JPH04286837A - マイクロ波管用の改良された陰極 - Google Patents
マイクロ波管用の改良された陰極Info
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- JPH04286837A JPH04286837A JP3337598A JP33759891A JPH04286837A JP H04286837 A JPH04286837 A JP H04286837A JP 3337598 A JP3337598 A JP 3337598A JP 33759891 A JP33759891 A JP 33759891A JP H04286837 A JPH04286837 A JP H04286837A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/02—Electrodes; Magnetic control means; Screens
- H01J23/04—Cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/13—Solid thermionic cathodes
- H01J1/20—Cathodes heated indirectly by an electric current; Cathodes heated by electron or ion bombardment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/02—Electrodes; Magnetic control means; Screens
- H01J23/09—Electric systems for directing or deflecting the discharge along a desired path, e.g. E-type
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子管、特にマイクロ
波管に関するものである。さらに詳しく言えば、電子管
内において電子を放出する陰極の構造に関するものであ
る。
波管に関するものである。さらに詳しく言えば、電子管
内において電子を放出する陰極の構造に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般的に、電子管は、電子源、すなわち
陰極と、電子管内に静電界を形成するように陰極とは異
なる電圧に保持された1つまたは複数の電極とによって
構成されている。電子管は、真空になっており、従って
、電子が移動する時、電子はその走行路に沿って気体粒
子と衝突せず、従って、それらの運動は管内の電磁界に
よってのみ制御される。一般的に、第1の電極、すなわ
ち、陽極は、陰極に近接して配置され、陰極に対して正
の電圧に維持され、陰極表面から放出された電子を加速
して、それらに運動エネルギーを付与する。運動エネル
ギーは、以下の式で示される; Ec =Me V2 /2 (但し、上記式において、Me は電子の質量であり、
Vはその速度である。) 電子ボルトで表示した電子によって獲得されるエネルギ
ーは、陰極と陽極とのい間の電圧の差に等しい。高周波
数、高電力、高効率、または、極めて高い性能を要求す
る他のいずれか条件下で作動するためのマイクロ波管で
は、電子ビームの特性が極めて重要である。電子が加速
する時、それらの電子に付与される速度の均一性、空間
におけるそれらの分布の均一性、ビームの最終速度、ビ
ームの安定性等が、電子銃及び電子銃が内部に設置され
た電子管から最適な性能を得るために、厳密に制御しな
ければならないパラメータである。なお、このリストが
全てはない。空間及び時間における複数のビームパラメ
ータの均一性は重要であるので、また、電子を加速する
静電界が可能な限り均一及び対称であることを確保する
ことが重要である。このため、可能な限り正確に電子銃
構成部品を製造し、組み立て時に、それらの相対的位置
を可能な限り正確にするためには、注意を払う必要があ
る。しかしながら、様々の電極の先端部の不連続すなわ
ち小さい半径は、力線の密集する領域、または反対に、
力線が粗になる、すなわちあまり密集していない領域を
形成するので、電界が空間において急速に変化する少な
くとも1つの位置が常に存在する。これは、電極の寸法
が有限であり従って少なくとも1つの縁(エッジ)があ
るので、起きる。電界は、電極の縁の周辺では急激に変
化する。従って、そのような領域を通過する電子は、縁
部に近接していない電子とは同様の挙動を示さない。こ
れらの電子は、「周辺的(marginal)」である
と以下の2つの理由からみなされる。すなわち、それら
の電子の走行路は、他の電子の平均的な走行路からある
程度の離れており、従って物理的に周辺的である。第2
に、それらの挙動は他の電子の平均挙動とは異なるので
周辺的である。
陰極と、電子管内に静電界を形成するように陰極とは異
なる電圧に保持された1つまたは複数の電極とによって
構成されている。電子管は、真空になっており、従って
、電子が移動する時、電子はその走行路に沿って気体粒
子と衝突せず、従って、それらの運動は管内の電磁界に
よってのみ制御される。一般的に、第1の電極、すなわ
ち、陽極は、陰極に近接して配置され、陰極に対して正
の電圧に維持され、陰極表面から放出された電子を加速
して、それらに運動エネルギーを付与する。運動エネル
ギーは、以下の式で示される; Ec =Me V2 /2 (但し、上記式において、Me は電子の質量であり、
Vはその速度である。) 電子ボルトで表示した電子によって獲得されるエネルギ
ーは、陰極と陽極とのい間の電圧の差に等しい。高周波
数、高電力、高効率、または、極めて高い性能を要求す
る他のいずれか条件下で作動するためのマイクロ波管で
は、電子ビームの特性が極めて重要である。電子が加速
する時、それらの電子に付与される速度の均一性、空間
におけるそれらの分布の均一性、ビームの最終速度、ビ
ームの安定性等が、電子銃及び電子銃が内部に設置され
た電子管から最適な性能を得るために、厳密に制御しな
ければならないパラメータである。なお、このリストが
全てはない。空間及び時間における複数のビームパラメ
ータの均一性は重要であるので、また、電子を加速する
静電界が可能な限り均一及び対称であることを確保する
ことが重要である。このため、可能な限り正確に電子銃
構成部品を製造し、組み立て時に、それらの相対的位置
を可能な限り正確にするためには、注意を払う必要があ
る。しかしながら、様々の電極の先端部の不連続すなわ
ち小さい半径は、力線の密集する領域、または反対に、
力線が粗になる、すなわちあまり密集していない領域を
形成するので、電界が空間において急速に変化する少な
くとも1つの位置が常に存在する。これは、電極の寸法
が有限であり従って少なくとも1つの縁(エッジ)があ
るので、起きる。電界は、電極の縁の周辺では急激に変
化する。従って、そのような領域を通過する電子は、縁
部に近接していない電子とは同様の挙動を示さない。こ
れらの電子は、「周辺的(marginal)」である
と以下の2つの理由からみなされる。すなわち、それら
の電子の走行路は、他の電子の平均的な走行路からある
程度の離れており、従って物理的に周辺的である。第2
に、それらの挙動は他の電子の平均挙動とは異なるので
周辺的である。
【0003】従来技術では、陰極縁部のこの効果を解消
するために、別の非電子放出電極を陰極縁部の近傍に配
置した。BFEまたはウェネルトとして公知のこのビー
ム成形電極は、通常、陰極の周辺で、その縁部の近傍に
おいても、均一な電界を得るために、陰極電圧に維持さ
れている。陰極は、電子放出を増加させるように頻繁に
高温に加熱されるため、ウェネルトは熱的にそれから絶
縁されて、より低い温度に保持され、ウェネルトからの
スプリアスな電子放出を防止する。熱絶縁は、陰極とウ
ェネルトとの間に小さい間隙を残すことによって実現さ
れる。しかしながら、この小さい間隙によって隔てられ
た陰極とウェネルトの縁部の周囲に必ずへり、すなわち
、小さい半径があり、上記の問題が再度生じる。電子管
の中心線に平行な強磁界内をらせん形走行路をたどる電
子ビームを電子銃が発生させるジャイロトロン(Gyr
otoron) 型の電子管内は、この効果に特に影響
されやすい。速度の横方向成分Vt 及び軸方向成分V
a との間の比は、この形式の電子管を正確に動作させ
るためには、正確に制御しなければならない。しかしな
がら、様々な電極に印加される電圧から電子の結果的な
速度V=(Vt 2 +Va 2 )1/2 を決定す
ることは容易であり、且つこの値は電子放出条件にあま
り影響されないが、比Vt /Va について同様なこ
とは言えない。すわなち、この比は、反対に、これらの
条件に極めて強く影響される。
するために、別の非電子放出電極を陰極縁部の近傍に配
置した。BFEまたはウェネルトとして公知のこのビー
ム成形電極は、通常、陰極の周辺で、その縁部の近傍に
おいても、均一な電界を得るために、陰極電圧に維持さ
れている。陰極は、電子放出を増加させるように頻繁に
高温に加熱されるため、ウェネルトは熱的にそれから絶
縁されて、より低い温度に保持され、ウェネルトからの
スプリアスな電子放出を防止する。熱絶縁は、陰極とウ
ェネルトとの間に小さい間隙を残すことによって実現さ
れる。しかしながら、この小さい間隙によって隔てられ
た陰極とウェネルトの縁部の周囲に必ずへり、すなわち
、小さい半径があり、上記の問題が再度生じる。電子管
の中心線に平行な強磁界内をらせん形走行路をたどる電
子ビームを電子銃が発生させるジャイロトロン(Gyr
otoron) 型の電子管内は、この効果に特に影響
されやすい。速度の横方向成分Vt 及び軸方向成分V
a との間の比は、この形式の電子管を正確に動作させ
るためには、正確に制御しなければならない。しかしな
がら、様々な電極に印加される電圧から電子の結果的な
速度V=(Vt 2 +Va 2 )1/2 を決定す
ることは容易であり、且つこの値は電子放出条件にあま
り影響されないが、比Vt /Va について同様なこ
とは言えない。すわなち、この比は、反対に、これらの
条件に極めて強く影響される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、陰極
電子放出領域の1つまたは複数の縁部の周辺の電気力線
の単純な分布を保証する一方、陰極とウェネルトとの間
の十分な熱絶縁を保持することである。
電子放出領域の1つまたは複数の縁部の周辺の電気力線
の単純な分布を保証する一方、陰極とウェネルトとの間
の十分な熱絶縁を保持することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため、本発明による
ならば、マイクロ波管用の陰極であって、該陰極は特定
の形状と陰極面を備え、該陰極面は電子放出領域を備え
、該電子放出領域はそれ自体縁部を有して該縁部の内側
に配置されており、上記縁部の外側の周辺の近傍におい
て、前記陰極面は、非電子放出性導電性であることを特
徴とする陰極が提供される。この非電子放出性導電性は
、電子放出部分の縁部のすぐ近傍に、例えば、陰極作動
温度では電子放出しない導電性高融点材料を塗布するこ
とによって実施される。このように構成することにより
、陰極の電子放出部分の縁部の電界は均質及び均一であ
り、ほとんど変化しないが、電子放出性は突然変化する
。この非電子放出性導電性高融点材料を陰極の電子放出
領域のすぐ近傍に塗布するので、この非電子放出性導電
性高融点材料は同じ温度である。ウェネルトビーム成形
電極は、従来技術と同様に、ウェネルトと非電子放出導
電性高融点材料部分との間の間隙によって熱的に絶縁さ
れる。本発明は、陰極及びウェネルト成形電極の形状に
関するものではない。しかしながら、本発明の1つの特
徴は、ウェネルトを除去しても、その利点が失われるこ
とはない。本発明及び本発明の他の利点は、添付図面を
参照した以下の詳細な説明から明らかになろう。しかし
、以下の説明は、本発明を何ら限定するものではない。 添付図面において、同じ部分には同じ参照番号を付した
。当業者は、本発明の範囲内で、すなわち、その原理を
使用して、例えば、異なる形状の陰極及び周辺電極で、
別の実施態様を容易に実現することができよう。
ならば、マイクロ波管用の陰極であって、該陰極は特定
の形状と陰極面を備え、該陰極面は電子放出領域を備え
、該電子放出領域はそれ自体縁部を有して該縁部の内側
に配置されており、上記縁部の外側の周辺の近傍におい
て、前記陰極面は、非電子放出性導電性であることを特
徴とする陰極が提供される。この非電子放出性導電性は
、電子放出部分の縁部のすぐ近傍に、例えば、陰極作動
温度では電子放出しない導電性高融点材料を塗布するこ
とによって実施される。このように構成することにより
、陰極の電子放出部分の縁部の電界は均質及び均一であ
り、ほとんど変化しないが、電子放出性は突然変化する
。この非電子放出性導電性高融点材料を陰極の電子放出
領域のすぐ近傍に塗布するので、この非電子放出性導電
性高融点材料は同じ温度である。ウェネルトビーム成形
電極は、従来技術と同様に、ウェネルトと非電子放出導
電性高融点材料部分との間の間隙によって熱的に絶縁さ
れる。本発明は、陰極及びウェネルト成形電極の形状に
関するものではない。しかしながら、本発明の1つの特
徴は、ウェネルトを除去しても、その利点が失われるこ
とはない。本発明及び本発明の他の利点は、添付図面を
参照した以下の詳細な説明から明らかになろう。しかし
、以下の説明は、本発明を何ら限定するものではない。 添付図面において、同じ部分には同じ参照番号を付した
。当業者は、本発明の範囲内で、すなわち、その原理を
使用して、例えば、異なる形状の陰極及び周辺電極で、
別の実施態様を容易に実現することができよう。
【0006】
【実施例】図1は、従来の陰極を図示したものである。
この陰極は、電子放出材料で含浸された多孔性導体1で
ある。陰極は、通常、高い負の電圧に保持されており、
高温に加熱される。電子は、その表面から飛び出して、
周囲の静電界によって加速される。陰極の形態は、その
用途によって異なる。図1には、表面が凹形のペレット
の実施例を図示した。この陰極の形状は、図面に示した
中心線を中心にした回転体である。当業者には周知のよ
うに、陰極は、様々な異なる形状をとることができ、例
えば、平坦なテープ、溝、より合わせたワイヤ、回転体
、球形のキャップ、裁頭回転体等の形状をとることがで
きる。導体の表面の静電界は常に0であり、その表面に
平行である。従って、その電界は、陰極面に垂直であり
、その表面から電子放出される電子は、当初、図面に図
示したようにその表面に垂直な電気力線をたどる。この
図面には、電気力線が陰極の中心に向かって均一に分布
しているが、縁部に向かってはそれほど均一ではないこ
とが示されている。縁部では、小さい半径または鋭い縁
部が強い磁界を生じさせるが、電気力線はそれ自体方向
を急速に変化させる表面に垂直なままなので、電気力線
は実質的に等方性の方向に向けられている。従って、陰
極の縁部の近傍で放出された電子は、これらの電気力線
に沿って広く異なる方向で加速され、線形の電子管の中
では実際には使用できない。
ある。陰極は、通常、高い負の電圧に保持されており、
高温に加熱される。電子は、その表面から飛び出して、
周囲の静電界によって加速される。陰極の形態は、その
用途によって異なる。図1には、表面が凹形のペレット
の実施例を図示した。この陰極の形状は、図面に示した
中心線を中心にした回転体である。当業者には周知のよ
うに、陰極は、様々な異なる形状をとることができ、例
えば、平坦なテープ、溝、より合わせたワイヤ、回転体
、球形のキャップ、裁頭回転体等の形状をとることがで
きる。導体の表面の静電界は常に0であり、その表面に
平行である。従って、その電界は、陰極面に垂直であり
、その表面から電子放出される電子は、当初、図面に図
示したようにその表面に垂直な電気力線をたどる。この
図面には、電気力線が陰極の中心に向かって均一に分布
しているが、縁部に向かってはそれほど均一ではないこ
とが示されている。縁部では、小さい半径または鋭い縁
部が強い磁界を生じさせるが、電気力線はそれ自体方向
を急速に変化させる表面に垂直なままなので、電気力線
は実質的に等方性の方向に向けられている。従って、陰
極の縁部の近傍で放出された電子は、これらの電気力線
に沿って広く異なる方向で加速され、線形の電子管の中
では実際には使用できない。
【0007】図2(a)及び(b)は、当業者には周知
の改良を示している。この改良は、ビーム成形電極すな
わち陰極と同じ電圧に保持されたウェネルト2によって
陰極1を囲むことである。一般的に、望まない電子の電
子放出を防止するためには、ウェネルトを陰極から僅か
な間隔をあけて配置し、熱絶縁を行う。これらの構成要
素は、作動中、真空下にあり、従って、小さい間隙は良
好な熱絶縁体である。しかしながら、陰極電子放出面か
らの間隔が小さいので、ウェネルトは陰極からより遠く
、従って、熱伝導を最小にするように形成されている。 陰極1の近傍に配置されたウェネルト2は、電子放出陰
極の縁部の周囲の電界を滑らかにし、図2(a)には、
図1に比較して陰極1の縁部の周囲で電気力線がより規
則的なことが図示されている。しかしながら、図2(b
)により詳細に図示したように、電界の均一性にはまだ
不連続部がある。実際、陰極とウェネルトとの間の空間
では、電気力線は平行ではなく、半径すなわち縁部の近
傍の領域で湾曲している。従って、上記例で生じた問題
は、程度が小さくなっているとは言え、なお存在する。 本発明は、図3に図示しように、この問題を解決する。
の改良を示している。この改良は、ビーム成形電極すな
わち陰極と同じ電圧に保持されたウェネルト2によって
陰極1を囲むことである。一般的に、望まない電子の電
子放出を防止するためには、ウェネルトを陰極から僅か
な間隔をあけて配置し、熱絶縁を行う。これらの構成要
素は、作動中、真空下にあり、従って、小さい間隙は良
好な熱絶縁体である。しかしながら、陰極電子放出面か
らの間隔が小さいので、ウェネルトは陰極からより遠く
、従って、熱伝導を最小にするように形成されている。 陰極1の近傍に配置されたウェネルト2は、電子放出陰
極の縁部の周囲の電界を滑らかにし、図2(a)には、
図1に比較して陰極1の縁部の周囲で電気力線がより規
則的なことが図示されている。しかしながら、図2(b
)により詳細に図示したように、電界の均一性にはまだ
不連続部がある。実際、陰極とウェネルトとの間の空間
では、電気力線は平行ではなく、半径すなわち縁部の近
傍の領域で湾曲している。従って、上記例で生じた問題
は、程度が小さくなっているとは言え、なお存在する。 本発明は、図3に図示しように、この問題を解決する。
【0008】図3(a)及び(b)は、本発明による陰
極の1つの実施例を図示したものである。陰極1の電子
放出部分の周辺には、高融点で導電性があるが、非電子
放出性の材料のリング3が陰極の縁部と直接接触するよ
うに配置されている。ビーム成形電極ウェネルト2は、
従来技術では陰極の周囲に配置されていたように、この
リング3の周囲に配置される。リング3は、例えば、炭
素または高融点カーバイド、例えば、タングステンカー
バイドまたはタンタルカーバイド等である。また、熱分
解グラファイトまたは当業者には公知の方法によって部
分的に形成または堆積された高融点カーバイドで被覆し
た熱分解グラファイト製である。図3(a)及び(b)
の相違は、この高融点非電子放出リングの幾何学的形状
だけである。図3(a)では、リングは、円柱形の電子
放出体の周囲に配置されており、図3(b)では、非電
子放出リングの外径は陰極の外径に等しく、陰極電子放
出面の上に突出するように配置されている。この配置は
、複数の方法で実施できるが、例えば、リング状構成要
素をそのために形成された溝の中に配置するか、また、
多孔性タングステン陰極の表面にこの幾何学的形状のカ
ーバイド部分を局部的に形成することによって、実施さ
れる。当業者は、本説明によって同じ利点を提供する他
の実施例を容易に考案することができよう。図3(a)
及び(b)は、電気力線が陰極電子放出面の縁部の周囲
で完全に均一であることを図示している。これは、正し
く、本発明が得ようとする効果である。
極の1つの実施例を図示したものである。陰極1の電子
放出部分の周辺には、高融点で導電性があるが、非電子
放出性の材料のリング3が陰極の縁部と直接接触するよ
うに配置されている。ビーム成形電極ウェネルト2は、
従来技術では陰極の周囲に配置されていたように、この
リング3の周囲に配置される。リング3は、例えば、炭
素または高融点カーバイド、例えば、タングステンカー
バイドまたはタンタルカーバイド等である。また、熱分
解グラファイトまたは当業者には公知の方法によって部
分的に形成または堆積された高融点カーバイドで被覆し
た熱分解グラファイト製である。図3(a)及び(b)
の相違は、この高融点非電子放出リングの幾何学的形状
だけである。図3(a)では、リングは、円柱形の電子
放出体の周囲に配置されており、図3(b)では、非電
子放出リングの外径は陰極の外径に等しく、陰極電子放
出面の上に突出するように配置されている。この配置は
、複数の方法で実施できるが、例えば、リング状構成要
素をそのために形成された溝の中に配置するか、また、
多孔性タングステン陰極の表面にこの幾何学的形状のカ
ーバイド部分を局部的に形成することによって、実施さ
れる。当業者は、本説明によって同じ利点を提供する他
の実施例を容易に考案することができよう。図3(a)
及び(b)は、電気力線が陰極電子放出面の縁部の周囲
で完全に均一であることを図示している。これは、正し
く、本発明が得ようとする効果である。
【0009】図4は、本発明の別の非限定的な実施例で
ある。すなわち、空間電荷によって制限された電流で動
作するための陰極である。陰極が高いパービアンスすな
わち大きな電子放出電流で動作する場合、電子放出面の
周囲の空間に多数の電子が存在するために、「空間電荷
」が形成され、それは、電子が存在しなければ存在する
であろう静電界を変化させる可能性がある。電子量が十
分に高い時、陰極面から電子を放出させる電界は、空間
電荷の電界によって打ち消され、従って、空間電荷は電
流を制限する。この均衡点に到達するために要求される
電子の数は、対応する電界を計算するように計算される
。電子走行路は、空間電荷によって明らかに変更されが
、この影響は同様に計算することができる。ビーム中の
電子間の静電気反発作用は、静電気光学機器によって計
算され、補正される。すなわち、電極は、空間電荷条件
下で作動し、その結果生成するビームの拡散を防ぐよう
に様々に配置される。図4は、非電子放出リングの等電
位表面が陰極電子放出面1に垂直な線に対して角度Aで
配置されているので、非電子放出部分3の幾何学的形状
は僅かに変更されていることを図示している。理論的に
は、この角度Aの最適値は、67.5゜である。上記の
場合と同様に、加熱部分とビーム成形電極2との間には
僅かな間隙があり、それによって、熱絶縁を実現する。
ある。すなわち、空間電荷によって制限された電流で動
作するための陰極である。陰極が高いパービアンスすな
わち大きな電子放出電流で動作する場合、電子放出面の
周囲の空間に多数の電子が存在するために、「空間電荷
」が形成され、それは、電子が存在しなければ存在する
であろう静電界を変化させる可能性がある。電子量が十
分に高い時、陰極面から電子を放出させる電界は、空間
電荷の電界によって打ち消され、従って、空間電荷は電
流を制限する。この均衡点に到達するために要求される
電子の数は、対応する電界を計算するように計算される
。電子走行路は、空間電荷によって明らかに変更されが
、この影響は同様に計算することができる。ビーム中の
電子間の静電気反発作用は、静電気光学機器によって計
算され、補正される。すなわち、電極は、空間電荷条件
下で作動し、その結果生成するビームの拡散を防ぐよう
に様々に配置される。図4は、非電子放出リングの等電
位表面が陰極電子放出面1に垂直な線に対して角度Aで
配置されているので、非電子放出部分3の幾何学的形状
は僅かに変更されていることを図示している。理論的に
は、この角度Aの最適値は、67.5゜である。上記の
場合と同様に、加熱部分とビーム成形電極2との間には
僅かな間隙があり、それによって、熱絶縁を実現する。
【0010】図5(a)及び(b)は、ジャイロトロン
管電子銃用の本発明による陰極の1実施例を図示してい
る。ジャイロトロンの目的は、極めて高い横断速度と正
確なエネルギーレベルを有する中空の電子ビームを発生
させることである。これは、特に、陰極の電子放出領域
の縁部から生成する電子の軌道またはエネルギーにおけ
る異常を防止するために特に重要だからである。図5(
a)は、裁頭円錐形の部分が続く球形のキャップの形態
をした、軸を中心にして回転対称な凸形の形状を有する
ジャイロトロン用陰極を図示したものである。所望の中
空のビームを得るためには、回転対称軸線上の一点から
見ると、陰極の電子放出部分1は、図5(b)に図示し
たようにリング状電子放出ストリップの形態である。 幅が均一で、平行な円形縁部を有するこの電子放出スト
リップは、対称軸線に垂直な2つの平面によって画成さ
れた陰極の一部分であり、これら2つの平面は、電子放
出ストリップの円形縁部上で陰極の表面と交差する。各
々、リング状電子放出領域1の内側及び外側に配置され
ている2つの非電子放出領域3は、リング状電子放出ス
トリップと電気的及び熱的に接触している。ウェネルト
ビーム成形電極2は、前記の図面と同様の機能を果たし
、その電極と加熱部分との間には間隙があり、熱絶縁を
提供する。本発明の他の実施例では、陰極の電子放出領
域及び非電子放出領域は、独立した部分として製造し、
次に、組み合わせるか、または、タングステン本体を処
理して、その一部分を局所的に浸炭させ、他の部分を含
浸させて製造されるが、そのどちらの作業も当業者に公
知の方法を使用する。
管電子銃用の本発明による陰極の1実施例を図示してい
る。ジャイロトロンの目的は、極めて高い横断速度と正
確なエネルギーレベルを有する中空の電子ビームを発生
させることである。これは、特に、陰極の電子放出領域
の縁部から生成する電子の軌道またはエネルギーにおけ
る異常を防止するために特に重要だからである。図5(
a)は、裁頭円錐形の部分が続く球形のキャップの形態
をした、軸を中心にして回転対称な凸形の形状を有する
ジャイロトロン用陰極を図示したものである。所望の中
空のビームを得るためには、回転対称軸線上の一点から
見ると、陰極の電子放出部分1は、図5(b)に図示し
たようにリング状電子放出ストリップの形態である。 幅が均一で、平行な円形縁部を有するこの電子放出スト
リップは、対称軸線に垂直な2つの平面によって画成さ
れた陰極の一部分であり、これら2つの平面は、電子放
出ストリップの円形縁部上で陰極の表面と交差する。各
々、リング状電子放出領域1の内側及び外側に配置され
ている2つの非電子放出領域3は、リング状電子放出ス
トリップと電気的及び熱的に接触している。ウェネルト
ビーム成形電極2は、前記の図面と同様の機能を果たし
、その電極と加熱部分との間には間隙があり、熱絶縁を
提供する。本発明の他の実施例では、陰極の電子放出領
域及び非電子放出領域は、独立した部分として製造し、
次に、組み合わせるか、または、タングステン本体を処
理して、その一部分を局所的に浸炭させ、他の部分を含
浸させて製造されるが、そのどちらの作業も当業者に公
知の方法を使用する。
【0011】図6は、ジャイロトロン電子管に使用され
る本発明による陰極の別の実施例を図示したものである
。ビーム成形電極は、除去されている。この陰極は、図
5に類似しており、高温に加熱しなければならない質量
を最小にして、要求される加熱電力を最小にすることを
意図している。この陰極は、図5の陰極と同様に回転体
であるが、中空である。図5に図示したように、非電子
放出領域3は、電子放出領域1の両側に配置される。 この電子放出領域1は、加熱要素を設置するための中空
部分5を備える。電子放出部分1の両側には、高融点導
電体の非電子放出領域3が、また、高融点導電性材料で
形成された薄い部分4によって接続されている。これら
の薄い部分は、加熱電子放出部分1から非加熱非電子放
出部分3の熱伝導を小さくして、電子放出部分1をその
作動温度に維持するのに必要な加熱電力を最小にする。 この装置は、好ましくは、例えば、より熱い非電子放出
部分3と電子放出部分1との間に非電子放出薄膜構成要
素4を一緒にろう付けすることによって製造される。当
業者は、容易に他の製造方法を考案することができる。 上記の図面に図示した陰極の全部の実施例では、電子放
出部分の縁部の近傍に電子放出しない電気的に導体の部
分を設けることによって、電子放出部分から電子放出さ
れた電子の走行路が電子放出部分の縁部に影響されない
ようにすることができる。この利点は、特に、極めて高
い電力、極めて高い効率及び極めて高い周波数の管、ま
たは、これらの高性能の組み合わせが要求される管の場
合重要である。電子走行路の均一性及び予測が可能であ
ることによって、計算が簡単になり、従って、コンピュ
ータを使用した設計で良好な結果が得られる。これは、
特に、従来技術によって課された制限に近い、または、
それらの制限を越えた性能を得るのに重要である。
る本発明による陰極の別の実施例を図示したものである
。ビーム成形電極は、除去されている。この陰極は、図
5に類似しており、高温に加熱しなければならない質量
を最小にして、要求される加熱電力を最小にすることを
意図している。この陰極は、図5の陰極と同様に回転体
であるが、中空である。図5に図示したように、非電子
放出領域3は、電子放出領域1の両側に配置される。 この電子放出領域1は、加熱要素を設置するための中空
部分5を備える。電子放出部分1の両側には、高融点導
電体の非電子放出領域3が、また、高融点導電性材料で
形成された薄い部分4によって接続されている。これら
の薄い部分は、加熱電子放出部分1から非加熱非電子放
出部分3の熱伝導を小さくして、電子放出部分1をその
作動温度に維持するのに必要な加熱電力を最小にする。 この装置は、好ましくは、例えば、より熱い非電子放出
部分3と電子放出部分1との間に非電子放出薄膜構成要
素4を一緒にろう付けすることによって製造される。当
業者は、容易に他の製造方法を考案することができる。 上記の図面に図示した陰極の全部の実施例では、電子放
出部分の縁部の近傍に電子放出しない電気的に導体の部
分を設けることによって、電子放出部分から電子放出さ
れた電子の走行路が電子放出部分の縁部に影響されない
ようにすることができる。この利点は、特に、極めて高
い電力、極めて高い効率及び極めて高い周波数の管、ま
たは、これらの高性能の組み合わせが要求される管の場
合重要である。電子走行路の均一性及び予測が可能であ
ることによって、計算が簡単になり、従って、コンピュ
ータを使用した設計で良好な結果が得られる。これは、
特に、従来技術によって課された制限に近い、または、
それらの制限を越えた性能を得るのに重要である。
【図1】 従来技術による、ビーム成形電極を備える
陰極の1つの形の軸線方向の横断面図である。
陰極の1つの形の軸線方向の横断面図である。
【図2】 (a)は、従来技術による、ビーム成形電
極を備える典型的な陰極の軸線方向の横断面図であり、
(b)は、その詳細図である。
極を備える典型的な陰極の軸線方向の横断面図であり、
(b)は、その詳細図である。
【図3】 (a)及び(b)は、本発明による、ビー
ム成形電極を備える陰極の2つの典型的な実施例の概略
的な軸線方向の横断面図である。
ム成形電極を備える陰極の2つの典型的な実施例の概略
的な軸線方向の横断面図である。
【図4】 本発明による陰極の軸線方向の概略的な横
断面図であり、特に、そのビーム成形電極によって、空
間電荷制限効果を使用するビームを形成するためのもの
である。空間電荷の存在は、非電子放出部分がビームの
縁部と90゜未満の角度Aを形成しなければならないこ
とを意味する。
断面図であり、特に、そのビーム成形電極によって、空
間電荷制限効果を使用するビームを形成するためのもの
である。空間電荷の存在は、非電子放出部分がビームの
縁部と90゜未満の角度Aを形成しなければならないこ
とを意味する。
【図5】 (a)及び(b)は、各々、本発明による
ジャイロトロン陰極の典型的な実施例の概略的な軸線方
向の横断面図及び平面図である。これらは、小さい空間
電荷用のビーム成形電極を図示している。
ジャイロトロン陰極の典型的な実施例の概略的な軸線方
向の横断面図及び平面図である。これらは、小さい空間
電荷用のビーム成形電極を図示している。
【図6】 ビーム成形電極が除去された、本発明
によるジャイロトロン陰極の別の実施例の軸線方向の横
断面図である。
によるジャイロトロン陰極の別の実施例の軸線方向の横
断面図である。
1 陰極
2 ウェネルトビーム成形電極
3 非電子放出部分
4 薄い部分
5 中空部分
Claims (20)
- 【請求項1】 方向zに沿って電子ビームを発生させ
るように構成され、電子を放出する少なくとも1つの電
子放出部分を有する陰極面と形状を備える電子管用陰極
にして、上記電子放出部分が、縁部を有しその縁部の内
側にあり、該縁部の外側で該縁部にすぐ近接して、上記
陰極面は、導電性非電子放出部分を含むことを特徴とす
る電子管用陰極。 - 【請求項2】 上記導電性非電子放出部分は、上記電
子放出部分の縁部にすぐ近接した薄い部分であり、この
薄い非電子放出部分を介して熱伝導を最小にすることを
特徴とする請求項1に記載の陰極。 - 【請求項3】 上記非電子放出部分は、導電性高融点
材料であることを特徴とする請求項1または2に記載の
陰極。 - 【請求項4】 上記非電子放出部分は、炭素であるこ
とを特徴とする請求項3に記載の陰極。 - 【請求項5】 上記非電子放出部分は、熱分解グラフ
ァイトであることを特徴とする請求項4に記載の陰極。 - 【請求項6】 上記非電子放出部分は、高融点カーバ
イドであることを特徴とする請求項3に記載の陰極。 - 【請求項7】 上記非電子放出部分は、高融点カーバ
イドで被覆された熱分解グラファイトであることを特徴
とする請求項5に記載の陰極。 - 【請求項8】 上記高融点カーバイドは、タングステ
ンカーバイドであることを特徴とする請求項6または7
に記載の陰極。 - 【請求項9】 上記高融点カーバイドは、タンタルカ
ーバイドであることを特徴とする請求項6または7に記
載の陰極。 - 【請求項10】 上記陰極の形態は、上記方向zに平
行な軸線を中心にした回転体の形であることを特徴とす
る請求項1〜9のいずれか1項に記載の陰極。 - 【請求項11】 上記回転体は、上記方向zに凹形で
あることを特徴とする請求項10に記載の陰極。 - 【請求項12】 上記回転体は、上記方向zに凸形で
あることを特徴とする請求項10に記載の陰極。 - 【請求項13】 上記陰極面の上記非電子放出部分は
、上記電子放出部分の縁部で該電子放出部分の法線に対
して角度Aの方向を向いていることを特徴とする請求項
11に記載の陰極。 - 【請求項14】 上記角度Aは、67.5゜に近いこ
とを特徴とする請求項13に記載の陰極。 - 【請求項15】 上記凸形の回転体は、裁頭円錐部分
が続く球形キャップの形状であることを特徴とする請求
項12に記載の陰極。 - 【請求項16】 上記電子放出部分は、幅が一定で平
行な円形縁部を有する電子放出ストリップの形態であり
、該電子放出ストリップは、上記回転軸線に垂直な2つ
の平面の間に画成された表面の一部分を形成しており、
該2つの平面は上記円形縁部で上記表面に交差すること
を特徴とする請求項15に記載の陰極。 - 【請求項17】 上記表面の上記非電子放出部分は2
つの領域からなり、その一方の領域が上記電子放出スト
リップの1つ側にあることを特徴とする請求項16に記
載の陰極。 - 【請求項18】 上記非電子放出部分は、上記電子放
出ストリップの縁部にすぐ近接した部分で薄くなってお
り、その薄くなった非電子放出部分によって熱伝導を小
さくすることを特徴とする請求項17に記載の陰極。 - 【請求項19】 上記陰極が、マイクロ波管用電子銃
のために電子を放出ことを特徴とする請求項1〜18の
いずれか1項に記載の陰極。 - 【請求項20】 上記陰極が上記マイクロ波管内で電
子ビームを発生させるようにマイクロ波管用電子銃に組
み込まれていることを特徴とする請求項19に記載の陰
極。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9014786 | 1990-11-27 | ||
FR9014786A FR2669771A1 (fr) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Cathode amelioree pour tubes hyperfrequence. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04286837A true JPH04286837A (ja) | 1992-10-12 |
Family
ID=9402617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3337598A Withdrawn JPH04286837A (ja) | 1990-11-27 | 1991-11-27 | マイクロ波管用の改良された陰極 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0488852A1 (ja) |
JP (1) | JPH04286837A (ja) |
FR (1) | FR2669771A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2726121B1 (fr) * | 1994-10-21 | 1996-11-15 | Thomson Tubes Electroniques | Dispositif de chauffage par rayonnement pour cathode a chauffage indirect |
DE10013634A1 (de) * | 2000-03-18 | 2001-09-27 | Thomson Tubes Electroniques Gm | Kathodenstrahlröhre |
FR3007192B1 (fr) * | 2013-06-14 | 2016-12-23 | Thales Sa | Canon electronique a optique amelioree |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1392755A (en) * | 1972-04-24 | 1975-04-30 | Air Liquide | Cathodes for electron guns |
SU786677A1 (ru) * | 1979-07-25 | 1989-02-23 | Институт прикладной физики АН СССР | Мазер на циклотронном резонансе |
SU897039A1 (ru) * | 1980-07-28 | 1989-09-30 | Институт прикладной физики АН СССР | Двухлучева электронна пушка мазера на циклотронном резонансе (ее варианты) |
JPS5848336A (ja) * | 1981-09-17 | 1983-03-22 | Tokyo Inst Of Technol | 冷陰極マグネトロン入射電子銃 |
FR2544130B1 (fr) * | 1983-04-07 | 1986-02-28 | Commissariat Energie Atomique | Cathode pour canon a electrons |
JPH081786B2 (ja) * | 1984-10-01 | 1996-01-10 | 日本電気株式会社 | 電子管用電子銃 |
JPS61138430A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Toshiba Corp | ジヤイロトロン用電子銃 |
JPH0221540A (ja) * | 1988-07-11 | 1990-01-24 | Nec Corp | マイクロ波管用電子銃 |
JPH0298921A (ja) * | 1988-10-05 | 1990-04-11 | Fujitsu Ltd | 電子銃およびその製造方法および該電子銃を備えた露光装置および該露光装置を用いる半導体装置の製造方法 |
-
1990
- 1990-11-27 FR FR9014786A patent/FR2669771A1/fr not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-11-19 EP EP91403105A patent/EP0488852A1/fr not_active Withdrawn
- 1991-11-27 JP JP3337598A patent/JPH04286837A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0488852A1 (fr) | 1992-06-03 |
FR2669771A1 (fr) | 1992-05-29 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |