Катодный узел электронных приборов Советский патент 1982 года по МПК H01J1/20 

(54) КАТОДНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ

1

Изобретение относится к высоковольтной технике, и применяется в приборах, в которых для получения электронных пучков применяются подогреваемые катоды, находящиеся под высоким потенциалом, и может быть использовано, например, в электровакуумных приборах и электрофизических установках.

Известны катодные узлы прямого накала 1.

Недостатком таких узлов является наличие магнитного поля тока накала, неэквипотенциальность эмиттирующей поверхности, а также ее прерывистость (спиральные катоды). Эти факторы приводят к дефокусировке электронного пучка.

Известен катодный узел электронных приборов, содержащий катод и нагревательный элемент, находящийся в тепловом контакте с поверхностью катода, противоположной его эмиттирующей поверхности 2.

Однако при использовании этого узла в высоковольтных электронных приборах его надежность оказывается низкой из-за возникновения пробоя между катодом, находящимся под высоким потенциалом, и электрическими цепями нагрева катода.

Цель изобретения - повыщение надежности катодного узла при использовании его в высоковольтных электронных приборах. Поставленная цель достигается тем, что в катодном узле электронных приборов, содержащем катод и нагревательный элемент, находящийся в тепловом контакте с поверхностью катода, противоположной его эмиттирующей поверхности, нагревательный элемент выполнен в виде нагрузки СВЧ-генера 0 тера и подключен к генератору через прямой и обратный преобразователи и диэлектрический волновод.

Катод и нагревательный элемент выполнены в виде объемного резонатора, внешняя поверхность которого является эмиттирую15 щей.

На чертеже схематически изображен катодный узел.

Катодный узел содержит источник 1 СВЧ-излучения, прямой и обратный преоб2Q разователи 2 и 3, представляющие собой металлические рупоры с плавно меняющимся сечением, диэлектрический волновод 4, расположенный между преобразователями 2 и 3, и поглощающую нагрузку 5, одним концом подключенную к обратному преобразователю 3, а другим - к неэмиттирующей поверхности катода 6 и имеет с ним тепловой контакт. При работе с высокотемпературными катодами рупор обратного преобразователя должен быть выполнен из тугоплавкого металла, например вольфрама, а диэлектрический волновод 4 - из высококачественной, жаропрочной керамики, например из нитрида бора. Предлагаемое устройство работает еледующим образом. Источник СВЧ-излучения генерирует определенный тип колебаний, который преобразуется прямым преобразователем 2 в моду, способную распространяться по диэлектрическому волноводу 4. Доходя до обратного преобразователя 3, она трансформируется в нем в волну, способную эффективно диссипировать в поглощающей нагрузке 5. Катод 6 нагревается за счет энергии СВЧполя, выделивщейся, в поглощающей нагрузке посредством теплопроводности. Возможно совмещение поглощающей нагрузки 5 и катода б, выполненных в виде объемного резонатора с малой добротностью, на внешнюю поверхность, которого нанесен слой эмиттирующего вещества. Предлагаемый катодный узел обладает более высокой надежностью, чем известный, поскольку его электропрочность определяется электропрочностью диэлектрического волновода, величина которой выше, чем электропрочность изоляции в известном катодном узле. Формула изобретения 1. Катодный узел электронных приборов, содержащий катод и нагревательный элемент, находящийся в тепловом контакте с поверхностью катода, противоположной его эмиттирующей поверхности, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности катодного узла при его использовании в высоковольтных приборах, нагревательный элемент выполнен в виде нагрузки СВЧ-генератора и подключен к генератору через прямой и обратный преобразователи и диэлектрическии волновод. 2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что катод и нагревательный элемент выполнены в виде объемного резонатора, внещняя поверхность которого является эмиттирующей. Источники информации, лринятые во внимание при экспертизе 1. Кацман Ю. А. Электронные лампы, М., Высщая щкола, 1979, гл. I. 2. Кудинцева Г. А., Мельников А: И., Морозов А. В., Никонов Б. П. Термоэлектронные катоды. М-Л., «Энергия, 1966, с. 248. (прототип).