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L'invention concerne un magnétron à cavité résonnante et à pièces polaires incorporées, à l'intérieur duquel s'étendent les extrémités d'une catho- de à réserve, c'est-à-dire une cathode dont l'intérieur comporte une réserve de composés de métaux alcalino terreux qui, pendant les fonctionnements, fournis- sent du métal alcalino terreux libre vers la surface de la cathode.
On sait que, dans les magnétrons du type à cavité résonnantes, lors- qu'on emploie une cathode à oxydes, il se produit une grande émission secondaire, ce qui permet d'obtenir d'intenses courants de pointe. Par contre, la surface métallique d'une cathode à réserve présente en général une assez médiocre émis- sion secondaire. Cela constitue un inconvénient pour l'utilisation des cathodes à réserve dans les magnétrons.
De plus, la température requise pour une bonne émission primaire d'une cathode à réserve dépasse de 200 à 250 C celle nécessaire pour une cathode à oxydes. Cela aussi peut provoquer de grandes difficultés dans un magnétron.
L'invention fournit une forme de construction qui permet d'utiliser, sans le moindre inconvénient, et à une température très basse, une cathode à ré- serve dans un magnétron à cavité résonnante.
Dans un magnétron à cavité résonnante et à pièces polaires incorpo- rées, à l'intérieur duquel s'étendent les extrémités d'une cathode à réserve, conformément à l'invention, les extrémités de la cathode qui ne se trouvent pas entre les segments anodiques, sont entourées, jusqu'aux pièces polaires, avec un faible jeu, par des gaines en matière magnétique douce à haute perméabilité, gaines qui sont reliées par un support de faible section et à grande résistance thermique aux extrémités de la cathode, alors que le point de Curie de la matiè- re de ces gaines se trouve au delà de la température de régime de la cathode.
On a constaté que cette construction conforme à l'invention permet d'obtenir une émission utilisable à une température qui ne doit pas être plus élevée que celle d'une cathode à oxydes usuelle. De plus, le fonctionnement com- me oscillateur du magnétron est plus favorable, car il peut déjà se produire des oscillations pour de très faibles intensités du courant anodique.La basse tempé- rature de la cathode à laquelle une cathode à réserve ne permet d'obtenir qu'une très faible émission d'électrons primaires, prouve,que l'émission secondaire est très élevée.
Cela est probablement dû au fait que le champ magnétique est plus intense à proximité de la surface cathodique que dans les constructions de magné- trons usuelles, de sorte que l'angle d'incidence des électrons sur la surface cathodique acquiert des valeurs qui sont favorables pour l'émission secondaire.
Dans un magnétron conforme à l'invention, la cathode peut encore com- porter des bagues terminales, c'est-à-dire des bagues d'un diamètre quelque peu plus grand que la surface active aux extrémités de cette cathode, de préférence recouvertes d'une matière empêchant l'émission, tout comme les gaines en matière magnétique douce, qui entourent les extrémités des cathodes. Les gaines en matiè- re magnétique douce ont un diamètre intérieur plus grand que celui de la partie active des cathodes et un diamètre extérieur plus petit que celui des bagues ter- minales.
Comme matière empêchant l'émission, le zirconium s'est avéré très fa- vorable, alors qu'aux plus basses températures, on peut également utiliser du ti- tane, le carbone convient égalemento
Tour des gaines en matière magnétique douce conformes à 1 invention, on peut utiliser toute matière magnétique douce à haut point de Curie, mais il s'est avéré que la matière vendue sous le nom "Permendur" et dont le point de Cu- rie se trouve à 930 C, convient particulièrement bieno La composition de cette ma- tière est: Co 49 %, V 2%, le reste étant du fer.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limita- tif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particulari-
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tés qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de , 1 invention.
Sur la figure, 10 est le bloc anodique du magnétron à bras anodiques
9 dirigés vers l'intérieur, entre lesquels sont formées les cavités résonnantes
11 autour de l'espace anode-cathode 8. La forme des bras anodiques des cavités résonnantes n'est-pas essentielle. C'est ainsi que les cavités résonnantes peu- vent être de forme cylindrique circulaire et être reliées par une fente étroite à l'enceinte anode-cathode. Les bras anodiques peuvent également être constitués par des plaques planes ou bien les cavités résonnantes peuvent être du type dit soleil levant,c'est-à-dire alternativement de grandes et de petites cavités résonnantes. Pour autant que cela soit nécessaire, on peut utiliser à cet effet les types munis de bagues de liaison entre les extrémités de segments anodiques alternés.
Les cavités résonnantes 11 sont couplées entre elles par l'intermé- diaire des enceintes fainales 12 qui sont limitées parles pièces polaires 13 et
14. L'aimant, qui engendre le champ magnétique entre les pièces polaires, n'est pas représenté sur le dessin. La pièce polaire supérieure 14 comporte un espace pour un mécanisme d'accord éventuelo
L'ensemble cathodique, indiqué par 20, s'étend dans le magnétron à travers le trou 21 de la pièce polaire 13. La cathode est supportée par un cone métallique 22 qui forme en même temps l'un des pôles d'alimentation en courant de chauffage. L'autre pôle d'alimentation en courant de chauffage est formé par la broche centrale 25 qui est isolée du corps cathodique par un bloc d'alundum
26.
Le filament 27 est relié à la broche 25 et en 35 directement au corps cathodique.
La partie émettrice de la cathode est constituée par un corps de tungstène poreux 30, imprégné d'un carbonate de calcium et de baryum obtenu par fusion d'un mélange de carbonate de baryum, d'oxyde d'aluminium et de carbonate de calcium dans un rapport moléculaire de 5:2:3. La surface cylindrique 31 du corps 30 est montée coaxialement dans le bloc anodique 10. Sur les extrémités du corps 30 sont vissés, à l'aide de filets, deux cylindres de molybdène 32, dont chacun est muni d'un flasque 33.Les flasques 33 font office de bagues termina- les de la cathode par leur influence sur la forme du champ anode-cathode. En combinaison avec des dispositions pour éviter l'émission par les bagues termina- les 33 mêmes, l'émission d'électrons est limitée ainsi à l'enceinte 8.
Les ba- gues 33 peuvent être constituées par du tantale au lieu de molybdène, Dans les bagues 32 sont vissés le support de la cathode 23, qui sert en même temps à éva- cuer par rayonnement la chaleur qui est engendrée lors du bombardement électro- nique de la cathode, et un radiateur 34. Deux corps cylindriques 37 en matière magnétique douce "Permendur" sont serrés, à l'aide de trois saillies radiales, entre les parties cathodiques munies de filets. Cet assemblage est choisi de fa- gon que les cylindres 37 restent aussi froids que possible tout en étant dirigés axialement. L'étroite fente 40 entre le corps cathodique et les écrans en matiè- re magnétique douce sert à la résistance thermique et doit en outre empêcher que le baryum parvienne du corps 30,sur le côté extérieur des cylindres 37 et y pro- voque de l'émission.
Une étroite fente 41 sépare les cylindres 37 des bagues ter- minales 33. Au lieu de saillies radiales 38, on peut également choisir une bague complète, pour autant que sa résistance thermique soit assez élevéeo Le diamètre intérieur du cylindre 37 est plus grand que le diamètre de la partie active de la cathode, tandis que le diamètre extérieur de ces cylindres est plus petit que celui des bagues terminales 33. Tant les bagues terminales 33 que les cylindres en matière magnétique douce 37 sont recouverts d'une couche 44 d'une matière em- pêchant l'émission, dans ce cas du zirconium, obtenue en étendant sur ces parties une suspension d'hydrure de zirconium pulvérulent dans une solution d'amylacétate,
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après quoi on obtient, par frittage dans le vide, à environ 1100 C, une bonne adhérence.
Cette couche est alors assez lisse et d'épaisseur uniforme, ce qui est désirable en vue des tolérances prescrites. La couche 44 a une épaisseur d'environ 0,25 mm.
Après le montage du tube, la cathode est activée à une température de 1100 C. On constate que l'intensité désirée du courant anodique peut déjà être obtenue alors à une température de la cathode de 850 C. A cette basse tem- pérature de la cathode, la vaporisation du baryum hors de la cathode est très faible, tandis qu'en outre la couche de zirconium 44 empêche l'émission par d'autres parties de la cathode. Par suite de la présence des cylindres 37, le champ magnétique de la surface cathodique est très intense, tandis qu'à la tem- pérature de 85000 de la cathode, le "Permendur" de ces cylindres est encore suf- fisamment éloigné de sa température de Curie pour conserver sa haute perméabili- té.
Dans un cas déterminé, le diamètre de la cathode était de 5,4 mmo Les trous dans les pièces polaires étaient de 11,5 mm et le diamètre extérieur des cylindres 37 de 9,5 mm. Le diamètre extérieur des bagues 33 était de 9,9 mm.
La largeur de la fente 40 était de 0,18 mm et celle de la fente 41 de 0,5 mm.
La longueur de la surface active de la cathode était de 7,9 mm, et la distance entre les extrémités des pièces,polaires de 12,7 mm.