DE2139582C3 - Magnetron - Google Patents

Description

θο sich vorzugsweise um Bleiglas.

Die Erfindung betrifft ein Magnetron mit einem Eine sich durch optimale Wirksamkeit auszeich-

elektrisch leitenden Abstimmglied, das im Bereich nende Ausführungsform des Magnetrons gemäß der

der Stirnflächen der Anodensegmente angeordnet ist Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Be-

und unter der Steuerung eines innerhalb der evaku- reiche zwischen den Elektroden des piezoelektrischen

icrtcn Hülle des Magnetrons angeordneten piezoelek- 6₅ Wandlers mit isolierendem Material überzogen sind

irischen Wandlers relativ zu den Stirnflächen der und daß vor dem der Kathode gegenüberliegenden

Anodensegmente bewegbar ist. Bereich ein metallischer Schirm angeordnet ist.

Ein Magnetron dieser Art ist aus der USA.-Patent- Durch das Zusammenwirken der Abschirmuno ans

isolierendem Material und der metallischen Abschirmung werden die Bereiche zwischen den Elektroden des piezoelektrischen Wandlers nielu nur gegen die von der Kathode herrührenden Ablagerungen, sondern zusätzlich noch gegen schädliche Hitzeeinwirkung geschützt.

Vorzugsweise sind der metallische Schirm, der piezoelektrische Wandler und das Abstimmglied jeweils mit einem Ende an einem massiven Halterungsblock befestigt, wobei zweckmäßigerweise ein Wärmeleiter zwischen den Schirm und den Halterungsblock geschaltet ist, so daß die Abführung der insbesondere von der Abschirmung und dem Abstimmglied aufgenommenen Wärme erleichtert wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt eines Teils eines Magnetrons mit einem axial beweglichen leitenden Abstimmglied,

Fig.2 eine Schemadarstellung zr^r Erläuterung der Lage des leitenden Abstimmgliedes bezüglich der Hohlräume im Anodenblock des Magnetrons nach Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Schemadarstellung eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Magnetrons mit einem piezoelektrischen Wandler vom bimorphen Typ,

F i g. 4 eine Teil-Draufsicht einer alternativen Ausgestaltung des leitenden Abstimmeliedes nach Fig. I,

Fig.5 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung eines piezoelektrischen multimorphen Wandlers für ein Magnetron gemäß der Erfindung und

Fig.6 eine Schnittdarstellung des piezoelektrischen multimorphen Wandlers nach F i g. 5.

Nacii den F i g. I und 2 weist ein Magnetron einen nicht mit Drahtbügeln versehenen Anodenblock 1 vom Sonnenstrahltyp auf, bei dem üblicherweise abwechselnd große Hohlräume 2 und kleine Hohlräume 3 vorgesehen sind. Der Anodenblock 1 besitzt eine Axialbohrung 4, in der eine Kathode 5 angebracht ist. Beiderseits des Anodenblocks 1 sind PoI-stückeö und7 vorgesehen. Zwischen einer Fläche des Anodenblocks 1 und dem Polstück 7 ist ein elektrisch leitendes Abstimmglied angebracht, das durch einen in den Fig. ' und 2 nicht dargestellten piezoelektrischen Wandler gesteuert wird, und zwar dergestalt, daß es sich bezüglich des Anodenblocks 1 in dessen Axialrichtung bewegen kann. Das Abstimmglied 8 wird von einem leitenden Ring gebildet, dessen Außenumfang 9 etwa mit den Stirnwänden 10 der größeren Hohlräume 2 fluchtet, während der innere Umfang Il etwa mit den Stirnwänden 12 det kleineren Hohlräume 3 fluchtet. Somit wirkt jeder Abschnitt des elektrisch leitenden Abstimmgliedes 8, der über einem größeren Hohlraum liegt, als Kurzschlußwindung, deren Einfluß auf den Hohlraum zunimmt, wenn das Abstimmglied 8 in die Nähe der Oberfläche des Anodenblocks 1 bewegt wird, wobei die Oszillationsfrequenz steigt. Wird das Abstimmglied 8 von der Oberfläche des Anodenblocks 1 weg bewegt, nimmt dieser Einfluß ab, und die Oszillationsfrequenz wird erniedrigt.

Nach Fig.3 ist das elektrisch leitende Abstimmg!ied8 ringförmig ausgebildet und stellt das Ende eines leitenden Armes 13 aus Kupfer dar. Dieser Arm 13 ist an die Unterseile eines Endes eines piezoelektrischen Wandlers 14 vom bimorphen Typ hart angelötet. Der Wandler 14, der aus zwei Streifen eines piezoelektrischen Materials besteht, welche aufeinander angeordnet sind, ist frei tragend an einem leitenden Halterungsblock 15 aus Kovar (Metall-Kupfer-Eisen) befestigt. Verbindungsleitungen 16 ίο und 17 zur Zuführung eines erregenden Potentials zu dem piezoelektrischen Wandler sind durch Durchführungsdichtungen 18 und 19 in einem Basisglied 20 hindurchgeführt, das seinerseits in die nicht dargestellten Wände des Magnetrons dicht eingesetzt ist. Die freiliegenden Bereiche zwischen den Elektroden des piezoelektrischen Wandlers 22, 23 sind mit einer dünnen Glasschicht überzogen. Dies ist in Fig. 3 durch eine Schrafficung angedeutet Als Glas wird bevorzugt ein Bleiglas <:rwendet, das mit einer Schichtdicke von etwa 0,075 mm aufgebracht wird und aus einem Gemisch von 440 Gewichtstcilen Mennige, 32 Gewichtsteilen Boroxid, 3u Gewichtsteibn Zinkoxid und 18 Gewichtsteilen Aluminiumhydioxid besteht.

Zusätzlich ist ein Abschirmblech 24 aus Kupfer mit dem Arm 13 verbunden, wobei ein Ende dieses Bleches 24 um 90° nach oben gebogen ist und somit insbesondere den freiliegenden Bereich zwischen den Elektroden abschirmt, welcher der Kathode 5 direkt gegenüberliegt. Ein wärmeleitender Streifen aus Kupfer ist zwischen dem Arm 13 und dem Abschirmblech 24 befestigt und verläuft zum Halterungsblock IS, an dem das andere Ende dieses wärmeleitenden Streifens fixiert ist.

Nach F i g. 4 besitzt das elektrisch leitende Abstimmglied 8 einen zinnenförmigen Außenbereich, wobei jeder zinnenförmige Ansatz einen Teil eines der größeren Hohlräume des Magnetronblocks 9 abdeckt. Durch diese Anordnung wird im Vergleich zur Anordnung nach Fig. 1, bei der das Abstimmglied einen ebenen Ring aufweist, eine größere Abstimmrate ermöglicht.

Die Ausführungsform nach den Fig. 5 und6 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 3 vor allem dadurch, daß an Stelle eines piezoelektrischen Wandlers vom bimorphen Typ zwei piezoelektrische Wandler vom multimorphen Typ verwendet sind. Jeder der multimorphen piezoelektrischen Wandler der Ausführungsform nach F i g. 5 5" umfaßt eine obere Elektrode 27 und eine untere Elektrode 28, die auf einem piezoelektrischen Keramikkörper 29 angeordnet sind. Innerhalb des piezoelektrischen Keramikkörpers 29 sinü Mittelelektroden 30 vorgesehen, die durch öffnungen 31 verlaufen. In dem Bere'ch zwischen einem Draht 30 und der Seitenwand einer öffnung 31 wird von einem Graphitmaterial 32 eingenommen. Der frei liegende Bereich des piezoelektrischen Materials zwischen der oberen Elektrode 27 und der unteren Elektrode 28 ist mit einem Glasmaterial 33 abgedeckt. In gleicher Weise sind die Stirnflächen 34 des Wandlers 27 mit Glasmaterial bedeckt. Damit wird wiederum sichergestellt, daß von der Kathode herrührende Ablagerungen nicht auf diesen frei liegenden Bereich zwischen den Elektroden gelangen können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

schrift 3 478 246 bekannt. Der im Bereich des Mifatcntansprucne: krowellenhohlraumes angeordnete piezoelektrische

1. Magnetron mit einem elektrisch leitenden Wandler ist bei diesem bekannten Magnetron gegen Abstimmglied, das im Bereich der Stirnflächen überhitzung durch eine Elektrode abgeschirmt. Bei der Anodensegmente angeordnet ist und unter S einem derartigen Magnetron tritt der Nachteil auf, der Steuerung eines innerhalb der evakuierten daß sich im Betrieb die Abstimmfähigkeit des piezo-Hülle des Magnetrons angeordneten piezoelektri- elektrischen Wandlers allmählich oder stufenweise sehen Wandlers relativ zu den Stirnflächen der verschlechtert. Ferner kann beobachtet werden, daß Anodensegmente bewegbar ist, dadurch gc- eine Verschlechterung der Abstimmfähigkeit sich kennzeichnet, daß zumindest die frei liegen- io auch während der Herstellung, und zwar insbesonden Bereiche (22) zwischen den Elektroden des dere bei der Polarisierung des piezoelektrischen piezoelektrischen Wandlers (14) mittels einer Ab- Übertragers ergibt, wobei zwischen den Elektroden schirmung (25) gegen von der Kathode (5) her- des Übertragers ein hohe Gleichspannung angele«;! rührende Ablagerungen geschützt sind. wird. Es wurde ferner gefunden, daß sich eine Ver-

2. Magnetron nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 schlcchterung der Abstimmfähigkeit während der kennzeichnet, daß die Abschirmung (25) aus Entgasung des Magnetrons ergibt, bei der die Tem einem metallischen Schirm besteht, der vor dem peratur auf über 300° C erhöht werden muß.

zu der Kathode (5) gerichteten Wandler (14) an- Aus der USA.-Patentschrift 3 478 246 ist aus

geordnet ist. F i g. 5 auch ein Magnetron bekannt, bei dem der

3. Magnetron nach Anspruch I, dadurch ge- ao piezoelektrische Wandler außerhalb des evakuierten kennzeichnet, daß die Abschirmung aus einem Bereiches angeordnet ist, so daß die vorstehend erauf die frei liegenden Bereiche zwischen den Elek- wähnten Nachteile nicht auftreten. Diese Anordnung troden aufgebrachten isolierendem Material be- hat jedoch den Nachteil, daß erhebliche Schwierigsteht, keiten bestehen, die Bewegungen des Wandlers in

4. Magnetron nach einem der Ansprüche I 25 den evakuierten I^nenraum des Magnetrons zu überbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche tragen (vgl. auch USA.-Patentschrift 3 478 247).
zwischen den Elektroden des piezoelektrischen Aufgabe der Erfindung ist es, ein Magnetron der Wandlers (14) mit isolierendem Material überzo- eingangs angeführten Art derart auszubilden, daß die gen sind u 'd daß vor dem der Kathode (5) ge- Abslimmfähigkeit des piezoelektrischen Wandlers genüberliegenden Bereich ein metallischer Schirm 30 weder bei der Fertigung des Magnetrons noch bei (25) angeordnet ist. dessen Betrieb wesentlich verschlechtert wird.

5. Magnetron nach eine"-·! der Ansprüche 3 Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das isolie- gelöst, daß zumindest die frei liegenden Bereiche zwirende Material Glas ist. sehen den Elektroden des piezoelektrischen Wand-

6. Magnetron nach Anspruch 5, dadurch ge- 35 lers mittels einer Abschirmung gegen von der Kakennzeichnct, daß das Glas ein Bleiglas ist. thode herrührende Ablagerungen geschützt sind.

7. Magnetron nach Anspruch 6, dadurch ge- Durch diese Maßnahmen wird überraschenderkennzeichnet, daß das Bleiglas aus einer Mi- weise die bisher bei Magnetrons der hier betrachteten schung von 440 Bestandteilen Mennige, 32 Be- Art auftretende Verschlechterung der Abstimmfähigstandteilcn Boroxid, 30 Bestandteilen Zinkoxid 40 keit vermieden, und dies wird darauf zurückgeführt, und 18 Bestandteilen Aluminiumhydroxid be- daß durch die vorgesehene Abschirmung Nebensteht, schlußeffekte zwischen den Elektroden des piezo-

8. Magnetron nach einem der vorhergehenden elektrischen Wandlers zumindest weitgehend ausgc-Anspriiche, dadurch gekennzeichnet, daß der me- schaltet werden.

tallische Schirm (25), der piezoelektrische Wand- 45 Vorzugsweise besteht die Abschirmung aus einem ler (14) und das Abstimmglied (8) jeweils mit metallischen Schirm, der vor dem zu der Kathode gecinem Ende an einem massiven Halterungsblock richteten Wandler angeordnet ist. Dieser die frei Heil 5) befestigt sind. genden Bereiche zwischen den Elektroden des piezo-

9. Magnetron nach Anspruch 8, dadurch ge- elektrischen Wandlers schützende Schirm fängt kennzeichnet, daß ein Wärmeleiter (26) zwischen 50 den größten Teil der von der Kathode kommenden den Schirm (25) und den Halterungsblock (15) Ablagerungen auf, die somit nicht an die frei liegengeschaltet ist. den Bereiche zwischen den Elektroden des piezoelek-

10. Magnetron nach Anspruch 9, dadurch ge- Irischen Wandlers gelangen können,
kennzeichnet, daß das Abstimmglied (8), der Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungs-Schirm (25) und der Wärmeleiter (26) aus Kupfer 55 form der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß Und der Halterungsblock (15) aus Kovar beste- die Abschirmung aus einem auf die frei liegenden Be-"^en· reiche zwischen den Elektroden des piezoelektrischen

Wandlers aufgebrachten isolierenden Material be-

steht. Bei diesem isolierenden Material handelt es