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MAGNETRON.
La présente invention est relative à des perfectionnements aux appareils électroniques à haute fréquence du type magnétron et, en particu- lier, aux magnétrnns à cavités multiples similaires à celui revendiqué dans le brevet principal, dans lesquels l'enveloppe vidée d'air renferme éga- lement les pièces polaires magnétiques entre'lesquelles est produit le flux magnétd.que traversant les cavités résonnantes.
Lors de la construction de tels appareils, il est essentiel que les scellements terminaux destinés à rendre l'enveloppe étanche, soient effectués dans une région éloignée des surfaces anodiques effectives du magnétron, de telle manière que les éléments qui contribuent à la décharge électronique et qui ont été traités de-manière à êtrerendus chimiquement propres, ne soient pas contaminés par les produits résultant de lafformation du scellement. Il est également essentiel que la disposition de l'anode et de la cathode l'une par rapport à l'autre soit déterminée de façon précise au cours de la fabrication et soit maintenue durant le 'fonctionnement.
Il est également essentiel que les scellements entre métaux possédant des caraç- téristiques thermiques différentes ne cèdent pas à la plus haute température atteinte durant l'opération d'évacuation.
Un objet de la présente invention est de présenter une construc- tion de magnétron du type rappelé ci-dessus, remplissant les desiderata qui viennent d'être exposés,
Suivant une caractéristique de l'invention, les pièces polaires magnétiques sont centrées par rapport aux cavités en étant disposées aux. extrémités d'un bloc anodique tubulaire, dans lequel sont logées les ca- vités, chaque pièce polaire étant retenue dans le bloc anodique au moyen d'un élément cupulaire ouvert à ses extrémités, dont le plus petit bord est
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scellé au bloc anodique au voisinage de l'une de ses extrémités, et le plus grand bord est scellé à la pièce polaire.
De préférence, chaque pièce polaire est munie d'un épaulement venant buter contre l'extrémité du blogaanodique pour déterminer la position de la pièce polaire à la fois axialement et centralement par rapport au bloc anodique et aux cavités résonnantes ; partie de la pièce polaire débordant de l'épaulement a un diamètre sensiblement égal' au diamètre intérieur de l'é- lément cupulaire auquel elle est scellée. Ces scellements qui, comme expli- qué ci-après sont effectivement les derniers scellements à effectuer durant la construction de l'appareil, sont donc éloignés du voisinage du blôc ano- dique et de la cathode qui est logée centralement, à l'intérieur de l'anode.
Le bloc anodique est construit en cuivre, à cause des valeurs élevées de la capacité thermique et de la conductibilité électrique de ce dernier, tandis que 15élément cupulaire est, de préférence,, en acier, et le scellement entre l'élément cupulaire et le bloc anodique est constitué, comme expliqué ci-après, de manière à diminuer la possibilité de diminution de l'é- tanchéité en cours de fabrication, par suite des dilatations thermiques dif- férentes du cuivre et de l'acier.
Chaque pièce polaire est percée en son centre, l'une pour rece- voir l'assemblage cathodique et l'autre pour recevoir un élément d'accord qui permet de faire varier la fréquence de résonance des cavités. Après que ces éléments ont été introduits dans leurs pièces polaires respectives, ils sont scellés à celles-ci, la cathode l'étant avec intesposition d'un isolement convenable, et le scellement final de l'enveloppe est effectué aux joints de scellement entre les éléments cupulaires et leurs pièces polaires respec- tives, ainsi qu'on l'a expliqué précédemment.
On comprendra mieux les avantages et les caractéristiques nouvelles de l'invention en se référant à la description suivante ainsi qu'aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels : - la fig. l est une coupe longitudinale faite par l'axe, d'un magnétron à ca- vités multiples, construit suivant les principes de l'invention; - la fig. 2 est une coupe faite par la ligne 2-2 de la fig. 1; - la fig. 3 est une vue en plan de la cavité de sortie du magnétron; - la fig. 4 est une coupe faite par la ligne 4-4 de la fig. l pour montrer la liaison d'accouplement entre les cavités résonnantes et le cavité de - sortie.
Si l'on se réfère à la fig. 1, on voit que le magnétron consiste en un bloc anodique 10 ayant généralement la forme d'un cylindre creux, à l'intérieur duquel est logé l'élément 11, dans lequel sont constituées les cavités résonnantes 12. L'élément Il est soudé ou fixé de toute autre ma- nière convenable au fond intérieur circonférentiel du bloc anodique, où il peut faire partie intégrante de ce dernier, si on le désire. Les pièces po- laires 13 &t 14 sont insérées aux extrémités opposées du bloc anodique 10.
Chaque pièce polaire est construite de façon généralement semblable, chacune présentant une partie saillante 15 pénétrant dans le bloc anodique, auquel elle est fixée et une tête plus large 16, un épaulement étant consti- tué en 17, qui vient buter contre l'eXtrémité du bloc anodique pour détermi- ner axialement la position de la pièce polaire par rapport au bloc anodique.
Les pièces polaires sont percées toutes deux en leur centre ; pièce polaire 13 reçoit la tige 18 portant un élément d'accord 19 qui coopè- re avec les cavités résonnantes 12, cette tige étant réglable axialement par rapport à la pièce polaire 13 de par sa fixation à cette dernière par l'in- termédiaire d'un diaphragme flexible 20; la pièce polaire 14 reçoit la cathode 21 montée sur une tige 22 fixée à l'extrémité extérieure de la pièce polaire 14 d'une manière que l'on décrira dans la suite.
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Les pièces polaires sont scellées au bloc anodique de la manière. suivante : Un élément cupulaire 23, ouvert à ses extrémités, a son bord 24, de plus petit diamètre, scellé au bloc anodique au voisinage de son extrémité, tandis que son bord 25, de plus grand diamètre? est scellé à la pièce polaire.' Le plus petit bord est scellé au bloc anodique par insertion dans une gorge circonférentielle 26 prévue à l'extrémité du bloc auodique, de préférence par soudure, à l'aide d'un alliage eutectique argent-cuivre,'sous atmosphère.- d'hydrogène.
Pour que des crevasses n'apparaissent pas dans le métal de sou- dure,lorsque le bloc anodique se refroidit après avoir été porté à la tempé- rature de soudure, ces crevasses pouvant résulter de la.différence de dila: tation thermique entre le bloc anodique, qui est en cuivre, et l'élément cu- pulaire, qui est en acier, le bord intérieur, de l'élément cupulaire est très mince, son épaisseur allant de 0,25 à 0,40 mm, ce qui lui donne un qer- tain degré d'élasticité lui permettant de se déformer et empêchant ainsi la formation de crevasses dans la substance de soudure au joint,
La surface supérieure du bloc anodique présente une partie plane 27, un support étant prévu à travers la partie plane, pour recevoir un élément 28 d'accouplement,
dont une coupe est représentée à la fig. 4. L'élément:' 11 présente également une partie plane en 29 pour permettre à l'extrémité de l'élément 28 d'accouplement de traverser la paroi du bloc anodique et de ve- nir buter contre la partie plane de l'élément 11. Isolément d'accouplement 28 conduit à une c.cavité de sortie 30, constituée en un alliage fer-nickel- cobalt? de section rectangulaire dans la disposition représentée; ce qui per- met son accouplement à un guide d'ondes rectangulaire retirant l'énergie dé- bitée par le magnétron. La cavité de sortie 30 est fermée par une fenêtre 31 verre-métal représentée en coupe à la,; fige 3, le verre possédant l'une des compositions bien connues, permettant de le sceller à un alliage fer-nickel- cobalt.
L'élément d'accouplement 28 présente, en coupe, une ouverture 32 enaalignement avec la fente 34 qui conduit à la cavité résonnante, cette fente étant représentée à la fig. 2 comme étant disposée verticalement au-dessus de l'axe longitudinal du magnétron. L'élément d'accord 19 présente la forme d'un disque sensiblement cylindrique, à rebord, dont un bord s'étend vers les extrémités des cavités résonnantes 12, la face supérieure du disque pré- sentant une surface plane permettant le dégagement de l'extrémité inférieure de l'élément d'accouplement 28.
L'assemblage cathodique est relié à la pièce polaire 14 de la manière suivante :Un manchon 35, en un alliage cobalt-nickel-fer, est fixé à l'une de ses extrémités, à la paroi d'un rentrant intérieur de la surface extérieure de la pièce polaire 14 et, à l'autre extrémité, à un cylindre en verre 36, l'extrémité éloignée du tube 36 étant, à son tour, scellée à un culot 37 en même substance que celle du manchon 35. La composition du verre dans lequel est fait le tube 36, est choisie de telle manière qu'aucune ten- sion résiduelle sensible n'apparaisse dans-le verre après scellement au man- chon 35 et au culot 37. Ce dernier est scellé à l'assemblage cathodique 22 en 38. Un tube de vidange 39 est hermétiquement scellé dans une ouverture du bloc anodique pour permettre de faire le vide dans le magnétron.
Lors de l'assemblage du magnétron, les parties telles que l'é- lément 11 et la chambre 29 d'accouplement, sont scellées d'abord au bloc ano- dique. Ces parties sont en cuivre et les joints peuvent être- effectués par soudure ou toute autre manière convenable. Les éléments cupulaires 23 sont scellés aux extrémités du bloc anodique par la méthode décrite ci-dessus 'et la cavité de sortie 30 est soudée à la' chambre 29 d'accouplement. La piè- ce polaire 14 est ensuite insérée dans son élément cupulaire de scellement et poussée vers l'intérieur jusqu'à ce que l'épaulement 17 vienne buter con- tre l'extrémité du bloc anodique.
Un gabarit centré avec précision est placé dans l'alésage central et l'assemblage cathodique est ensuite introduit dans la pièce polaire 14 dermanière à être centré avec précision dans cette der- nière, au moyen du gabarit, ,et le'joint 38 est ensuite constitué en utilisant, de préférence, un alliage eutectique argent-cuivre et une atmosphère d'hydro-
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gène, l'alliage de soudure étant fondu de préférence par chauffage inductif.
La pièce polaire 14 et l'assemblage cathodique sont ensuite retirés du bloc anodique et de l'élément cupulaire de scellement, pour permettre l'enlèvement du gabarit et la réinsertion de la pièce polaire 14 et de l'assemblage catho- dique joint, dans le bloc anodique. Le scellement est ensuite effectué entre la pièce polaire 14 et l'élément cupulaire de scellement au moyen d'un man- chon 39 de scellement, lequel est scellé d'abord à la pièce polaire et au bord de l'élément cupulaire 25. Ce scellement étant l'un des deux derniers scellements à effectuer, est éloigné du voisinage du bloc anodique et de l'as- semblage cathodique de telle sorte que l'anode et la cathode ne courent pas le risque d'être contaminés par les gaz résultant de la formation du scelle- ment.
Les bords du tube de scellement et de l'élément cupulaire peuvent ê- tre soudés ensemble, ou bien le tube de scellement 39 peut être embouti sur l'extrémité dec l'élément cupulaire, et un joint de soudure effectué ensuite, si on le désire.
Le scellement entre la pièce pqlaire 13 et l'élément cupulaire 25 est effectué de façon similaire, excepté que l'élément d'accord est inséré dans et joint à la pièce polaire 13 avant l'insertion de cette dernière dans le bloc anodique et l'élément cupulaire. On fait ensuite le vide dans l'ap- pareil et le tube de vidange 39 est scellé.
Le réglage axial de:l'élément d'accord 19 à l'aide duquel la fré- quence de résonance des cavités est variée::;,- est rendu possible au moyen du diaphragme flexible 20. Le mouvement du diaphragme est effectué au moyen d'une vis filetée 40 de réglage, montée sur un manchon fixé au diaphragme 20 et à la tige 18, cette vis filetée coopérant avec une unité (non-représen- tée) reliée à un arbre fixe, lui-même fixé à 1'élément cupulaire.