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Kathode. Für Elektronenröhren, bei welchen der Elektronenstrom durch die Elektroden hindurcht.ritt, ist es zur Erzielung eines mö glichst starken Elektronenstromes vielfach notwendig, eine flache Kathode zu verwenden, welche beispielsweise die Form einer zylindrischen Blechdose hat und an ihrer Stirnfliiclie mit Emissionsstoff bedeckt ist.
Diese Kathoden, die an sich hohe Ströme liefern können, müssen jedoch bei der Herstellung und vielfach auch noch bei der Aktivierung der Röhre mit Vorsieht behandelt werden, da das emis- sionsf,ähige Oxyd auf der ebenen Kathodenfläche vielfach nicht fest haftet, zumindest aber immer die Gefahr des Abplatzens von Oxydteilchen gegeben ist. Diese Gefahr, besteht nicht mir bei Braunschen Röhren, son- dern auch bei Elektronenstrahlröhren zur Erzeugung bzw. Verstärkung elektrischer Wellen iin Zentimetergebiet.
Bei diesen Röhren ist. nicht nur eine verhältnismässig hohe Belastung der Kathode nötig, sondern es kann bei in Bremsfeldsehaltung betriebenen Röhren auch sehr leicht zu Beschädigungen der Kathode infolge von Rückheizung durch die auf die Kathodenoberfläche mit hoher Geschwindigkeit zuriickkehrenden Elektronen kommen.
Diese Erscheinung lässt sich beispielsweise häufig bei den sogenannten ReIlexionsklystrons beobachten, bei welchen der Elektronenstrahl beim Durchtritt durch ein aus zwei Elektroden (beispielsweise Blenden) bestehendes, mit einem Hohlraumresonator verbundenes Steuersystem in seiner Gesehwin- digkeit moduliert wird, sodann an einer Bremselektrode reflektiert und wieder in das Steuersystem zurückgeführt wird, wobei er seine Hochfrequenzenergie bei dem nochmaligen Durchtritt durch das System an den Schwingkreis abgibt. Die Kathode einer solehen Röhre. wird unter Umständen sehr hoch beansprucht, zumal dann, wenn nicht auf den jeweiligen Betriebszustand der Röhre Rücksicht genommen und die Heizung der Kathode entsprechend geregelt wird.
Die Erfindung gibt nun ein einfaches Mittel an, um diese Nachteile zu vermeiden und betrifft eine Konstruktion einer Flachkathode, welche nicht. nur imstande ist, einen hohen Strom zu liefern, sondern auch der Gefahr nicht ausgesetzt ist, durch die beschriebenen Vor- nUnge vorzeitig ihre Emissionsfähigkeit einzubüssen.
Die Erfindung besteht darin, dass die eine Flachseite der Kathode mit einer erdalkali- metallhaltigen Schicht überzogen und dieser l'berzug von einer Reihe paralleler Streifen 9 lioehschmelzendem Metall bedeckt ist. t a-w Die Überzugssehicht kann aus einem Oxyd oder einer Legierung eines Erdalkalimetalles bestehen. Die Bedeckung kann durch eine Reihe paralleler Drähte oder Bänder aus hochschmelzendem Metall wie Wolfram oder Molybdän gebildet sein.
Ein Ausführungsbeispiel einer Kathode nach der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. In diesen bedeutet 1 eine Metall-
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kappe, z. B. aus Nickel, in welche eine zweite Kappe '-' eingeschoben ist.. Zwischen den Flächen dieser Kappen liegt der in geeigneter Weise, z. B. mittels eines aufgespritzten Aluminium-Oxydbelages isolierte Heizfaden 3, der vorzugsweise an einem Ende mit. der Kappe verbunden, z. B. verschweisst., und an dem andern Ende mittels einer Zuleitung isoliert herausgeführt ist.
Die Oberfläche der Kappe 1 ist mit einem emissionsfähigen Belag 5 bedeckt, auf welchem Metallbänder U aufgelegt. sind, die vor- zugsweise aus einem hochschmelzenden Metall, wie Wolfram oder Molybdän, bestehen. Die Enden dieser Bänder sind vorteilhafterweise umgebogen und mittels eines übergeschobenen Ringes 7 an dem Kathodenkörper festgeschweisst.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Kanten der Bänder dicht. aneinander, wie insbesondere aus der Fig. 2 zu ersehen ist, so dass nur äusserst schmale Fugen zwischen ihnen vorhanden sind. Es ist dabei auch möglich, dass die einzelnen Streifen an den Rändern einander überlappen. Auch feinste Fugen genügen, um bei geheizter Kathode einen feinen, z. B. bariumhaltigen Film an die Oberfläche der Metallstreifen treten zu lassen, der diese über ihre ganze Oberfläche bedeckt. Die Bänder können auch durch parallele Drähte oder ein Drahtgeflecht. bzw. Bandgeflecht ersetzt sein.
Die beschriebenen Anordnungen haben den Vorteil, dass auch bei Aufprall von Ionen oder Elektronen, durch welchen der hochemissionsfähige Metallfilm abgebaut wird, immer wieder dieses Metall an die Kathodenoberfläche nachgeliefert wird. Die Kathoden sind also bezüglich der erwähnten Trommeleffekte durch Ladiuigsträger weitgehend unempfindlich und stets für die Aktivierung einsatzbereit. Für Elektronenstrahlröhren, insbesondere mit Elektronenstrahlen arbeitende Zentimeterwellenröhren ist diese Eigenschaft von höchster Bedeutung. Man kann derartige Kathoden dauernd sehr hoch beanspruchen und erzielt eine äusserst lange Lebensdauer.
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Cathode. For electron tubes in which the electron flow passes through the electrodes, it is often necessary to use a flat cathode, which has the shape of a cylindrical tin can and is covered on its face with emission substance, in order to achieve the highest possible electron flow.
These cathodes, which can deliver high currents per se, must, however, be treated with care during manufacture and often also during activation of the tube, since the emissive, like oxide often does not adhere firmly to the flat cathode surface, but at least always there is a risk of oxide particles flaking off. This danger does not exist for me with Braun tubes, but also with cathode ray tubes for generating or amplifying electrical waves within a centimeter range.
With these tubes is. Not only is a relatively high load on the cathode necessary, but with tubes operated in the braking field circuit, the cathode can also very easily be damaged as a result of re-heating by the electrons returning to the cathode surface at high speed.
This phenomenon can often be observed, for example, in the so-called reflection klystrons, in which the speed of the electron beam is modulated when it passes through a control system consisting of two electrodes (for example diaphragms) and connected to a cavity resonator, then reflected on a braking electrode and then back in the control system is fed back, releasing its high-frequency energy to the resonant circuit when it passes through the system again. The cathode of such a tube. may be very stressed, especially if the respective operating state of the tube is not taken into account and the heating of the cathode is regulated accordingly.
The invention now provides a simple means of avoiding these disadvantages and relates to a construction of a flat cathode which does not. is only able to deliver a high amount of electricity, but is also not exposed to the risk of prematurely losing its emissivity as a result of the events described.
The invention consists in that one flat side of the cathode is coated with a layer containing alkaline earth metal and this coating is covered by a series of parallel strips 9 of molten metal. t a-w The coating layer can consist of an oxide or an alloy of an alkaline earth metal. The covering can be formed by a series of parallel wires or bands of refractory metal such as tungsten or molybdenum.
An embodiment of a cathode according to the invention is shown in FIGS. In these, 1 means a metal
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cap, e.g. B. made of nickel, in which a second cap '-' is inserted .. Between the surfaces of these caps is located in a suitable manner, for. B. by means of a sprayed aluminum oxide coating insulated heating filament 3, which is preferably at one end with. connected to the cap, e.g. B. welded., And is led out isolated at the other end by means of a supply line.
The surface of the cap 1 is covered with an emissive coating 5, on which metal strips U are placed. which preferably consist of a refractory metal such as tungsten or molybdenum. The ends of these bands are advantageously bent and welded to the cathode body by means of a ring 7 pushed over them.
In the illustrated embodiment, the edges of the bands are tight. to one another, as can be seen in particular from FIG. 2, so that only extremely narrow joints are present between them. It is also possible that the individual strips overlap one another at the edges. Even the finest joints are sufficient to create a fine, e.g. B. to allow barium-containing film to come to the surface of the metal strips, which covers them over their entire surface. The ribbons can also be made by parallel wires or a wire mesh. or braided band be replaced.
The arrangements described have the advantage that even when ions or electrons collide, through which the highly emissive metal film is broken down, this metal is repeatedly supplied to the cathode surface. The cathodes are therefore largely insensitive to the aforementioned drum effects caused by charge carriers and are always ready for activation. This property is extremely important for cathode ray tubes, in particular centimeter wave tubes operating with electron beams. Such cathodes can be subjected to very high loads and achieve an extremely long service life.