<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zur Beeinflussung, vorzugsweise Homogenisierung magnetischer Felder, insbesondere zur magnetischen
Bündelung des Feldes in Wanderfeldröhren
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beeinflussung, vorzugsweise Homogenisierung magnetischer Felder, insbesondere zur magnetischen Bündelung des Feldes in Wanderfeldröhren, mittels eines mit einsmPermanentmagnet und/oderElektromagnet zusammenwirkenden zylindrischen Rohres mit gleichmässigerWandstärke, welches aus mehreren Teilen mit untereinander gleicher Wandstärke und jeweils gleichmässiger Permeabilität zusammengesetzt ist.
Die magnetische Bündelung des Elektronenstrahles in Wanderfeldröhren erfolgte bisher üblicherweise durch eine zumindest einenTeil der Laufstrecke der Elektronen umgebende Konzentrierspule, doch konnte die nötige homogene Induktionsverteilung entlang derSymmetrieachse der Röhre nur mit sehr langen Spulen und auch dort nur innerhalb eines gewissenTeilbereiches der Laufstrecke näherungsweise erreicht werden. Derartige sehr lange Konzentrierspulen können jedoch nicht bei allen Röhrentypen angewendet werden. Man hat versucht, die Induktionsverteilung dadurch zu beeinflussen, dass man die Windungszahl der Konzentrierspule pro Längeneinheit in der Achsrichtung so ändert, dass die gewünschte Verteilung entsteht. Hiefür wurde z.
B. eine Änderung der Windungssteigung oder eine Anderung der Schichtstärke der Wicklung vorgeschlagen. Derartige Konstruktionen bringen aber bei ihrer Realisierung vieleSchwierigkei- ten mit sich.
Ein weiterer Vorschlag zur Änderung der Induktionsverteilung ist, in die Konzentrierspule einen rotationssymmetrischen Eisenkern einzuschieben. Durch entsprechende Gestaltung der Dicke des Eisenkerns kann eine Beeinflussung des Induktionsverlaufes erzielt werden, jedoch ist die Herstellung derartiger Eisenkerne teuer und die erzielte Raumausnutzung schlecht. Dieselben Nachteile ergeben sich, wenn anstatt der Konzentrierspule ein Permanentmagnet verwendet wird.
Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die geschilderten Nachteile zu vermeiden, und erreicht dies dadurch, dass die das Rohr bildenden nebeneinander angeordneten Rohrstücke untereinander verschiedene Permeabilität besitzen, so dass das Rohr eine sich in Abhängigkeit von der in Achsrichtung gemessenen Distanz ändernde Permeabilität aufweist.
Die das Rohr bildenden Teile können auch im Abstand voneinander angeordnet sein.
In der Zeichnung sind bekannte Ausbildungen zur magnetischen Bündelung des Feldes in Wanderfeldröhren sowie Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Fig. l zeigt eine Wanderfeldröhren mit einer bekannten magnetischen Bündelungseinrichtung, während in den Fig. 2-4 der Verlauf der magnetischen Induktion entlang der Röhrenachse bei einigen Ausführungsformen dargestellt ist.
Die Fig. 5 und 6 zeigen bekannte Eisenkerne, mit welchen eine Beeinflussung des Induktionsverlaufes erzielt werden kann. Die Fig. 7 und 10 zeigen zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur magnetischen Bündelung des Feldes in Wanderfeldröhren, wobei die Fig. 8 und 9 den Verlauf der magnetischen Permeabilität entlang der Achse der Röhre in Diagrammform zeigen. In Fig. 11 ist eine mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ausgestattete Wanderfeldröhre dargestellt.
<Desc/Clms Page number 2>
Fig. 1 zeigt eine Wanderfeldröhre mit einer bekannten Anordnung für die magnetische Bündelung des Elektronenstrahles. Die Bezugszahlen haben folgende Bedeutung : 10 Heizfaden, 11 Kathode, 12 Richtelektrode, 13 Beschleunigungsanode, 14 Glasballon, 15 Wendel, 16 Kollektor, 17 Eingangswellenleiter, 18 Ausgangswellenleiter, 19 Eingangsabstimmkolben, 20 Ausgangsabstimmkolben, 21 Bündelungsspule.
Die aus der aufgeheizten Kathode 11 austretenden Elektronen werden mit Hilfe der Richtelektrode 12 und derBeschleunigungsanode 13 in das Innere der Wendel 15 gelenkt. Durch die Wirkung der Raumladung sind im Inneren der Wendel die Elektronen bestrebt, sich abzustossen und würden dadurch auf die Wendel gelangen, bevor sie noch den Kollektor erreichen, wenn dies nicht durch die Bündelungsspule 21 verhindert würde. Die Bündelung des Elektronenstrahles bezweckt also die Weiterführung der in die Wendel gelangten Elektronen zum Kollektor.
Die zur Bündelung benutzten Körper sind im allgemeinen kreissymmetrisch. Viele Röhren zeigen eine Induktionsverteilung entlang der Symmetrieachse, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Aus Fig. 2 ist zu ersehen, dass im Bereich Z. Z eine konstante Induktion vom Wert Bo hergestellt werden muss. Zur Herstellung des nötigen Magnetfeldes kommen Spulen mit bzw. ohne Eisenkern sowie Permanentmagnete in Frage.
Fig. 3 zeigt die durchspülen ohneEisenkern herstellbarelnduktionsverteilung entlang derSymmetrieachse. Wohl kann mit langen Spulen innerhalb eines gewissen Bereiches eine homogene Induktionsverteilung hergestellt werden, jedoch ist das nicht bei allen Röhrentypen möglich.
Fig. 4 zeigt die Induktionsverteilung entlang der Röhrensymmetrieachse, welche durch einen permanenten Rohrmagnet erzeugt wird.
Die in Fig. 3, 4 gezeigten Induktionsverteilungen müssen aus praktischen Gründen unbedingt geändert werden, denn sie weichen von der homogenen Induktionsverteilung nach Fig. 2 zu stark ab.
Werden Spulen benutzt, so kann die Induktionsverteilung dadurch beeinflusst werden, dass man die Windungszahl pro Längeneinheit in der Achsenrichtung so ändert, dass die gewünschte Verteilung entsteht Dies kann z. B. durch Änderung der Windungssteigung oder durch Änderung der Schichtstärke der Spulen- wicklung erzielt werden, was aber in der Praxis viele Schwierigkeiten bedeutet.
Eine andere Möglichkeit zur Änderung der Induktionsverteilung bei der Benutzung von Spulen stellt die Verwendung eines in Fig. 5 gezeigten Eisenkerns dar, der rotationssymmetrisch ist. In Fig. 5 bedeuten : 22 Spule, 23 Eisenkern. Man sieht, dass die Herstellung solcher Eisenkerne teuer ist und dass ausserdem die Raumausnutzung schlecht ist.
Benutzt manPermanentmagnete, so kann dieHomogenisierung des magnetischen Feldes genau so wie bei denSpulen durch dieForm des Magneten oder durch entsprechende Ausbildung eines Eisenkerns vorgenommen werden. Fig. 6 zeigt eine derartige Lösung mit einem. Eisenkern. Es bedeuten : 24 Permanentagnet, 23 Eisenkern. Auch hier sieht man, dass die Herstellung solcher Eisenkerne teuer und die Raumaus- nutzung schlecht ist.
Fig. 7 zeigt eine erfindungsgemässe Anordnung, mit der sich eine praktisch homogene Induktionsverteilung ohne die Nachteile der oben beschriebenen Lösungen erzielen lässt. Es bedeuten : 10 Spule oder permanenter Rohrmagnet, 11 Zylinder mit veränderlicher Permeabilität, die sich jedoch nur in Richtung der z-Achse ändert. Entsprechend dieser theoretischen Lösung sind in denFig. 8 und 9 jeweils die Änderung der Permeabilität für zwei praktische Ausführungsformen dargestellt.
Die erste Ausführungsform bezieht sich auf den Fall, dass das Magnetfeld durch eine Spule erzeugt wird. Für diesen Fall ist die Änderung der Permeabilität des-Zylinders in der z-Richtung in Fig. 8 angegeben.
Die zweite Ausführungsform bezieht sich auf den Fall, dass das magnetische Feld durch einen. Permanentmagnet erzeugt wird. In diesem Fall zeigt Fig. 9 die Änderung der Permeabilität in der z-Richtung.
Eine weitere der Erfindung entsprechende Vorrichtung zeigt Fig. 10. Der Zylinder mit veränderlicher Permeabilität wird hier aus einzelnen Teilen hergestellt, die konstante, aber voneinander verschiedene Permeabilität besitzen. Es bedeuten : 10 Spule oder permanenter Rohrmagnet, 11 Zylinder mit konstanter Permeabilität p M, 12 Zylinder mit konstanter Permeabilität u. Im Bedarfsfall kann der Zylinder auch aus mehr oder weniger als drei Teilen zusammengesetzt werden. Auch können einige Teile dieses Zylinders gleiche Permeabilität haben und es ist weiter möglich, Teile mit der Permeabilität. -= l (Luft) zu verwenden.
Fig. 11 zeigt eine Wanderfeldröhre, die mit der in Fig. 10 veranschaulichten Lösung versehen ist. Es bedeuten : 10 Heizkörper, 11 Kathode, 12 Leitelektrode, 13 Beschleunigungsanode, 14 Glasballon, 15 Spirale, 16 Kollektor, 17 Eingangswellenleiter, 18 Ausgangswellenleiter, 19 und 20 Abstimmkolben, 21 Bündelungsspule, 25 Zylinder mit der Permeabilität n. 26 Zylinder mit der Permeabilität p. Auch hier können Teile mit u r = 1 verwendet werden.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So muss man z. B. zur Herstellung des Magnetfeldes nicht einen permanenten Rohrmagnet verwenden, wie es oben beschrieben wurde, sondern es können auch Magnete mit verschiedenen geometrischen Formen und in beliebiger Menge (z. B. Stabmagnete) benutzt werden. Analoges gilt natürlich auch für dasverwendeteSpulensystem. Die derErfindung entsprechende Vorrichtung kann ausser in Wanderfeldröhren auch zur Herstellung von Magnetfeldern mit beliebiger Form, z. B. beiOrthikon-oder Vidikonröhren benutzt werden. Durch entsprechende Gestaltung des Permeabilitätsverlaufes des Drehkörpers in Abhängigkeit von der in Achsrichtung des Drehkörpers gemessenen Distanz kann jede beliebige, den vorliegenden Gegebenheiten entsprechende Feldkonfiguration erzielt werden.