Tube électronique amplificateur hyperfréquence avec fiche d'entrée miniature et procédé de fabrication

Description

[0001] L'invention concerne les tubes électroniques amplificateurs fonctionnant en hyperfréquence. Elle s'applique plus particulièrement aux tubes à ondes progressives (TOP) appelés aussi TWT (de l'anglais Traveling Wave Tube), et c'est donc à propos d'un tel tube qu'elle sera décrite. L'invention est utile notamment pour réaliser des TOP de petites dimensions radiales fonctionnant à des fréquences élevées (typiquement 30 GHz). De tels tubes servent par exemple à la transmission de signaux de télécommunication entre la terre et des satellites.

[0002] On rappelle sommairement qu'un TOP est un tube à vide utilisant le principe de l'interaction entre un faisceau d'électrons et une onde électromagnétique hyperfréquence, pour transmettre à l'onde hyperfréquence une partie de l'énergie contenue dans le faisceau d'électrons, de manière à obtenir en sortie du tube une onde hyperfréquence d'énergie plus grande que celle de l'onde injectée à l'entrée du tube.

[0003] La figure 1 rappelle le principe général d'un TOP. Le TOP représenté est un TOP à hélice, mais d'autres types de TOP tels que les TOP à cavités couplées, les TOP à guides repliés en méandres, etc., sont tout aussi bien concernés par l'invention.

[0004] Les TOP comportent un fourreau tubulaire allongé 10 dans lequel le vide est fait, avec à une première extrémité un canon à électrons 11 émettant un faisceau d'électrons 12 et, à une deuxième extrémité, un collecteur 14 ; le collecteur recueille les électrons qui ont cédé une partie de leur énergie de départ à l'onde électromagnétique qu'on veut amplifier. Le faisceau d'électrons est sensiblement cylindrique sur presque toute la longueur du tube entre le canon 11 et le collecteur 14. Cette forme cylindrique de faisceau est obtenue d'une part grâce à la forme de la cathode 16 du canon (cathode convergente en forme de cuvette), et d'autre part grâce à des moyens de focalisation magnétique prévus sur toute la longueur du fourreau entre la sortie du canon à électrons 11 et l'entrée du collecteur 14. Ces moyens de focalisation sont des aimants permanents annulaires 18, aimantés axialement et d'aimantation alternée d'un aimant au suivant ; ces aimants entourent le fourreau et sont séparés les uns des autres par des pièces polaires 20 à forte perméabilité magnétique.

[0005] Dans le cas d'un TOP à hélice, le faisceau d'électrons passe à l'intérieur d'une structure conductrice en hélice 22 le long de laquelle circule l'onde électromagnétique hyperfréquence à amplifier ; l'amplification d'énergie hyperfréquence se produit par interaction entre cette onde et le faisceau d'électrons passant au centre de celle-ci. L'hélice sert à ralentir l'onde hyperfréquence, en ce sens que si la vitesse de l'onde qui se propage le long de l'hélice est sensiblement la vitesse de la lumière, la vitesse de l'onde le long de l'axe de l'hélice sera seulement une fraction de la vitesse de la lumière ; cette fraction est déterminée par le pas angulaire de l'hélice. Un guide en méandre ou des cavités couplées peuvent jouer le même rôle de ralentisseur que l'hélice.

[0006] Une entrée de signal hyperfréquence, 24, est connectée à une première extrémité de l'hélice, du côté du canon à électrons 11, et une sortie de signal hyperfréquence 26 est prévue à une deuxième extrémité de l'hélice, du côté du collecteur 14.

[0007] L'entrée 24 du TOP est le plus souvent constituée par une fiche coaxiale dont l'âme centrale est reliée électriquement à l'extrémité de l'hélice. La fiche est brasée ou soudée au tube, et une fenêtre de céramique, brasée ou soudée dans le corps de la fiche, est prévue pour assurer l'étanchéité au vide entre l'intérieur du tube (sous vide) et l'extérieur (à l'air libre) tout en permettant le passage de l'onde hyperfréquence de l'extérieur vers l'hélice.

[0008] De la même manière la sortie 26 du TOP peut être constituée par une fiche coaxiale pourvue de moyens d'étanchéité au vide. Mais elle peut être constituée également par un guide d'onde de section par exemple rectangulaire. Dans la fiche de sortie comme dans la fiche d'entrée, une structure étanche au vide, avec une pièce de céramique laissant passer les ondes hyperfréquences, doit dans tous les cas être prévue.

[0009] Les pièces d'entrée et de sortie de signal hyperfréquence sont encombrantes et difficiles à mettre en place. Les aimants posent également des problèmes de mise en place. Ces difficultés résultent notamment du fait que les tubes à vide nécessitent des opérations de brasage pour assurer l'étanchéité en différents points, et des opérations d'étuvage à haute température avec pompage, pour la mise sous vide. Les opérations d'étuvage se font à des températures pouvant atteindre par exemple 500°C et pendant des durées pouvant atteindre plusieurs dizaines d'heures. Les opérations de brasage comprennent notamment des brasages entre des pièces de céramique et des pièces de métal, et ces brasages se font par passage dans un four à des températures encore plus élevées (780°C typiquement, ou plus). Les aimants ne peuvent normalement pas supporter ces opérations et la mise en place des aimants doit donc en tenir compte.

[0010] En pratique le montage d'un tel TOP se fait en principe dans l'ordre des étapes suivantes : mise en place de la structure en hélice 22 dans le fourreau du tube, mise en place des pièces polaires le long du fourreau, mise en place et soudure sur le tube des fiches d'entrée et sortie, soudure des connexions entre les extrémités de l'hélice et les fiches d'entrée et sortie ; soudure du canon à électrons d'un côté, du collecteur de l'autre côté ; puis pompage/étuvage du tube pour assurer le dégazage des pièces internes, fermeture ou scellement du tube lorsque le vide est fait ; puis mise en place des aimants permanents dans les intervalles périodiques entre pièces polaires : chaque aimant est cylindrique et constitué de deux demi-anneaux placés autour du fourreau entre deux pièces polaires consécutives ; les demi-anneaux sont serrés l'un contre l'autre pour reconstituer un cylindre complet, par exemple grâce à un cerclage élastique autour de chaque aimant.

[0011] Etant donné que le bon fonctionnement du TOP repose sur la qualité du champ magnétique alternatif axial à l'intérieur de l'hélice, et que cette qualité dépend de celle des aimants permanents, on est souvent obligé de procéder ensuite à des réglages extérieurs manuels en collant ici ou là des pièces magnétiques supplémentaires qui corrigent d'une manière empirique les irrégularités de répartition du champ magnétique.

[0012] Globalement, il faut retenir de cette description que la fabrication de tels tubes est une opération difficile et coûteuse.

[0013] La présente invention vise à proposer un procédé de fabrication et une structure de tube qui rendent la réalisation moins coûteuse sans détériorer la qualité du tube réalisé, et même en l'améliorant du point de vue de la régularité de la distribution des champs magnétiques obtenus le long du fourreau.

[0014] Pour y parvenir l'invention propose un procédé de fabrication de tube électronique à vide, dans lequel le tube comporte d'une part un canon à électrons capable d'émettre un faisceau d'électrons dans l'axe d'un fourreau cylindrique et d'autre part une série d'aimants permanents de focalisation du faisceau, répartis autour du fourreau entre une entrée de signal à amplifier et une sortie de signal, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise des aimants annulaires réalisés chacun d'une seule pièce, on enfile ces aimants d'une seule pièce sur le fourreau en même temps que des pièces polaires entre aimants, et on procède à une opération de pompage/étuvage du tube à haute température en présence des aimants, en vue du dégazage des pièces internes du tube, les aimants étant réalisés en un matériau capable de retrouver l'essentiel de ses propriétés d'aimantation après un cycle thermique à la haute température atteinte lors de l'opération de pompage/étuvage.

[0015] La haute température est de plusieurs centaines de degrés, jusqu'à environ 500°C.

[0016] Le canon à électrons est de préférence mis en place dans le fourreau par une soudure ou un brasage local. On n'a pas besoin de passer le tube dans un four de brasage à haute température après mise en place des aimants et avant l'opération d'étuvage (c'est-à-dire l'opération de pompage à haute température).

[0017] Cette utilisation d'aimants étuvables à plusieurs centaines de degrés celsius permet d'éviter d'avoir à couper en deux les aimants annulaires pour les assembler ensuite autour du fourreau ; dans la technique antérieure, l'assemblage de deux demi-aimants annulaires détériorait la qualité du champ magnétique de focalisation présent à l'intérieur de l'hélice et obligeait à faire des corrections empiriques et parfois fastidieuses après fabrication, lors des essais du tube.

[0018] Les aimants ayant cette tenue aux hautes températures peuvent être à base de samarium-cobalt incluant des métaux de transition (cuivre, fer, zirconium notamment). Ils sont typiquement en un matériau du type Sm₂X₁₇ notamment, ou X est une combinaison de plusieurs métaux de transition, incluant le cobalt, le cuivre, le fer et le zirconium ; ils sont vendus notamment par la société Electron Energy Corporation à Landisville USA et peuvent supporter des températures jusqu'à 550°C au moins.

[0019] Pour utiliser au mieux ce procédé de fabrication, l'invention propose une structure d'entrée/sortie de tube originale ; cette structure permet l'introduction des aimants annulaires monobloc après la réalisation des brasages qui sont nécessaires pour assurer à la fois l'étanchéité au vide et le passage des ondes hyperfréquence à l'endroit de la structure d'entrée et de la structure de sortie. Avec la structure d'entrée/sortie selon l'invention, il est possible de réaliser typiquement tous les brasages à 780°C ou plus avant la mise en place des aimants, et ceci bien que les aimants soient faits d'une seule pièce annulaire. Par structure d'entrée/sortie, on entend ici une structure permettant le passage de signal hyperfréquence entre l'intérieur et l'extérieur du tube, soit à l'entrée du tube, soit à la sortie. L'invention s'applique soit à l'entrée, soit à la sortie, soit aux deux.

[0020] Ainsi, l'invention propose un tube hyperfréquence à vide, comportant un canon à électrons capable d'émettre un faisceau d'électrons dans l'axe d'un fourreau cylindrique métallique qui s'étend entre une entrée de signal hyperfréquence à amplifier et une sortie de signal amplifié, ce tube étant caractérisé en ce que l'une au moins de l'entrée et de la sortie de signal comprend une plaque diélectrique formant fenêtre de transmission d'énergie hyperfréquence, cette plaque étant encastrée et brasée dans une ouverture ménagée dans la paroi du fourreau, la plaque ne débordant pas au delà du périmètre extérieur du fourreau cylindrique et fermant de manière étanche au vide la dite ouverture. De cette manière, des aimants peuvent être enfilés sur le fourreau en passant par dessus la fenêtre d'entrée (ou de sortie) après les opérations de brasage de cette fenêtre. Les aimants subiront la température d'étuvage, mais pas la ou les températures de brasage.

[0021] La plaque diélectrique est de préférence constituée en une structure tri-plaque à deux couches diélectriques et trois niveaux de métallisation séparés par ces deux couches ; les métallisations comprennent un premier niveau de métallisation comprenant (dans le sens de la propagation de l'énergie) un conducteur d'entrée, un deuxième niveau intermédiaire comprenant une métallisation reliée à une masse électrique et une fente de couplage ménagée dans cette métallisation, et un troisième niveau de métallisation comprenant un conducteur de sortie. Le conducteur d'entrée et le conducteur de sortie comportent chacun une partie en regard de la fente de couplage et le passage d'énergie se fait par la fente de couplage, entre le conducteur d'entrée et le conducteur de sortie.

[0022] Si la structure selon l'invention se situe à l'entrée du tube, ce qui sera le cas le plus fréquent, la métallisation d'entrée est à l'extérieur du tube, et reçoit un signal hyperfréquence à amplifier. La métallisation de sortie est située à l'intérieur du tube et est reliée par exemple à l'entrée d'une hélice du TOP ou d'une autre structure de ralentissement de propagation d'onde.

[0023] Avec cette structure d'entrée ou de sortie, on peut glisser les aimants sur le fourreau après avoir brasé sur celui-ci les plaques diélectriques constituant des fenêtres de transmission étanches au vide, après quoi, avant ou après étuvage du tube, on soude une fiche d'accès à la fenêtre (par exemple une fiche coaxiale soudée au laser).

[0024] La réalisation de la fenêtre et de la connexion entre l'intérieur du tube et l'extérieur est particulièrement facile. De plus, elle permet une réduction de dimensions de l'ensemble du tube, en minimisant la place occupée par les connexions, de sorte que cette structure peut être utilisée avantageusement uniquement en raison de cette réduction de dimensions et pas seulement en raison de la plus grande facilité de fabrication du tube.

[0025] Dans le cas général, c'est surtout l'entrée de signal hyperfréquence qu'il pourra être utile de réaliser de cette manière. La fiche d'accès à la fenêtre sera en principe une fiche coaxiale, dont l'âme sera reliée à une partie métallisée de la plaque du côté situé à l'extérieur du tube. Mais une connexion extérieure à un guide d'onde est également possible.

[0026] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :

• la figure 1, déjà décrite, représente la structure générale d'un TOP;
• la figure 2 représente une réalisation pratique de l'entrée d'un TOP de l'art antérieur ;
• la figure 3 représente en perspective la structure générale d'entrée du tube selon l'invention ;
• la figure 4 représente une vue en coupe de la structure d'entrée ;
• la figure 5 représente une vue de dessus ;
• la figure 6 représente en coupe la structure d'entrée à laquelle est raccordée une fiche coaxiale.

[0027] La figure 2 représente un exemple de construction de TOP à hélice dans l'art antérieur. Les mêmes références qu'à la figure 1 sont utilisées pour les mêmes éléments. Seule la partie amont du tube est représentée. Le canon à électrons n'est pas représenté. Le canon est fixé, sur la gauche de la figure, sur une pièce polaire métallique 30 qui termine le fourreau 10. L'hélice conductrice 22, portée par une structure isolante 23, s'étend tout le long du fourreau, et est centrée par rapport au fourreau. Le canon à électrons émet un faisceau d'électrons centré dans l'axe de l'hélice.

[0028] Les aimants annulaires 18, chacun constitué par deux demi-anneau, sont répartis régulièrement tout au long du tube et séparés par des pièces polaires 20 en matériau à forte perméabilité magnétique. Ces pièces polaires 20, fixées préalablement au montage des aimants, sont toutes représentées, mais seuls quelques aimants 18 ont été représentés pour montrer comment ils s'insèrent, après étuvage du tube, dans les espaces séparant deux pièces polaires 20 consécutives. Les deux demi-anneaux constituant un aimant 18 sont maintenus en place autour du fourreau par des clips ou cerclages élastiques, non représentés pour ne pas alourdir la figure.

[0029] L'onde hyperfréquence est amenée à l'entrée du tube par une fiche d'entrée 24, ici une fiche coaxiale. Cette fiche d'entrée est située à une extrémité du fourreau, du côté du canon à électrons, en regard de l'extrémité de l'hélice 22.

[0030] La fiche d'entrée coaxiale comporte une âme conductrice 25 à l'intérieur d'une enveloppe 27. L'extrémité de l'âme est en général soudée à l'extrémité amont de l'hélice pour établir une liaison conductrice pour l'onde hyperfréquence entre l'âme de la fiche et l'hélice. Dans tous les cas, une fenêtre hyperfréquence doit être prévue quelque part dans la fiche. La fenêtre est une pièce diélectrique cylindrique ou rectangulaire 32 en céramique brasée d'une manière étanche au vide à l'intérieur de la fiche. La construction peut être similaire pour la sortie hyperfréquence. Sur la figure 2 on n'a pas représenté le câble coaxial qui amène l'énergie vers la fiche d'entrée. Ce câble vient se visser sur l'extrémité de la fiche d'une manière telle que l'âme du câble vienne en contact avec l'âme de la fiche et que l'enveloppe du câble vienne en contact avec l'enveloppe 27 de la fiche en entourant complètement la fenêtre diélectrique 32.

[0031] La figure 3 représente une vue générale du montage d'entrée du tube selon l'invention. La vue est représentée partiellement éclatée en trois éléments :

• le fourreau 10 avec une fenêtre de transmission hyperfréquence 40, étanche au vide, intégrée à l'intérieur du périmètre du cylindre constituant le fourreau de sorte qu'aucun élément de la fenêtre ne dépasse de ce périmètre ; un aimant 18 ou une pièce polaire 20 peuvent ainsi être enfilés sur le fourreau en passant par-dessus la fenêtre ;
• un corps 34 de réception de câble coaxial, destiné à être soudé à la paroi du fourreau au niveau de la fenêtre d'entrée ;
• et une extrémité de câble coaxial 36, destinée à être vissée dans le corps de réception 34.

[0032] La fenêtre 40 est constituée par une plaque diélectrique à plusieurs niveaux de métallisation, dont on voit une piste métallique supérieure 42 destinée à être reliée électriquement à l'extrémité de l'âme 38 du câble coaxial 36. La fenêtre obture de manière étanche une ouverture percée dans la paroi du fourreau jusqu'à l'espace intérieur au tube. La fenêtre est brasée contre les bords de cette ouverture. Des encoches et/ou des méplats 46 sont usinés sur la paroi extérieure du fourreau pour former des surfaces planes sur lesquelles viennent s'adapter des surfaces planes correspondantes du corps 34.

[0033] Le corps de réception 34 est par exemple soudé par soudure au laser sur la paroi du fourreau 10, mais cette soudure n'intervient que dans une étape tardive de fabrication et plus précisément, elle n'intervient qu'après étuvage du tube.

[0034] La plaque diélectrique 40 constituant la fenêtre hyperfréquence est en réalité constituée de préférence par une superposition de deux ou plusieurs plaques diélectriques comme on l'expliquera plus loin, avec interposition de couches métalliques entre les plaques diélectriques.

[0035] Sur la figure 3, on a représenté en bout de fourreau une section de fourreau à diamètre plus faible sur laquelle on peut enfiler une pièce polaire d'extrémité, non représentée, servant de support au canon à électrons (également non représenté) et servant de blindage magnétique pour empêcher toute influence des aimants sur le canon. La pièce polaire d'extrémité sera soudée par exemple au laser sur l'extrémité du fourreau (après enfilage des aimants 18 et des pièces polaires 20). De même, le canon à électrons sera soudé par exemple au laser sur cette pièce polaire de support avant de vider et étuver le tube, les aimants étant en place. Les brasures à hautes températures non acceptables pour les aimants seront évitées aussi bien pour fixer la pièce de support que pour fixer le canon, et ceci afin de ne pas détériorer les aimants en place.

[0036] La figure 4 et la figure 5, respectivement en coupe et en vue de dessus, représentent plus en détail la constitution de la fenêtre hyperfréquence 40 encastrée à l'intérieur du périmètre extérieur du fourreau. La figure 4 est une coupe selon la ligne A-A' de la figure 5.

[0037] Une ouverture 50 a été formée dans la paroi du fourreau 10 au niveau de l'extrémité amont de l'hélice 22 ; cette ouverture fait communiquer l'intérieur 52 du fourreau (intérieur sous vide) avec l'extérieur. Cette ouverture 50 est obturée de manière étanche par la fenêtre hyperfréquence 40. Celle-ci comprend une plaque diélectrique métallisée, avec trois niveaux de métallisation qui sont respectivement une métallisation extérieure 42 pour l'arrivée du signal d'entrée, une métallisation intérieure 58 pour la transmission de signal vers l'hélice, et une métallisation centrale 64 constituant un plan de masse pourvu d'une démétallisation locale en forme de fente étroite 62. La fente est une fente de couplage hyperfréquence entre la métallisation extérieure et la métallisation intérieure. En pratique, la fenêtre est constituée de deux plaques diélectriques 54 et 56 superposées, toutes deux métallisées, l'une pouvant être métallisée au moins partiellement sur ses deux faces (la plaque supérieure 56 de préférence).

[0038] La métallisation extérieure, sur la plaque diélectrique supérieure 56, constitue la piste conductrice 42 déjà mentionnée, destinée à l'arrivée du signal d'entrée. Elle a de préférence une forme en L, dont une branche (celle qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal du fourreau, sera reliée à l'âme 38 du câble coaxial 36 (figure 3), et dont l'autre branche (celle qui s'étend parallèlement au fourreau) croise la fente démétallisée 62 de la métallisation centrale 64. La longueur de branche libre du L subsistant au-delà du croisement avec la fente est de préférence égale à environ un quart de la longueur d'onde de la fréquence centrale de fonctionnement du tube, pour maximiser le couplage d'énergie à travers la fente 62.

[0039] La métallisation interne 58, sur la plaque diélectrique inférieure 54 et située du côté intérieur au tube, est reliée à l'hélice conductrice 22 par un conducteur 60. Cette métallisation 58 consiste en une petite zone située au-dessous du croisement entre la piste supérieure 42 et la fente centrale 62. La métallisation interne 58 et la métallisation extérieure (42) comprennent donc des parties situées en regard l'une de l'autre de part et d'autre de la fente de couplage 62. L'énergie hyperfréquence peut passer du conducteur extérieur au conducteur intérieur à travers la fente.

[0040] L'ensemble des deux plaques repose sur un rebord périphérique 66 de la paroi du fourreau, ce rebord entourant l'ouverture 50 ; la plaque diélectrique est brasée sur ce rebord d'une manière étanche au vide. De préférence l'une des deux plaques déborde par rapport à l'autre, la paroi du rebord périphérique présentant un décrochement correspondant, ceci de manière que la métallisation centrale 64 vienne directement en contact avec la paroi du fourreau. Ceci permet de relier la métallisation centrale au potentiel de masse représenté par le fourreau, le blindage du câble coaxial étant lui aussi relié à la masse par l'intermédiaire du corps de réception 34.

[0041] On voit clairement sur la figure 4 que la fenêtre ainsi constituée et brasée dans l'ouverture 50 ne déborde pas du périmètre circulaire du fourreau et que des aimants et pièces polaires pourront être enfilés sur le fourreau après brasure de la fenêtre.

[0042] La plaque diélectrique métallisée constituant la fenêtre d'entrée peut être constituée

• soit par une superposition de deux plaques diélectriques métallisées ; la métallisation centrale peut être déposée sur la surface inférieure de la plaque supérieure ; elle peut également être formée par une plaquette de métal découpée indépendante des plaques diélectriques et situées entre ces plaques.
• soit par une structure de céramique à couches métallisées sérigraphiées, superposées et cocuites.

[0043] La figure 6 montre la liaison complète entre l'hélice et le câble coaxial pour former la structure d'entrée du tube.

[0044] Les faces planes du corps de réception 34, sont appliquées contre le fourreau 10, et plus précisément contre les encoches et méplats usinés dans la paroi du fourreau (46 sur la figure 3). Le corps de réception 34 est soudé, de préférence au laser, sur le fourreau 10 (point de soudure 70 sur la figure 6). Le câble coaxial 36 est vissé dans le corps de réception 34. L'âme 38 du câble coaxial traverse le corps de réception et vient en regard de la plage conductrice 42 ; elle est soudée soit directement sur cette plage soit reliée par un conducteur 68 à cette plage. Le corps de réception 34 est en contact électrique à la fois avec l'enveloppe extérieure du câble coaxial 36, avec le fourreau 10, et avec la métallisation centrale 64 de la fenêtre hyperfréquence.

[0045] Cette structure d'entrée de tube hyperfréquence est peu encombrante et permet la réalisation de tubes de très petites dimensions, utiles par exemple pour des TOP travaillant à fréquences très élevées (30 GHz par exemple). A titre d'exemple, le diamètre extérieur du fourreau 10 est d'environ 5 millimètres, et le diamètre intérieur environ 2 millimètres.

[0046] Le procédé de fabrication du tube pourra être le suivant, les sous-ensembles tels que le fourreau avec son ouverture 50, l'hélice, le canon à électrons, le collecteur, les pièces polaires, etc., étant considérés comme fabriqués avant les opérations qui suivent :

• brasure de la fenêtre dans l'ouverture 50 du fourreau (température d'au moins 780°C par exemple) ;
• mise en place de l'hélice dans le fourreau, et soudure de l'extrémité de l'hélice à la plage conductrice intérieure 58 ;
• enfilage des aimants monoblocs cylindriques sur le fourreau, alternés avec des pièces polaires également enfilées sur le fourreau ; cette opération peut intervenir avant mise en place de l'hélice ;
• soudure au laser du collecteur et du canon à électrons (ou de l'un des deux seulement si l'autre avait déjà été soudé ou brasé avant l'enfilage des aimants) ;
• étuvage du tube pendant plusieurs heures à une température de 500° C environ, puis fermeture de l'ouverture de pompage ;
• soudure au laser du corps de réception 34 du câble coaxial ; toutefois, cette soudure peut être faite avant l'étuvage, et plus précisément entre l'enfilage des aimants et l'étuvage ;
• soudure de l'âme du câble coaxial sur le conducteur d'entrée 42 de la fenêtre d'entrée.

Revendications

1. Procédé de fabrication de tube électronique à vide, dans lequel le tube comporte d'une part un canon à électrons capable d'émettre un faisceau d'électrons dans l'axe d'un fourreau cylindrique (10) et d'autre part une série d'aimants permanents (18) pour la focalisation du faisceau, répartis autour du fourreau entre une entrée (24) de signal à amplifier et une sortie (26) de signal, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise des aimants annulaires réalisés chacun d'une seule pièce, on enfile ces aimants d'une seule pièce sur le fourreau en même temps que des pièces polaires (20) entre aimants, et on procède à une opération de pompage/étuvage du tube à haute température en présence des aimants, en vue du dégazage des pièces internes du tube, les aimants étant réalisés en un matériau capable de retrouver l'essentiel de ses propriétés d'aimantation après un cycle thermique à la haute température de pompage/étuvage.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la haute température est de plusieurs centaines de degrés, jusqu'à environ 500°C.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le canon à électrons est mis en place par une soudure à une température qui n'excède pas la température d'étuvage.

4. Tube hyperfréquence à vide, comportant un canon à électrons capable d'émettre un faisceau d'électrons dans l'axe d'un fourreau cylindrique métallique (10) qui s'étend entre une entrée (24) de signal hyperfréquence à amplifier et une sortie (26) de signal amplifié, ce tube étant caractérisé en ce que l'une au moins de l'entrée et de la sortie de signal comprend une plaque diélectrique (40) formant fenêtre de transmission d'énergie hyperfréquence, cette plaque étant encastrée et brasée dans une ouverture (50) ménagée dans la paroi du fourreau, la plaque ne débordant pas au-delà du périmètre extérieur du fourreau cylindrique et fermant de manière étanche au vide la dite ouverture.

5. Tube selon la revendication 4, caractérisé en ce que des aimants cylindriques monobloc (18) entourent le fourreau.

6. Tube selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la plaque diélectrique est constituée en une structure tri-plaque à deux couches diélectriques (54, 56) et trois niveaux de métallisation (42, 58, 64) séparés par ces deux couches diélectriques.

7. Tube selon la revendication 6, caractérisé en ce que les métallisations comprennent un premier niveau de métallisation comprenant un conducteur d'entrée, un deuxième niveau intermédiaire comprenant une métallisation reliée à une masse électrique et une fente de couplage (62) ménagée dans cette métallisation, et un troisième niveau de métallisation comprenant un conducteur de sortie, le conducteur d'entrée et le conducteur de sortie comportant chacun une partie en regard de la fente de couplage et le passage d'énergie se faisant par la fente de couplage, entre le conducteur d'entrée et le conducteur de sortie.

8. Tube selon la revendication 7, caractérisé en ce que la fenêtre est une fenêtre d'entrée de signal du tube, le premier niveau de métallisation étant une métallisation extérieure au tube et le troisième niveau étant une métallisation intérieure au tube, reliée à une structure de ralentissement de propagation d'onde, telle qu'une hélice.

Claims

1. Method for producing a vacuum electron tube, wherein the tube comprises on the one hand, an electron gun capable of emitting an electron beam in the axis of a cylindrical sleeve (10) and on the other hand, a series of permanent magnets (18) for focusing the beam, distributed around the sleeve between a signal input (24) to be amplified and a signal output (26), the said method being characterized in that annular magnets each made of a single piece are used, the said one-piece magnets are placed around the sleeve at the same time as the polar parts (20) between magnets, and the tube is pumped/stoved at high temperature in the presence of the magnets, in order to degasify the internal parts of the tube, the magnets being made from a material capable of recovering most of its magnetizing properties after a thermal cycle of pumping/stoving at high temperature.

2. Method according to Claim 1, characterized in that the high temperature is several hundred degrees, up to about 500°-C.

3. Method according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the electron gun is secured by a weld at a temperature not exceeding the stoving temperature.

4. Vacuum hyperfrequency tube, comprising an electron gun capable of emitting an electron beam in the axis of a cylindrical metal sleeve (10), which extends between a hyperfrequency signal input (24) to be amplified and an amplified signal output (26), the said tube being characterized in that either the signal input or output or both comprise(s) a dielectric plate (40) forming a hyperfrequency energy transmission window, the said plate being embedded and soldered in an opening (50) arranged in the sleeve wall, the plate not extending beyond the outer perimeter of the cylindrical sleeve and closing the said opening in a vacuum-tight manner.

5. Tube according to Claim 4, characterized in that the one-piece cylindrical magnets (18) surround the sleeve.

6. Tube according to either of Claims 4 and 5, characterized in that the dielectric plate is a three-plate structure with two dielectric films (54, 56) and three metallization levels (42, 58, 64) separated by these two dielectric films.

7. Tube according to Claim 6, characterized in that the metallizations comprise a first metallization level comprising an input conductor, a second intermediate level comprising a metallization connected to an electrical earth and a coupling slit (62) arranged in this metallization, and a third metallization level comprising an output conductor, the input conductor and the output conductor each comprising a part facing the coupling slit and the energy passing via the coupling slit, between the input conductor and the output conductor.

8. Tube according to Claim 7, characterized in that the window is a signal input window of the tube, the first metallization level being an external metallization of the tube and the third level being an internal metallization of the tube, connected to a structure for slowing down wave propagation, such as a propeller.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Elektronikvakuumröhre, bei dem die Röhre einerseits eine Elektronenkanone, die einen Elektronenstrahl in der Achse einer zylindrischen Hülle (10) entsenden kann, und andererseits eine Reihe von Dauermagneten (18) zur Fokussierung des Strahls umfasst, die um die Hülle zwischen einem Eingang (24) des zu verstärkenden Signals und einem Ausgang (26) des Signals verteilt sind, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass Ringmagneten verwendet werden, die jeweils aus einem Stück hergestellt sind, und dass diese Magneten aus einem Stück über die Hülle gleichzeitig mit den Polstücken (20) zwischen den Magneten gezogen werden, und dass ein Schritt des Pumpens/Ofentrocknens der Röhre bei hoher Temperatur im Beisein der Magneten zur Entgasung der inneren Teile der Röhre durchgeführt wird, wobei die Magneten aus einem Material hergestellt sind, das das Wesentliche seiner Magnetisierungseigenschaften nach einem Wärmezyklus bei hoher Pump-/Trocknungstemperatur wieder finden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hohe Temperatur mehrere Hunderte Grad bis zu ungefähr 500 °C beträgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronenkanone durch ein Schweißen bei einer Temperatur, die nicht über der Trocknungstemperatur liegt, angebracht wird.

4. Hyperfrequenzvakuumröhre, umfassend eine Elektronenkanone, die einen Elektronenstrahl in der Achse einer metallischen zylindrischen Hülle (10) entsenden kann, die sich zwischen einem Eingang (24) eines zu verstärkenden Hyperfrequenzsignals und einem Ausgang (26) des verstärkten Signals befindet, wobei diese Röhre dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens einer der Eingänge oder Ausgänge des Signals eine dielektrische Platte (40) umfasst, die Übertragungsfenster von Hyperfrequenzenergie bildet, wobei diese Platte in eine Öffnung (50), die in der Wand der Hülle vorgesehen ist, eingesetzt und verlötet ist, wobei die Platte nicht über den äußeren Umfang der zylindrischen Hülle hinausragt und die Öffnung vakuumdicht verschließt.

5. Röhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zylindrische einstückige Magnete (18) die Hülle umgeben.

6. Röhre nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Platte von einer Dreiplattenstruktur mit zwei dielektrischen Schichten (54, 56) und drei Metallisierungsniveaus (42, 58, 64), die durch diese beiden dielektrischen Schichten getrennt sind, gebildet ist.

7. Röhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierungen ein erstes Metallisierungsniveau, das einen Eingangsleiter umfasst, ein zweites Zwischenniveau, das eine mit einer elektrischen Masse verbundene Metallisierung und einen in dieser Metallisierung vorgesehenen Schlitz (62) zur Kopplung umfasst, und ein drittes Metallisierungsniveau umfasst, das einen Ausgangsleiter umfasst, wobei der Eingangsleiter und der Ausgangsleiter jeweils einen Teil gegenüber dem Kopplungsschlitz umfassen und der Energiedurchfluss durch den Kopplungsschlitz zwischen dem Eingangsleiter und dem Ausgangsleiter erfolgt.

8. Röhre nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster ein Signaleintrittsfenster der Röhre ist, wobei das erste Metallisierungsniveau eine Metallisierung außerhalb der Röhre und das dritte Niveau eine Metallisierung innerhalb der Röhre ist, verbunden mit einer Verzögerungsstruktur für die Wellenausbreitung, wie beispielsweise einer Spirale.

Dessins