Катодный узел Советский патент 1982 года по МПК H01J1/20 

(Б ) КАТОДНЫЙ УЗЕЛ

Изобретение относится к электронной технике и может найти применение в электронных пушках, предназначенных для использования в высокочастотных лампах.

Известен катодный узел, содержащий острийный автоэмиттер, элемент крепления и инфракрасную лампу 1 .

Недостатком такой конструкции являются значительные размеры катодного узла, определяемые размерами инфракрасной лампы, и большая потребляемая лампой мощность (1-3 кВт).

Наиболее близким к предлагаемому является катодный узел, содержащий автокатод, элемент крепления и термокатод. Автокатод крепится к дужке, которая либо является накаливаемым катодом, либо прикреплена к накалираемому катоду. Однако при использовании такого узла в высокочастотных лампах в режиме воздействия высокочастотным электрическим полем на автоэмиттер наблюдается ограничение эмиссии из-за заметной индуктивности элемента крепления.

Цель изобретения - повышение эмиссионной способности автокатода в режиме воздействия на него высокочастотным электрическим полем за счет уменьшения индуктивности элемента крепления.

0 Поставленная цель достигается тем, что в .катодном узле, содержащем острийный автокатод, элемент крепления и термокатод, элемент крепления выполнен в виде плоской пластины из

5 фольги, тугоплавкого материала, в центре которой закреплен острийный автокатод, а термокатод электрически изолирован от плоской пластины, снабжен фокусирующим электродом и разме20щен с противоположной автокатоду стороны плоской пластины.

Фокусирующий электрод может быть выполнен в виде цилиндра Венельта. 3.9 На плоской пластине со стороны термокатода установлен тепловой концентратор, выполненный в виде тела вращения из теплопроводного материала, сужающийся в направлении пластины до диаметра автокатода и снабженный радиационным экраном на боковой поверхности. . На фиг, 1 и 2 показаны варианты предлагаемого катодного узла с тепло вым концентратором. Катодный узел содержит острийный звтокатод 1, элемент крепления в виде плоской.пластины 2 из фольги, тер мокатод 3, фокусирующий электрод k, например, цилиндр.Венельта. Термокатод запитан от низковольтного ис точника 5 напряжения. Между плоской пластиной и термокатодом прилохчена разность потенциалов, создаваемая ис точником 6 постоянного напряжения. Плоская пластина крепится к корпусу прибора 7. В варианте выполнения катодного узла по фиг. 2 на плоской пластине установлен тепловой концент ратор 8, выполненный в виде тела вра щения из теплопроводного материала и снабженный радиационным экраном 9. Устройство работает следующим образом. Для стабильной и долговечной рабо ты автокатода необходимо поддерживать в рабочей области катодного узла высокий вакуум порядка . При этом для вывода автокатода на ре жим стационарной эмиссии необходимо предварительно его прогреть для удаления с поверхности адсорбированных атомов и молекул остаточного газа. Для этого включается нагрев термокатода 3, затем между термокатодом 3 и плоской пластиной 2 прикладывается разность потенциалов для формирования электронного пучка. Электронный пучок фокусируется электродом k в небольшое пятно на поверхности плоской пластины в месте крепления автокатода 1 . Плоская пластина 2 выпол.нена в виде фольги из тугоплавкого материала, обладающего сравнительно невысокой теплопроводностью. Из-за малой толщины пластины и невысокой теплопроводности отток тепла по плас тине затруднен, поэтому практически вся энергия, выделяемая электронным пучком в пятне на пластине, передает ся посредством теплопроводности в ав токатод 1, который нагревается до 4 ВЫСОКОЙ температуры. В варианте на фиг. 2 тепло, выделяющееся при бомбардировке электронами поверхности теплового концентратора, передается через него в автокатод. Для уменьшения потерь тепловой концентратор снабжен, .радиационным экраном. После обезгаживания автокатода напряжение между пластиной 2 и катодом 3, а также канал катода 3 откпючается и автокатод готов к работе. Пример выполнения катодного узла. Автокатод выполнялся из вольфрамовой проволоки толщиной 0,3-0,8 мм и закрепляется на фольге из тантала толщиной 0,1-0,2 мм. Между фольгой и термокатодом прикладывается разность потенциалов 200-1000 В, Электронный пучок фокусируется в пятно диаметром 1-2 мм, ток пучка составляет 110 мА, мощность - 1-10 Вт. При этом автокатод нагревается до температуры 1500-2000С, что достаточно не только для обезгаживания, но и для формовки острия катода-под действием прилагаемого к нему электрического поля. Предлагаемая конструкция катодного узла позволяет свести к минимуму индуктивность автокатода с элементами его крепления, а за счет этого уменьшить индуктивное падение напряжения на нем в режиме работы под воздействием высокочастотного электрического поля, а, следовательно, повысить егоЭмиссионную способность и КПД. Это обеспечивается совокупным использованием элемента крепления, выполненного в виде плоской пластины из фольги тугоплавкого металла и накаливаемого катода, изолированного от плоской пластины и снабженного фокусирующим электродом. Таким образом, в предлагаемой конструкции ка;тодного узла устраняются проводники крепления автоэмиссионного катода к ;корпусу прибора, обладающие заметной :индуктивностью в высокочастотном диапазоне. Формула изобретения 1. Катодный узел преимущественно ;для электронных пушек высокочастотных ламп, содержащий острийный автокатод, элемент крепления и термакатод, о т