреве, рабочую температуру теневой сетки ниже (а в определенных случа х знасительно ниже) температуры катода, что существенно увеличивает надежность работы приборов.with a shadow grid, the shadow grid is kept at the same size and shape during operation, the minimum heat removal of the grid – cathode distance during heating, the working temperature of the shadow grid is lower (and in certain cases, significantly lower) than the cathode temperature, which significantly increases the reliability of the instruments .

Предлагаема конструкци наиболее перспективна дл СВЧ приборов О-типа.The proposed design is the most promising for O-type microwave devices.

Выполненные в экспериментальном .макете измерени тепловых уходов катод-сетка показали, что в гор чем состо нии рассто ние катод-сетка измен етс на 0,5%, в то врем как у прототипа - на 2 - 5%. Применение второй сетки позволило снизить температуру теневой сетки экспериментальных приборов О-типа с 900 до 300°С, что приводит к уменьшению термотока более чем в тыс чу раз.Measurements of the cathode-grid heat measurements performed in an experimental layout showed that the cathode-mesh distance in the hot state changes by 0.5%, while in the prototype by 2-5%. The use of the second grid made it possible to reduce the temperature of the shadow grid of experimental O-type devices from 900 to 300 ° C, which leads to a decrease in the thermal current more than thousand times.

Claims

1. A thermocathode with a shadow grid for electron guns, characterized in that

in order to preserve the dimensions of the grid during operation by reducing the thermal withdrawals and warping of the grid, the shadow grid is fixed to pins installed in the cathode body and having steps whose height is equal to the cathode to grid distance.

2. Thermocathode according to claim 1, is distinguished by the fact that, in order to reduce the longitudinal dimensions of the assembly, the plugs with a fixed grid are located in the grooves of the cathode.

3. Thermal Cathode on PP. 1 and 2, characterized in that, in order to significantly reduce the temperature of the shadow grid and reduce thermal emission from it, the gaps are made with two steps, on which two grids are fixed.

Sources of information taken into account in the examination

1. US Patent No. 3594885, cl. 29-25.18, published. 1971.

2. US patent N ° 3484645, cl. 313-348, published. 1969 (prototype).

Puz.1

Fig, 2.

1g..z