DE2362202C3 - Kollektor für Laufzeitröhren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kollektor für Laufzeitröhren, wie näher im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben.

Bei allen Laufzeitröhren besteht das Problem, die in dem Vakuumraum der Röhre entstehenden Gasionen in irgendeiner Weise zu binden. Dazu sind bereits zahlreiche Vorschläge bekannt. Die DE-OS 14 91 535 zeigt, in der Nähe des Kollektors angeordnet, eine Nische mit einem Isolierstab, ζ. Β. aus Saphir, Tonerde, Beryllerde usw. Dieser Isolierstab ist gegenüber den übrigen Metallteilen des Kollektors isoliert angeordnet und weist eine Titanspitze auf. Ein kleiner Teil der primären Strahlelektronen, die entlang der zentralen Strahlachse laufen, prallen auf diese Titanspitze, so daß eine negative Vorspannung hauptsächlich durch primäre oder energiereiche Elektronen mit einem schmalen Energiespektrum erreicht wird. Die Elektrode ist also selbstladend. Bei einer weiteren Ausführung ist das Titanende bzw. ist der Isolierstab derart angeordnet, daß hauptsächlich Sekundärelektronen auftreffen. Weil Titan ein effektives Sekundäremissionsverhältnis kleiner als 1 — unabhängig von der Energie der auftreffenden Elektronen — aufweist, wird in jedem Falle eine negative Vorspannung erreicht, so daß die erwünschten lonensaugeigenschaften auch gegeben sind.

Eine ähnliche Anordnung zeigt die US-PS 29 63 605, nur sind hier die Elektrodenformen anders ausgebildet. Eine topfförmige Elektrode dient zum Auffangen der ladenden Elektronen und eine seitliche Öffnung zum Auffangen bzw. Binden der Ionen. Diese lonenfangeinrichtungen sind seitlich in einem konisch sich verengenden Kollektor angeordnet Eine weitere Anordnung in Form eines in radialer Richtung durchbohrten Zylinders zeigt die DE-AS 12 98 648. Vor diesen Zylinder sind noch elektrische Blenden geschaffen, um auch recht wirkungsvoll die Ionen in die Auffangvorrichtung abzulenken.

Die DECS 15 41 049 zeigt schließlich einen Kollektor, insbesondere für Wanderfeldröhren, bei dewi vor dem eigentlichen Elektronenkollektor ein Weicheisenblechzylinder und in diesem weitere Zylinder angeordnet sind. Der äußere Zylinder dient der Auffächerung des Elektronenstrahls, und ein innerer den Elektronenstrahl umgebender, unterbrochener Hohlzylinder, der ef^a gitterförmig ausgebildet ist, liegt in einem weiteren Massivhohlzylinder. Von diesen beiden koaxialen Hohlzylindern hat der gitterförmig ausgebildete ein geringeres positives Potential, z. B. entsprechend der Potentialausbildung bei einem sogenannten »depressedcollector«, so daß die im Elektronenstrahl gebildeten Ionen bevorzugt auf diese Elektrode aus im wesentlichen einem getterförmigen Material, wie z. B. Titan, auftreffen und zum Teil deren Material zerstäuben, so daß es sich auf den diesen gitterförmigen Zylinder unmittelbar umgebenden Massivzylinder niederschlägt. Beide Hohlzylinder stellen zusammen die Elektrode eines lonenfängers einer lonengetterpumpe dar, an denen in der Hauptsache die im Elektronenstrahl gebildeten Ionen, aber auch darüber hinaus die sogenannten Restgase gebunden werden. Eine Abwandlung dieser Anordnung ist aus der DE-AS 15 41 052 bekannt. Hier ist die innere Elektrode nicht als gitterförmiger Hohlzylinder ausgebildet, sondern gabelförmig, und die Gabel besteht selbst wieder aus z. B. Titan. Der lonenfänger ist gegenüber den übrigen Teilen wieder isoliert angeordnet und kann aber in diesem Fall etwa auf Kathodenpotential liegen, so daß die mit dem Elektronenstrahl ankommenden Ionen mit erheblicher Geschwindigkeit aufprallen und eine Zerstäubung des Titans bewirken, das sich aber dann auf der Innenseite eines die Gabelzinken umgebenden Hohlzylinders niederschlagen kann und auf diesem einen getterfähigen Getterspiegel für weitere Ionen oder aus Gasmoleküle bildet.

Aus der DE-OS 15 41 051 ist schließlich ein Kollektor für Laufzeitröhren bekannt, der aus einem metallenen Hohlkörper besteht. Dieser Hohlkörper ist auf seinem einen Ende mit einer Bodenplatte abgeschlossen. Die Bodenplatte weist eine zentrale Öffnung auf. Durch diese zentrale Öffnung ragt konzentrisch in den Hohlkörper hinein, also in diesem in axialer Richtung verlaufend, eine stiftförmige Elektrode. Die stiftförmige Elektrode ist über eine Halterung isoliert an der Außenfläche der Bodenplatte befestigt und weist im Betrieb gegenüber den übrigen metallischen Hohlkörpern ein stark erniedrigtes Gleichpotential, insbesondere das Kathodenpotential, auf. Die stiftförmige Elektrode zeigt zum ankommenden Elektronenstrahl hin eine etwa kegelförmig zulaufende Spitze und fächert durch ihre Form den Elektronenstrahl auf. Die Spitze selbst ist z. B. aus einem getterfähigen Werkstoff hergestellt. Beim Betrieb eines derartigen Kollektors laden die in den Kollektor eintretenden und zunächst auf die Spitze gelangenden Elektronen die Spitze infolge der geringen Sekundäremission stark negativ auf, so daß durch das entstehende starke negative Potential der Spitze und der sich damit ausbildenden elektrischen Potential- und Kraftlinien nicht nur eine Auffächerung des Elektronen-

Strahls ergibt, sondern es werden auch die auf die Seitenwandungen des Hohlkörpers durch Aufprall der Primärelektronen ausgelösten Sekundärelektronen durch das radial nach außen gerichtete starke elektrische Feld auf die Seitenwand zurückgeführt und am Austritt gehindert Diese Aufladung erfolgt also dann, wenn z. B. die Elektrode selbst nicht an das Kathodenpotential angeschlossen ist, wirkt also selbsttätig.

Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus. Sie zeigt ebenfalls eine stiftförmige Elektrode, die gegenüber den übrigen metallischen Teilen des Kollektors isoliert angeordnet ist und daher sowohl an das Kathodenpotential angeschlossen werden kann als auch dann, wenn dieses Schwierigkeiten erfordert, ohne Anschluß als selbstladende Elektrode wirkt. Die stiftförmige Elektrode ragt wie beim bekannten Gegenstand nach der DE-OS 15 41051 über eine gewisse axiale Länge in den Hohlkörper des Kollektors hinein. Es hatte sich nun aber herausgestellt, daß bei derartigen eine Auffächerung bewirkenden Elektroden die gleichzeitige Beschichtung mit getterP rmigen Werkstoffen erhebliche Nachteile mit sich bringt, denn die zerstäubenden Getterteilchen bilden an anderen Isolationsstrecken (Keramik) unerwünschte Ablagerungen, und es besteht daher die Aufgabe, derartige Ablagerungen des Getterwerkstoffes im Kollektorraum selbst zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgabe werden nach der Erfindung Maßnahmen ergriffen, wie im Kennzeichen des Patentanspruches 1 beschrieben. Die Erfindung zeigt daher erstmalig eine Hohlelektrode, die nicht völlig im Kollektorraum liegt, sondern die nur einseitig in den Kollektorraum hineinragt und mit ihrem einen geöffneten Ende an eine außerhalb des Kollektors angeordnete Getterionenpumpe oder einfach an ein außerhalb des Kollektors angeordnetes Getter angeschlossen werden kann. Diese Anordnung hat den großen Vorteil, daß nicht nur der Zustand des Getters in einfacher Weise überwacht werden kann, sondern daß auch das Auft ;ten von Getterwerkstoffen im Kollektor selbst vermieden wird. Damit nun nur Ionen durch die Hohlelektrode nach der Erfindung tiefer eintreten, sind Mittel vorgesehen, die den tieferen Eintritt von schnellen Elektronen verhindern. Dies kann, wie im Patentanspruch 2 im Kennzeichen beschrieben, durch eine einfache aufsetz- oder aufsteckLare Metallplatte geschehen oder, wie im Kennzeichen des Patentanspruches 3 beschrieben, durch eine sich im Kollektor verjüngende Hohlelektrode, die seitliche öffnungen in Form von Schlitzen od. dgl. aufweist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Hohlelektrode nach der Erfindung mit einer aufsetz- oder aufsteckbaren Metallplatte,

Fig.2 die Hohlelektrode nach der Erfindung mit einem sich verjüngenden Ende und seitlichen öffnungen.

In Fig. 1 ist mit 1 der Metallmantel eines Kollektors bezeichnet Dieser Metallmantel I ist mit einer metallischen Bodenplatte 2 abgeschlossen, die eine zentrale öffnung 3 aufweist Auf der äußeren Oberfläche 4 der metallischen Bodenplatte 2 ist um die zentrale

iü öffnung 3 herum ein Metallflansch 5 befestigt und auf diesem unter Zwischenlage eines Isolierringes 6 ein weiterer Metallflansch 7, in den die Hohlelektrode 8 nach der Erfindung befestigt ist Die Hohlelektrode 8 weist einen Anschlußflansch 9 auf. An diesen kann eine Getterionenpumpe oder einfach ein Getter angeschlossen werden. Die Hohlelektrode 8 ragt durch die zentrale öffnung 3 in den Kollektorraum 10 hinein, der also ein sehr hohes Vakuum aufweist Sie erstreckt sich in diesem Kollektorraum 10 konzentrisch über eine

:ii gewisse axiale Länge. Damit nun nirfct die schnellen Elektronen in die im Kollektorrau-.n 10 liegende öffnung der Hohlelektrode 8 eintreten Können, sind Mittel zur Verhinderung eines tieferen Eintrittes der Elektronen angeordnet, z. B. in F i g. 1 eine aufsetz- oder

2ί aufsteckbare Metallplatte 11. Auf diese prallen also die schnellen Elektroden auf, während die Ionen durch die seitlichen Löcher 12 in die Hohlelektrode 8 eintreten können und hierbei noch durch die Wirkung der Getterionenpumpe bzw. durch das Getter beschleunigt

ίο werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 1. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist hier die Hohlelektrode 8 auf dem im Kollektorraum 10 befindlichen Ende sich verjüngend ausgebildet, also bei

j> 9 geschlossen. Sie weist aber zum Eintritt der Ionen seitliche öffnungen 13 auf. Diese Öffnungen können schlitzförmig sein; sie können auch, wie gezeichnet, etwa aus sektorförmigen Ausschnitten bestehen oder, wie über diesen gestrichelt angeordnet und mn 14 bezeichnet, seitlich angebrachte Bohrungen sein. Die geze^;<*ten sektorförmigen Ausschnitte 13 sind nun bezüglich ihrer lichten Durchtrittsweite derart ausgebildet, daß eintretende Elektronen ein starkes negatives Feld durchlaufen müssen, wodurch sie einer starken

r> Ablenkung unterworfen sind und eben unterhalb der sektorförmigen Ausschnitte 13 auf die Innenwandung der Hohlelektrode 3 aufprallen. Dadurch ist gewährleistet, daß keine Elektronen tiefer in die Hohlelektrode hineingelangen können, was bei der Anordnung nach

V) F i g. 2 allein durch die Lage der sektorförmigen Ausschnitte nicht gewährleistet ist, sondern lediglich durch die* wie oben genannt, besondere Ausbildung der lichten Weite der vorhandenen Öffnungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kollektor für Laufzeitröhren, der aus einem den Elektronenstrahl aufnehmenden, in axialer Richtung mit einer metallenen Bodenplatte einseitig geschlossenen, im wesentlichen metallischen Hohlkörper besteht und bei dem die Bodenplatte eine zentrale Öffnung zur Aufnahme einer konzentrisch im Hohlkörper angeordneten und in diesem in axialer Richtung verlaufenden stiftförmigen Elektrode aufweist, die über eine Halterung isoliert an der Außenfläche der Bodenplatte befestigt ist und im Betrieb gegenüber dem übrigen metallischen Hohlkörper ein stark erniedrigtes Gleichpotential, insbesondere Kathodenpotential, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die stiftförmige Elektrode als beiderseitig geöffnete Hohlelektrode ausgebildet ist, deren eine nach außen liegende Öffnung mit einer Getterionenpumpe oder einem Getter verbunden ist und deren andere Öffnung Mitte! zur Verhinderung eines tieferen Eintritts von Elektronen aufweist.

2. Kollektor für Laufzeitröhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus einer aufsetz- oder aufsteckbaren Metallplatte bestehen, deren Fläche größer als die größte lichte Weite der Elektrode ist.

3. Kollektor für Laufzeilröhren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus in einem sich verjüngenden Hohlelektrodenende angeordneten seitlichen Öffnungen in Form von Schlitzen, sektorförmigen Ausschnitten, Bohrungen od. dgl. bestehen.