EP3764386A1 - Cathode annulaire pour tube electronique - Google Patents

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EP3764386A1
EP3764386A1 EP20183040.3A EP20183040A EP3764386A1 EP 3764386 A1 EP3764386 A1 EP 3764386A1 EP 20183040 A EP20183040 A EP 20183040A EP 3764386 A1 EP3764386 A1 EP 3764386A1
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EP
European Patent Office
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cathode
electron emitter
annular
folded skirt
support
Prior art date
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Pending
Application number
EP20183040.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Alberto LEGGIERI
François LEGRAND
Rodolphe Marchesin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thales SA
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Filing date
Publication date
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    • H01J25/34—Travelling-wave tubes; Tubes in which a travelling wave is simulated at spaced gaps
    • H01J25/42—Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and with a magnet system producing an H-field crossing the E-field

Definitions

  • thermoelectric / thermionic electron guns such as gyrotrons.
  • a gyrotron is a power electronic tube (oscillator), generating a microwave wave.
  • cathode electron emitters The main disadvantage of cathode electron emitters is contact with the element that supports it.
  • the electron emitter must be kept in a specific position, but at the same time must be thermally insulated from the rest of the cathode (including the holder). In addition, the electron emitter must have a homogeneous temperature over the entire surface.
  • the contact of the emitter, with the structure which supports it, is therefore very important, because it creates several zones having temperature discontinuities, also resulting in asymmetric thermal deformations. This inhomogeneity and these deformations affect the quality of the beam emitted by the electron gun.
  • Such an embodiment compensates for longitudinal expansion of the electron emitter without compensating for radial and orbital expansions, which involves deformation of the electron emitter by anisotropic thermal expansion. These expansions are not balanced and there is an inhomogeneity of thermal expansion. At the same time, the presence of discrete contact points between the electron emitter and traditional connections produces discontinuities in heat flow and affects the thermal homogeneity of the emitter.
  • the main difficulties in designing a cathode relate to the alignment of the electron emitter and the thermal insulation between the electron emitter and other parts of the cathode, especially with the element that supports the. transmitter.
  • the electron emitter must be placed in a certain position, therefore, an element is dedicated to its support, hereinafter called the support.
  • the existing cathodes have, in terms of alignment of the emitters, the following main drawbacks.
  • the support is sensitive to the deformations induced by the thermal expansion of the materials. These deformations compromise the alignment of the support: the mechanical position of the support at room temperature can change after thermal heating. Often the mechanical position of the holder at room temperature cannot match its position when the electron emitter is heated. As a result, the spatial position of the electron emitter can change before, during and after heating.
  • the existing cathodes have, in terms of thermal homogeneity, the following main drawbacks.
  • the support must be in contact, at least partially, with the transmitter. This contact is a mechanical contact, which is therefore a thermal contact.
  • the support elements in contact with the electron emitter allow a flow of heat which creates temperature differences in the contact zone. This temperature difference causes inhomogeneity of the temperature of the electron emitter along the surface of the emitter. This inhomogeneity of the temperature causes an inhomogeneity of the energy of the electrons emitted, which results in a poor quality of the beam.
  • the figure 1 schematically shows a sectional view and a top view of a cylindrical cathode known from the state of the art, comprising a flexible holding element 1 (inclined or conical holding element) which connects an electron emitter 2 to electron-emitting surface concave to the support 3 of the cathode.
  • a flexible holding element 1 inclined or conical holding element
  • the electron emitter 2 expands in the axial direction of the cathode, in the positive direction, while the flexible holding member 1 has a thermal expansion projection in the same axial direction, but in the opposite, negative direction .
  • the longitudinal expansions of the two structures are practically balanced.
  • the radial and orbital expansions are not balanced and the heat flux can be significant at the interface between the electron emitter 2 and the conical holding element 1.
  • the presence of discrete contact points between the electron emitter 2 and the conical holder 1 causes discontinuities in heat flow and affects the thermal homogeneity of electron emitter 2.
  • An aim of the invention is to overcome the problems mentioned above.
  • the present invention improves the alignment and thermal homogeneity of the cathode electron emitter under hot operating conditions.
  • the folded skirt is in one piece.
  • the folded skirt comprises a plurality of concentric tubular cylinders with circular sections, two consecutive cylinders being connected alternately at one end and at the other of the tubular cylinders by a ring.
  • the cylindrical central support has a circular section.
  • the annular cathode includes a leg attachment bracket disposed between the electron emitter and the legs.
  • the legs are U-shaped.
  • the legs are angularly evenly distributed.
  • the thermal homogeneity is improved because the thermal discontinuities are symmetrically distributed in the orbital direction, improving the thermal homogeneity.
  • the volume to surface ratio of a tab and / or of a cylinder of the folded skirt is less than 0.06 mm.
  • a tab has a volume to area ratio of 0.05mm.
  • a cylinder of the folded skirt has a volume to area ratio of 0.025 mm.
  • the proposed invention relies on two coupled mechanical retainers that work synergistically to maintain the concentricity and alignment of all cathode components during hot operation.
  • the two retaining elements are a folded skirt 4 and a plurality of tabs 5 arranged in series between a cylindrical central support 7 with an axis that of the cathode and an external peripheral electron emitter 6 with an annular section with an axis that of the cathode. cathode, extending around the outer periphery of the cathode.
  • the folded skirt 4 makes it possible to compensate for axial and radial deformations of the geometry of the cathode.
  • the folded skirt 4 comprises concentric tubular sleeves or cylinders 4a which implement flexible retaining elements calibrated with opposing thermal expansion vectors to compensate for thermal expansion.
  • the plurality of tabs 5 makes it possible to compensate for orbital and radial deformations of the cathode.
  • the legs 5 are radial supports which connect the outer peripheral electron emitter 6 to the connected skirt 4.
  • Axial compensation can be achieved by adjusting the height (dimension in the axial direction) of the legs.
  • These tabs implement flexible retaining elements which compensate for the radial expansion of the material by an isotropic counter-effect acting on the circumferential direction.
  • the opposite expansion within a symmetrical deformation makes the electron emitter aligned in the desired condition, once the system has been sized to operate that condition.
  • the tubular cylinders 4a of the folded skirt 4 expand in opposite longitudinal and radial directions and, simultaneously, the tabs 5 expand in opposite orbital and radial directions.
  • the presence of the tubular cylinders 4a makes the expansion of the electron emitter 6 balanced in the three directions axial, radial and orbital.
  • the tubular cylinders 4a of the folded skirt 4 expand symmetrically in the axial direction of the annular cathode in both positive and negative directions, as a result of the symmetry of the expanding forces distributed over the sleeves themselves.
  • the temperature discontinuities and the mechanical expansion differences along the tubular cylinders 4a of the folded skirt 4 are greatly limited.
  • the limited thermal conduction between the outer peripheral electron emitter 6 and the holding elements 4, 5 is ensured by the alternation of contact points of reduced size between the holding elements of the device. the electron emitter and the star sleeves.
  • the retaining elements are made from suitable materials (Tungsten, Molybdenum and Moly-Rhenium) and are designed with a constraint on their form factor (reduced volume compared to the surface) in order to limit thermal conduction.
  • thermal homogeneity is ensured by the multiplicity of contact points, which creates thermal discontinuities of small amplitude, each placed in a close space. The result is negligible thermal inhomogeneity of the electron emitter 6.
  • the structure of the retaining elements 4, 5 can be reversed and the number of tubular cylinders 4a of the folded skirt 4 and / or the number of tabs 5 can be adapted for a better match of the sizes of the central support 7 and of the transmitter. of electrons 6 of electrons, depending on the size of the cathode.
  • the tubular cylinders 4a of the folded skirt 4 expand in opposite longitudinal and radial directions and, simultaneously, the star-shaped legs 5 expand in opposite orbital and radial directions.
  • the result of symmetrical deformations in both directions along the three axes makes the electron emitter 6 thermally deformed in a concentric manner and aligned with the rest of the cathode structure.
  • the limited thermal conduction between the electron emitter 6 and the holding elements 4, 5 is ensured by the alternation of contact points of reduced size between the electron emitter 6 and the legs 5, with a conduction thermal given by the material property and the length ratio of the holding elements.
  • the figure 3 schematically illustrates a comparison between an annular cathode of the state of the art and an annular cathode according to one aspect of the invention.
  • the present invention in addition to compensating for thermal expansions, makes it possible to improve the thermal homogeneity of the electron emitter 6.
  • an example of a known solution is compared to the invention proposed on the figure 3 .
  • FIGS 4 and 5 schematically illustrate an annular cathode in top view and in sectional view, according to one aspect of the invention.
  • the folded skirt 4 comprises a plurality of concentric tubular cylinders 4a with circular sections, two consecutive cylinders 4a being connected alternately at one end and at the other of the tubular cylinders by a ring 4b.
  • the electron emitter 6 has an outer surface emitting electrons outwards.
  • the cylindrical central support 7 is tubular with a circular section, and the legs 5 are U-shaped.
  • a support 9 for fixing the tabs 5 is arranged between the electron emitter 6 and the tabs 5.
  • the support 9 is provided with locations, such as slots, intended to receive the ends of the tabs 5, by sliding, which then it suffices to fix by simple soldering. This simplifies the fixing of the tabs 5 on the electron emitter 6.
  • the figure 6 schematically illustrates an example of a leg and a cylinder.
  • the volume to surface ratio of a tab and / or of a cylinder of the folded skirt may be less than 0.06 mm.
  • a tab 5 has a volume to area ratio of 0.05 mm
  • a cylinder 4a of the folded skirt 4 has a volume to area ratio of 0.025 mm.

Landscapes

  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Solid Thermionic Cathode (AREA)

Abstract

L'invention porte sur une cathode annulaire pour tube électronique, comprenant :- un support central (7) cylindrique d'axe celui de la cathode ;- un émetteur d'électrons (6) périphérique extérieur à section annulaire d'axe celui de la cathode, s'étendant sur le pourtour externe de la cathode ; et- une jupe repliée (4), solidaire en une extrémité interne au support central (7), et solidaire, en son extrémité externe, à une pluralité de pattes (5) ;- chaque patte (5) étant disposée en série avec la jupe repliée (4), et solidaire avec la jupe repliée (4) et avec la surface interne de l'émetteur d'électrons (6).

Description

  • L'invention porte sur une cathode annulaire pour tube électronique ou tubes à électrons. La présente invention concerne le développement de canons à électrons thermoélectriques/thermoïoniques à hautes performances, tels des gyrotrons. Un gyrotron est un tube électronique de puissance (oscillateur), générant une onde hyperfréquence.
  • Le principal inconvénient des émetteurs d'électrons cathodiques est le contact avec l'élément qui le supporte.
  • L'émetteur d'électrons doit être maintenu dans une position spécifique, mais doit en même temps être isolé thermiquement du reste de la cathode (y compris le support). En outre, l'émetteur d'électrons doit avoir une température homogène sur toute la surface.
  • Le contact de l'émetteur, avec la structure qui le supporte, est donc très important, car il crée plusieurs zones présentant des discontinuités de température, se traduisant également par des déformations thermiques asymétriques. Cette inhomogénéité et ces déformations affectent la qualité du faisceau émis par le canon à électrons.
  • L'utilisation d'un seul élément dont le sens de dilatation est opposé à celui de la cathode principale est déjà connue et se limite à un élément de maintien flexible (élément de maintien incliné ou conique) qui relie l'émetteur d'électrons au support de la cathode comme décrit par exemple dans le document US 3631290 A .
  • Un tel mode de réalisation compense une dilatation longitudinale de l'émetteur d'électrons sans compenser les dilatations radiales et orbitales, ce qui implique une déformation de l'émetteur d'électrons par une dilatation thermique anisotrope. Ces dilatations ne sont pas équilibrées et il se produit une inhomogénéité de dilatation thermique. Dans le même temps, la présence de points de contact discrets entre l'émetteur d'électrons et les connexions traditionnelles produit des discontinuités de flux de chaleur et affecte l'homogénéité thermique de l'émetteur.
  • Les principales difficultés de conception d'une cathode concernent l'alignement de l'émetteur d'électrons et l'isolation thermique entre l'émetteur d'électrons et les autres parties de la cathode, en particulier avec l'élément qui supporte l'émetteur.
  • L'émetteur d'électrons doit être placé dans une certaine position, par conséquent, un élément est dédié à son support, ci-après appelé support. Les cathodes existantes présentent, en termes d'alignement des émetteurs, les principaux inconvénients qui suivent.
  • Le support est sensible aux déformations induites par la dilatation thermique des matériaux. Ces déformations compromettent l'alignement du support: la position mécanique du support à température ambiante peut changer après le chauffage thermique. Souvent, la position mécanique du support à température ambiante ne peut pas correspondre à sa position lorsque l'émetteur d'électrons est chauffé. En conséquence, la position spatiale de l'émetteur d'électrons peut changer avant, pendant et après le chauffage. Les cathodes existantes présentent, en termes d'homogénéité thermique, les principaux inconvénients qui suivent.
  • Le support doit être en contact, au moins partiellement, avec l'émetteur. Ce contact est un contact mécanique, qui est donc un contact thermique. Les éléments de support en contact avec l'émetteur d'électrons permettent un flux de chaleur qui crée des écarts de température dans la zone de contact. Cet écart de températures provoque une inhomogénéité de la température de l'émetteur d'électrons le long de la surface de l'émetteur. Cette inhomogénéité de la température provoque une inhomogénéité de l'énergie des électrons émis, ce qui se traduit par une faible qualité du faisceau.
  • La figure 1 représente schématiquement une vue de coupe et une vue de dessus d'une cathode cylindrique connue de l'état de l'art, comprenant un élément de maintien flexible 1 (élément de maintien incliné ou conique) qui relie un émetteur d'électrons 2 à surface émissive d'électrons concave au support 3 de la cathode.
  • L'émetteur d'électrons 2 se dilate dans la direction axiale de la cathode, dans le sens positif, tandis que l'élément de maintien flexible 1 a une projection de dilatation thermique dans la même direction axiale, mais dans le sens opposé, négatif. Les dilatations longitudinales des deux structures sont pratiquement équilibrées. Cependant, les dilatations radiales et orbitales ne sont pas équilibrées et le flux de chaleur peut être important à l'interface entre l'émetteur d'électrons 2 et l'élément de maintien conique 1. La présence de points de contact discrets entre l'émetteur d'électrons 2 et l'élément de maintien conique 1 provoque des discontinuités de flux de chaleur et affecte l'homogénéité thermique de l'émetteur d'électrons 2.
  • Un but de l'invention est de pallier les problèmes précédemment cités.
  • Il est proposé, selon un aspect de l'invention, une cathode annulaire pour tube électronique, comprenant :
    • un support central cylindrique d'axe celui de la cathode ;
    • un émetteur d'électrons périphérique extérieur à section annulaire d'axe celui de la cathode, s'étendant sur le pourtour externe de la cathode ; et
    • une jupe repliée, solidaire en une extrémité interne au support central, et solidaire, en son extrémité externe, à une pluralité de pattes ;
    • chaque patte étant disposée en série avec la jupe repliée, et solidaire avec la jupe repliée et avec la surface interne de l'émetteur d'électrons.
  • La présente invention améliore l'alignement et l'homogénéité thermique de l'émetteur d'électrons de cathode dans des conditions de fonctionnement à chaud.
  • Selon un mode de réalisation, la jupe repliée est monobloc.
  • L'utilisation d'une jupe monobloc permet de limiter le nombre de soudures.
  • En variante, la jupe repliée comprend une pluralité de cylindres tubulaires concentriques à sections circulaires, deux cylindres consécutifs étant reliés alternativement à une extrémité et à l'autre des cylindres tubulaires par un anneau.
  • L'utilisation d'une telle jupe repliée est plus facilement réalisable qu'une jupe monobloc.
  • Par exemple, le support central cylindrique est à section circulaire.
  • Dans un mode de réalisation, la cathode annulaire comprend un support de fixation des pattes disposé entre l'émetteur d'électrons et les pattes.
  • La présence d'un tel support facilite le montage des pattes.
  • Par exemple, les pattes sont en forme de U.
  • Ainsi, permet de réaliser des connexions dans la direction désirée avec un montage simplifié.
  • Selon un mode de réalisation, les pattes sont angulairement équiréparties. Ainsi, l'homogénéité thermique est améliorée car les discontinuités thermiques sont distribuées symétriquement dans la direction orbitale, en améliorant l'homogénéité thermique.
  • Selon un mode de réalisation, le rapport volume sur surface d'une patte et/ou d'un cylindre de la jupe repliée est inférieur à 0,06 mm.
  • Dans un mode de réalisation, une patte a un rapport volume sur surface de 0,05 mm.
  • Selon un mode de réalisation, un cylindre de la jupe repliée a un rapport volume sur surface de 0,025 mm.
  • Ainsi, on obtient un bon compromis entre une bonne résistance thermique (finesse) et un bon échange thermique par rayonnement (bonne surface), et permet une bonne dilatation isotrope.
  • L'invention sera mieux comprise à l'étude de quelques modes de réalisation décrits à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels les figures :
    • La Figure 1 illustre schématiquement une cathode cylindrique en vue de dessus et vue de coupe, selon l'état de la technique ;
    • la Figure 2 illustre schématiquement une cathode annulaire en vue de coupe et vue de dessus, selon un aspect de l'invention ;
    • la Figure 3 illustre schématiquement une comparaison entre une cathode annulaire de l'état de l'art et une cathode annulaire selon un aspect de l'invention ;
    • la Figure 4 illustre schématiquement une cathode annulaire en vue de dessus, selon un aspect de l'invention ;
    • la Figure 5 illustre schématiquement une cathode annulaire en vue de coupe, selon un aspect de l'invention ; et
    • la Figure 6 illustre schématiquement un exemple d'une patte et d'un cylindre de jupe repliée d'une cathode annulaire selon un aspect de l'invention.
  • Sur l'ensemble des figures, les éléments ayant des références identiques sont similaires.
  • L'invention proposée, comme représentée sur la figure 2, repose sur deux éléments de maintien mécaniques couplés qui agissent en synergie pour maintenir la concentricité et l'alignement de tous les composants de la cathode pendant son fonctionnement à chaud. Les deux éléments de maintien sont une jupe repliée 4 et une pluralité de pattes 5 disposés en série entre un support central cylindrique 7 d'axe celui de la cathode et un émetteur d'électrons périphérique extérieur 6 à section annulaire d'axe celui de la cathode, s'étendant sur le pourtour externe de la cathode.
  • La jupe repliée 4 permet de compenser des déformations axiales et radiales de la géométrie de la cathode. La jupe repliée 4 comprend des manchons ou cylindres tubulaires concentriques 4a qui implémentent des éléments de maintien flexibles calibrés avec des vecteurs de dilatation thermique opposés pour compenser dilatation thermique.
  • La pluralité de pattes 5 permet de compenser des déformations orbitales et radiales de la cathode. Les pattes 5 sont des supports radiaux qui relient l'émetteur d'électrons périphérique extérieur 6 à la jupe reliée 4.
  • La compensation axiale peut être obtenue en ajustant la hauteur (dimension dans la direction axiale) des pattes. Ces pattes implémentent des éléments de maintien flexibles qui compensent la dilatation radiale du matériau par un contre-effet isotrope agissant sur la direction circonférentielle. La dilatation opposée au sein d'une déformation symétrique rend l'émetteur d'électrons aligné dans la condition désirée, une fois que le système a été dimensionné pour l'exploitation de cette condition.
  • Ces deux éléments de maintien 4, 5 sont disposés en série. La jupe repliée 4 est fixée au support central cylindrique 7 de la cathode annulaire et aux pattes 5 qui sont fixées à la surface interne de l'émetteur d'électrons périphérique extérieur 6.
  • Les cylindres tubulaires 4a de la jupe repliée 4 se dilatent dans des directions longitudinales et radiales opposées et, simultanément, les pattes 5 se dilatent dans des directions orbitale et radiale opposées. La présence des cylindres tubulaires 4a rend l'expansion de l'émetteur d'électrons 6 équilibrée selon les trois directions axiale, radiale et orbitale. Les cylindres tubulaires 4a de la jupe repliée 4 se dilatent symétriquement selon la direction axiale de la cathode annulaire selon les deux sens positif et négatif, en conséquence de la symétrie des forces en expansion réparties sur les manchons elles-mêmes. Les discontinuités de températures et les écarts de dilatation mécaniques le long des cylindres tubulaires 4a de la jupe repliée 4 sont fortement limités.
  • Il y a une réduction du flux de chaleur de l'émetteur d'électrons 6 vers le support grâce à l'utilisation d'une pluralité d'éléments de maintien 4a, qui garantit un long chemin dans lequel la chaleur est rayonnée par les surfaces, ce qui se traduit par une résistance thermique augmentée (au lieu de l'utilisation d'un seul élément de maintien, dans laquelle la chaleur traverserait un chemin plus court et avec moins de surfaces). Lors de l'échauffement de la structure, les déformations mécaniques agissent en synergie avec les pattes 5. Les pattes 5 se dilatent symétriquement dans les directions orbitale et radiale afin de créer une déformation thermique isotrope qui maintient la concentricité entre l'émetteur d'électrons périphérique extérieur 6 et le reste de la cathode pendant le chauffage de celle-ci. Le résultat de déformations symétriques dans les deux sens selon des trois axes permet d'obtenir une concentricité et un alignement parfaits lorsque la cathode est chauffée.
  • La conduction thermique limitée entre l'émetteur d'électrons 6 périphérique extérieur et les éléments de maintien 4, 5 est assurée par l'alternance de points de contact de taille réduite entre les éléments de maintien de l'émetteur d'électrons et les manchons en étoile. Les éléments de maintien sont fabriqués dans des matériaux appropriés (Tungstène, Molybdène et Moly-Rhénium) et sont conçus en respectant une contrainte sur leur facteur de forme (volume réduit par rapport à la surface) afin de limiter la conduction thermique. En conséquence directe, l'homogénéité thermique est assurée par la multiplicité des points de contact, ce qui crée des discontinuités thermiques de faible amplitude, chacune placée dans un espace proche. Le résultat est une inhomogénéité thermique négligeable de l'émetteur d'électrons 6.
  • Il y a une coupure partielle du flux de chaleur de l'émetteur d'électrons 6 vers le support 7, grâce à l'alternance des points de contacts (au lieu d'un seul élément de maintien, dans lequel la chaleur est conduite directement de l'émetteur 6 vers le support 7). Il y a, à chaque point de contact entre l'élément de maintien 5 et l'émetteur d'électrons 6, une petite discontinuité de température et dilatation grâce à la pluralité de pattes 5 (au lieu d'une grande discontinuité, dans le cas d'un nombre réduit d'éléments de maintien).
  • La structure des éléments de maintien 4, 5 peut être inversée et le nombre de cylindres tubulaires 4a de la jupe repliée 4 et/ou le nombre de pattes 5 peut être adapté pour une meilleure correspondance des tailles du support central 7 et de l'émetteur d'électrons 6 d'électrons, en fonction de la taille de la cathode.
  • Les cylindres tubulaires 4a de la jupe repliée 4 se dilatent dans des directions longitudinales et radiales opposées et, simultanément, les pattes 5 en étoile se dilatent dans des directions orbitale et radiale opposées. Le résultat de déformations symétriques dans les deux sens selon les trois axes rend l'émetteur d'électrons 6 déformé thermiquement de manière concentrique et aligné sur le reste de la structure de cathode. La conduction thermique limitée entre l'émetteur d'électrons 6 et les éléments de maintien 4, 5 est assurée par l'alternance de points de contact de taille réduite entre les l'émetteur d'électrons 6 et les pattes 5, avec une conduction thermique donnée par la propriété du matériau et le rapport de longueur des éléments de maintien.
  • La figure 3 illustre schématiquement une comparaison entre une cathode annulaire de l'état de l'art et une cathode annulaire selon un aspect de l'invention.
  • Les cathodes annulaires connues peuvent se dilater avec une déformation anisotrope lorsqu'elles chauffent. L'alignement et la concentricité de l'émetteur d'électrons 6 par rapport aux autres éléments de la cathode peuvent être compromis lors du chauffage. Certaines solutions existantes tentent de compenser les dilatations longitudinales de l'émetteur d'électrons 6 dans la direction axiale. Cependant, les dilatations radiales et orbitales ne sont pas équilibrées et il en résulte une inhomogénéité du déplacement thermique, comme illustré sur la partie gauche de la figure 3. Dans le même temps, la présence de points de contact discrets entre l'émetteur d'électrons 6 et les connexions traditionnelles produit des discontinuités de flux de chaleur et affecte l'homogénéité thermique de l'émetteur d'électrons 6. La conduction thermique des plots de support 8 (nécessaires pour placer l'émetteur d'électrons dans la zone souhaitée) produit une inhomogénéité de la température du support 7 et de l'émetteur d'électrons 6 par rapport à la contribution apportée par l'effet de rayonnement.
  • La présente invention, en plus de compenser les dilatations thermiques, permet d'améliorer l'homogénéité thermique de l'émetteur d'électrons 6. La raison réside dans la géométrie des pattes 5: ce sont des éléments de maintien de faible épaisseur et flexibles. Plus d'éléments de maintien donne un flux de chaleur plus homogène dans plus de points de contact, mais la faible épaisseur de ces éléments de maintien garantit une conduction thermique extrêmement basse. Afin de montrer de quelle manière la conception proposée permet de résoudre les inconvénients réels, un exemple de solution connue est comparé à l'invention proposée sur la figure 3.
  • Les figures 4 et 5 illustrent schématiquement une cathode annulaire en vue de dessus et vue de coupe, selon un aspect de l'invention.
  • Cette cathode annulaire pour tube électronique comprend :
    • un support central 7 cylindrique tubulaire à section circulaire d'axe celui de la cathode ;
    • un émetteur d'électrons 6 périphérique extérieur à section annulaire d'axe celui de la cathode, s'étendant sur le pourtour externe de la cathode ; et
    • une jupe repliée 4, solidaire en son extrémité interne au support central, et solidaire, en son extrémité externe, à une pluralité de pattes 5 ;
    • chaque patte 5 étant disposée en série avec la jupe repliée 4, et solidaire avec la jupe reliée 4 et avec la surface interne de l'émetteur d'électrons 6.
  • La jupe repliée 4 comprend une pluralité de cylindres tubulaires concentriques 4a à sections circulaires, deux cylindres consécutifs 4a étant reliés alternativement à une extrémité et à l'autre des cylindres tubulaires par un anneau 4b.
  • L'émetteur d'électrons 6 présente une surface externe émettant des électrons vers l'extérieur.
  • Le support central 7 cylindrique est tubulaire à section circulaire, et les pattes 5 sont en forme de U.
  • Un support de fixation 9 des pattes 5 est disposé entre l'émetteur d'électrons 6 et les pattes 5. Le support 9 est pourvu d'emplacements, telles des fentes, destinées à recevoir les extrémités des pattes 5, par glissement, qu'il suffit ensuite de fixer par simple brasure. Cela simplifie la fixation des pattes 5 sur l'émetteur d'électrons 6.
  • La figure 6 illustre schématiquement un exemple d'une patte et d'un cylindre. Le rapport volume sur surface d'une patte et/ou d'un cylindre de la jupe repliée peut être inférieur à 0,06 mm.
  • Par exemple, une patte 5 a un rapport volume sur surface de 0,05 mm, et un cylindre 4a de la jupe repliée 4 a un rapport volume sur surface de 0,025 mm.

Claims (10)

  1. Cathode annulaire pour tube électronique, comprenant :
    - un support central (7) cylindrique d'axe celui de la cathode ;
    - un émetteur d'électrons (6) périphérique extérieur à section annulaire d'axe celui de la cathode, s'étendant sur le pourtour externe de la cathode ; et
    - une jupe repliée (4), solidaire en une extrémité interne au support central (7), et solidaire, en son extrémité externe, à une pluralité de pattes (5) ;
    - chaque patte (5) étant disposée en série avec la jupe repliée (4), et solidaire avec la jupe repliée (4) et avec la surface interne de l'émetteur d'électrons (6).
  2. Cathode annulaire selon la revendication 1, dans laquelle la jupe repliée (4) est monobloc.
  3. Cathode annulaire selon la revendication 1, dans laquelle la jupe repliée (4) comprend une pluralité de cylindres tubulaires concentriques (4a) à sections circulaires, deux cylindres consécutifs (4a) étant reliés alternativement à une extrémité et à l'autre des cylindres tubulaires par un anneau (4b).
  4. Cathode annulaire selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le support central (7) cylindrique est tubulaire à section circulaire.
  5. Cathode annulaire selon l'une des revendications précédentes, comprenant un support de fixation (9) des pattes (5) disposé entre l'émetteur d'électrons (6) et les pattes (5).
  6. Cathode annulaire selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les pattes (5) sont en forme de U.
  7. Cathode annulaire selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les pattes (5) sont angulairement équiréparties.
  8. Cathode annulaire selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le rapport volume sur surface d'une patte (5) et/ou d'un cylindre (4a) de la jupe repliée (4) est inférieur à 0,06 mm.
  9. Cathode annulaire selon la revendication 7, dans laquelle une patte (5) a un rapport volume sur surface de 0,05 mm.
  10. Cathode annulaire selon la revendication 7 ou 8, dans laquelle un cylindre (4a) de la jupe repliée (4) a un rapport volume sur surface de 0,025 mm.
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