TUBE ELECTRONIQUE MULTIFAISCEAU AVEC CHAMP MAGNETIQUE DE CORRECTION DE TRAJECTOIRE DES FAISCEAUX

Description

[0001] La présente invention est relative aux tubes électroniques à interaction longitudinale multifaisceaux tels par exemple que les klystrons ou les tubes à ondes progressives. Ces tubes généralement construits autour d'un axe comportent plusieurs faisceaux d'électrons longitudinaux parallèles à cet axe. Ces faisceaux sont souvent produits par un canon à électrons commun, équipé de plusieurs cathodes et sont recueillis en fin de course dans un ou plusieurs collecteurs. Entre le canon et le collecteur, ils traversent un corps qui est une structure hyperfréquence à la sortie de laquelle est extraite de l'énergie hyperfréquence. Cette structure peut être formée d'une succession de cavités résonantes et de tubes de glissement. Les faisceaux d'électrons, pour conserver leur forme longue et fine, sont focalisés par le champ magnétique d'un focalisateur centré sur l'axe principal et qui entoure la structure hyperfréquence.

[0002] Les avantages des tubes électroniques multifaisceaux sont les suivants : le courant produit est plus élevé et/ou bien la haute tension et la longueur sont plus faibles.

[0003] A performances sensiblement égales, l'encombrement du tube est de façon générale réduit. L'alimentation électrique et le modulateur utilisés sont ainsi simplifiés et plus compacts. Le rendement d'interaction est meilleur en raison de la pervéance généralement plus faible de chacun des faisceaux.

[0004] Pour les klystrons, la bande passante est élargie en raison du fait que les cavités sont chargées avec un courant plus important.

[0005] Par rapport aux tubes monofaisceaux un des principaux inconvénients est qu'il est difficile de générer un champ magnétique de focalisation optimum qui permette aux faisceaux de circuler dans la structure hyperfréquence sans interception notable par les tubes de glissement.

[0006] Dans les klystrons multifaisceaux le courant intercepté, appelé courant corps, est souvent de l'ordre de 4 à 8 % alors qu'il ne dépasse pas 2 à 3 % dans les klystrons monofaisceaux classiques même lorsque le faisceau est fortement modulé en haute fréquence comme c'est le cas des klystrons à fort rendement.

[0007] Une interception trop importante entraîne non seulement un échauffement prohibitif nécessitant un système de refroidissement complexe et coûteux mais aussi un mauvais fonctionnement du tube car il peut se produire des dilatations, des dégazages, des changements de fréquence, des oscillations, des excitations de modes parasites, des électrons réfléchis, des bombardements ioniques et une interaction perturbée entre le faisceau et la structure hyperfréquence.

[0008] Cette interception est due à l'augmentation des forces de charge d'espace sous l'effet de la modulation en densité de plus importante au fur et à mesure que l'on se rapproche du collecteur, ce qui entraîne une augmentation de la section des faisceaux qui en conséquence se rapprochent des parois des tubes de glissement. Elle est aussi due en partie au focalisateur qui inévitablement produit un champ magnétique radial dans les zones où le champ magnétique axial varie, c'est-à-dire à proximité du canon et du collecteur. De plus le focalicateur n'étant jamais parfait, il produit des composantes magnétiques parasites défocalisantes.

[0009] Une autre cause importante de défocalisation spécifique aux tubes multifaisceaux est que chaque faisceau crée un champ magnétique azimutal qui selon la configuration du tube et son mode de fonctionnement risque de perturber les autres faisceaux. Ce champ magnétique azimutal se traduit, au niveau des faisceaux désaxés, par une force radiale centrifuge qui les dévie.

[0010] On sait qu'il est possible en soignant particulièrement la configuration du focalisateur et de son bobinage de réduire les composantes magnétiques défocalisantes.

[0011] En utilisant des pièces polaires intermédiaires dans le corps du tube on peut aussi contribuer à réduire le champ magnétique radial.

[0012] Des améliorations peuvent aussi être apportées au niveau du canon pour que les lignes de flux magnétique épousent sensiblement la trajectoire des électrons dès leur émission.

[0013] On peut également agir sur l'inclinaison des tubes de glissement pour qu'ils suivent le mouvement général des faisceaux.

[0014] Par contre toutes ces solutions ne combattent pas le champ magnétique azimutal induit, au niveau d'un faisceau désaxé, par tous les autres.

[0015] La présente invention a donc pour but de réduire voire d'annuler ce champ magnétique azimutal induit sans dégrader les caractéristiques de gain ou de rendement.

[0016] Pour y parvenir la présente invention propose un tube électronique selon la revendication 1. Ce tube électronique multifaisceau comporte plusieurs faisceaux d'électrons sensiblement parallèles traversant un corps. Parmi ces faisceaux certains au moins, délimitent un volume interfaisceau. Chacun des faisceaux délimitant le volume interfaisceau est soumis à un champ magnétique azimutal perturbateur induit par tous les autres. Le tube comporte, au niveau du corps, des moyens permettant, dans au moins un élément conducteur situé dans le volume interfaisceau, une circulation d'un contre-courant dans un sens opposé à celui du courant des faisceaux, ce contre-courant engendrant au niveau des faisceaux délimitant le volume interfaisceau, un champ magnétique de correction qui s'oppose au champ magnétique perturbateur.

[0017] L'élément conducteur peut être intégré au corps ou au contraire isolé électriquement du corps.

[0018] Les moyens permettant la circulation du contre-courant dans l'élément conducteur intégré au corps peuvent comprendre une connexion de masse, à proximité de l'entrée du corps, de sorte que le contre-courant provient du courant des faisceaux qui se referme par cette masse, le collecteur se trouvant à un potentiel intermédiaire entre celui de cathodes produisant les faisceaux et la masse.

[0019] De préférence, cette connexion de masse sera reliée à une alimentation haute tension qui délivre le potentiel aux cathodes.

[0020] Dans ce type de tubes, que ce soit des klystrons ou des tubes à ondes progressives, le corps comporte une succession de cavités et en entrée et sortie des cavités, les faisceaux sont contenus dans des tubes de glissement. Lorsque les tubes de glissement sont creusés au sein d'un même bloc conducteur, ce bloc conducteur sert d'élément conducteur dans lequel circule le contre-courant.

[0021] Pour forcer la circulation dans le volume interfaisceau, le bloc conducteur peut avoir une résistance, dans une partie centrale englobant le volume interfaisceau, plus petite que celle possédée par une partie périphérique du bloc, située autour de la partie centrale.

[0022] Pour obtenir ces différentes résistances, la partie centrale peut être réalisée dans un premier matériau et la partie périphérique dans un second matériau, le second matériau ayant la résistance la plus grande.

[0023] On peut aussi préconiser de tailler des chicanes dans le pourtour de la périphérie d'un bloc pour augmenter la résistance à cet endroit.

[0024] Lorsque deux cavités successives ont une paroi commune solidaire d'un bloc conducteur, un insert résistif peut être inclus dans le bloc conducteur et la paroi commune, cet insert résistif force le contre-courant à circuler dans le bloc conducteur en boucle autour de l'insert et dans la paroi commune de part et d'autre de l'insert dans des sens opposés.

[0025] Les moyens permettant la circulation du contre-courant peuvent comporter un premier moyen de connexion à proximité de l'entrée du corps et un second moyen de connexion à proximité de la sortie du corps, ces moyens de connexion étant destinés à être reliés à une alimentation devant délivrer le contre-courant.

[0026] Dans la configuration où l'élément conducteur est intégré au corps, ce dernier et/ou le collecteur doivent être isolés électriquement de divers organes avec lesquels ils sont d'habitude en contact électrique.

[0027] Dans les configurations où les tubes de glissement ne sont pas creusés au sein d'un même bloc conducteur, le volume interfaisceau est creux au niveau des tubes de glissement et il est possible d'y loger l'élément conducteur sensiblement parallèlement aux tubes de glissement et sans contact électrique avec le corps.

[0028] Cet élément conducteur peut comporter un tronçon rigide en entrée et en sortie d'une cavité et une connexion souple qui enjambe une cavité en reliant deux tronçons rigides situés de part et d'autre de la cavité.

[0029] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'exemples de réalisation de tubes multifaisceaux conformes à l'invention, cette description étant faite en liaison avec les figures annexées qui représentent :

• la figure 1a, en coupe transversale, le corps d'un tube multifaisceau selon l'invention,
• la figure 1b, le champ magnétique induit par un faisceau d'électrons,
• la figure 2, une coupe longitudinale d'un klystron multifaisceau selon l'invention,
• les figures 3a, 3b, des coupes longitudinale et transversale partielles du corps d'un klystron selon l'invention avec un élément conducteur intégré au corps,
• les figures 4a, 4b, des coupes longitudinale et transversale partielles d'une autre variante d'une autre d'un klystron selon l'invention, avec un élément conducteur intégré au corps,
• les figures 5a, 5b, 5c des coupes longitudinale et transversale partielles du corps de klystron selon l'invention avec des éléments conducteurs isolés du corps,
• la figure 6, une coupe longitudinale d'un tube à ondes progressives multifaisceau selon l'invention.

[0030] La figure 1a représente en coupe transversale, les faisceaux d'électrons 1-7 d'un tube multifaisceau. Ces faisceaux sensiblement parallèles sont contenus chacun dans un tube de glissement 13 au niveau de la coupe. Ces tubes de glissement 13 sont creusés dans un même bloc conducteur 15 qui fait partie du corps 10 du tube. L'un de ces faisceaux 1 est centré sur un axe central, perpendiculaire à la feuille, passant au point 0. Les autres faisceaux 2 à 7, disposés sur un cercle centré en 0, sont désaxés. Ils sont de manière classique sensiblement équidistants les uns des autres.

[0031] On se réfère à la figure 1b. Un faisceau i de courant li crée en un point N distant de d de l'axe du faisceau, dans un plan perpendiculaire au faisceau i, un champ magnétique b_θi sensiblement égal à :

avec µ_o perméabilité magnétique du milieu.

[0032] Au moins un faisceau 7 désaxé du tube de la figure 1a est donc soumis d'une part à son champ propre b_θ7 qui engendre une force de focalisation centripète non déviante et à la résultante B_θ des champs b_θ1, b_θ2, b_θ3, b_θ4, b_θ5, b_θ6 induits par tous les autres faisceaux 1 à 6.

[0033] Ce champ B_θ résultant engendre une force radiale centrifuge qui dévie le faisceau 7 à l'opposé de l'axe central. En ce qui concerne le faisceau 1 central, s'il existe, pour des raisons de symétrie il n'est pas dévié.

[0034] On se réfère à la figure 2 qui montre un tube multifaisceau selon l'invention. Ce tube est un klystron multifaisceau. Il est construit autour d'un axe XX'.

[0035] On suppose que le tube possède plusieurs faisceaux numérotés de 1 à 7 agencés comme ceux de la figure 1a à laquelle on se réfère également. Parmi ces sept faisceaux, six référencés de 2 à 7 délimitent un volume interfaisceau 22. Dans l'exemple, ils sont placés sur un cercle de rayon a et le volume interfaisceau 22 est cylindrique. Le dernier faisceau 1 est centré sur l'axe XX', les autres sont désaxés. Les faisceaux 1 à 7 sont produits par un canon 17, ils entrent ensuite dans un corps 10 qu'ils traversent et à sa sortie S sont recueillis dans un collecteur 11. Le canon 17 comporte sept cathodes 18 qui produisent les faisceaux 1 à 7 lorsqu'elles sont portées à un potentiel V_K approprié délivré par une alimentation A1 haute tension. Il comporte également une anode 16 qui accélère les électrons vers l'entrée E du corps 10. Elle est portée à un potentiel moins négatif que celui V_K des cathodes. Sur la figure 2, seules trois cathodes sont visibles.

[0036] Le corps 10 est formé d'une alternance de cavités 20 et de tubes de glissement 13, Les cavités 20 possèdent des parois latérales 27. Les faisceaux 1 à 7 sont contenus dans les tubes de glissement 13 avant de pénétrer dans la première cavité 20, en sortant de la dernière cavité 20 et de manière plus générale entre chaque cavité 20. Le corps 10 est placé dans un focalisateur 12 tubulaire. Le corps 10 commence après une pièce polaire 19.1 d'entrée et se termine avant une pièce polaire 19.2 de sortie.

[0037] Chacun des faisceaux 2 à 7 délimitant le volume interfaisceau 22 est soumis à un champ magnétique azimutal défocalisant qui le dévie. Ce champ magnétique azimutal est induit par tous les autres comme on vient de le décrire aux figures 1. Pour tenter d'atténuer, voire de faire disparaître les effets de ce champ magnétique azimutal induit, le tube électronique multifaisceau selon l'invention comporte, au niveau du corps 10, des moyens M permettant, dans au moins un élément conducteur 23 situé dans le volume interfaisceau 22, une circulation d'un contre-courant I' en sens inverse du courant I porté par tous les faisceaux. Ce contre-courant I' génère au niveau des faisceaux 2 à 7 perturbés un champ magnétique azimutal de correction B'_θ qui tend à s'opposer au champ magnétique azimutal induit B_θ.

[0038] Sur l'exemple de la figure 2, l'élément conducteur 23 est intégré au corps 10 du tube et les moyens M permettant la circulation du contre-courant I' comprennent une connexion P de masse, à proximité de l'entrée E du corps 10, de sorte que le contre-courant I' provient du courant I porté par tous les faisceaux qui se referme par cette masse. Le collecteur 11 se trouve naturellement à un potentiel V_C intermédiaire entre celui V_K des cathodes 18 et la masse.

[0039] En entrée et sortie des cavités 20 sont placés des blocs conducteurs 15 au sein desquels sont creusés autant de tubes de glissement 13 que de faisceaux 1-7 comme décrit à la figure 1a.

[0040] Ces blocs conducteurs 15 forment l'élément conducteur 23 à l'intérieur duquel circule le contre-courant I'. Sur la figure 1a, le bloc conducteur 15 représenté est un cylindre de rayon a + g + t avec g rayon d'un tube de glissement et t épaisseur de matière située entre les tubes de glissement 13 et le bord du bloc 15. Cette épaisseur t contribue à assurer l'étanchéité à l'intérieur du corps 10.

[0041] Dans la configuration représentée à la figure 2, le contre-courant I' circule dans tout le corps 10 en sens inverse du courant I des faisceaux 1-7 mais seule la partie qui circule à l'intérieur de l'espace interfaisceau 22 apporte une correction. La partie circulant à l'extérieur du volume interfaisceau 22, notamment dans les parois latérales 27 des cavités, ne participe pas à la correction mais n'induit pas de perturbation.

[0042] Dans l'exemple de la figure 2, la connexion P de masse est située au niveau de l'anode 16 du canon 17. On peut envisager de la mettre au niveau de la pièce polaire 19.1 d'entrée. Cette pièce polaire d'entrée 19.1 empêche que les cathodes 18 ne soient perturbées par le champ magnétique du focalisateur 12.

[0043] Dans cette configuration, le potentiel V_K des cathodes 18 est délivré par l'alimentation A1 qui est branchée entre les cathodes 18 et la connexion P de masse.

[0044] Classiquement, dans ce genre de tube, une connexion de masse était réalisée au niveau du collecteur 11 ou s'il était isolé électriquement du corps 10 au niveau de la pièce polaire 19.2 de sortie qui empêche que les électrons recueillis dans le collecteur 11 ne soient perturbés par le champ magnétique du focalisateur 12.

[0045] Le fait de faire circuler le contre-courant I' dans un élément conducteur 23 intégré au corps 10 du tube requiert maintenant une isolation électrique de ce corps 10 et/ou du collecteur 11 vis à vis à d'autres organes du tube avec lesquels ils étaient en contact électrique dans les configurations classiques de l'art antérieur. Il s'agit notamment du focalisateur 12 qui sera isolé électriquement du corps 10 à l'aide de matériau diélectrique 24.1. Dans l'exemple l'isolation se fait par l'intermédiaire des pièces polaires 19.1, 19.2 d'entrée et de sortie. Ces pièces polaires 19.1, 19.2 sont dans les tubes classiques en contact avec le corps à son entrée E et à sa sortie S. On utilisera par exemple une feuille 24.1 de téflon insérée entre le focalisateur 12 et les pièces polaires 19.1, 19.2. Il s'agit également des guides de transmission, situés au niveau des cavités 20 extrêmes. Un guide d'onde d'entrée 25.1 est relié à la première cavité 20 il permet d'y injecter un signal à amplifier. Ce guide d'onde 25. lest isolé électriquement du corps 10 à l'aide d'une bride isolante 24.2. La dernière cavité 20 communique avec un guide d'onde de sortie 25.2, destiné à la transmission de l'énergie hyperfréquence produite par le tube vers un organe utilisateur (non représenté). Ce guide d'onde 25.2 est isolé électriquement du corps 10 à l'aide d'une bride isolante 24.2.

[0046] Généralement, un dispositif de refroidissement 26 est prévu autour du collecteur 11 et même éventuellement du corps 10. Ce dispositif de refroidissement 26 sera isolé électriquement du collecteur 11 et si nécessaire du corps 10. Cette isolation peut être obtenue en réalisant le dispositif de refroidissement avec des matériaux diélectriques, par exemple au moins un conduit 28 en matière plastique dans lequel un fluide de refroidissement résistant circule. Comme fluide de refroidissement de l'eau désionisée peut être employée.

[0047] Les calculs montrent que le contre-courant I' donnant une exacte compensation est tel que I' = ½ I, I correspondant au courant total de tous les faisceaux 1 à 7 du tube.

[0048] Le champ magnétique azimutal induit sur un des faisceaux délimitant l'espace interfaisceau 22, par les autres faisceaux vaut :
   B_θ = µ_o

si les faisceaux délimitant l'espace interfaisceau sont arrangés sur un cercle de rayon a.

[0049] Si on fait circuler le courant total I des faisceaux 1 à 7 dans le bloc conducteur 15, ayant une section de rayon a + g + t, le contre-courant I' vaut :

   et ce contre-courant I' permet bien une exacte compensation si les valeurs de a, g et t sont telles que le rapport

vaut 0,5.

[0050] Des grandeurs telles que a = 21,8 mm, g = 6 mm et t = 3 mm permettent d'obtenir le résultat optimum.

[0051] Les dimensions a, g, t sont illustrées sur la figure 1a mais ne sont pas représentées à l'échelle.

[0052] Une manière permettant d'obtenir un contre-courant I' optimum à partir d'une circulation de courant dans tout le corps 10 est de forcer le courant à passer préférentiellement dans le volume interfaisceau.

[0053] Les figures 3a, 3b, 4a, 4b montrent en coupe longitudinale et transversale une portion du corps 10 d'un klystron multifaisceau conforme à l'invention dans lequel on favorise la circulation de courant dans le volume interfaisceau de deux manières différentes.

[0054] Deux cavités successives 20 sont schématisées sur la figure 3a. Elles ne sont pas représentées sur la figure 4a pour simplifier. Les coupes transversales des figures 3b, 4b sont faites selon le plan de coupe aa.

[0055] Sur les figures 3a, 3b, les blocs conducteurs 15 sont formés d'une partie centrale 31 entourée d'une partie périphérique 32. Les tubes de glissement 13 sont situés dans la partie centrale 31. La limite du volume interfaisceau 22 correspond sensiblement au cercle, en pointillés sur la figure 3b, passant par le centre des tubes de glissement 13 et la partie centrale 31 englobe le volume interfaisceau 22.

[0056] En réalisant pour au moins un des blocs, la partie centrale 31 dans un premier matériau et la partie périphérique 32 dans un second matériau et en choisissant ces matériaux de sorte que la résistivité du premier matériau soit plus petite que celle du second matériau, on obtient bien cette circulation préférentielle dans le volume interfaisceau 22.

[0057] La partie centrale 31 peut par exemple être réalisée à base de cuivre et la partie périphérique à base d'acier inoxydable. D'autres choix sont possibles. Le choix du matériau de la partie périphérique 32 doit être compatible avec l'étanchéité recherchée.

[0058] Une autre solution pour augmenter la résistivité à la périphérie d'au moins un bloc 15 par rapport à celle dans le volume interfaisceau est de tailler des chicanes 33 à la périphérie du bloc 15. Ces chicanes 33 sont illustrées aux figures 4a, 4b. Cette configuration avec chicanes peut être combinée avec celle décrite aux figures 3a, 3b comme les figures 4 le montrent mais ce n'est pas nécessaire.

[0059] Au lieu que le contre-courant I' provienne du courant I des faisceaux, il est possible que les moyens M permettant la circulation du contre-courant I' comprennent deux moyens de connexion C1, C2, l'un à proximité de l'entrée E du corps 10 et l'autre à proximité de sa sortie S, ces moyens de connexion étant destinés à être connectés aux bornes d'une alimentation A2 basse tension devant délivrer le contre-courant I'. La figure 6 (décrite ultérieurement) montre cette caractéristique appliquée à un tube à onde progressives multifaisceau. Elle est bien sûr applicable aux klystrons multifaisceaux.

[0060] Dans les klystrons multifaisceaux décrits, il se produit une compensation de la trajectoire des faisceaux là où le contre-courant circule à l'intérieur du volume interfaisceau, c'est-à-dire au niveau des tubes de glissement 13. Or ces tubes de glissement 13 occupent environ 75 % de la longueur du corps 10 ce qui veut dire que seul 25 % de la longueur des faisceaux ne reçoit pas de correction mais cela n'est pas gênant. Une correction adaptée en entrée et en sortie des cavités 20 peut être envisagée si nécessaire pour réduire cet effet néfaste défocalisant.

[0061] Dans les configurations où les tubes de glissement 13 ne sont pas creusés au sein d'un même bloc conducteur 15 et qu'ils sont réalisés par des tubes 13 raccordés aux cavités 30 et désolidarisés les uns des autres, le volume interfaisceau 22 n'est pas plein de matière conductrice.

[0062] Les figures 5a, 5b montrent en coupes longitudinale et transversale partielles, un corps de klystron multifaisceau avec cette caractéristique.

[0063] Maintenant l'élément conducteur 23 dans lequel circule le contre-courant I' est isolé électriquement et distinct du corps 10. Il s'étend dans le volume interfaisceau 22, parallèlement aux tubes de glissement 13, sans contact électrique avec eux ni avec les cavités 20. Il peut être formé de tronçons conducteurs rigides 34 situés en entrée et sortie des cavités, ces tronçons pouvant être des tiges conductrices rigides gainées d'isolant 37 tel que de l'alumine.

[0064] Sur toute la longueur du corps, on trouvera une succession de tronçons conducteurs rigides 34, deux tronçons conducteurs rigides 34 situés de part et d'autre d'une cavité 20 étant reliés par une connexion souple 35 qui enjambe la cavité 20. Les connexions souples 35 peuvent être de la tresse métallique gainée d'isolant.

[0065] Les moyens M permettant la circulation du contre-courant I' comprennent aux deux extrémités de l'élément conducteur 23 des moyens de connexion C1, C2 destinés à être reliés à une alimentation A2 devant délivrer le contre-courant I'.

[0066] Si le tube ne comporte pas de faisceau central comme l'illustre la figure 5c, un seul élément conducteur 23 suffit au centre, si le tube comporte un faisceau central comme l'illustre la figure 5b, plusieurs sont souhaitables, disposés entre le faisceau central 1 et les faisceaux 2-7 délimitant le volume interfaisceau 22.

[0067] Le champ magnétique néfaste induit au niveau d'un des faisceaux par les autres n'apparaît dans le tube que lorsqu'il fonctionne en régime continu ou avec des durées d'impulsions relativement longues. C'est le cas de beaucoup de tubes utilisés dans des applications de télécommunications, des applications industrielles, scientifiques, et même radar.

[0068] En effet à chaque fois que les faisceaux sont injectés dans le corps 10, ils induisent, pendant un certain temps, dans les tubes de glissement, des courants de Foucault qui s'opposent au champ magnétique induit perturbateur.

[0069] En appelant F la fréquence de répétition du tube, l'épaisseur e de matériau que peut traverser le champ magnétique induit perturbateur est donnée par :

   avec ρ résistivité du matériau en Ω.cm et µ_r perméabilité relative du matériau. Pour le cuivre ρ vaut 1,72 10^-6 Ω. cm et µ_r vaut 1.

[0070] Si le tube comporte en couronne six faisceaux séparés par une épaisseur e de cuivre de 16 millimètres, la fréquence F de répétition est de 17 Hz maximum, ce qui revient à dire que les impulsions ne peuvent durer que 30 à 40 ms sans effet défocalisant.

[0071] Les problèmes de transmission dans les klystrons multifaisceaux sont d'autant plus gênants que la puissance et les longueurs d'impulsions sont longues.

[0072] Les tubes qui viennent d'être décrits sont des klystrons. Un tube multifaisceau conforme à l'invention pourrait aussi être de type tube à ondes progressives comme illustré à la figure 6.

[0073] Dans ce type de tube, le corps 10 est formé d'une succession de cavités 30 couplées les unes aux autres par des iris 21 placés sur une paroi commune 36. Les faisceaux 1 à 7 sont contenus dans des tubes de glissement 13 avant de pénétrer dans la première cavité 30, en sortant de la dernière cavité 30 et de manière plus générale entre les cavités 30. Mais maintenant les tubes de glissement 13 occupent moins de 50 % de la longueur du corps 10, ce qui signifie que la correction obtenue est moins efficace mais reste quand même interessante. Les blocs conducteurs dans lesquels sont creusés les tubes de glissement 13 portent la référence 15 et les parois communes 36 sont solidaires des blocs conducteurs 15.

[0074] Pour favoriser la circulation du contre-courant I' dans le volume interfaisceau 22 sur la plus grande longueur possible, il est possible d'inclure dans les blocs conducteurs 15 et dans les parois 36 communes, des inserts 200 résistifs que le contre-courant I' va contourner. Ces inserts 200 sont présentés sur la figure 6 en deux parties 201. 202 solidaires l'une de l'autre. La première partie 201 placée dans les blocs conducteurs 15 a la forme d'un élément tubulaire, elle entoure les tubes de glissement 13. Le contre-courant I' circule dans le bloc conducteur 15 en boucle autour de la première partie 201.

[0075] La seconde partie 202 s'étend depuis la première partie 201 dans l'épaisseur de la paroi commune 36 telle une collerette.

[0076] Le contre-courant I' circule dans la paroi commune 36 de part et d'autre de la seconde partie 202 dans des sens opposés.

[0077] En faisant une coupe radiale d'un bloc 15, un insert 200 a la forme d'un T dont la jambe est la seconde partie 202 et dont la barre transversale est la première partie 201. La circulation du contre-courant I' qui contourne l'insert 200 est vue en détail sur le zoom encerclé de la figure 6.

[0078] Ces inserts 200 peuvent être réalisés, par exemple en acier inoxydable, en alumine ou même être des évidements.

[0079] Maintenant les moyens M permettant la circulation du contre-courant I' comprennent deux moyens de connexion C1, C2 l'un à proximité de l'entrée E du corps 10 et l'autre C2 à proximité de la sortie S du corps, ces moyens de connexion C1, C2 étant destinés à être connectés aux bornes e1, e2 d'une alimantation A2 basse tension devant délivrer le contre-courant I'. Sur la figure 6 le premier moyen de connexion C1 se trouve au niveau de la pièce polaire 19.1 d'entrée et le second moyen de connexion C2 se trouve au niveau de la base du collecteur 11. Le premier moyen de connexion C1 pourrait être sur l'anode 16 et le second sur la pièce polaire de sortie. Dans l'exemple décrit le second moyen de connexion C2 est porté à la masse mais d'autres potentiels seraient envisageables.

[0080] Une résistance R convenablement choisie en série avec l'alimentation A2 basse tension permet d'ajuster la valeur du contre-courant.

[0081] Sur la figure 6 de manière classique, une autre alimentation A1 est représentée. Elle est branchée entre les cathodes 18 et le collecteur 11 et sert à la création des faisceaux 1 à 7. C'est une alimentation haute tension.

[0082] Les tubes multifaisceaux selon l'invention n'ont pas une structure modifiée par rapport aux tubes existants, il suffit de prévoir les connexions décrites.

Revendications

1. Tube électronique muttifaisceau comportant un canon à électrons générant plusieurs faisceaux d'électrons (1-7) sensiblement parallèles, et un corps (10) traversé par ces faisceaux, certains (2-7) au moins des faisceaux (2-7) délimitant un volume interfaisceau (22), chaque faisceau (2-7) délimitant le volume interfaisceau (22) étant soumis, au niveau du corps (10), à un champ magnétique azimutal perturbateur (B_θ) induit par tous les autres, caractérisé en ce qu'il comporte, au niveau du corps (10), des moyens (M) permettant, dans au moins un élément conducteur (23) situé dans le volume interfaisceau (22), une circulation d'un contre-courant (I') dans un sens opposé à celui du courant (I) des faisceaux (1-7), ce contre-courant (I') générant au niveau des faisceaux (2-7) délimitant l'espace interfaisceau (22), un champ magnétique de correction visant à s'opposer au champ magnétique perturbateur (B_θ).

2. Tube électronique muttifaisceau selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (23) conducteur est intégré au corps (10) du tube.

3. Tube électronique muttifaisceau selon l'une des revendications 1 ou 2, comportant un canon (17) avec une ou plusieurs cathodes (18) qui émettent les électrons des faisceaux (1-7), ces faisceaux traversant le corps (10) depuis une entrée (E) vers une sortie (S) où ils sont recueillis par au moins un collecteur (11), caractérisé en ce que les moyens (M) permettant la circulation du contre-courant (I') comprennent une connexion (P) de masse à proximité de l'entrée (E) du corps (10), de sorte que le contre-courant (I') provient du courant (I) des faisceaux (1-7) qui se referme par cette masse, le collecteur (11) possédant un potentiel intermédiaire (V_C) entre la masse et celui (V_K) des cathodes (18).

4. Tube électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la connexion (P) de masse est située au niveau d'une anode (16) dont est doté le canon (17).

5. Tube électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la connexion (P) de masse est au niveau d'une pièce (19.1) polaire d'entrée située en entrée (E) du corps (10).

6. Tube électronique selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la connexion (P) de masse est destinée à être reliée à une alimentation (A1) qui délivre le potentiel (V_K) aux cathodes (18).

7. Tube électronique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens (M) permettant la circulation du contre-courant (I') comprennent un premier moyen de connexion (C1) à proximité de l'entrée (E) du corps et un second moyen de connexion (C2) à proximité de la sortie (S) du corps, ces moyens de connexion (C1, C2) étant destinés à être reliés à une alimentation (A2) devant délivrer le contre-courant (I').

8. Tube électronique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le corps (10) comporte une succession de cavités (20, 30), les faisceaux (1-7) étant contenus en entrée et en sortie des cavités (20, 30) dans des tubes de glissement (13) creusés au sein d'un bloc (15) conducteur, ces blocs (15) conducteurs servant d'élément conducteur (23).

9. Tube électronique selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins un bloc (15) conducteur a une résistance, dans une partie centrale (31) englobant le volume interfaisceau, inférieure à celle qu'il possède dans une partie périphérique (32) entourant la partie centrale (31).

10. Tube électronique selon la revendication 9, caractérisé en ce que la partie centrale (31) est réalisée dans un premier matériau et la partie périphérique (32) dans un second matériau, le premier matériau ayant une résistivité plus faible que celle du second matériau.

11. Tube électronique selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la périphérie d'au moins un bloc (15) porte sur son pourtour des chicanes (33) afin d'augmenter sa résistivité périphérique.

12. Tube électronique selon la revendication 8, caractérisé en ce que deux cavités (30) successives ont une paroi commune (36) qui prend appui sur un bloc conducteur (15), le bloc conducteur (15) et la paroi commune (36) incluant un insert (200) résistif qui force le contre-courant (I') à circuler dans le bloc conducteur (15) en boucle autour de l'insert et dans la paroi commune (36), de part et d'autre de l'insert (200) dans des sens opposés.

13. Tube électronique selon l'une des revendications 2 à 12, dans lequel les faisceaux (1-7) sont recueillis dans un collecteur (11) et qui comporte un ou plusieurs organes (26, 25, 12) qui coopèrent avec le corps (10) et/ou le collecteur (11), caractérisé en ce que ces organes (26, 25, 12) sont isolés électriquement du corps (10) et/ou du collecteur (11).

14. Tube électronique selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte comme organe isolé électriquement du corps et/ou du collecteur un dispositif de refroidissement (26) entourant le corps et/ou le collecteur, formé à partir d'au moins un conduit (28) en matière isolante dans lequel circule un fluide résistant.

15. Tube électronique selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il comporte comme organe isolé électriquement du corps (10), un focalisateur (12) tubulaire dans lequel est placé le corps, un élément diélectrique (24.1) étant disposé en entrée (E) et en sortie (S) du corps (10) pour l'isoler du focalisateur.

16. Tube électronique selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte comme organe isolé électriquement du corps (10), au moins un guide de transmission (25.1, 25.2) isolé par une bride (24.2) diélectrique du corps (10).

17. Tube électronique selon la revendication 1, dont le corps (10) comporte une succession de cavités (20) et dans lequel les faisceaux (1-7) sont contenus, en entrée et en sortie des cavités (30), dans des tubes de glissement (13), désolidarisés les uns des autres, caractérisé en ce que l'élément (23) conducteur est longitudinal et s'étend dans le volume interfaisceau (22) parallèlement aux tubes de glissement (13), sans contact électrique ni avec les tubes de glissement et ni avec les cavités.

18. Tube électronique selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'élément conducteur comporte un tronçon conducteur rigide (33) en entrée et en sortie d'une cavité (20), deux tronçons (33) successifs de part et d'autre de la cavité étant reliés par une connexion souple (35) enjambant la cavité (20).

19. Tube électronique selon l'une des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce que l'élément conducteur (23) est gainé d'isolant.

20. Tube électronique selon l'une des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que les moyens (M) permettant la circulation du contre-courant (I') comprennent, à chaque extrémité de l'élément conducteur (23), des moyens de connexion (C1, C2) pour les connecter aux bornes d'une alimentation (A2) devant délivrer le contre-courant (I').

Ansprüche

1. Mehrstrahlige Elektronenröhre, die eine Elektronenkanone, die mehrere im Wesentlichen parallele Elektronenstrahlen (1-7) erzeugt, und einen von diesen Strahlen durchquerten Körper (10) aufweist, wobei zumindest manche (2-7) dieser Strahlen (1-7) ein Zwischenstrahlvolumen (22) begrenzen, wobei jeder das Zwischenstrahlvolumen (22) begrenzende Strahl (2-7) in Höhe des Körpers (10) einem azimutalen Störmagnetfeld (B_θ) ausgesetzt ist, das von allen anderen induziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Höhe des Körpers (10) Mittel (M) aufweist, die in mindestens einem leitenden Element (23), das sich im Zwischenstrahlvolumen (22) befindet, das Fliessen eines Gegenstroms (I') in entgegengesetzter Richtung zum Strom (I) der Strahlen (1-7) ermöglichen, wobei dieser Gegenstrom (I') in Höhe der das Zwischenstrahlvolumen (22) begrenzenden Strahlen (2-7) ein Korrekturmagnetfeld erzeugt, das dem Störmagnetfeld (B_θ) entgegenwirkt.

2. Mehrstrahlige Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Element (23) in den Körper (10) der Röhre integriert ist.

3. Mehrstrahlige Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 1 oder 2, die eine Kanone (17) mit einer oder mehreren Kathoden (18) aufweist, die die Elektronen der Strahlen (1-7) aussenden, wobei diese Strahlen den Körper (10) von einem Eingang (E) zu einem Ausgang (S) durchqueren, wo sie von mindestens einem Kollektor (11) aufgefangen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die das Fliessen des Gegenstroms (I') ermöglichenden Mittel (M) eine Masseverbindung (P) in der Nähe des Eingangs (E) des Körpers (10) aufweisen, so dass der Gegenstrom (I') vom Strom (I) der Strahlen (1-7) kommt, der sich durch diese Masse schließt, wobei der Kollektor (11) ein Zwischenpotential (V_C) zwischen der Masse und demjenigen (V_K) der Kathoden (18) aufweist.

4. Elektronenröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseverbindung (P) sich in Höhe einer Anode (16) befindet, mit der die Kanone (17) ausgestattet ist.

5. Elektronenröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseverbindung (P) sich in Höhe eines Eingangs-Polstücks (19.1) befindet, das sich am Eingang (E) des Körpers (10) befindet.

6. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseverbindung (P) dazu bestimmt ist, mit einer Stromversorgung (A1) verbunden zu werden, die das Potential (V_K) an die Kathoden (18) liefert.

7. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die das Fliessen des Gegenstroms (I') ermöglichenden Mittel (M) ein erstes Verbindungsmittel (C1) in der Nähe des Eingangs (E) des Körpers (10) und ein zweites Verbindungsmittel (C2) in der Nähe des Ausgangs (S) des Körpers aufweisen, wobei diese Verbindungsmittel (C1, C2) dazu bestimmt sind, mit einer Stromversorgung (A2) verbunden zu werden, die dazu bestimmt ist, den Gegenstrom (I') zu liefern.

8. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (10) eine Folge von Hohlräumen (20, 30) aufweist, wobei die Strahlen (1-7) am Eingang und am Ausgang der Hohlräume (20, 30) in Gleitröhren (13) enthalten sind, die in einem leitenden Block (15) ausgehöhlt sind, wobei diese leitenden Blöcke (15) als leitendes Element (23) dienen.

9. Elektronenröhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein leitender Block (15) in einem zentralen Bereich (31), der das Zwischenstrahlvolumen einschließt, einen geringeren Widerstand hat als derjenige, den er in einem Umfangsbereich (32) aufweist, der den zentralen Bereich (31) umgibt.

10. Elektronenröhre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Bereich (31) aus einem ersten Material und der Umfangsbereich (32) aus einem zweiten Material hergestellt ist, wobei das erste Material einen geringeren spezifischen Widerstand aufweist als das zweite Material.

11. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang mindestens eines Blocks (15) auf seinem Umriss Ablenkplatten (33) aufweist, um seinen spezifischen Umfangs-Widerstand zu erhöhen.

12. Elektronenröhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei aufeinander folgende Hohlräume (30) eine gemeinsame Wand (36) aufweisen, die auf einem leitenden Block (15) aufliegt, wobei der leitende Block (15) und die gemeinsame Wand (36) einen ohmschen Einsatz (200) enthalten, der den Gegenstrom (I') zwingt, im leitenden Block (15) schleifenförmig um den Einsatz und in der gemeinsamen Wand (36) zu beiden Seiten des Einsatzes (200) in entgegengesetzten Richtungen zu fließen.

13. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 2 bis 12, bei der die Strahlen (1-7) in einem Kollektor (11) aufgefangen werden, und die eines oder mehrere Organe (26, 25, 12) aufweist, die mit dem Körper (10) und/oder dem Kollektor (11) zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass diese Organe (26, 25, 12) vom Körper (10) und/oder vom Kollektor (11) elektrisch isoliert sind.

14. Elektronenröhre nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie als vom Körper und/oder vom Kollektor elektrisch isoliertes Organ eine Kühlvorrichtung (26) aufweist, die den Körper und/oder den Kollektor umgibt und ausgehend von mindestens einer Leitung (28) aus isolierendem Material gebildet wird, in der ein Widerstandsfluid fließt.

15. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie als vom Körper (10) elektrisch isoliertes Organ einen röhrenförmigen Fokussierer (12) aufweist, in dem der Körper angeordnet ist, wobei ein dielektrisches Element (24.1) am Eingang (E) und am Ausgang (S) des Körpers (10) angeordnet ist, um ihn vom Fokussierer zu isolieren.

16. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie als vom Körper (10) elektrisch isoliertes Organ mindestens einen Übertragungsleiter (25.1, 25.2) aufweist, der durch einen dielektrischen Flansch (24.2) vom Körper (10) isoliert wird.

17. Elektronenröhre nach Anspruch 1, deren Körper (10) eine Folge von Hohlräumen (20) aufweist, und bei der die Strahlen (1-7) am Eingang und am Ausgang der Hohlräume (30) in voneinander getrennten Gleitröhren (13) enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Element (23) länglich ist und sich im Zwischenstrahlvolumen (22) parallel zu den Gleitröhren (13) ohne elektrischen Kontakt mit den Gleitröhren oder den Hohlräumen erstreckt.

18. Elektronenröhre nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Element am Eingang und am Ausgang eines Hohlraums (20) einen steifen leitenden Abschnitt (34) aufweist, wobei zwei aufeinander folgende Abschnitte (34) zu beiden Seiten des Hohlraums über eine elastische Verbindung (35) miteinander verbunden sind, die den Hohlraum (20) übergreift.

19. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Element (23) mit einem Isoliermaterial umhüllt ist.

20. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die das Fließen des Gegenstroms (I') ermöglichenden Mittel (M) an jedem Ende des leitenden Elements (23) Verbindungsmittel (C1, C2) aufweisen, um sie mit den Klemmen einer Stromversorgung (A2) zu verbinden, die den Gegenstrom (I') liefern soll.

Claims

1. Multibeam electron tube comprising several approximately parallel electron beams (1-7) passing through a body (10), among the beams (2-7), at least some (2-7) defining an interbeam volume (22), each beam (2-7) defining the interbeam volume (22) being subjected to a perturbing azimuthal magnetic field (Be) induced by all the other beams, characterized in that it includes means (M) allowing, in at least one conducting element (23) located in the interbeam volume (22), flow of a reverse current (I') in the opposite direction to that of the current (I) of the beams (1-7), this reverse current (I') generating, in the beams (2-7) defining the interbeam space (22), a magnetic correction field whose purpose is to oppose the perturbing magnetic field (B_θ).

2. Multibeam electron tube according to Claim 1, characterized in that the conducting element (23) is incorporated into the body (10) of the tube.

3. Multibeam electron tube according to either of Claims 1 and 2, comprising a gun (17) with one or more cathodes (18) which emit the electrons of the beams (1-7), these beams passing through the body (10) from an input (E) towards an output (S) where they are collected by at least one collector (11), characterized in that the means (M) allowing the reverse current (I') to flow comprise an earth connection (P) close to the input (E) of the body (10) so that the reverse current (I') comes from the current (I) of the beams (1-7) which is closed by this earth, the collector (11) being at an intermediate potential (V_C) between earth and the voltage (V_K) of the cathodes (18).

4. Electron tube according to Claim 3, characterized in that the earth connection (P) is located at an anode (16) with which the gun (17) is provided.

5. Electron tube according to Claim 3, characterized in that the earth connection (P) is at an input pole piece (19.1) located at the input (E) of the body (10).

6. Electron tube according to one of Claims 3 to 5, characterized in that the earth connection (P) is intended to be connected to a supply (A1) which delivers the potential (V_K) to the cathodes (18).

7. Electron tube according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the means (M) allowing the reverse current (I') to flow comprise a first connection means (C1) close to the input (E) of the body and a second connection means (C2) close to the output (S) of the body, these connection means (C1, C2) being intended to be connected to a supply (A2) which has to deliver the reverse current (I').

8. Electron tube according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the body (10) comprises a succession of cavities (20, 30), the beams (1-7) being contained at the input and at the output of the cavities (20, 30) in drift tubes (13) hollowed out within a conducting block (15), these conducting blocks (15) serving as conducting elements (23).

9. Electron tube according to Claim 8, characterized in that at least one conducting block (15) has a resistance, in a central part (31) enclosing the interbeam volume, less than that which it has in a peripheral part (32) surrounding the central part (31).

10. Electron tube according to Claim 9, characterized in that the central part (31) is made in a first material and the peripheral part (32) in a second material, the first material having a lower resistivity than that of the second material.

11. Electron tube according to one of Claims 8 to 10, characterized in that the periphery of at least one block (15) has chicanes (33) around its perimeter so as to increase its peripheral resistivity.

12. Electron tube according to Claim 8, characterized in that two successive cavities (30) have a common wall (36) which bears on a conducting block (15), the conducting block (15) and the common wall (36) including a resistive insert (200) which forces the reverse current (I') to flow in the conducting block (15) as a loop around the insert and in the common wall (36), on each side of the insert (200) in opposite directions.

13. Electron tube according to one of Claims 2 to 12, in which the beams (1-7) are collected in a collector (11) and which comprises one or more devices (26, 25, 12) which interact with the body (10) and/or the collector (11), characterized in that these devices (26, 25, 12) are electrically isolated from the body (10) and/or from the collector (11).

14. Electron tube according to Claim 13, characterized in that it includes, as a device electrically isolated from the body and/or from the collector, a cooling device (26) surrounding the body and/or the collector, formed from at least one duct (28) made of insulating material through which duct a resistant fluid flows.

15. Electron tube according to either of Claims 13 and 14, characterized in that it includes, as a device electrically isolated from the body (10), a tubular focuser (12) in which the body is placed, a dielectric element (24.1) being placed at the input (E) and at the output (S) of the body (10) in order to isolate it from the focuser.

16. Electron tube according to one of Claims 13 to 15, characterized in that it includes, as a device electrically isolated from the body (10), at least one transmission guide (25.1, 25.2) isolated by a dielectric collar (24.2) from the body (10).

17. Electron tube according to Claim 1, the body (10) of which comprises a succession of cavities (20) and in which the beams (1-7) are contained, at the input and at the output of the cavities (30), in drift tubes (13), separated from each other, characterized in that the conducting element (23) is longitudinal and extends in the interbeam volume (22) parallel to the drift tubes (13), without any electrical contact either with the drift tubes or with the cavities.

18. Electron tube according to Claim 17, characterized in that the conducting element comprises a rigid conducting section (33) at the input and at the output of a cavity (20), two successive sections (33) on each side of the cavity being connected by a flexible connection (35) straddling the cavity (20).

19. Electron tube according to either of Claims 17 and 18, characterized in that the conducting element (23) is sheathed with an insulation.

20. Electron tube according to one of Claims 17 to 19, characterized in that the means (M) allowing the reverse current (I') to flow comprise, at each end of the conducting element (23), connection means (C1, C2) for connecting them to the terminals of a supply (A2) which has to deliver the reverse current (I').

Dessins