THALES Electron Devices

THALES Electron Devices GmbH, Ulm

Die THALES Electron Devices GmbH (TEDG) ist seit dem 18. April 2002 eine 100%ige Tochtergesellschaft der THALES Holding GmbH in Stuttgart, die wiederum die Dachgesellschaft der THALES Firmen in Deutschland darstellt. Bis zu diesem Zeitpunkt lagen Besitzverhältnisse und die Managementeinbindung bei der THALES Electron Devices S.A. (TED) mit Sitz in Vélizy. Die Besitzübertragung an die deutsche Holding ist Teil der organisatorischen Restrukturierung des Gesamtkonzerns, hat jedoch keinen Einfluß auf die Managementstruktur.

TEDG entwickelt und produziert Wanderfeldröhren (TWT: Travelling Wave Tubes). TWT‘s werden hauptsächlich für Weltraumanwendungen (Röhren an Bord von Satelliten für Telekommunikation und Multimedia-Anwendungen) aber auch für einige militärische Anwendungen (Radar) eingesetzt. TEDG, als Teil der TED-Organisation, vertreibt in Deutschland einerseits alle TED-Produkte (Handelsware) und nutzt andererseits das weltweite TED-Vertriebsnetz, um seine Produkte im Ausland zu verkaufen.

THALES Elektron Devices GmbH in Zahlen
Umsatz (2006): 99.6 Mio. Euro
Investitionen (2006): 1.6 Mio. Euro
Entwicklungsaufwendungen (2006): 4.0 Mio. Euro
Anzahl Mitarbeiter: 390
Betriebsfläche: 14.200 qm

Bis Mitte 2001 gab es neben den Wanderfeldröhren ein weiteres Geschäftsfeld: Die Kathodenstrahlröhren(CRT: Cathode Ray Tubes). Nach einer im Jahr 2000 durchgeführten strategischen Analyse des Produktportfolios hatte sich TED entschieden, dass CRT’s nicht mehr zu den Kernprodukten gehören. Konsequenterweise wurden mit SAMTEL, Indien, Verhandlungen zur Gründung eines Joint Ventures geführt. Am 1. Juli 2001 erfolgte der Betriebsübergang auf die SAMTEL Electron Devices GmbH.

Geschichtlicher Abriß:

1945 begann die Produktion in Ulm mit Empfängerröhren. Bis 1977 wurden hier 100 Milllionen produziert. 1952 begann neben der Oszillographenröhre die Serienproduktion von Schwarz-Weiß- Bildröhren.

Diese Produktion endete ebenfalls 1977 nach 15 Millionen produzierten Stück. 1964 begann die Farbbildröhrenära mit dem Bau eines Zweigwerkes, das 1980 nach der Produktion von 5.5 Millionen Stück an das Unternehmen Thomson-Brandt überging.

Das Wanderfeldzeitalter begann 1954 mit der TL4 in Richtfunkstrecken, deren konsequente Weiterentwicklung 1964 zu den ersten Satelliten-Wanderfeldröhren (TL 4003) in voll integrierter Bauweise führte, die dann ebenfalls auf alle Richtfunkröhren übertragen wurde.

Schon frühzeitig (1951) begann auch die Halbleiterentwicklung mit einer beginnenden Produktion von Dioden und Transistoren. Seit 1980 produziert ULM überwiegend technische Röhren, und zwar Schaltröhren, LCD-Anzeigen und Identifikationssysteme sowie Bild-, Röntgen- und Mikrowellenröhren. Die zuletzt genannte Produktfamilie wurde im Januar 1996 in der Firma AEG Elektronische Röhren GmbH zusammengefasst, die zwischenzeitlich in Thales Electron Devices GmbH umbenannt wurde.

Kurze Geschichte der Röhrenfertigung bei Thomson-CSF und AEG

Elektronische Röhren gibt es seit über 100 Jahren. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts wurden die entscheidenden Erfindungen gemacht. Seitdem haben Ingenieure und Unternehmer mit vielen Verbesserungen zum Fortschritt dieser Technologie beigetragen und ihren Anwendungsbereich erweitert. Anhand der Geschichte von Thomson-CSF und AEG soll dieser Prozess veranschaulicht und zugleich deutlich gemacht werden, woher das Know-How dieser beiden Organisationen stammt, die ihre Zukunft nunmehr als ein Unternehmen gestalten.

Thomson-CSF

Die Geschichte der elektronischen Röhre beginnt mit den zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelten Rundfunkröhren, die nur niedrige Sende- und Empfangsleistungen

zuließen. Bereits im Verlauf des ersten Weltkrieges kamen diese Röhren massiv zum Einsatz. Nach diesem Krieg fanden Rundfunk und Telefon auf breiter Ebene Anwendung im zivilen Bereich. Mit ihren für das Aufkommen des Hörfunks entscheidenden Gitterröhren sollten sich zwei Unternehmen schnell durchsetzen, nämlich die CSF bzw. deren Tochterunternehmen SFR und die CFTH mit dem ihr zugehörigen Glühlampenhersteller Compagnie des Lampes Mazda. In den dreißiger Jahren leistete Maurice Ponte entscheidende Beiträge zur Entwicklung des Magnetrons (oder Magnetfeldröhre), aus denen sich in der Folge eine französische Radarindustrie entwickeln konnte.

Bereits 1938 kam ein erstes, von Ponte entwickeltes Magnetron auf dem Ozeanriesen “Normandie” zum Einsatz, und auch die ersten Versionen des französischen Düsenjägers “Mirage” waren Ende der fünfziger Jahre mit Magnetfeldröhren ausgerüstet. Die gleichzeitig aufgekommenen Fernsehröhren bewirkten eine beschleunigte Entwicklung der Radartechnik dank optischer Wiedergabe der Abtastsignale. Fernsehen, das neue Massenmedium, veranlaßte CFTH zur Produktion von Aufnahme- und Bildwiedergaberöhren in Zusammenarbeit mit amerikanischen Unternehmen (GE, EMI, PYE und RCA). Auch in der Fernmeldetechnik verzeichnete man ab 1950 wichtige Fortschritte, die immer breitere Frequenzbänder für die Übertragung erforderlich machten.

Mit den neuen Wanderfeldröhren war CSF 1953 in der Lage, die Krönung Elisabeths II. per Richtfunk über den Ärmelkanal zu übertragen. Gleichzeitig entwickelte CSF die ersten Hochleistungsklystrone. B. Epsztein erfand 1952 das Karzinotron. Mit der Varian-Technologie entwickelte CFTH im Rahmen des Nato-Programms “Nadge” (1965) leistungsfähige Radarklystrone. Für Rundfunksender erfand C. Beurtheret 1950 für CFTH das Vapotron, eine durch Verdampfung gekühlte Röhre. Diese ursprünglich für Gitterröhren entwickelte Technik wurde dann auf Mikrowellenröhren übertragen. Das System wurde von Herstellern in aller Welt übernommen und mit dem Super- bzw. dem Hypervapotron später perfektioniert.

In den sechziger Jahren bringt CFTH das Pyrobloc-Gitter auf den Markt, mit dem sich die Lebensdauer der Röhren deutlich erhöht. Frequenzangebot, Leistungswerte und Zuverlässigkeit verbessern sich ebenfalls. Mit diesen beiden Erfindungen legten CFTH und später dann Thomson- CSF den Grundstein zu einer dominierenden Marktposition bei Radio-, Fernseh- und Radarröhren- Bildverstärkerröhren kamen bereits während des Zweiten Weltkrieges in Nachtsichtgeräten zum Einsatz. CFTH übernahm 1956 die Röhrenproduktion der Firma Outillage RVB-Radio Industrie und entwickelte unter Leitung von L.F. Guyot Leuchtverstärker für die Röntgentechnik, die zu der heute weltweit anerkannten Spitzenposition im Markt für Medizintechnik verhalfen.

Im Jahr der Gründung von Thomson-CSF entstand 1968 durch Zusammenschluß von CFTH und CSF der Bereich Elektronische Röhren, in dem die Röhrenproduktion beider Unternehmen vereint ist. Die Verträge mit den amerikanischen Unternehmen wurden aufgekündigt. Damals begannen auch die Entwicklungsarbeiten an Wanderfeldröhren für die Weltraumtechnik. Die erste Röhre dieser Art kam 1972 in einer Satelliten-Bodenstation zum Einsatz. 1976 wurde der erste mit Röhren bestückte Satellit ins All befördert.

Zu einer starken Diversifizierung der Mikrowellenröhren kam es mit der Entwicklung von immer leistungsfähigeren Klystrons für die Forschung. Mit dem gegen Ende der siebziger Jahre aufgekommenen Gyrotron, einem Schwingungsgenerator mit höchsten Leistungswerten, ergaben sich ganz neue Perspektiven auch für Anwendungen in der Industrie. Zur Veränderung von Bildaufnahme und -wiedergabe trugen die 1969 erstmals vorgestellten Plasmabildschirme und die ab 1974 entwickelten CCD bei. Neue Möglichkeiten für die medizinische Bildgebung eröffnen sich mit den ab 1986 entwickelten und zur Serienreife gebrachten Festkörperdetektoren.

AEG

1895 entdeckte Röntgen Strahlen, die beim Auftreffen von Elektronenstrahlen auf Metall entstehen und durch Materie gehen. Bereits ein Jahr später wurde bei der AEG die erste Röntgenröhre hergestellt.

Aus der Grunderfindung entstand durch Hinzufügen eines Steuergitters bereits 1906 die erste gittergesteuerte Empfängerröhre,

hergestellt von R. von Lieben. Zugleich lernte man um die Jahrhundertwende die Einflüsse von elektrischen und magnetischen Feldern. 1897 baute F. Braun eine Röhre mit einem elektromagnetischen Ablenksystem und zeigte Spannungsverläufe durch einen bewegten fluoreszierenden Fleck auf. Diese Braunsche Röhre ist der Ursprung aller Kathodenstrahlröhren wie Bildröhren und Oszilloskopröhren. Aus diesen Entwicklungen begannen erste Produktionen der Verstärkerröhren nach 1910 (AEG 1912) nach dem Lieben-Prinzip.1933 wurde bei Fernsehversuchen die erste elektronische Bildwiedergabe mit der Braunschen Röhre vorgeführt und nach dem Start des Fernsehens in Deutschland 1935 war 1939 die erste Rechteckfernsehröhre der Welt von Telefunken dabei: Sowohl Aufnahme- als auch Wiedergaberöhren begannen ihren Siegeszug und das Fernsehen benötigt heute noch beide Produkte. Aus Schwarz-Weiß wurde Farbe und Merkmale wie Auflösung, Helligkeit, Kontrast wurden stetig verbessert, doch an ihrer Existenz nagen Flüssigkristallanzeigen als flache Bildschirme und Halbleitertargets in der Aufnahmetechnik.

Die Einführung des Hörfunks ab 1923 brachte eine stürmische Weiterentwicklung und erhöhte Produktionszahlen für die klassische Verstärkerröhre, deren Höhepunkte in den 50er und 60er Jahren war.

Die Entwicklung der Nachrichtentechnik und der Übertragungsverfahren ging zu immer höheren Frequenzbereichen, in den sich die Laufzeiteffekte der Elektronen in den Verstärkerröhren störend bemerkbar machten.

Dies war der Start der Laufzeitröhren, heute unter dem Namen Mikrowellenröhren bekannt. Bereits in den 30er Jahren wurden Magnetrons und Reflexklystrons zur Erzeugung von CM-Wellen und letzten Endes auch Klystrons und Wanderfeldröhren zur Verstärkung dieser Wellen hergestellt. Starke Veränderungen ergaben sich durch die integrierte Bauweise der Wanderfeldröhren in den frühen 60er Jahren, die ihnen das heutige Aussehen gaben. Wanderfeldröhren für Satelliten erreichten im ersten Nachrichtensatelliten TELSTAR einen Wirkungsgrad von 15 %. Forschung und Entwicklung, Optimierung der Simulationswerkzeuge waren die Grundlage zur systematischen Optimierung aller Komponenten. Heutige Spitzenprodukte erreichen Wirkungsgrade von über 70 %.

TWT Grundlagen

Grundsätzlich wird eine elektromagnetische Welle (HF), welche sich entlang einer Drahtwendel (Helix) ausbreitet, durch einen im Zentrum dieser Helix angeordneten Elektronenstrahl verstärkt. Im Vakuum werden Elektronen von der Kathode erzeugt und mit Elektroden (Anode) beschleunigt, fokusiert und schließlich in die Wendel (Helix) eingeleitet. Ein Magnetfeld konzentriert die Elektronen in dem Zentrum der Wendel. Ein Teil der kinetischen Energie des Elektronenstrahles wird an die hochfrequente Welle (HF) welche sich auf der Wendel ausbreitet, abgegeben. Hierdurch verstärkt sich die hochfrequente Welle auf der Wendel in Richtung des Elektronenstrahles. Am Ende der Wendel werden die überschüssigen Elektronen in dem Kollektor durch Elektroden abgebremst. Die restliche kinetische Energie wird hierbei in Wärme umgewandelt. Für TWTs, welche in Satelliten verwendet werden, ist die Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung. In den zurückliegenden 30 Jahren wurde von TEDG diese Fähigkeit mit der Lieferung zuverlässiger, modernster Produkte für die Raumfahrt demonstriert. Zwischenzeitlich wurden mehr als 10.400 TWTs für die Verwendung im Weltraum gefertigt. Die gesamte Betriebszeit in dieser rauen Umgebung beträgt mehr als 290 Millionen Stunden.

Produkte

TED ist weltweiter Führer am Markt für TWTs in kommerziellen Nachrichtensatelliten. Das Produktspektrum reicht von Frequenzen im Bereich 1.4 GHz bis 65 GHz und Leistungen im Bereich von 15 Watt bis 300 Watt.

L, S, C, X, Ku, K, Ka, V-Band bis zu 200 W