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APPAREILS A DECHARGE ELECTRONIQUE DU TYPE A FAISCEAUX.
La présente invention est relative à des appareils à décharge électronique et, plus particulièrement, à ceux du type à faisceaux.
Dans les appareils à décharge électronique, des électrons sont normalement émis par la cathode dans toutes les directions normales à la surface de ladite cathode, mais l'ensemble de cette émission ne remplit pas une fonction utile. Au contraire, l'émission dans certaines directions est non seulement inutile, mais nuisible en ce qu'elle affecte de façon désavantageuse les caractéristiques de fonctionnement de l'appareil.
L'un des objets de l'invention est l'obtention d'un appareil à décharge électronique, comportant une cathode dont les caractéristiques d'émissivité en divers points de sa surface suivent les exigences de l'appareil. Par exemple, en certains points il n'y a pratiquement aucune émission électronique.
Dans les appareils à décharge électronique du type à faisceaux, l'émission électronique, provenant de la cathode dans une
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direction autre que suivant les trajectoires des faisceaux, ne remplit aucune fonction utile et, de plus, une telle émission inutile introduit des facteurs complexes affectant de façon nuisible les caractéristiques de fonctionnement optima de l'appareil. En conséquence, un autre objet de l'invention est l'obtention dans un appareil à décharge électronique du type à faisceaux comportant des trajectoires de faisceaux pré-déterminées entre la cathode et l'anode, d'une cathode émettant des électrons exclusivement à partir des surfaces qui se trouvent en face desdites trajectoires.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de mise en oeuvre de l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation avec coupe partielle d'un appareil à décharge électronique conforme à certaines caractéristiques de l'invention.
La figure 1A est une coupe partielle suivant la ligne A-A de la figure 1.
La figure 2 est une coupe fortement grossie de l'un des filaments élémentaires faisant ressortir ses détails.
On considèrera tout d'abord la figure 1. La référence générale 1 désigne un tube de puissance du type à faisceaux. L'enveloppe 2 du tube comporte une partie isolante supérieure 3 et une partie isolante inférieure 4, ces deux parties étant réunies par un élément de forme générale annulaire 5 permettant le montage de la structure de grille. L'élément 5 peut être eh cuivre et est scellé aux parties supérieure et inférieure 3 et 4 de l'enveloppe par des moyens convenables quelconques, tels que des scellements à bords amincis 6. Les éléments de support 7 et 8 de la cathode traversent la partie supérieure de l'enveloppe 2 à laquelle ils sont scellés et servent en outre de connexions de courant.
Des anneaux métalliques 9 et 10 sont respectivement fixés aux extrémités infé-
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rieures des éléments de support de cathode ou connexions 7 et 8.
Sur chacun des anneaux sont fixées plusieurs tiges conductrices 11 et 12; une cathode cylindrique 13 est suspendue aux tiges 11 et 12.
Ladite cathode est composée d'un certain nombre d'éléments filaments élémentaires 14, lesdits filaments 14 étant parallèles entre eux, et disposés suivant un cercle concentrique à l'axe longitudinal du tube. Les filaments élémentaires 14 sont espacés d'une distance égale, les extrémités inférieures 15 des filaments 14 étant recourbées vers l'intérieur, rassemblées et fixées à un écrou crénelé qui sert à maintenir les éléments en place et de plus relie électriquement tous les éléments à leur extrémité inférieure. Un élément 14 sur deux est relié à une tige 11, les autres éléments 14 étant reliés aux tiges 12.
On voit ainsi que le courant de chauffage des filaments passe travers la connexion 7, l'anneau 9, les tiges 12 et les éléments 14 reliés aux tiges 11 jusqu'à l'écrou crénelé 16 et de là à travers les autres éléments 14 reliés aux tiges 12, !'enneau 10 et connexion 8.
L'anode 17 peut être formée à partir d'un bloc de métal plein, de préférence de cuivre. Un bord coupant convenable 18 est déterminé à l'extérieur de la structure d'anode pour assurer le scellement à l'extrémité inférieure de la partie cylindrique inférieure 4 de l'enveloppe, ce qui complète ladite enveloppe. La partie active de l'anode, c'est-à-dire celle qui reçoit le courant électronique de la cathode, est une surface cylindrique 19 qui peut être obtenue en alésant l'extrémité du bloc de cuivre. La longueur de ladite surface active 19 est de préférence sensiblement égale à celle de la cathode qui lui fait face. La surface active 19 est concentrique à la cathode cylindrique 13.
La partie inférieure 20 du bloc de cuivre peut être munie d'organes de refroidissement convenables quelconques tels que, par exemple, des ailettes 20a con- çues de telle manière qu'elles puissent être refroidies soit par soufflage d'air, soit par une circulation d'un liquide.
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Le tube 1 comporte, en outre, deux grilles 21 et 22, portées par l'élément annulaire 5 au moyen de pièces de support coniques conductrices 23 et 24, la pièce conique 23 étant reliée électriquement à l'élément 5 et la pièce conique 24 étant isolée électriquement dudit élément 5, au moyen de rondelles convenables 25 et connectée à un conducteur d'entrée 26 traversant une ouverture 27 de l'élément annulaire 5 et le tube 28, dont l'étanchéité est assurée par une perle de verre 29. L'anneau 5 sert de connexion extérieure pour la grille 19 et le conducteur de sortie 24 sert de connexion extérieure pour la grille 20.
Les grilles 21 et 22 consistent chacune en plusieurs tiges parallèles 30 et 31, disposées suivant des cercles concentriques avec la cathode cylindrique 13 et avec la surface active de l'anode 19. Lesdites tiges 30 et 31 sont maintenues en place par des éléments d'espacement convenables 32 et 33 à l'une de leurs extrémités et leur autre extrémité est scellée à l'élément de support conique correspondant 23 ou 24.
On considèrera, d'autre part, la figure 14. Sur ladite figure, on peut voir que chacune des tiges 30 de la grille 21 est alignée radialement avec la tige 31 correspondante de la grille 22.
Cette disposition sert à établir des parcours radiaux ininterrompus34 entre les paires de tiges alignées, s'étendant à partir de la surface active de l'anode 19 jusqu'à l'un des côtés des filaments élémentaires 14, chacun desdits filaments 14 faisant face le long de l'un desdits parcours 34 à la surface active 19 de l'anode suivant une ligne ininterrompue.
Comme exposé ci-dessus à propos des objets de l'invention, il est désirable que les filaments élémentaires 14 ne soient émetteurs d'électrons qu'à partir des parties de leur surface qui font face en ligne droite à la surface active 19 de l'anode. La surface 35 des filaments élémentaires 14, faisant face à la surface active 19 de l'anode, peut être une surface plane, comme représenté sur la figure 2, de telle façon que les électrons émis normalement à
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ladite surface tendent à former un faisceau le long du parcours 34 vers l'anode et ne s'étalent pas latéralement autant qu'ils tendraient à le faire si ladite surface 35 était incurvée. Alors que la surface 35 de l'élément filamentaire 14 doit émettre des électrons, il est désirable que le reste de la surface incurvée 36 n'émette pratiquement pas d'électrons.
Suivant une méthode permettant de réaliser cette disposition, chaque filament 14 qui peut être en tungstène thorié, comporte une surface plane 35, de préférence carburée comme indiqué en 37, tan.dis que la surface incurvée 36 est, de préférence, non carburée et peut être recouverte d'une couche 38 d'une substance anti-émissive telle que, par exemple, ùn ou plusieurs des oxydes de zirconium, du beryllium et du titanium ou un ou plusieurs azotites de bore, de zirconium, de beryllium et de titanium.
Comme représenté sur la figure lA, on peut voir que lorsque les filaments élémentaires 14 sont disposés dans le tube, leurs surfaces planes 35 sont directement en face de l'anode suivant les parcours du faisceau 34. On peut voir également, qu'il n'y a aucune émission dans aucune des autres directions, soit vers le centre du tube, soit latéralement, et tangentiellement à la structure de la cathode.
Bien qu'il n'ait été représenté ci-dessus qu'une seule réalisation de l'invention, il est évident que certains détails peuvent être modifiés sans s'écarter des caractéristiques de ladite invention.
Par exemple, alors que l'invention a été représentée en choisissant une tétrode, il est évident qu'elle est également applicable à une pentode ou à d'autres tubes à électrodes multiples.
En outre, bien qu'on ait représenté un assemblage d'électrodes du type "cage d'écureuil" il est évident que d'autres formes d'assemblage peuvent être utilisées.
En conséquence, l'invention est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications
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envisagées, et sans s'écarter du domaine de l'invention.