DE1491307C - Elektronenstrahlerzeugersystem für eine Laufzeitröhre - Google Patents

Description

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Die Erfindung¹ betrifft ein Elektronenstrahlerzeu- Strom nicht mehr von der Raumladung des Strahles gersystem*fün eine Laufzeitröhre mit einer Kathode, abhängig ist.

deren emittierende Fläche zylinderförmig um eine Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines

vorgegebene Achse angeordnet ist und mit einer Be- Elektronenstrahlerzeugersystems der eingangs geschleunigungsariode, die mit dieser Kathode koaxial 5 nannten Gattung, das bei optimaleren Betriebsist und der emittierenden Kathodenfläche gegenüber- eigenschaften im Einsatz in einer Laufzeitröhre auf liegt, wobei Kathode und Beschleunigungsanode einfache Weise ein wesentlich geringeres Rauschen . einen Raum festlegen, der im wesentlichen von einem bei stabilen Raumladungsverhältnissen erzeugt,
radialen elektrostatischen Feld und einem axialen Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich erstatischen Magnetfeld sowie durch eine zusätzliche io findungsgemäß ein derartiges Elektronenstrahlerzeuaxiale elektrostatische Feidkomponente ausgefüllt gersystem durch ein im wesentlichen im konstanten wird. ^: -■·.·■.. Abstand von der emittierenden Kathodenfläche an-

Ein derartiges Elektronenstrahlerzougersystem ist geordnetes Gitter, dessen leitende Elemente einen bereits bekannt (französische Patentschrift 982 527) Abstand voneinander aufweisen, der einem Bruch- und schematisch in zwei Ausführungsformen in den 15 teil des Abstands zwischen emittierender Käthoden-Fig. 1 und 2 in Querschnittsansicht dargestellt. fläche und Gitter entspricht, und das auf einem Po-

In Fig. 1 ist eine bekannte Ausführungsform mit tential zwischen dem der Beschleunigeranode und einer zylindrischen Kathode 1, die eine emittierende dem der Kathode liegt, welches so gewählt ist, daß Außenfläche aufweist, dargestellt, die durch eine der emittierte Elektronenstrahl nicht mehr von der Heizeinrichtung 8 geheizt wird. 20 durch diesen bewirkten Raumladung abhängig ist

Eine Anode 2 liegt der Kathode 1 gegenüber, die und das Strahlstromrauschen ein Minimum beträgt, die Form eines rotationssymmetrischen Körpers auf- Ein wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, daß

weist und zu der Kathode 1 koaxial liegt. Weiter weist bei einem erfindungsgemäßen Elektronenstrahlerzeudas Elektronenstrahlerzeugersystem zwei Elektro- gersystem das Rauschen in sehr erheblichem Maße den 3 und 4 in Form von senkrecht zur Systemachse as verringert ist.

angeordneten Scheiben auf, von denen die Elek- Bevorzugte Ausführungsformen für das Gitter er-

trode 4 mit einer Blende S für den Durchtritt des geben sich aus den Unteransprüchen.
Elektronenstrahls vorgesehen ist. Das Elektroden- Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

system ist innerhalb eines nicht dargestellten evaku- Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeiierten Gehäuses angeordnet Eine Spule 6 liefert ein 30 gen die F i g. 3 bis 6 perspektivische Teflansichten axiales Magnetfeld. Zwischen Anode 2 und Kathode 1 verschiedener Ausführungsformen eines erfindungswird eine geeignete Spannung und an die Elektrode 4 gemäßen Elektronenstrahlerzeugersystems.
wird eine in bezug auf die Elektrode 3, die mit der Eine Kathode 1 in F i g. 3, die beispielsweise für

Kathode 1 verbunden ist, positive Spannung angelegt Elektronenstrahlerzeugersystem nach Fig. 1 vorist im Betrieb das Magnetfeld der Spule 6 größer 35 gesehen ist, wird von einem wendeiförmigen Gitter 9 als das kritische Feld, daß den Stromdurchgang zur umgeben. Das Gitter 9 liegt auf einem Potential, das Anode 2 blockiert, und ist kein axial ausgerichtetes in bezug auf die Kathode 1 leicht positiv ist und von elektrisches Feld vorhanden, so laufen die von der einer geeigneten Spannungsquelle 10 erzeugt wird. Kathode 1 emittierten Elektronen um diese wie bei Ein Gitter 11 in Fig. 4 weist die Form eines

einem Magnetron um. Wird das axial verlaufende 40 Käfigs auf, der aus parallel zur Hülle des Kathodenelektrische Feld zwischen den Elektroden 3 und 4 Zylinders 1 verlaufenden Stäben besteht,
aufgebaut, dann halten die Elektronen zusätzlich eine Ein Gitter 12 in F i g. 5 besteht aus ringförmigen

axiale Geschwindigkeitskomponente, durch die sie Gliedern, die auf Trägern 13 ausgerichtet sind,
in axialer Richtung bewegt werden, während sie zu Ein Gitter 14 in F i g. 6 besteht aus einem Ma-

einem rohrförmigen Strahl 7, der sich um sich selbst 45 schengewebe.
dreht, konzentriert werden. Bei allen Ausführungsformen der Gitter 11 bis 14

Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform unter- weisen die leitenden Elemente einen Abstand voneinscheidet sich durch die umgekehrte Anordnung von ander auf, der einem Bruchteil des Abstandes, ins-Kathode 1 und Anode 2, wobei die Kathode 1 ein besondere einem Fünftel bis einem Drittel des Ab-Hohlzylinder mit einer emissiven Innenfläche ist und 50 Standes zwischen emittierender Kathodenfläche und die Anode 2 mit der Form eines Zylinders oder Gitter entspricht,
eines konischen Körpers axial angeordnet ist. Das Gitter kann aus für diese Anwendung bekann-

Laufzeitröhren mit einem derartigen Elektronen- ten Materialien bestehen, es wird jedoch vorzugsstrahlerzeugersystem weisen ein bedeutendes Strahl- weise aus einem Material mit einer niedrigen Sekunstromrauschen auf. Unabhängig von der Gültigkeit 55 däremission, beispielsweise Gold hergestellt bzw. mit bestehender Theorien wurde nun festgestellt, daß das einem Goldüberzug versehen.
Rauschen von einer Instabilität der Raumladung des Die Abmasse der Leiter, der Gitter wie auch deren

Elektronenstrahlerzeugersystems herrührt. Durch Abstand von der Kathode sind, wie es nach der einen Raumladungsüberschuß innerhalb des emittier- Theorie der Trioden bekannt ist, so gewählt, daß ein ten Strahles wird die Emission der Kathode verrin- 60 Kompromiß zwischen optimaler Abschirmung der gert. Es folgt daraus eine zwangläufige Reaktion, die Kathode und Durchlässigkeit des Gitters erzielt für den Fall, daß sich der Strahl innerhalb gekreuzter wird, so daß die Verlustleistung des Gitters begrenzt Felder ausbreitet, eine Raumladungsschwingung ist. Weist beispielsweise das Gitter einen Abstand hervorrufen kann. Diese der Erfindung zugrunde von 0,3 mm von der Kathode auf, so sollen die Gitliegende Hypothese wird dadurch gestützt, daß 65 termaschen Abmessungen von weniger als 100 Midas Rauschen verringert werden kann, wenn krön haben.

die Emission der Kathode durch deren Unter- Analoge Gitter können auch vor der Innenfläche

heizung derart gesättigt wird, daß der emittierte des Hohlzylinders, der in F i g. 2 die Kathode bildet,

angeordnet werden, wie es in F i g. 2 bei 15 schematisch angedeutet ist. Das Gitter 15 liegt in diesem Falle auf einem positiven Potential V„ das niedriger als das Anodenpotential V₁ ist

Das erfindungsgemäße Elektronenstrahlerzeugersystem ist insbesondere bei einem Klystron und bei einer Wanderfeldröhre vom O-Typ sowie bei bestimmten Arten vom M-Typ verwendbar.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektronenstrahlerzeugersystem für eine Laufzeitröhre mit einer Kathode, deren emittierende Fläche zylinderförmig um eine vorgegebene Achse angeordnet ist und mit einer Beschleunigungsanode, die mit dieser Kathode koaxial ist und der emittierenden Kathodvsnfläche gegenüberliegt, wobei Kathode und Beschleunigungsanode einen Raum festlegen, der im wesentlichen von einem radialen elektrostatischen Feld und einem axialen statischen Magnetfeld sowie durch ao eine zusätzliche axiale elektrostatische Feldkomponente ausgefüllt wird, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen im konstanten Abstand von der emittierenden Kathodenfläche angeordnetes Gitter, dessen leitende Elemente einen Abstand voneinander aufweisen, der einem Bruchteil des Abstands zwischen emittierender Kathodenfläche und Gitter entspricht, und das auf einem Potential zwischen dem der Beschleuiiigeranode und dem der Kathode liegt, welches so gewählt ist, daß der emittierte Elektronenstrahl nicht mehr von. der durch diesen bewirkten Raumladung abhängig ist und das Strahlstromrauschen ein Minimum beträgt.

2. Elektronenstrahlerzeugersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter wendelförmig ist

3. Elektronenstrahlerzeugersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter die Form eines Käfigs aus achsenparallelen Stäben hat

4. Elektronenstrahlerzeugersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter aus mindestens einem Paar von Längsstäben sowie einer Reihe von Ringen, die von den Stäben gehaltert werden, besteht.

5. Elektronenstrahlerzeugersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter aus Maschengewebe besteht

6. Elekttonenstrahlerzeugersystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter aus einem Material mit einem relativ niedrigen Sekundäremissionsfaktor gefertigt wird:

7. Elektronenstrahlerzeugersystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter mit einer Goldschicht überzogen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen