專利名稱：具有改進性能的用于軸向束電子管的柵格的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種柵格型軸向束電子管領域，尤其涉及一種具有感應輸出，簡稱為IOT(代表感應輸出管，Inductive Output Tube)的電子管。更具體講，同這些管中的柵格相關。
一個IOT包括一個電子槍，該電子槍發(fā)射徑向軸方向的電子束，此電子束穿過與它進行相互作用的共振腔，直到被與共振腔鄰接的采集器接收。
在這些管中，電子槍具有一個陰極，一個加熱器，一個控制柵格和一個陽極。陰極通常具有一個凹型發(fā)射零件，柵格位于陰極和陽極之間。
柵格用來調節(jié)電子的發(fā)射，以便它們一從陰極發(fā)射出來就被分成包。得到調節(jié)的電子束穿過單一腔，并從中獲得電磁能。這些管具有效率和高增益。
圖1高度簡要的描述了一個IOT類型管使用的已知電子槍。圖中1為熱發(fā)射陰極。它是固體的，具有凹形發(fā)射面2。使用傳導或輻射進行加熱的加熱器3，位置在陰極1的發(fā)射面的對面?？刂茤鸥駷?，正對著陰極1的發(fā)射面2。它離發(fā)射面很近，它們之間的間隙是幾個十分之一毫米的量級。
還有一個陽極5，它具有一個中間開孔6。
電子成為一束(沒有顯示)，方向沿XX’軸。這一電子束中，電子一穿過中間孔6，就被分成包。過了中間孔6，它們進入到管體中(顯示為虛線)，從共振腔直到采集器。
柵格4具有一個中間區(qū)域有條形的開孔零件7和一個外圍固體零件8，裝配體的形狀為基本上是平面或稍稍內凹的盤型，以便同陰極1的發(fā)射平面2一致。柵格4很精致，其條形很細。柵格4要同柵格連接件10連接起來。該連接件位于電子槍的底部，在柵格4的相對一側，同加熱器3一樣。柵格4通過連接件10接收電子調節(jié)信號。這種連接通過一端固定在柵格4的固體零件8上，另一端固定在柵格連接件10上的可導電支撐9來獲得。這個支撐9由幾個近似筒形的件組成，其中一個筒形件91包圍著柵格4。
同樣，在電子槍底部周圍，不僅有柵格連接件10，還有陰極連接件、加熱器連接件和陽極連接件。這些連接件未表示。它們通過不導電的墊片互相分離。這些連接件10離陰極1和加熱器3較遠，因此不暴露于高溫中。
柵格4的支撐9位置靠近陰極，并包圍陰極。它一般由金屬制成，因為它要傳遞調節(jié)信號給柵格4，需要有導電性。
在以前的方法中，由于熱電性的原因，柵格4由熱溶性石墨制成，該材料以沉積平面上膨脹系數極小而聞名。
柵格4承受著很高的熱、電的壓力，但是為了完成它的角色并有效地調節(jié)電子束，它必須能夠在這樣的條件下不發(fā)生變形。
在電子管的操作過程中，柵格和陰極之間的間隙必須保持幾乎不變，這是保證調節(jié)效果和信號穩(wěn)定的重要因素。
柵格4溫度的升高，一方面是因為它離熱發(fā)射陰極1很近，另一方面是因為它不可避免地受到發(fā)射電子的撞擊。
電子管在使用時，柵格4和支撐9之間就會產生膨脹差，因為它們的熱膨脹系數不同。柵格一般由熱溶性石墨制成，支撐9由金屬制成。
膨脹差會在柵格上產生壓力，這樣柵格如果是很緊地固定在支撐9上，就會引起開孔區(qū)域7的變形；或者造成柵格4同陰極1的接觸；或者至少會改變對電子束的調節(jié)。
有人建議，如圖1所示，在具有導電性的彈性連接11的幫助下把柵格4以彈性方式安裝在支撐9上。該連接件吸收膨脹中的膨脹差。產生膨脹時，柵格4和支撐9之間可以進行相對滑動，從而避免柵格4承受過高的機械壓力。但是，這樣就很難保證陰極和柵格的同心性。這就存在著柵格和陰極之間的間隙發(fā)生變化的危險性。這種結構的另一個缺點是它的制造成本較高。彈性連接11必須在柵格4和支撐9之間進行分隔，又不能因此打斷二者之間電流的連續(xù)性。安裝這個連接件需要有很高的技巧，并需要由幾塊組合而成的復雜的支撐9。
本發(fā)明試圖減輕這些缺點，并為此提供了一種具有改進性能的軸向束電子管用的柵格，它的制造可以非常容易。其結果為得到了一種便宜的電子槍，這種電子槍在操作時，能夠不受不同電極溫度穩(wěn)定時間的影響，維持準確定義的陰極和柵格間的距離。它使同金屬柵格支撐的分離成為可能。
更具體的說，為了達到這一點，根據本發(fā)明制造的柵格為鈴形，并由單一材料制成。這種鈴在它的頂部有開孔零件，這零件大致垂直于電子束的軸線。
由于其熱、電和機械特性要適合于這種應用，柵格最好由熱固性石墨制成。柵格最好制成一個整體。
為了提高在開孔零件的周邊穿過柵格的電子的聚焦性，鈴(bell)的頂部可以被配置為筒形，將開口零件置于筒的底部，并使用圓柱形管壁包圍開孔零件。這種圓柱形管壁通過環(huán)形零件同套筒相連，并通過它同套筒分離開來。
該柵格要在鈴的底部同柵格連接件固定。
該柵格連接件可以包含一個軸套以裝配柵格。
柵格和柵格連接件間的固定可以通過焊接或螺釘等方式獲得。為了更進一步提高柵格的性能，在柵格的底部大致沿電子束的方向提供一系列槽是有好處的。這些槽可以對發(fā)生在柵格和柵格連接件之間的膨脹差進行彈性補償。
本發(fā)明也同使用這種柵格的軸向束電子管有關。
本發(fā)明更多的特征和優(yōu)點可以通過閱讀下面對柵格例子的描述獲得，


了這些，其內容可概括為圖1(已經描述)，一種軸向束電子管，其電子槍使用已知柵格；圖2，根據本發(fā)明制造的軸向束電子管，其電子槍使用根據本發(fā)明制造的柵格；圖3a，根據本發(fā)明制造的具有一系列槽的柵格的側視圖；圖3b，3c，槽的不同的可選形式。
圖4，根據本發(fā)明制造，使用頂部有園筒的柵格的軸向束電子管。
為了清楚起見，這些圖中的比例并不完全正確。
圖2簡要表示了根據本發(fā)明制造的柵格20，裝配在具有沿XX’軸軸向的軸向束50的電子管上。該電子管假定為感應輸出管(IOT)。圖中電子槍只顯示了一部分，其它部分由虛線簡要表示。柵格20具有鈴22的形狀，并由單一材料制成。
該鈴22具有頂部21，并由大致圓柱形的套筒延伸到底部27。
柵格20的開孔零件23，大致垂直于電子束的XX’軸，位于鈴的頂部21上。該開孔零件23之所以要這樣放置，是因為在安裝到電子管的電子槍上時要能夠正對陰極40的有源面41。開孔零件23同陰極40的有源零件41的表面一致，為此它可以是凹形，例如近似球形的盤子的形狀。
其它配置也是可能的，如圖3a中顯示的平面型開孔零件23。
柵格20從鈴的頂部21到它的底部27由同一種材料制成。這個特征是為了解決原有方法中由于不同的膨脹系數引起的變形問題。使用這樣由同一種材料制成的鈴形結構，就不必在靠近陰極40處開孔零件23和柵格連接件24之間提供金屬支撐。
鈴22的底部27固定在柵格連接件24上，該件24為柵格20提供電調節(jié)信號。
柵格連接件24離陰極40較遠，位置靠近陰極連接件42。在連接件區(qū)域內，溫度不會同面對陰極的有源表面41的開孔零件23區(qū)域一樣高。柵格20和柵格連接件24之間膨脹系數差引起的破壞效應在開孔零件23上表現不會很明顯。
可導電的柵格連接件24可以包含一個軸套25，沿軸套25的四周安裝鈴22的底部27。柵格20可以使用穿過軸套25和鈴22的套筒的螺釘26固定在軸套25上。為此，提供了鈴22的套筒上的孔28和套筒25上的內螺紋，以便接受螺釘26。
圖3a表示了根據本發(fā)明制造的柵格20的透視圖，鈴22的套筒上具有孔28。為了清楚起見，開孔零件23采用剖面線的形式畫出。該結構沒有限制。
另一種類型的固定可以包含一個在鈴22的底部27和柵格連接件34之間的焊接連接。
為了更進一步減少柵格20和柵格連接件24之間膨脹系數差引起的破壞效應，可以沿鈴的底部27的周向提供一系列縱槽30，這些槽為加熱時不可避免地發(fā)生變型的區(qū)域提供了一定程度的靈活性。這些槽30為膨脹差別提供了彈性補償，減少了柵格中的機械壓力。
這些槽30，不能延伸到鈴22的套筒的下邊界，而是在距下邊界較短距離處停住，以便在鈴22的底部和槽的端部之間給出空間31。
安裝之后，鈴的底部由槽的寬度分隔為一定數量的條。這些槽30不會減弱同柵格連接件24的電連接。空間31在安裝到套筒25上之前保證了鈴的底部27的剛性，但是緊固之后，它可能會碎?？?8分布在槽30之間，如圖中所示。
槽30可以具有固定的寬度，但它也可以具有上部30．1和下部30．2，兩部分具有不同的寬度，而連接在一起。
圖3a，3b，3c表示了槽30的幾種配置。在圖3a中，槽30具有固定寬度。在圖3b中，上部30．1比下部30．2寬，而在圖3c中正好相反。
這些槽30和孔28可以由任意已知的方式產生，例如鋸、磨等。
柵格20最好由熱固性石墨制成，因為該材料的熱、機械和電性能非常適合于這種應用。生產整體型熱固石墨柵格的技術已被很好的掌握。當然，也可以使用其它材料。
柵格連接件24可以由導電、導熱的材料制成，一般為銅、鉬、鐵鎳鈷合金或其它。
如果軸套25沒有環(huán)形的陽極連接件24的其它部分作為一體進行制造，也可以使用相同的材料制造。
出現在柵格連接件24的任意一邊和陰極連接件42的任意一邊的是絕緣分離件43，它被用作連接件同討論中的不同電極之間的電流絕緣和機械保持。
一些從開孔零件23的周邊穿過柵格20的電子存在著偏離而不是匯聚在XX’軸的危險性。它們會撞擊陽極，而降低電子管的性能。這種現象是不希望出現的。
為了避免這一缺陷，將電子更好的聚焦在XX’軸上，可以將鈴22的頂部21配置為筒狀，以便開口零件23位于筒的底部。它的周邊由大致圓柱形的管壁51包圍，該管壁51通過環(huán)形零件52固定在鈴22的套筒53上。圖4使用剖面圖的形式說明了這一可選形式。柵格的壁從底部27開始在套筒53的區(qū)域內沿XX’軸上升，在環(huán)形零件52的區(qū)域內轉向XX’軸，然后在管壁51的區(qū)域內進入鈴，在大致垂直XX’軸的開孔零件23處結束。套筒53，環(huán)形零件52和凹腔管壁51具有大致相等的厚度。管壁51的長度進行調整以獲得聚焦行為。管壁51和套筒53由環(huán)形零件52分離。對于環(huán)形零件呈凹形的管壁51顯示為大致垂直。套筒53和管壁51是兩個近似同心安裝的圓筒，一個在另一個里，管壁51在套筒53里面。
這個大致圓柱形的管壁51作為韋內；它將由開孔零件周邊穿過柵格的電子推回XX’軸一因此產生了附加的聚焦效應。這種配置的熱固型石墨柵格的加工不存在困難。
權利要求
1．具有軸向束(50)的電子管使用的柵格，具有開孔部分(23)，電子束(50)中的電子將穿過該部分，該開孔部分(23)位置大致垂直于電子束的軸，柵格為鈴形，由單一材料制成，具有頂部(21)和套筒(53)，開孔部分(23)位于鈴的頂部，其特征在于開孔部分(23)位于由凹型管壁(51)圍成的筒的底部，該管壁連接開孔零件的周邊，以便從周邊穿過開孔部分的電子能夠聚焦到軸上，管壁(51)通過環(huán)形部分(52)固定到套筒上。
2．根據權利要求1描述的柵格，特征為它是由熱固性石墨制造。
3．根據權利要求1，2中的任何一條描述的柵格，特征為它作為一個整體進行制造。
4．根據權利要求1-3中的一條描述的柵格，特征為開孔部分(23)為凹型的。
5．根據權利要求1，4中的任何一條描述的柵格，特征為套筒(53)和管壁(51)大致同心，管壁(51)位于套筒(53)內部。
6．根據權利要求1-5中的一條描述的柵格，特征為鈴(22)要被固定到它的底部(27)的可導電柵格連接件(24)上。
7．根據權利要求6描述的柵格，特征為它的底部(27)能被安裝到柵格連接件(24)的軸套(25)上。
8．根據權利要求6，7中的任意一條描述的柵格，特征為它可以被用螺釘固定到柵格連接件(24)上。
9．根據權利要求6，7中的一條描述的柵格，特征為它可以被焊接到柵格連接件(24)上。
10．根據權利要求6-9中的一條描述的柵格，特征為鈴(22)在它的底部(27)有一系列大致沿電子束軸方向的槽(30)，以便能夠對出現在柵格和柵格連接件(24)之間的膨脹差進行彈性補償。
11．根據權利要求10描述的柵格，特征為槽(30)的下端在離底部(27)的邊緣不遠處停止，以便在槽(30)的末端和底部(27)的邊緣之間形成空間(31)。
12．根據權利要求10，11中的任意一條描述的柵格，特征為槽具有上部(30．1)和下部(30．2)，連在一起的這兩部分(30．1，30．2)具有不同的寬度。
13．根據權利要求10，11中的任意一條描述的柵格，特征為槽(30)具有固定的寬度。
14．具有軸向束(50)的電子管，特征為它包括一個根據前面權利要求中的一條描述的柵格(20)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于具有軸向束(50)的電子管的柵格,它包括一個開孔部件(23),電子束(50)中的電子將穿過它,該柵格具有鈴(22)的形狀,由單一材料制造,開孔部件(23)位于鈴(21)的頂部,但位于圓筒的底部,以便從它的周邊穿過柵格的電子聚焦到軸上,本發(fā)明特別適用于IOT型的電子管。
文檔編號H01J23/02GK1290398SQ9980277
公開日2001年4月4日 申請日期1999年2月12日 優(yōu)先權日1998年2月13日
發(fā)明者居伊·克萊爾 申請人:湯姆森管電子技術公司