FR 2515869 A1 19830506 FR 8218208 A 19821029 la présente invention concerne les tubes électroni- ques à émission thermoélectronique, et spécialement ceux des- tinés à Ctre utilisés en hyperfréquence, et elle porte en particulier sur des cathodes à imprégnation de type M et B pour de tels tubes. La densité d'émission thermoélectrzique et la dura- bilité des cathodes chauffées de tels tubes ont constitué de façon générale des facteurs de limitation dans les performan- ces et la durée de vie attendue On peut calculer que la puis- sance de sortie disponible d'un tube augmente proportionnel- lement à la cinquième puissance de la densité d'émission de la cathode, lorsqu'on suppose que la densité d'émission est le facteur limitatif, ce qui fait qu'une cathode capable de fonctionner avec une densité d'émission élevée permettrait de concevoir des canons à électrons et des optiques électroni- ques avec de plus faibles rapports de convergence de faisceau, et conduirait à de meilleures performances Une exigence sup- plémentaire, en particulier dans les canons équipés de gril- les, consiste en ce que la cathode doit être capable de four- nir des densités d'émission élevées à des températures plus basses que celles qui sont normalement associées aux cathodes classiques imprégnées à matrice de tungstène, c'est-à-dire les cathodes de type B et M. Une technique connue consiste à déposer, en phase vapeur, sur la surface de cathodes de type X des revêtements métalliques spéciaux tels que des revêtement métalliques d'osmium ou d'iridium De tels revêtements abaissent l'éner- gie d'extraction et améliorent l'émission, mais ils sont coû- teux, aussi bien du fait des matières elles-mêmes que de l'application par pulvérisation En plus du coût supplémen- taire de l'opération de pulvérisation pour appliquer le re- vêtement, la durée pendant laquelle l'émission est effective- ment améliorée est limitée,à des températures supérieures à 107500, ce qui, à son tour, limite la durée de vie utile du tube. Il est également-connu d'incorporer ces métaux spé- ciaux, en particulier l'iridium, dans la matrice elle-même, comme par exemple en mélangeant un certain pourcentage d'iri- dieu: sous forme de particules avec les particules de tungstè- ne de la matrice Voir en particulier la demande de brevet US 800 837 déposée le 27 mai 1977 Bien que ceci soit très satisfaisant, la quantité optimale nécessaire d'iridium sous forme de particules ou d'un autre métal spécial d'améliora- tion qui est aj outé à la matrice augmente fortement le co-ft de la cathode du fait que les métaux sous forme de particules sont onéreux. Il existe donc un besoin concernant une cathode per- fectionnée à émission élevée, du type à imprégnation, et un tube à émission thermoélectronique qui suppriment les incon- vénients et les limitations ci-dessus. Le but général de l'invention est de réaliser une cathode perfectionnée à émission élevée, du type à imprégna- tion, et un tube électronique, qui aient une plus longue du- rée de vie que les cathodes de l'art antérieur, sans avoir le colt qui résulte de l'utilisation d'une matrice comprenant un métal spécial d'amélioration. L'invention a également pour but de réaliser une cathode et un tube électronique ayant les caractéristiques ci-dessus qui procurent les performances améliorées d'une ca- thode à imprégnation de type M et d'un tube correspondant, utilisant de l'iridium ou une autre matière d'amélioration de l'émission, sous une forme plus économique, et qui permettent d'employer la fabrication et les techniques classiques utili- sées pour la production des cathodes à imprégnation classi- ques de type B et M. L'invention a également pour but de réaliser une cathode et un tube électronique ayant les caractéristiques ci-dessus, dans lesquels la nécessité de revêtements spéciaux soit supprimée et la nécessité d'incorporer la matière d'amé- lioration sous forme de particules métalliques dans la matri- ce en quantités notables soit également supprimée. L'invention a également pour but de réaliser une cathode et un tube électronique ayant les caractéristiques ci-dessus qui procurent une densité d'émission accrue à des températures plus basses que les cathodes classiques en tung- stène imprégné, et qui procurent de plus une densité d'émis- sion élevée permettant de concevoir des optiques et des canons électroniques avec de plus faibles rapports de convergence du faisceau. L'invention a également pour but de réaliser une cathode à imprégnation à émission élevée présentant une émis- sion uniforme pendant sa durée de vie utile et dont la durée de vie soit notablement augmentée. L'invention est basée sur la découverte du fait qu'il n'est pas obligatoire que le métal qui procure l'amé- lioration de l'émission, comme par exemple l'iridium, dans la demande de brevet précitée, soitemployé sous forme métallique, conformément à la pratique antérieure On a trouvé qu'on peut incorporer de plus faibles quantités de cette matière d'amé- lioration de l'émission dans la matière d'imprégnation elle- même, de préférence sous la forme de son oxyde Dans une for- me de l'invention, on mélange intimement des quantités stoe- chiométriques de l'oxyde du métal d'amélioration de l'émission, sous forme d'une poudre, avec une poudre d'un aluminate de métal alcalino- terreux, et on chauffe le mélange pour former un composé inter-oxyde On fabrique ensuite la cathode d'une manière classique, par exemple en amenant à son point de fu- sion la matière d'imprégnation du type inter-oxyde, et en la laissant imprégner une matrice,par exemple en tungstène ou en molybdène La procédure d'imprégnation est pratiquement la m 6 me que celle qu'on connaît dans la fabrication actuelle de cathodes à imprégnation Du fait que le composant d'améliora- tion de l'émission fait déjà partie de la matière d'imprégna- tion, on dispose d'une source homogène pour la migration vers la surface émettrice, et on obtient ainsi une longue durée de vie, une bonne stabilité et une émission accrue* L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une représentation schématique des composants de la cathode de l'invention, de son mode de fa- brication et de son assemblage. La figure 2 est une coupe agrandie d'un élément d'émission d'une cathode terminée, une fois que l'imprégna- tion a été achevée et que cet élément est prêt à l'utilisa- tion. la figure 3 est une coupe d'une cathode de type bouton entièrement assemblée, comprenant un élément chauffant construit conformément à l'invention. La figure 4 est une coupe d'un klystron comportant une cathode thermoélectrcnique construite conformément à l'invention. La figure 5 est un graphique comparatif d'une catho- de classique et d'une cathode construite conformément à l'in- vention. On va maintenant considérer la figure 1 qui est une représentation schématique fortement agrandie des éléments constitutifs de la cathode construite conformément à l'inven- tion, c'est-à-dire l'aluminate et la matrice que l'aluminate imprègne La matrice comprend des particules 10 de tungstène ou de molybdène ou d'un autre métal réfractaire approprié Si le coût n'entrait pas en considération, on pourrait utiliser des métaux tels que l'iridium et des métaux analogues en tant que matière de la matrice Il est également possible de cons- truire la matrice sous la forme d'un mélange de particules, comme un mélange de tungstène et de molybdène, indiqué en 12. Les particules de métal ont de préférence une taille de 2 à 8 pm, et si on utilise plus d'un métal, on mélange les cons- tituants dans une opération 14, pour former une dispersion uniforme Ensuite, on les comprime et on les soumet à un frit- tage suffisant pour obtenir l'agglomération et pour former une structure de matrice auto-portante Cette structure défi- nit un ensemble d'interstices ou de pores dans toute la matri- ce métallique qui sont reliés les uns aux autres dans tout le corps de la matrice, de façon qu'il puisse y avoir une migra- tion de la matière d'imprégnation vers la surface émettrice d'électrons, comme on le décrira ultérieurement On soumet de façon caractéristique les particules de la matrice à des pressions de 3500 bars tout en les portant à une température de frittage qui convient pour produire une agglomération en- tre les particules Une fois qu'on a formé la matrice, on usine la surface émettrice d'électrons par des procédures classiques, pour la rendre plane. La matière d'imprégnation est constituée par des substances connues pour des cathodes à imprégnation, auxquel- les on ajoute un métal choisi dans le groupe comprenant l'iri- dium et le rhénium, de préférence sous la forme de l'un de ses oxydes On combine ces matières sous la forme d'une pou- dre et on les mélange en une dispersion uniforme à l'opéra- tion 18 Les constituants de la matière d'imprégnation sont de préférence les suivants: carbonate de baryum, oxyde d'alu- minium, carbonate de calcium, et un métal (oxyde) d'améliora- tion de l'émission, choisi parmi les matières indiquées ci- dessus Comme on l'envisagera, on choisit les quantités de ces matières de façon qu'elles correspondent à des quantités stoechiométriques, afin quele chauffage effectué ensuite pro- duise un composé inter-oxyde dont on pense qu'il a une struc- ture chimique uniforme et particulière On chauffecemélange à l'opération 19, à une température supérieure à son point de fusion, comme par exemple 11000 C, pendant une durée suffisan- te pour réaliser une décarbonisation complète du mélange, et pour former le composé inter-oxyde 20 qui peut être représen- té par la formule Ba O Al 200 Ca O MO. On ne connatt pas la formule chimique exacte qui résulte du chauffage de ce mélange pour former un composé inter-oxyde On considère cependant que des indices d'ordre physique suggèrent qu'il s'agit d'un eutectique et qu'une formule du type général donné ci-dessus caractérise une forme représentative de la matière résultante On ne conna t pas bien les propriétés physiques et chimiques de cette matière, en particulier lorsqu'elle est incorporée dans la matrice On constate cependant que la cathode résultante procure une émission fortement améliorée, tout en nécessitant une faible quantité du composant métallique d'amélioration En outre, cette amélioration est obtenue par l'incorporation chimique et physique du métal d'amélioration, sous une forme d'inter- oxyde, dans la matière d'imprégnation, en étant placé dans les interstices de la cathode elle-même au lieu d'8 tre sous forme métallique, soit en tant que revêtement de surface sa Lt en tant que constituant métallique de la matrice, sous forme de par- comme il est connu dans l'art antérieur Du fait de ce lui précède, la cathode de l'invention fonctionne sans manifester de perte de son métal d'amélioration essentielpar pulv-risation à partir d'un revêtement de surface placé sur la surface émissive, par exemple sous l'effet d'un bombarde- ment par des ions positifs Il n'est pas non plus nécessaire d'employer le métal d'amélioration de l'émission dans la ma- trice elle-même, ce qui impose l'utilisation de processus de diffusion dans la matière d'imprégnation, ainsi qu'une plus grande quantité de la matière d'amélioration de l'émission. Une fois que la matière d'imprégnation a été formée, on fait fondre le composé d'aluminate de métal alcalino-ter- reux et d'inter-oxyde contenant le métal d'amélioration, et on le fait couler pour emplir les pores de la matrice Après refroidissement, on enlève mécaniquement l'aluminate en excès sur la surface émissive, pour laisser une cathode de type bouton terminée ayant une structure qui est pratiquement cel- le représentée sur la figure 2, sur laquelle les surfaces émissives sont désignées par la référence 22 a L'élément de cathode bouton est maintenant prêt pour le montage dans un dispositif à tube électronique tel qu'un klystron. On va considérer maintenant plus particulièrement la figure 3 qui montre une coupe de la cathode de forme bou- ton terminée, qui convient pour le but précédent La matrice métallique 22 est contenue dans un boîtier cylindrique 24 en tungstène ou en molybdène qui comporte une plaque transversa- le 26 faisant fonction de plancher pour supporter la cathode. Cette dernière est chauffée indirectement par un élément chauffant bifilaire 28, tel qu'un fil de tungstène, qui chauf- fe la cathode par rayonnement L'élément chauffant 28 peut être autoportant et monté sur des branches 29, comme il est représenté, ou bien il peut être rev 9 tu d'une isolation en alumine (non représentée) et il peut reposer à l'intérieur du boîtier 24 La plaquette 26 protège l'élément chauffant 28 contre la matière active La matrice 22 peut 9 tre introduite directement à la presse à l'intérieur du boitier 24, ou elle peut etre fabriquée comme précédemment, en effectuant l'opé- ration d'imprégnation après montage de la matrice dans le bottier Avant de donner des exemples particuliers de fabri- cation de la cathode, on décrira ci-après l'utilisation de cette cathode dans une structure interne d'un amplificateur à klystron. On va donc considérer spécialement la figure 4 qui montre sous forme schématique l'amplificateur à klys- tron construit conformément à l'invention et employant la cathode décrite ici Un émetteur à cathode thermoélectronique 22, construit conformément aux figures 1 à 3, est ainsi sup- porté par une embase 24 a montée dans un manchon isolant 30. La cathode 22 est chauffée par rayonnement à partir de l'élé- ment chauffant 28 supporté sur des branches 29, à partir de la partie inférieure 32 de l'enveloppe hermétique isolante 30 Un faisceau d'électrons 34 est extrait de la surface avant 22 a de l'émetteur de cathode 22 par une tension, positive par rapport à l'émetteur 22, qui est appliquée sur l'anode 38 Le faisceau d'électrons 34 converge jusqu'à un diamètre b sous l'effet du champ électrique de convergence et il tra- verse une ouverture 40 dans l'anode 38, à partir de laquelle il traverse un tunnel d'interaction 42 ayant un diamètre a. Un aimant à solénoïde 44 établit un champ magnétique axial entre des pièces polaires en fer 46, pour maintenir le fais- ceau d'électrons 34 focalisé avec un contour cylindrique. Après avoir quitté le champ magnétique, le faisceau 34 se di- late sous l'effet de ses propres forces de charge d'espace répulsives, et il est intercepté par un collecteur métalli- que 48. Des espaces d'interaction 50, 51, 52 sont répartis à intervalles le long du tube de glissement 42 et sont formés entre des saillies rentrantes 54, 55, 56 de cavités métalli- ques creuses 58, 59, 60, qui résonnent à des fréquences pro- ches de la fréquence de fonctionnement désirée La première cavité, 58, est excitée par l'intermédiaire d'une ligne de transmission couplée 62 qui provient d'une source de signal externe (non représentée) Le champ électrique résonnant ré- sultant dans l'espace 50 produit une modulation de vitesse du faisceau 34 Lorsque le faisceau traverse le tube de glis- sement 52, la modulation de vitesse produit des paquets d'électrons, c'est-à-dire une modulation du courant Une ca- vité intermédiaire "flottante" 59 est excitée par la modula- tion de courant et produit à son tour une modulation de vi- tesse accrue la composante alternative amplifiée du courant induit des courants de parois dans la cavité de sortie 60, de laquelle on extrait de l'énergie hyperfréquence amplifiée par l'intermédiaire d'un guide d'ondesde sortie couplé, 64. La puissance qui est générée par un tube tel que le klystron de la figure 4 est évidemment limitée-à une va- leur inférieure à la puissance en continu du faisceau à par- tir duquel l'énergie hyperfréquence est convertie le diamè- tre b du faisceau 34 doit être inférieur au diamètre a du tube de glissement 42 En pratique, une valeur caractéristi- que est b = 2 a/3. le diamètre a du tube de glissement doit être suf- fisamment faible pour coupler efficacement les champs élec- triques hyperfréquences au faisceau 34 Ainsi, son diamètre maximal est déterminé par la longueur d'onde électronique du faisceau, c'est-à-dire par la distance que les électrons du faisceau parcourent en un cycle radiofréquence On peut mon- trer par une analyse mathématique du fonctionnement d'un klystron que l'énergie disponible augmente comme la cinquième puissance de la densité d'émission de la cathode Ainsi, tou- te amélioration de la densité d'émission entraîne une augmen- tation extrêmement importante de la puissance de sortie dis- ponible du tube A titre d'exemple, une augmentation d'un facteur de deux seulement de la densité d'émission entraîne une augmentation de la puissance de sortie par un facteur de 32 Pour accepter cette augmentation de la puissance de sor- tie, la construction des tubes klystrons fait intervenir des modifications destinées à procurer une tension d'accélération plus élevée et des possibilités supplémentaires d'isolation et d'éloignement, ainsi qu'un refroidissement supplémentaire. Exemple (Iridium) l'exemple qui suit illustre la formulation de la matière d'imprégnation comportant un composé inter-oxyde et montre des résultats de test obtenus avec cette matière On a mélangé des quantités stoechiométriques de carbonatesde baryum et de calcium, d'oxyde d'iridium et d'aluminate, dans les proportions suivantes: aluminate 6, carbonate de baryum 1, carbonate de calcium 1, oxyde d'iridium 1 Après avoir mélangé ces substances, on les a soumisesà un chauffage dans un four à l'air, entre 1100 et 12000 C pendant 4 heures pour les combiner en un composé inter-oxyde On donne la forme in- diquée ci-après pour ce composé du fait qu'on considère qu'il est comparable à un alliage métallique, c'est-à-dire qu'il, semble former un eutectique très similaire à un alliage mé- tallique On pourrait écrire la formule de la façon suivante: Ba Ca A 1203 Ir O 5, en considérant le composé de ce point de vue. De toute manière, lorsque le carbone et une partie de l'oxy- gène sont chassés, ces oxydes se combinent en un composé in- ter-oxyde particulier Par analogie, il n'est pas rare dans l'étude des matières céramiques, des silicates ou d'autres matières du type verre, de les représenter sous la forme don- née ci-dessus La matière d'imprégnationrésultante 20, sous la forme indiquée ci-dessus, peut 9 tre considérée comme un système quaternaire, ce qui signifie que l'interaction d'un tel système de composés à base d'oxydespeut 4 tre représentée sous la forme d'un ensemble de diagrammes de phases dans les- quels on peut montrer que des proportions de chacun des cons- tituants ont certains points de fusion qui dépendent des quantités mises en jeu. la figure 5 montre une comparaison de la densité d'émission d'une cathode construite conformément à l'inven- tion (courbe en pointillés) avec une cathode classique (cour- be en trait continu) De façon générale, les cathodes présen- tent une densité d'émission croissante pour une température croissante, dans une certaine plage de température, au-delà de laquelle une augmentation supplémentaire de la température n'augmente pas notablement la densité d'émission Dans cette plage, on considère que la cathode fonctionne dans une région à limitation par la température, et, au-delà, on considère que la cathode fonctionne dans une région à limitation par la charge d'espace Dans l'utilisation pratique des cathodes, on désire fonctionner juste au-dessus de la plage précitée, pour obtenir une densité d'émission maximale à la température la plus faible possible le tracé de la courbe en pointillés correspond au fonctionnement de la cathode de l'invenîtion dans cette plage souhaitable, juste à l'intérieur de la ré- gion dans laquelle l'émission est limitée par-la charge d'es- pace Comme on le voit, pour une température de fonctionne- ment donnée, par exemple 10500, on obtient une augmentation de la densité d'émission de sortie correspondant presque à un facteur de deux, par rapport à une cathode en tungstène à im- prégnation de type B classique. En employant le composant métallique d'amélioration en tant que constituant de la matière d'imprégnation, on peut réaliser des économies importantes sur la quantité de-cette matière Par comparaison avec la demande de brevet US 800 837 précitée, dans laquelle la matrice constitue 80 % de la catho- de et 20 % de la matrice sont en iridium, à titre d'exemple, l'invention n'utilise l'iridium sous la forme d'oxyde que dans la proportion 1/9, par exemple, de la matière d'imprégnation, qui ne constitue elle-même qu'environ 20 % à 25 % de la cathode. Ainsi, les performances obtenues sont comparables à celles qui résultent de l'utilisation du composant métallique d'amé- lioration sous forme de métal dans la matrice, tout en ne né- cessitant que 15 % de la quantité de matière, lorsqu'on l'uti- lise conformément à l'invention. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent 9 tre apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVEITDICATIONS 1 Cathode perfectionnée ( 22) destinée à etre uti- lisée dans un tube électronique pour produire, lorsqu'elle est chauffée, un faisceau d'électrons ayant une densité de courant élevée, caractérisée en ce qu'elle comprend une ma- trice de particules de métal agglomérées ( 10, 12) qui présen- tent entre elles des interstices qui sont répartis de façon pratiquement uniforme dans toute la matrice et-qui définis- sent dans cette dernière une porosité initiale prédéterminée, cette matrice consistant en particules de métal ( 10, 12) choisies dans le groupe comprenant le tungstène et le molyb- dène ou des mélanges de ceux-ci, cette matrice étant compri- mée et traitée de façon à amener les particules en contact intime entre elles de façon que les particules soient liées ensemble au niveau de leurs régions de contact, les particu- les conservant cependant leur caractère discret de façon à former les interstices entre elles et à définir un volume vide notable dans toute la matrice, et une matière d'impré- gnation émettrice d'électrons qui emplit les interstices de la matrice pour former avec cette dernière un bloc de catho- de plein de porosité négligeable, la matière d'imprégnation émettrice d'électrons comprenant un aluminate de métal alca- lino-terreux, comprenant au moins de l'oxyde de baryum, et contenant de plus au moins un oxyde métallique (MO 2) choisi dans le groupe comprenant les oxydes d'iridium et de rhénium, cet aluminate de métal alcalinoterreux et l'oxyde métallique étant mélangésintimement et chauffés à une température à la- quelle ils forment un composé inter-oxyde ( 20) dans lequel les différents composants forment un-composé d'oxyde de métal alcalino- terreux qu'on peut caractériser par la formule Ba O A 1203 MO 2, ce bloc de cathode ( 22) comportant en outre une surface émettrice d'électrons ( 22 a) ayant une forme qui met à nu les interstices emplis et la matrice sous forme de particules du bloc de cathode de façon à définir, au cours du fonctionnement, un ensemble de parties à nu en aluminate-de métal alcalino-terreux dans toute la surface à nu de la ma- * trice, cette cathode pouvant être chauffée jusqu'à des tem- pératures d'émission d'électrons auxquelles l'oxyde métalli- que et l'aluminate de métal alcalino-terreux donnent lieu à une interaction pendant le fonctionnement, de façon à rédui- re l'énergie d'extraction pour l'émission d'électrons au ni- veau de la surface ( 22 a), tandis que le métal d'amélioration de l'émission ne peut pas 9 tre pulvérisé à partir de la sur- face, du fait de son incorporation structurelle dans la ma- tière d'imprégnation et dans les interstices du bloc de ca- thode. 2 Cathode perfectionnée selon la revendication 1, caractérisée en ce que les interstices téPartis dans tout le vo- lume de la matrice représentent approximativement 20 %à 25 % du volume de celle-ci. 3 Cathode perfectionnée selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'aluminate de métal alcalino-terreux consiste en un aluminate de calcium-baryum. 4 Tube électronique hyperfréquence, caractérisé en ce qu'il comprend: une cathode perfectionnée ( 22) destinée à produire, lorsqu'elle est chauffée, un faisceau d'électrons ( 34) ayant une densité de courant élevée, cette cathode com- prenant une matrice de particules de métal ( 10, 12) agglomé- réesentre lesquelles sont formés des interstices qui sont dispersés de façon pratiquement uniforme dans toute la matri- ce et qui définissent dans celle-ci une porosité initiale prédéterminée, cette matrice consistant en particules de mé- tal ( 10, 12) choisies dans le groupe comprenant le tungstène et le molybdène ou des mélanges de ceux-ci, cette matrice étant comprimée et traitée de façon à amener les particules ( 10, 12) en contact intime entre elles, ces particules étant liées ensemble dans leurs régions de contact, les particules conservant néanmoins leur caractère discret pour former les interstices entre elles et pour définir un volume vide impor- tant réparti dans toute la matrice, et une matière d'impré- gnation émettrice d'électrons qui emplit les interstices de la matrice pour former avec elle un bloc de cathode plein ( 22) de porosité négligeable, cette, matière d'imprégnation émettrice d'électrons comprenant un aluminate de métal alca- lino-terreux, comprenant au moins de l'oxyde de baryum, et contenant de plus au moins un oxyde métallique (MO 2) dont le métal est choisi dans le groupe comprenant l'iridium et le rhénium, cet aluminate de métal alcalino-terreux et l'oxyde métallique étant mélangésintimement et chauffés à une tempé- rature à laquelle se forme un composé inter-oxyde ( 20) dans lequel les différents composants forment un composé d'oxyde de métal alcalinoterreux (qu'on peut caractériser par la formule Ba O A 12036 M 02), le bloc de cathode comportant en ou- tre une surface émettrice d'électrons ayant une forme qui met à nu les interstices emplis et la matrice sous forme de particules du bloc de cathode, de façon à définir au cours du fonctionnement un ensemble de parties à nu en aluminate de métal alcalino-terreux, sur toute la surface à nu de la matrice, des moyens destinés à chauffer la cathode jusqu'à une température d'émission d'électrons, à laquelle le métal d'amélioration de l'émission et l'aluminate de métal alcali- no-terreux donnent lieu à une interaction pendant le fonc- tionnement, de façon à réduire l'énergie d'extraction pour l'émission d'électrons au niveau de cette surface, tandis que ledit métal ne peut pas être pulvérisé à partir de la surface, du fait de son incorporation structurelle dans la matière d'imprégnation et dans tout le bloc de cathode; une anode ( 38) espacée par rapport à la cathode de façon à accélérer les électrons émis pour former un faisceau d'électrons ( 34) dirigé vers l'anode; une structure d'interaction ( 50, 51, 52; 58, 59, 60) disposée dans le tube pour produire une modula- tion du faisceau d'électrons en hyperfréquence; et des moyens ( 64) destinés à extraire de l'énergie hyperfréquence à partir du tube. Tube hyperfréquence selon la revendication 4, caractérisé en ce que la structure d'interaction ( 50, 51, 52; 58, 59, 60) est du type klystron et la modulation est donc une modulation de vitesse. 6 Tube électronique, caractérisé en ce qu'il com- prend: une cathode perfectionnée ( 22) destinée à produire, lorsqu'elle est chauffée, un faisceau d'électrons ( 34) ayant une densité de courant élevée, cette cathode comprenant une matrice de particules de métal ( 10, 12) agglomérées, formant entre elles des interstices qui sont dispersés de façon pra- tiquement uniforme dans toute la matrice et qui définissent dans celle-ci une porosité initiale prédéterminée, cette ma- trice consistant en particules de métal ( 10, 12) choisies dans le groupe comprenant le tungstène et le molybdène ou des mélanges de ceux-ci, cette matrice étant comprimée et traitée pour amener les particules en contact intime entre elles, de façon que les particules soient liées ensemble dans leursrégions de contact, les particules conservant néan- moins leur caractère discret pour former les interstices entre elles et pour procurer un volume vide important dans toute la matrice, et une matière d'imprégnation émettrice d'électrons qui emplit les interstices de la matrice pour former avec elle un bloc de cathode plein de porisité né- gligeable, la matière émettrice d'électrons comprenant un aluminate de métal alcalino-terreux comprenant au moins de l'oxyde de baryum, et contenant de plus au moins un oxyde de métal d'amélioration de l'émission (MO 2), dont le métal est choisi dans le groupe comprenant l'iridium et le rhénium,- cet aluminate de métal alcalino-terreux et l'oxyde métalli- que étant mélangés intimement et chauffés jusqu'à une tempé- rature à laquelle se forme un composé inter-oxyde ( 20) dans lequel les différents composants forment un composé d'oxyde de métal alcalinoterreux (qu'on peut caractériser par la formule Ba O A 1203 M 02), le bloc de cathode comportant en ou- tre une surface émettrice d'électrons ( 22 a) ayant une forme qui met à nu les interstices emplis et la matrice de particu- les du bloc pour définir, pendant le fonctionnement, un en- semble de parties à nu en aluminate de métal alcalino-terreux, dans toute la surface à nu de la matrice, cette cathode pou- vant Ctre chauffée jusqu'à une température d'émission d'élec- trons à laquelle l'oxyde de métal et l'aluminate de métal alcalinoterreux donnent lieu à une interaction pendant le fonctionnement, de façon à réduire l'énergie d'extraction pour l'émission d'électrons à ladite surface, tandis que le métal d'amélioration de l'émission ne peut pas 9 tre pulvérisé à partir de la surface, du fait de son incorporation struc- turelle dans la matière d'imprégnation et dans tous les in- terstices du bloc de cathode; des moyens ( 28) destinés à chauffer la cathode jusqu'à une température d'émission d'élec- trons à laquelle le métal d'amélioration de l'émission et l'aluminate de métal alcalino-terreux donnent lieu à une in- teraction pendant le fonctionnement, de façon à réduire l'éner- gie d'extraction pour l'émission d'électrons à ladite surface, tandis que ce métal ne peut pas 4 tre pulvérisé à partir de la surface, du fait de son incorporation structurelle dans tout le bloc de cathode; une anode ( 38) espacée par rapport à la cathode de façon à accélérer les électrons pour former un faisceau d'électrons ( 34) dirigé vers l'anode; et des moyens ( 44, 62, 50, 51, 52, 58, 59, 60) destinés à commander le mou- vement du faisceau d'électrons.