МНОГОЛУЧЕВОЙ КАТОДНЫЙ УЗЕЛ

Полезная модель относится к электронной технике, в частности, к конструкции многолучевых катодных узлов (КУ) для электровакуумных приборов.
Известны многолучевые КУ в виде отдельных металлопористых эмиттеров, закрепленных на фланце, в который вставлен подогреватель [1]. Управляющий электрод изолирован от эмиттеров и закреплен на керамическом изоляторе. Такая конструкция имеет существенные недостатки: это высокая трудоемкость изготовления отдельных эмиттеров в количестве до нескольких десятков и более для одного КУ, необходимость закрепления эмиттеров с высокой точностью на фланце методом сварки или пайки. Кроме того, возникают проблемы по уменьшению испарения эмиссионного вещества и паразитной эмиссии с боковой поверхности эмиттеров, особенно при малых размерах. Из-за разной степени теплового контакта эмиттеров с фланцем и многооперационного изготовления эмиттеров возможна также неоднородность эмиссии отдельных эмиттеров, что отрицательно сказывается на выходных параметров прибора.
Ближайшим прототипом предлагаемой полезной модели является многолучевой КУ в виде фокусирующего электрода, эмитирующих элементов и блока подогревателя, в котором рабочая поверхность эмитирующих элементов расположена в углублениях (фокусирующегося электрода на едином основании, выполненном из эмиссионного материала и размещенном между фокусирующим электродом и блоком подогревателя [2]. Такая конструкция позволяет резко снизить трудоемкость изготовления КУ, повысить однородность эмиссии отдельных эмитирующих элементов и тем самым увеличить стабильность параметров и долговечность электровакуумных приборов. Однако при изготовлении и работе КУ с фокусирующим электродом, имеющим несколько многолучевых пучков-сеток, возникает его коробление из-за разницы температуры коэффициентов линейного расширения деталей КУ, что приводит к нарушению фокусировки электронного потока. Особенно этот эффект проявляется при малой толщине материала и небольших размерах ячеек сетки фокусирующего электрода.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении качества фокусировки электронного потока, расширения диапазона типоразмеров и увеличения долговечности многолучевых КУ электровакуумных приборов.
Указанный технический эффект достигается благодаря тому, что в многолучевом КУ, выполненном в виде металлопористых эмиттеров, фокусирующего электрода и обоймы с блоком подогревателя, эмиттеры расположены в отдельных углублениях обоймы, причем число углублений равно числу сеток в фокусирующем электроде, которые прилегают к эмиттерам, а остальная часть электрода приварена к поверхности обоймы.
Эмиттеры могут быть также вставлены и закреплены в отверстия обоймы со стороны блока подогревателя, при этом эмиттеры могут быть предварительно размещены в молибденовых чашках.
На фиг.1 (а, б, в) представлены схемы различных вариантов конструкции многолучевых КУ.
Расположение эмиттеров в отдельных углублениях обоймы позволяет использовать остальную поверхность обоймы для надежного соединения, например, сваркой с фокусирующим электродом и предотвратить его коробление при циклах нагревания - охлаждения КУ. Здесь следует отметить, что сварка фокусирующего электрода с материалом эмиттера невозможна при допустимых температурах сохранения качества эмиттера.
Кроме того, многоэмиттерная обойма и многосеточный фокусирующий электрод могут быть изготовлены за одну установку на технологическом оборудовании, что повышает точность и качество сборки КУ.
Нами изготовлен многолучевой КУ диаметром 6 мм с фокусирующим электродом из вольфрамо-рениевого сплава, имеющим 2 сетки диаметром по 2 мм, в каждой сетке 18 отверстий диаметром по 0,3 мм. Два металлопористых эмиттера диаметром по 2,5 мм расположены в углублениях обоймы. Фокусирующий электрод приварен к молибденовой обойме в местах свободных от эмиттера. КУ проходит испытание в СВЧ электровакуумном приборе.
Литература:
1. С.Абанович, С.Гродзненский, И.Масленников, А.Ушаков, новые результаты испытаний на долговечность многолучевых клистронов с многоэмиттерными катодными узлами. Десятая юбилейная научно-техническая конфернция «Вакуумная наука и техника», материалы конференции, Т.2 стр.442, сентябрь 2003 г.
2. В.А.Смирнов, П.И.Акимов, А.П.Никитин, Ю.А.Потапов, Ю.С.Судаков, многолучевой катодный узел, XVII научно-техническая конференция «Вакуумная наука и техника», материалы конференции, стр.309, октябрь 2010 г.