DE1294567B - Laufzeitroehre mit magnetischem Laengsfeld und ferromagnetischem Rahmen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Laufzeitröhre mit einem Längsfeld-Streuflußanteils mit der Elektronenstrahl-Elektronenstrahlerzeugungssystem am einen und achse zur Deckung zu bringen, einer Auffangelektrode am anderen Röhrenende, bei Auf dem unter b) genannten, die Kathode um-

der der Elektronenstrahl durch ein magnetisches gebenden ferromagnetischen Zylinder, enden die ma-Längsfeld gebündelt geführt wird, dessen Feld- 5 gnetischen Feldlinien. Durch die Hohlzylinderform, erzeugungsmittel innerhalb eines ferromagnetischen die in Strahlrichtung etwas über die Kathode hinaus-Rahmens untergebracht sind, der an seinen Stirn- ragt, ergibt sich eine Verteilung der magnetischen Seiten durch mit zentralen Röhrendurchtrittsöffnun- Feldlinien derart, daß sie die konkave Großkathode gen versehene ferromagnetische Stirnplatten ab- in etwa senkrecht durchstoßen. Damit im wesentgeschlossen ist, und bei der das einen stark konver- io liehen die Elektronenbahnen mit den magnetischen gierend verdichteten Elektronenstrahl liefernde EIek- Feldlinien zusammenfallen, muß aber noch das elektronenstrahlerzeugungssystem von einem starken trostatische System entsprechend ausgebildet werden, Streufeldanteil des magnetischen Längsfeldes durch- d. h. die Ausbildung (Form), die Anordnung (relative setzt wird. Abstände) und auch die Gleichpotentialbemessung

Bei Röhren der genannten Art ist es bekannt, die 15 der Bauelemente, die elektrostatisch den Verlauf der Fokussierung der Elektronen im Bereich des Strahl- Elektronenbahnen bestimmen, müssen an das Maerzeugungssystems nicht nur mit elektrostatischen gnetfeld angepaßt werden, das sich durch die unter a) Mitteln zu bewirken, sondern auch magnetische Felder und b) genannten Maßnahmen ergibt, anzuwenden. Die magnetischen Feldlinien sollen da- Erst durch die Kombination aller dieser Maß-

bei im Idealfall genau mit den von den Elektronen ao nahmen ergibt sich die angestrebte Verbesserung, durchlaufenen Bahnen zusammenfallen. Wenn dies Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme

nicht der Fall ist, besteht die Gefahr, daß ein vor- auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert werden, handenes Magnetfeld nicht nur nicht zu der Fokussie- F i g. 1 zeigt eine Draufsicht auf die in ihren ferro-

rung des Strahls beiträgt, sondern sogar radiale Korn- magnetischen Rahmen eingesetzte Laufzeitröhre geponenten in die Geschwindigkeit der Elektronen zu- 25 maß der Erfindung;

sätzlich einführt und damit einen defokussierenden Fig. 2 stellt einen Längsschnitt durch das Elek-

Effekt hat. tronenstrahlerzeugungssystem der Röhre nach F i g. 1

Nun ist aber das magnetische Längsfeld zur ge- dar;

bündelten Strahlführung ohnehin vorhanden und F i g. 3 zeigt schematisch den magnetischen Feldkann diesen störenden Einfluß ausüben. Man hat 30 verlauf in dem Bereich zwischen Kathode und daher zunächst versucht, das Elektronenstrahl- Wechselwirkungsabschnitt ohne die ferromagnetierzeugungssystem möglichst vollkommen gegen den sehen Bauteile, die oben unter a) und b) genannt Wechselwirkungsabschnitt der Röhre bzw. den dieses wurden;

durchsetzende magnetische Längsfeld magnetisch ab- F i g. 4 zeigt entsprechend den Einfluß des ferro-

zuschirmen. Andere Lösungen haben darüber hinaus 35 magnetischen Zylinders, und

noch eine Kompensationsspule eingeführt, und F i g. 5 stellt entsprechend die kombinierte Wirkung

schließlich hat man auch versucht, einen Streufeld- von ferromagnetischem Zylinder und verschiebbarer anteil des magnetischen Längsfeldes so in den Strahl- ferromagnetischer Lochscheibe dar. erzeuger durchgreifen zu lassen, daß die obige Ideal- Die (geschnitten dargestellte) Laufzeitröhre 29 ragt

bedingung erfüllt wird. Zu diesem Zweck hat man 40 mit ihrem Elektronenstrahlerzeugungssystem durch feldkonzentrierende Bauelemente vor oder auch in das strahlerzeugerseitige Endpolstück 12 in Form dem Bereich der Kathode vorgesehen. einer Stirnplatte mit einer großen Öffnung 14. Die

Aufgabe der Erfindung ist es, derartige Anordnun- Öffnung 14 wird nach Einsetzen der Röhre verschlosgen zu vervollkommnen und damit eine Laufzeitröhre sen mittels zweier halbringförmiger Einsatzteile 18 aus zu schaffen, deren Strahlkonvergenz der der bisher 45 ferromagnetischem Material, die die große Öffnung bekannten Laufzeitröhren überlegen ist mit allen vor- 14 überlappen und mit Schrauben 22 befestigt sind, teilhaften Folgen, die sich daraus bekanntlich ergeben. Die verbleibende kleine Öffnung zwischen der Röhre

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst und den Einsatzteilen 18 wird durch ebenfalls halbdurch die Kombination der folgenden Maßnahmen: ringförmige Messingeinsätze 27 geschlossen, die auf

a) vor der strahlerzeugerseitigen ferromagnetischen 5<> einem Ringflansch der ferromagnetischen Einsatzteile Stirnplatte ist eine verschiebbare ferromagne- ruhen (s. Fig. 2). Oberhalb der Einsatzteile 18 und tische Lochscheibe angeordnet, ^diese überlappend ist, ebenfalls geteilt, die ferro-

b) im Bereich der konkaven Großkathode des Elek- magnetische Lochscheibe 42 befestigt Die Anordtronenstrahlerzeugungssystems ist starr ein die nung ist m der Schnittdarstellung nach F1 g. 2 genauer Kathode in nur geringem Abstand koaxial um- ^{55 zu} ernennen.

gebenderferromagnetischerZylinderangeordnet, Bevor der Aufbau des Elektronenstrahlerzeugungs-

der in Strahlrichtung etwas über die Kathoden- systems gemäß Fi g 2 im einzelnen beschrieben wird, emissionsfläche hinausragt, ™ ^zunachf ^{auf die} f ψ ³> ⁴^* ⁵ eingegangen.

..,.,, . , jA-i-i. ·ι Ohne den ferromagnetischen Zylinder und ohne die

c) Ausbildung Anordnung und Gleichpotential- _{6o verschiebbare} Lochplatte aus ferromagnetischem Mabemessung der den Elektronenstrahlverlauf be- _{terial äß der Erfindung hat der} Verlauf der Streueinflussenden Elemente sind derart, daß im Be- _feldlinien 43 _{die durch die} Einsatzteile 18 in den Bereich des Elektronenstrahlerzeugungssystems die _{reich vor der Kathode 63 durchgr}eifen, etwa den in Elektronenbahnen praktisch nut den magneti- _F. 3 _{mit trichelten Linien} angegebenen Verlauf, sehen Feldhmen zusammenfallen. _{6β Die} ^S _magnetf_schen Feldlinien 43 durchsetzen dabei die

Die verschiebbare ferromagnetische Lochplatte ge- Kathode etwa parallel zur Röhrenachse. Erwünscht stattet dabei eine Justierung des Feldes in radialer ist aber ein Verlauf, der etwa den strichpunktierten Richtung, um die Symmetrieachse des magnetischen dicken Linien 44 (Elektronenbahnen) entspricht. In

F i g. 4 ist die Wirkung des ferromagnetischen Zylinders 41 dargestellt, der die Kathode 63 in nur geringem Abstand koaxial umgibt und in Strahlrichtung etwas über die Kathodenemissionsfläche hinausragt. Man erkennt, daß der Verlauf der magnetischen Feldlinien wesentlich besser an die Elektronenbahnen angepaßt ist. Man erkennt aber auch, daß hier — wie auch in F i g. 3 — die Unsymmetrie des Magnetfeldes, die von Toleranzen herrührt, auch in dem den Raum vor der Kathode durchsetzenden Bereich zum Tragen kommt. Auch eine solche Unsymmetrie führt naturgemäß zu einer Divergenz des Elektronenstrahls. Sie ist jedoch korrigierbar durch die verschiebbare ferromagnetische Lochplatte 42, wie der F i g. 5 zu entnehmen ist. Es versteht sich, daß die Bemessung der beiden Bauteile 41, 42 aufeinander abzustimmen ist.

Das Elektronenstrahlerzeugungssystem gemäß F i g. 2 weist eine metallische Grundplatte 46 auf, an der ein Ende einer zylindrischen dielektrischen Hülse ao 47 vakuumdicht befestigt ist. Am Ende der dielektrischen Hülse 47, das der Grundplatte 46 abgewandt ist, umfaßt die Anordnung eine in radialer Richtung nach innen ragende Platte 48 mit einer großen zentrischen öffnung 49 zur einstellbaren Halterung einer Modulationsanode 51. Die Einstellbarkeit der Modulationsanode ist deshalb wichtig, weil damit eine exakte Ausrichtung der öffnung zur Kathode und Fokussierungselektrode ermöglicht wird. Eine zweite rohrförmige dielektrische Hülse 52 ist vakuumdicht mit dem Wechselwirkungsabschnitt der Röhre verbunden.

Innerhalb der Hülse 47 ist eine metallische Halterungshülse 53 mit einem zylindrischen Abschnitt 54 und einem konischen Abschnitt 56 lösbar befestigt. Vom zylindrischen Abschnitt 54 geht eine Verlängerung 59 aus, deren eines Ende durch Punktschweißen mit dem zylindrischen Abschnitt 54 verbunden ist und dessen anderes Ende einen konischen Abschnitt 61 und eine gemeinsame zylindrische Verlängerung 62, die mit der Umfangskante der Kathode 63 punktverschweißt ist, aufweist. Der Durchmesser der Kathode ist etwas kleiner als der Durchmesser der Verlängerung 59 und ist thermisch durch eine zusätzliche Hülse 64, die von der Umfangskante der Kathode ausgeht, abgeschirmt. Das andere Ende der Hülse 64 ist entsprechend mit der Umfangskante einer quer verlaufenden Wärmeabschirmungsscheibe 66 für die Heizwendel 67 verbunden.

Mit einem Endteil der Verlängerung 59 ist ein Fokussierelektrodenhalterungszylinder 71 mit einer Vielzahl von öffnungen72 verbunden (z.B. durch Punktverschweißen), um die Metallmasse, durch die hindurch Wärme zur Fokussierungselektrode geleitet werden kann, zu verringern. Am einen Ende der Halterung 71 ist eine Fokussierungselektrode mit einem Zwischenteil 73 durch Punktschweißen befestigt; sie umfaßt einen konisch abgeschrägten Teil 74, der in unmittelbare Nähe des äußeren Umfangs der Kathode 63 reicht. Der Abstand zwischen den benachbarten Kanten der Fokussierungselektrode und der Kathode liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 0,5 mm, während das freie Ende der Fokussierungselektrode mit einem umgebogenen Kantenteil 76 versehen ist. Eine zusätzliche Wärmeabschirmung 77 ist vorgesehen, die die Fokussierungselektrode und die Verlängerung 59 im Bereich der Öffnungen 72 umgibt und deren eines Ende mit der Verlängerung 59 durch Punktschweißung verbunden ist. Das andere Ende der Wärmeabschirmung 77 kann der thermischen Ausdehnung und Zusammenziehung ohne Gefahr der Überbeanspruchung zugeordneter Bauteile folgen.

Auf der Halterungshülse 53 ist in der Nähe des Übergangs zwischen dem konischen Abschnitt 56 und dem zylindrischen Abschnitt 54 eine sich radial erstreckende ringförmige Platte 78 am inneren Umfang mit der zylindrischen Hülse 54 verschweißt. Die Platte 78 dient zur lösbaren Halterung des flanschartig ausgebildeten Endes 79 eines ferromagnetischen Zylinders 41. Er umschließt die Verlängerung 59 in geringem Abstand und reicht an einem Ende unter den umgebogenen Kantenteil 76 der Fokussierungselektrode. Dieses Ende des ferromagnetischen Zylinders wird deshalb von der Fokussierungselektrode festgehalten, während das andere Ende lösbar mit der Halterungsplatte 78 verbunden ist.

Wie in F i g. 2 gezeigt, steht der ferromagnetische Zylinder 4 an beiden Seiten über die Kathode vor; die magnetischen Feldlinien des durch die Einsatzteile 18 und die Lochscheibe 42 durchgreifenden Streufeldanteils, die aus ihrem Verteilungsschema verdrängt werden, sind nunmehr genau nach den Trajektorien der Elektronen ausgerichtet, die aus der Kathode austreten. Diese Übereinstimmung wird durch die bewegliche Lochscheibe 42 korrigiert und verbessert; die Lochscheibe kann dabei in eine beliebige Stellung relativ zum ferromagnetischen Zylinder 41 gebracht werden, um den Durchtritt des Strahls in die Laufzeitröhre zu optimieren.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Laufzeitröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem am einen und einer Auffangelektrode am anderen Röhrenende, bei der der Elektronenstrahl durch ein magnetisches Längsfeld gebündelt geführt wird, dessen Felderzeugungsmittel innerhalb eines ferromagnetischen Rahmens untergebracht sind, der an seinen Stirnseiten durch mit zentralen Röhrendurchtrittsöffnungen versehene ferromagnetische Stirnplatten abgeschlossen ist, und bei der das einen stark konvergierend verdichteten Elektronenstrahl liefernde Elektronenstrahlerzeugungssystem von einem starken Streufeldanteil des magnetischen Längsfeldes durchsetzt wird, gekennzeichnet, durch die Kombinierung der folgenden Maßnahmen:

   a) vor der strahlerzeugerseitigen ferromagnetischen Stirnplatte ist eine verschiebbare ferromagnetische Lochscheibe angeordnet,

   b) im Bereich der konkaven Großkathode des Elektronenstrahlerzeugungssystems ist starr ein die Kathode in nur geringem Abstand koaxial umgebender ferromagnetischer Zylinder angeordnet, der in Strahlrichtung etwas über die Kathodenemissionsfläche hinausragt,

   c) Ausbildung, Anordnung und Gleichpotentialbemessung der den Elektronenstrahl-

   verlauf beeinflussenden Elemente sind derart, daß im Bereich des Elektronenstrahlerzeugungssystems die Elektronenbahnen praktisch mit den magnetischen Feldlinien zusammenfallen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen