RU155052U1 - MICROWAVE O-TYPE DEVICE WITH UNKNOWN CATHODE - Google Patents
MICROWAVE O-TYPE DEVICE WITH UNKNOWN CATHODE Download PDFInfo
- Publication number
- RU155052U1 RU155052U1 RU2014143575/07U RU2014143575U RU155052U1 RU 155052 U1 RU155052 U1 RU 155052U1 RU 2014143575/07 U RU2014143575/07 U RU 2014143575/07U RU 2014143575 U RU2014143575 U RU 2014143575U RU 155052 U1 RU155052 U1 RU 155052U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- emission
- active substance
- evaporator
- source
- Prior art date
Links
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
1. СВЧ прибор O-типа с безнакальным катодом, содержащий электронно-оптическую систему с анодом, управляющим электродом и авто катодом, отличающийся тем, что в прямой видимости эмитирующей поверхности автокатода находится источник-испаритель эмиссионно-активного вещества.2. СВЧ прибор O-типа с безнакальным катодом по п. 1, отличающийся тем, что испаритель-источник эмиссионно-активного вещества расположен на электродах электронно-оптической системы, а в качестве эмисионно-активного вещества использован барий.1. O-type microwave device with a non-cathode cathode, containing an electron-optical system with an anode, a control electrode and a cathode, characterized in that the source-evaporator of emission-active substance is in direct visibility of the emitting surface of the cathode. 2. An O-type microwave device with a non-cathode cathode according to claim 1, characterized in that the evaporator-source of the emission-active substance is located on the electrodes of the electron-optical system, and barium is used as the emission-active substance.
Description
Полезная модель относится к электронной технике, в частности к конструкции электровакуумных СВЧ приборов О-типа.The utility model relates to electronic equipment, in particular to the design of O-type microwave electric devices.
Известны разработки приборов О-типа с электронно-оптической системой (ЭОС), в которой рассмотрена возможность применения безнакального катода - автоэлектронного эмиттера (автокатода) [1-21 в виде пакета игл или лезвий из тугоплавких металлов, или модификаций углерода с целью получения мгновенной готовности прибора к работе. Однако, реализация таких конструкций практически затруднена из-за ряда недостатков: разрушения автокатодов под действием бомбардировки ионами остаточных газов и перегрева проходящим током, большого разброса электронов по углам наклона.There are known developments of O-type devices with an electron-optical system (EOS), in which the possibility of using a non-cathode cathode — an autoelectronic emitter (autocathode) [1-21 in the form of a package of needles or blades of refractory metals, or carbon modifications in order to obtain instant readiness is considered device to work. However, the implementation of such structures is practically difficult due to a number of drawbacks: the destruction of autocathodes under the influence of bombardment by ions of residual gases and overheating by a passing current, a large spread of electrons along the tilt angles.
Ближайшим прототипом предлагаемой полезной модели является проект мощного СВЧ прибора О-типа - ЛБВ с ЭОС, содержащей анод, управляющий электрод и автокатод [3]. Предложенная ЭОС позволяет уменьшить разброс электронов по углам наклона и устранить ионную бомбардировку автокатода. Однако, недостатками предложенной конструкции являются: применение многоячеистой структуры с автокатодом и управляющим электродом микронных размеров и напряженностью электрического поля порядка 106-107 В/см, что делает их неустойчивыми к пробоям и искрениям, особенно в условиях больших анодных напряжений до 20 кВ и выше для мощных СВЧ приборов; низкая эффективность автокатодов по средней плотности тока. Здесь следует отметить, что автоэмиссия резко зависит от работы выхода электронов, которая для предложенных материалов-тугоплавких металлов и модификаций углерода составляет 4,5-4,7 эВ и, чтобы получить необходимую плотность тока порядка 0,1 А/см2, требуется напряженность поля не менее 107 В/см [4].The closest prototype of the proposed utility model is a project of a powerful O-type microwave device - TWT with an EOS containing an anode, a control electrode, and an autocathode [3]. The proposed EOS makes it possible to reduce the spread of electrons along the tilt angles and eliminate the ion bombardment of the autocathode. However, the disadvantages of the proposed design are: the use of a multi-cell structure with an autocathode and a micron-sized control electrode and an electric field of the order of 10 6 -10 7 V / cm, which makes them unstable to breakdowns and sparks, especially under conditions of high anode voltages up to 20 kV and higher for high-power microwave devices; low efficiency of autocathodes in average current density. It should be noted here that field emission sharply depends on the electron work function, which for the proposed materials — refractory metals and carbon modifications is 4.5–4.7 eV, and in order to obtain the required current density of the order of 0.1 A / cm 2 , a voltage is required fields of at least 10 7 V / cm [4].
Технический эффект, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении эффективности автокатодов, увеличении электропрочности и долговечности СВЧ приборов О-типа с безнакальным катодом.The technical effect provided by the utility model is to increase the efficiency of autocathodes, increase the electric strength and durability of O-type microwave devices with a non-incandescent cathode.
Указанный технический эффект достигается благодаря тому, что в СВЧ приборе О-типа, например, ЛБВ, клистроне, с безнакальным катодом, содержащим электронно-оптическую систему с анодом, управляющим электродом и автокатодом в прямой видимости эмитирующей поверхности автокатода расположен источник-испаритель эмиссионно-активного вещества, например, бария. Возможно расположение источника-испарителя на аноде или управляющем электроде.This technical effect is achieved due to the fact that in the O-type microwave device, for example, TWT, a klystron, with a non-filament cathode containing an electron-optical system with an anode, a control electrode and a cathode, a source-evaporator of emission-active is located in direct visibility of the emitting surface of the cathode substances, for example, barium. Possible location of the source-evaporator on the anode or control electrode.
Напыление эмиссионно-активного вещества - бария на материалы автокатодов - тугоплавкие металлы (вольфрам, тантал) или модификации углерода (α-углерод, нанотрубки, стеклоуглерод, термически расширенный графит) резко снижает их работу выхода до 2,0-2,2 эВ, что обеспечивает получение нужной плотности тока при напряженности поля порядка 104-105 В/см.Spraying the emission-active substance - barium on the materials of autocathodes - refractory metals (tungsten, tantalum) or carbon modifications (α-carbon, nanotubes, glassy carbon, thermally expanded graphite) dramatically reduces their work function to 2.0-2.2 eV, which provides the desired current density at a field strength of the order of 10 4 -10 5 V / cm.
Расположение источника-испарителя в прямой видимости к эмитирующей поверхности автокатода гарантирует напыление на него бария при работе прибора в высоком вакууме 10-5-10-8 мм рт. ст.The location of the source-evaporator in direct visibility to the emitting surface of the cathode guarantees the deposition of barium on it when the device is in high vacuum 10 -5 -10 -8 mm RT. Art.
Применение активированных барием автокатодов позволяет изготавливать их больших размеров, получать большие абсолютные токи, увеличить расстояние между автокатодом и управляющим электродом и таким образом повысить электропрочность, надежность и долговечность прибора.The use of autocathodes activated by barium makes it possible to produce large sizes, obtain large absolute currents, increase the distance between the autocathode and the control electrode, and thus increase the electric strength, reliability, and durability of the device.
Расположение источника-испарителя на электродах ЭОС целесообразно, т.к. не усложняет конструкции прибора.The location of the source-evaporator on the electrodes of the EOS is advisable, because does not complicate the design of the device.
СВЧ прибор О-типа с безнакальным катодом работает следующим образом: после включения напряжений на аноде и управляющем электроде, предварительно активированный во время технологического цикла, автокатод обеспечивает мгновенный запуск и получение выходных параметров прибора. Одновременно включается нагрев источника -испарителя эмиссионно-активного вещества - бария, напыление которого поддерживает высокую эмиссионную способность автокатода в течении всего времени работы прибора.An O-type microwave device with a non-cathode cathode operates as follows: after switching on the voltages at the anode and the control electrode, previously activated during the technological cycle, the autocathode provides instant start-up and obtaining the device output parameters. At the same time, the heating of the source-evaporator of the emissive-active substance, barium, is switched on, the spraying of which maintains the high emissivity of the autocathode during the entire operating time of the device.
На рис. 1 (а, б, в) представлены варианты схем размещения источника - испарителя эмиссионно-активного вещества в ЭОС приборов О-типа с безнакальным катодом.In fig. 1 (a, b, c), there are presented variants of the layout of the source - evaporator of the emission-active substance in the EOS of O-type devices with a non-cathode cathode.
Нами проведены эксперименты в мощных генераторных лампах по замеру автоэлектронной эмиссии с сеток, запыленных эмиссионно активными веществами (BaO, Ва, MgO) с оксидного катода. Получены плотности тока в диапазоне 30-50 мА/см2 при напряженности поля 6,5·104 В/см2, что подтверждает техническую полезность нашего предложения.We conducted experiments in high-power generator lamps for measuring field emission from grids dusted with emission-active substances (BaO, Ba, MgO) from an oxide cathode. Current densities in the range of 30-50 mA / cm 2 were obtained with a field strength of 6.5 · 10 4 V / cm 2 , which confirms the technical usefulness of our proposal.
Список литературыBibliography
1. Nikolai Bushuev, Yuri Grigoriev, Anton Bourtsev, Pavel Schalaev, Evgeny Tarasov “Multibeam Electron Gun With Gated Carbon Nanotube Cathode” 2012 IEEE p. 559-560.1. Nikolai Bushuev, Yuri Grigoriev, Anton Bourtsev, Pavel Schalaev, Evgeny Tarasov “Multibeam Electron Gun With Gated Carbon Nanotube Cathode” 2012 IEEE p. 559-560.
2. Abanshin N., Gorfinkel B. “Thin-film planar edge-emitter field emission fiat panel display” U.S. Pat. 6.590.320 (2000).2. Abanshin N., Gorfinkel B. “Thin-film planar edge-emitter field emission fiat panel display” U.S. Pat. 6.590.320 (2000).
3. Дармаев A.H., Комаров Д.Α., Морев С.П., Шестеркин В.И., Шалаев П.Д. “Экспериментальные исследование и численное моделирование электронною потока, формируемого матричными углеродными автоэмиссионными ячейками Григорьева-Шестеркина” Радиотехника и электроника, 2014, том 59. №8. с. 774-781.3. Darmaev A.H., Komarov D.Α., Morev S.P., Shesterkin V.I., Shalaev P.D. “Experimental Investigation and Numerical Modeling of the Electron Flow Generated by Matrix Carbon Field Emission Cells of Grigoriev-Shesterkin” Radio Engineering and Electronics, 2014, Volume 59. No. 8. from. 774-781.
4. “Ненакаливаемые катоды” под ред. Елинсона М.И., М. «Сов. радио» 1974. с. 169.4. “Non-heated cathodes,” ed. Elinson M.I., M. "Sov. radio "1974. p. 169.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014143575/07U RU155052U1 (en) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | MICROWAVE O-TYPE DEVICE WITH UNKNOWN CATHODE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014143575/07U RU155052U1 (en) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | MICROWAVE O-TYPE DEVICE WITH UNKNOWN CATHODE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU155052U1 true RU155052U1 (en) | 2015-09-20 |
Family
ID=54148117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014143575/07U RU155052U1 (en) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | MICROWAVE O-TYPE DEVICE WITH UNKNOWN CATHODE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU155052U1 (en) |
-
2014
- 2014-10-29 RU RU2014143575/07U patent/RU155052U1/en active IP Right Revival
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2682182C2 (en) | Emitter electrons for x-ray tube | |
| US9734980B2 (en) | Graphene serving as cathode of X-ray tube and X-ray tube thereof | |
| JP5099756B2 (en) | Electron beam generator and control method thereof | |
| CN104409303A (en) | X ray source based on carbon nanotube/graphite alkene composite cathode structure | |
| US9196449B1 (en) | Floating grid electron source | |
| CN102339713B (en) | Field emission X ray tube with light-grid compound control | |
| CN102842477B (en) | X-ray tube | |
| RU155052U1 (en) | MICROWAVE O-TYPE DEVICE WITH UNKNOWN CATHODE | |
| CN110379690B (en) | Cold cathode electron gun using radio frequency excitation field to emit electron beam | |
| RU107657U1 (en) | FORVACUMUM PLASMA ELECTRONIC SOURCE | |
| CN106508075B (en) | Hot cathode Plasma electron gun | |
| RU69679U1 (en) | ELECTRON GUN | |
| CN118073155A (en) | Novel high-current, pulsed electron gun emission cathode, electron gun and use method | |
| RU130135U1 (en) | PULSE METALLO-CERAMIC X-RAY TUBE | |
| RU2716825C1 (en) | Device and method for formation of multicharged ion beams | |
| RU121813U1 (en) | DEVICE FOR MODIFICATION OF SOLID SURFACE | |
| Sinclair | Very high voltage photoemission electron guns | |
| Kandaurov et al. | Study of Intensive Long-Pulse Electron Beam Generation in a Source with Arc Plasma Emitter Operated in a External Magnetic Field | |
| CN111489947A (en) | Small-size charged control electron gun | |
| US9105434B2 (en) | High current, high energy beam focusing element | |
| Qi et al. | Study on a novel Y 2 O 3-Gd 2 O 3-HfO 2 impregnated W base direct-heated cathode | |
| RU181037U1 (en) | Field emission electron gun with a converging ribbon beam | |
| RU97563U1 (en) | MULTI-BEAM CATHODE UNIT | |
| CN214123833U (en) | Electron gun, X ray source and CT machine | |
| Jeon et al. | Aging process of carbon nanotube-based field emission X-ray tubes for their stable and reliable operation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20151123 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20160627 |
|
| PC12 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models |
Effective date: 20160930 |