<Desc/Clms Page number 1>
TUBES A DECHARGE ELECTRONIQUE
La présente invention est relative à des tubes à décharge électronique et, plus particulièrement, à une méthode et à des organes limitant les effets de l'émission secondaire indésirable dans ces tubes.
L'émission secondaire, en particulier à partir de l'anode, a un effet nuisible considérable sur le fonctionnement d'un grand nombre d'appareils à décharge électronique, particulièrement aux fréquences élevées. Par exemple, dans le type connu sous le nom de resnatron, on a constaté que l'effet de l'émission secondaire est de limiter les fréquences maxima auxquelles un tel appareil peut être pratiquement utilisé.
Le "resnatron" est une forme de tétrode dans laquelle aucun champ à fréquence radioélectrique n'existe entre la première et la seconde grille et dans laquelle les électrons sont projetés sous la forme de faisceau limités à des trajectoires déterminées entre les éléments alignés de la première et
<Desc/Clms Page number 2>
de la seconde grille. L'anode comporte des rainures dans chacune desquelles l'un des faisceaux électroniques se projette.
L'analyse indique que les électrons secondaires émis par l'anode produisent une perturbation considérable du fonctionnement de l'appareil aux fréquences extrêmement élevées. L'une des raisons en est que les électrons secondaires émis par l'anode perturbent le champ à fréquence radioélectrique en absorbant de l'Énergie dudit champ même s'ils n'atteignent pas effectivement l'écran ou seconde grille. Bien que l'utilisation de cathodes virtuelles ou l'introduction d'une troisième grille puisse être utilisée pour supprimer les électrons secondaires, de telles méthodes ne sont pas adaptées aux fréquences extrêmement élevées où l'on doit tenir compte du temps de transit dans l'espace grille-écran-anode.
Suivant l'une des caractéristiques de l'invention, on fait usage d'un champ magnétique pour dévier les électrons secondaires et les ramener à l'anode avant qu'ils ne soient écartés à uné distance considérable de ladite anode.
L'un des objets de l'invention est l'obtention d'organes limitant les effets nuisibles des électrons secondaires sur les appareils à décharge électronique. un autre objet de l'invention est l'obtention, dans un appareil à décharge électronique, d'un champ magnétique empêchant les électrons secondaires émis par l'anode de s'écarter à une distance considérable de ladite anode.
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 ladite invention.
La figure 1 est une élévation d'un appareil à décharge électronique realisant certaines caractéristiques de l'invention et, en particulier, d'un resnatron comportant une
<Desc/Clms Page number 3>
bobine magnétique qui l'entoure, ladite bobe étant représentée en coupe partielle.
La figure 2 est une coupe schématique du dispositif d'électrodes de l'appareil à décharge électrnnique de la figure
1, suivant la ligne 2-2.
La figure 3 est un ensemble de courbes représentant le résultat d'une série d'essais effectués sur le resnatron des figures 1 et 2.
On considèrera, tout d'abord, la figure 1. L'appa- reil à décharge électronique représenté sur ladite figure et désigné dans ses,grandes lignes par la référence 1 est un resnatron de section générale cylindrique et comportant une bobine magnétique 2 produisant un champ magnétique à l'intérieur de l'appareil et co-axial avec ledit appareil.
On considèrera, d'autre part, la figure 2. Les élec- trodes de l'appareil 1 comportant une cathode 3 à éléments multiples dont les éléments, sous la forme de tiges, sont dis- posés en un cercle et s'étendent parallèlement l'un à l'autre (dans un plan non représenté sur la figure'2). La cathode 3 est entourée d'une première grille 4 qui consiste également en un nombre identique d'éléments en tiges disposés suivant un cercle concentrique avec celui de la cathode et s'étendant parallèlement entre eux. Une seconde grille 5 est disposée autour de la première grille 4 et comporte, de même, un nombre égal d'éléments en forme de tiges disposés suivant un cercle concentrique ey s'étendant parallèlement avec eux.
La surface intérieure de l'anode 6 est sensiblement cylindrique et comporte plusieurs rainures 7 s retendant longitudinalement et d'un nombre égal au nombre d'éléments de 'la grille et de la cathode.
Les éléments desdites grilles sont disposés de manière à assu- rer un parcours rectiligne entre chaque élément de la cathode et l'une des rainures 7 de l'anode et l'effet des champs produit
<Desc/Clms Page number 4>
par lesdites grilles est de limiter les électrons émis par la cathodes à des faisceaux, chacun desdits faisceaux étant dirigé dans l'une desdites rainures 7. En fonctionnement, aucun champ à fréquence radioélectrique n'existe entre lesdites première et seconde grilles.
En l'absence de champ magnétique, les électrons primaires provenant de la cathode 3 qui viennent frapper les rainures 7 de l'anode, produisent des électrons secondaires qui sortent de la rainure et affectent sérieusement le fonctionnement de l'appareil à décharge électronique, en particulier aux fréquences les plus élevées. L'une des causes de l'émission considérable d'électrons secondaires dans le resnatron est la projection de certaines particules de matière émissive des cathodes sur l'anode, en particulier dans ses rainures. En outre, dans les resnatrons, les tensions des électrons primaires sont en général d'un ordre de grandeur tel qu'elles produisent une proportion considérable d'émission secondaire.
Suivant l'une des caractéristiques principales de l'invention, un champ magnétique est produit par la uooine 2, champ qui a pour effet la déviation des électrons, comme indiqué en 8, de sorte que les électrons secondaires sont ramenés suivant une trajectoire incurvée vers l'anode et sont pratiquement limités à l'intérieur de la rainure, ce qui réduit au minimum leurs effets sur le fonctionnement de l'appareil aux fréquences élevées. ues électrons primaires provenant de la cathode et qui viennent heurter les parois de la rainure @ ont une vitesse élevée et leur course n'est que légèrement incurvée par le champ magnétique.
D'autre part, les électrons secondaires qui ont une faible vitesse et une vitesse maximum généralement de l'ordre de 10 volts sont déviés violemment par le champ magnétique et suivent une trajectoire incurvée vers
<Desc/Clms Page number 5>
les parois de l'anode, la plupart d'entre eux restant à l'intérieur des rainures 7. D'après la figure , le champ ma- gnétique produit par la bobine 2 indiqué en 9 sur la figure 2 peut être considéré comme s'étendant dans une direction qui doit être perpendiculaire au plan du papier sur lequel la iigure est tracée et la partie du champ magnétique adjacente à la surface de l'anode et plus particulièrement à, l'intérieur des rainures est particulièrement intéressante.
La direction du champ magnétique est telle que tout électron secondaire émis à partir de l'anode a une composante de vitesse vecto- rielle perpendiculaire audit champ. En conséquence, lesdits élec- trons sont actionnés par le champ magnétique et leur trajectoire est incurvée vers l'anode.
Si on considère qu'il n'existe aucun champ électrique dans l'espace intérieur aux rainures, les électrons secondaires décrivent un demi-cercle d'un rayon R 10 vm/eB centimètres, où = rapport de la charge à la masse de l'électron = 1,759 x 108 coulomb/gram, v = vitesse initiale des électrons
EMI5.1
secondaires = 10 volts = 5,93 x 107 vr---yu- 1,87 x lu8 cm/sec et B = champ magnétique en gauss. Par exemple, en supposant que = 40 gauss R = 10 x 1,87 x 108 = O, 66 cm.
1,î59 x lu8 x 40
En conséquence, on peut voir que les électrons secon- daires suivent une trajectoire courte incurvée vers l'anode avec un rayon, de préférence assez réduit, pour que lesdits élec- trons ne sortent pas des rainures.
L'effet des électrons secondaires sur le fonctionne- ment de l'appareil est, en conséquence, réduit au minimum. Dans une série d'essais des caractéristiques statiques d'un resnatron avec et sans déviation magnétique, on a obtenu les résultats représentés par les courbes de la figure 3. Sur la figure 3, la tension d'anode est portée sur l'axe horizontal et le cou- rant d'anode sur l'axe vertical. Avec une tension de 400 volts
<Desc/Clms Page number 6>
continus sur la seconde grille et de 20 volts sur la première Grille, on a obtenu les résultats représentés par les courbes lu de la figure 3. Avec les mêmes tensions de grille et avec un champ n,agnétique de 40 gauss, on a obtenu les résultats représentés par la courbe 11.
On remarquera, en comparant les courbes lu et 11, que sur la courbe lu, il n'y a pratiquement aucune augmentation de courant à partir d'une tension anodi- que d'environ 30 à 250 volts, cependant que sur la courbe 11 le courant d'anode augmente de façon presque linéaire entre ces limites. Lorsque la tension de la première grille est annulée et si l'on porte la tension d'anode en fonction du courant d'anode, on obtient le résultat des courbes 12 et 13, la courbe 12 représentant les résultats sans champ magné- tique et la courbe 13 avec un champ magnétique de 40 gauss.
On peut voir encore que sans champ magnétique, l'augmentation du courant d'anode, en fonction de la tension, est moins linéaire que lorsqu'on utilise un champ magnétique, Les courbes précédentes indiquent que le rendement accru obtenu avec un champ magnétique n'est dû à aucune variation des effets de l'angle de transit mais essentiellement à la limita- tion des effets nuisibles de l'émission secondaire.
Bien qu'on ait représenté l'utilisation de l'inven- tion à propos d'un type particulier d'appareil à décharge élec- tronique, il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que la- dite invention peut être utilisée pour limiter les effets de l'émission secondaire dans d'autres types d'appareils.
Bien entendu, l'invention est susceptible de nom- breuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, et sans s'écarter du domaine de l'invention.