DE1491312C3

DE1491312C3 - Elektronische Verzögerungseinrichtung

Info

Publication number: DE1491312C3
Application number: DE1491312A
Authority: DE
Inventors: Gerard Paris Kantorowicz
Original assignee: CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1963-06-12
Filing date: 1964-06-11
Publication date: 1973-10-18
Also published as: FR1369416A; DE1491312B2; NL6406719A; US3341733A; GB1032680A; FR85190E; DE1491312A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Verzögerungseinrichtung, bestehend aus einer Elektronenstrahlröhre mit statischen gekreuzten elektrischen und magnetischen Feldern, in welcher Koppelanordnungen zur Ein- und Auskopplung von Hochfrequenzenergie vorgesehen sind und einem zwischen den Koppelan-Ordnungen angeordneten i^aufraum.

Eine derartige Verzögerungseinrichtung ist aus dem Artikel von J. W. K 1 ü ν e r »An electronically variable delay line«, PIRE, 50, Dezember 1962, S. 248, bekannt. Als Ein- und Auskoppelanordnungen sind dabei Resonanzkammern vorgesehen. Bei dieser bekannten Verzögerungseinrichtung sollen bei sehr geringen Verlusten elektronisch leicht steuerbare Verzögerungszeiten erreicht werden. Dazu wird der Elektronenstrahl durch einen gekreuzte elektrische und magnetische Felder aufweisenden Laufraum geschickt, wobei das Eingangssignal im Eingangshohlraum auf die schnelle Zyklotronwelle übertragen wird. Der modulierte Elektronenstrahl wird dann in dem eine geeignete Längen aufweisenden Laufraum verzögert. Im Ausgangshohlraum wird die ursprüngliche Strahlgeschwindigkeit wieder hergestellt und das Ausgangssignal gewonnen, wobei dieses Ausgangssignal mit einer Verzögerung abgenommen wird, deren Dauer gleich der Laufraumlänee geteilt durch die Translationsgeschwindigkeit des"Strahles ist. Diese Verzögerung kann also durch Einwirkung auf die Strahlgeschwindigkeit, d.h. .ml einen der Parameter E oder B, vorzugsweise auf das elektrische Feld E, geregelt werden.

Diese bekannte elektronische VerzÖgerungseinrichtuna "liefen zwar gute Ergebnisse hinsichtlich der auitretenden Ver'uste und der leichten Regelbarkeit de, Verzöeerung. aber ihr Hauptnachteil besteht ^urin. daß sie sehr s.hmalbandig ist und demgemäß ihr Einsatzbereich beschränkt ist.

Des weiteren ist aus der deutschen Patentschriü 1 103 470 eine Wanderfeld-Raumladungswellenrölm· mit zur Eiektronenstrahlfünrung längs des gesamte!-: Elek -onenweges gekreuzten elektrischen und magnetischen Feldern bekannt, welche als Verstärkungseil, richtung wirkt. Diese bekannte Anordnung weist z\\;i Ein- und Auskoppeleinrichtungen mit gutem Wirkungsgrad auf, aber eine Ausnutzung der Zyklotron welle erfolgt nicht. Diese Zyklotronwelle wird vielmehr bei dieser bekannten Verstärkungseinrichtung unterdrückt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektronische Verzögerungseinrichtung der eingangs genannten Ai₁ derart auszubilden, daß eine wesentlich größere Band breite erhalten wird.

Dies wird gemäß der Erfindung bei der elektronischen Verzögerungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß wenigstens eine Koppelanordnung aus eine. Verzögerungsleitung periodischer Struktur besteht, die derart dimensioniert ist. daß das Verhältnis zwischen der Gruppengeschwindigkeit v_g und der Phasengeschwindigkeit v_p einer Raumharmonischen der Verzögerungsleitungswelle im wesentlichen gleich 1 - "''_t ist, wobei ω der Mittenfrequenz des 7M übertragenden Frequenzbandes entspricht und o>_c die Kreisfrequenz der schnellen Zyklotronwelle ist.

Erläuternd sei nochmals der bekannte Sachverhalt erwähnt, daß dann, wenn ein Elektroneutral^ sich senkrecht zu einem elektrischen Feld E und einem magnetischen Feld B, die selbst zueinander senkrecht stehen, bewegt und die Elektronenbewegung durch eine periodische Erscheinung mit einer Kreisfrequenz m gestört wird, die Störung sich gemäß einer bestimmten Anzahl von Wellen einer elektronischen Schwingung ausbreitet, von denen die schnelle Zyklotronwelle genannte Welle eine Ausbreitungsgeschwindigkeit />' hat, die mit ω durch den Ausdruck 1» = n,_c + jiv_e verknüpft ist; darin bedeutet r_e die Transla-

tionsgeschwiiidigkeit des Strahles gleich -^ , w_c die Kreisfrequenz der schnellen Zyklotronwelle um die Kraftlinien des Feldes B gleich ~ ■ B, worin e und m die Ladung bzw, die Masse des Elektrons sind, und β die Ausbreitungskonstante gleich ~, worin v_p die

Phasengeschwindigkeit der Raumharmonischen ist (ß kann gemäß dem Vorzeichen von v_p positiv oder negativ sein, je nachdem, ob es sich um eine Vorwärtsoder Rückwärtswelle handelt).

Die Gruppengeschwindigkeit der Raumharmonischen i>„ = -TT erhält man unmittelbar durch Diffe-

^y up

renzierung des obigen Ausdruckes, was ergibt: v_g = v_c.

Das heißt, die schnelle Zyklotronwelle breitet sich mit einer Gruppengeschwindukeit aus, die gleich der Translationsgeschwindigkeit des Strahles ist.

Durch Einsetzen der Ausdrücke ,; = " und .■· = m.

, erhält man

Des weiteren gilt im Betrieb
'■ρ = 'Ί ·

Daraus folet

13)

(41

1 -

Das heißt, die Gruppengeschwindigkeit der schnellen Zyklotronwell,': steht mit ihrer Phasengeschwin-

tiigkeit im Verhältnis ! --"■" , wobei dieses Verhältnis

positiv oder negativ ist, je nachdem, ob <ί großer oder V viner als ι.·.₍. ist. Dieses Verl .;ltnis ist im allgemeinen λ ..'iner als eins.

line vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungs-• .mäi3en Verzögerungseinrichtung zeichnet sich da-•:irch aus. daß auf den der ersten Verzögerungsleitung ■:, ichgeschalteten Laufraum eine zweite Verzögerungsleitung folgt, welche als Auskoppelung einrichtung des .Tzögerten Signals dient.

Vorzugsweise weist die zweite Verzögerungsleitung dieselben elektrischen Eigenschaften auf wie die erste ν erzögerungsleitung.

Zweckmäßigerweise ist die Auskoppeleinrichtung des verzögerten Signals mit der Schaltung der Sammelelektrode verbunden, welche das Flektronenbündel aufnimmt.

Vorzugsweise ist das Verzögerungsmaß durch Auswahl de: Werte der elektrischen und magnetischen gekreuzten Felder einstellbar.

Gemäß der Erfindung wird somit eine breitbandige elektronische Verzögerungseinrichtung erhalten, bei der die Zwischenwirkung der schnellen Zyklotron welle mit einer sich in einer Verzögerungsleitung ausbreitenden Raumharmonischen ausgenutzt wird, wobei die Verzögerungsleitung derart dimensioniert ist, daß die Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten v_p und v_g der Raumharmonischen jeweils gleich den Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten V₁ und v_c der schnellen Zyklotronwelle sind. Dabei sind die Gruppengeschwindigkeiten V₉ und v_c im wesentlichen konstant und gleich der Translationsgeschwindigkeit v_e des Strahles.

An Hand des Beispiels einer Verzögerungsleitung von interdigitalem Aufbau soll vor Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele erläutert werden, wie nach der erfinduri^sgemäßen Lösung die Dimensionierung der Verzögerungsleitung erfolgen wird.

Zunächst seien nochmals folgende Definitionen gegeben :

v_p = Phasengeschwindigkeit der sich in der Verzögerungsleitung ausbreitenden Raumharmonischen,

Vg = Gruppengeschwindigkeit dieser Welle,

D₁ = Phasengeschwindigkeit der schnellen Zyklotronwelle,

v_c = Gruppengeschwindigkeit der schnellen Zyklotronwelle,

v_e = Translationsgeschwindigkeit des Strahles (Geschwindigkeit der Elektronen).

Nach der erfindungsgemäßen Lehre gilt

u obei entsprechend <■>,. < m oder in, > e.· die Große r_p unterschiedliches Vorzeichen besitzt und dies einer direkten oder inversen Wellenausbreitung entspricht. Im Falle des Aufbaus einer interdigitaien Verzöge-

,₅ rungsleitung ist bekannt, daß die Phasengeschwindigkeit f₍, und die Gruppengeschwindigkeit v_g der sich in der Verzögerungsleitung ausbreitenden Welle durch den Schritt ρ der Verzögerungslei'ung und die Länge D der Finger durch, folgende Beziehungen verbunden sind:

2D

Id

wobei λ die Wellenlänge der Betriebswelle der Verzögerungsleitung ist. Ferner gilt

wobei A_c gleich der Länge der Zyklotronwelle ist. Ferner gilt

40	und	damit	erhält	C	*⁰J =* C	P 2D	i	λ
				man
				Vl	P	1
45			C	^2D .	—

Es ist ersichtlich, daß die Gleichheit von v_p und gegeben ist, wenn folgende Bedingung erfüllt wird:

Diese Bedingung ist erforderlich und ausreichend, • um eine erfindungsgemäße Verzögerungseinrichtung von interdigitalem Aufbau mit großer Bandbreite zu erhalten.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 einen schematischen Querschnitt einer Röhre, welche die elektronische Verzögerungsleitung gemäß der Erfindung bildet und für eine direkte schnelle Zyklotronwelle geeignet ist,

F i g. 2 das Dispersionsdiagramm der Leitungen gemäß F ig. 1, F i g. 3 eine Draufsicht und

F i g. 4 einen Querschnitt einer Leitung gemäß Fig. 1, F i g. 5 einen schematischen Querschnitt einer Röhre,

welche die elektronische Verzögerungsleitung gemäß der Erfindung bildet, die für eine schnelle Umkehr-Zyklotronwelle geeignet ist,

F i g. 6 das Dispersionsdiagramm der Leitungen gemäß F i g. 5,

F i g. 7 eine Draufsicht einer möglichen Leitung gemäß F i g. 1 und

F i g. 8 ein Schema eines Detektors mit einer von der in F i g. 5 dargestellten abgeleiteten elektronischen Verzögerungsleitung.

Die in F i g. 1 dargestellte elektronische Verzögerungsleitung besteht aus einer Röhre, die in einem evakuierten Gefäß 1 folgende Bestandteile enthalt: eine Kathode 2, die einen Strahl 3 bildende Elektronen aussendet, ein elektronenoptisches System mit einer Anode 4 und einer negativen Elektrode 5 zur Lenkung des Strahles in die Längsrichtung der Röhre, eine negative Leitelektrode 6, die parallel zum Strahl 3 angeordnet ist, ein erstes Vcrzögerungsleitungsstück 7, das auf Anodenpotential liegt und gegenüber dem ersten Teil der Leitelektrode 6 auf der anderen Seite des Strahles 3 angebracht ist, eine positive Elektrode 8, die gegenüber dem zweiten Teil der Leitelektrode 6 angebracht und galvanisch vom Verzögerungsleitungsstück 7 getrennt ist, ein zweites Verzögerungsleitungsstück 9, das gegenüber dem dritten Teil der Leitelektrode 6 auf der anderen Seite des Strahles 3 angebracht, galvanisch von der Elektrode 8 getrennt und auf Anodenpotential liegt, und eine Sammelelektrode 10, die am Ende der Bahn des Strahles 3 angebracht ist.

Der Eingang des Stückes 7 und der Ausgang des Stücke« 9 <!tnd mit an den Ausgängen H bzw. !2 der Röhre verbunden und stellen den Eingang bzw. Ausgang der elektronischen Verzögerungsleitung dar.

Ein magnetisches Querfeld,dessen Kraftlinien durch die Kreise 13 angezeigt sind, wird durch nicht dargestellte Vorrichtungen erzeugt, um den Zwischenelektrodenraum der Röhre zu durchqueren.

Geeignete Potentiale sind an die verschiedenen Anschlüsse 14. 15, 16, 17, 18, 19, 20 der Elektroden 2, 5, 6, 10. 7. 9 der Röhre gelegt, um in dem Zwischenelektrodenraum ein elektrisches Querfeld E zu erzeugen, das gleichzeitig mit dem magnetischen Feld B

die Translationsgeschwindigkeit v_e = 5 des Strahles

bestimmt und um die Erzeugung, Konzentration und Ausbreitung dieses Strahles zwischen der Kathode 2 und der Sammelelektrode 10 zu ermöglichen. Fin regelbares Potential wird durch die Klemme 18 und den Regelwiderstand 21 an die Elektrode 8 angelegt, um die Translationsgeschwindigkeit i_e in dem Raum zwischen den Elektroden 6 und 8 regeln zu können. In diesem Beispiel ist angenommen, daß die Verzögerungsstücke 7 und 9 bei einer Raumharmonischen der Vorwärtswelle verwendet werden, was dem entspricht, daß die Nutzkreisfrequenz größer als die

Zyklotronfrequenz w_c = — Bist. Diese Verzögerungsm

leitungsstücke sind so ausgebildet, daß die Gruppengeschwindigkeit υ_β unabhängig von der Frequenz wenigstens annäherungsweise konstant und die Beziehung mit der Phasengeschwindigkeit v_p

v_p dasselbe Vorzeichen wie v_g hat, was einer Vorwärts welle entspricht.

Wie bereits erwähnt, ist die Translationsgeschwin digkeit des Strahles r_f auf Gleichheit mit der Grup pengeschwindigkeit v_g eingestellt.

Die erwähnten Bedingungen können in dem Disper sionsdiagramm ^- = / (λ) dargestellt werden, indem

c die Lichtgeschwindigkeit und λ die Betriebswellenlänge bedeutet. Durch Substitution der Veränderlichen λ = —— und Einführung der Größe /„ = —— stellt sich die obige Beziehung wie folgt dar:

S. ₌ ^c_ Λ _ λ)

die dem GeradenstUck AB in dem in F i g. 2 dargestellten Dispersionsdiagramm entspricht.

Die Verzögerungsleitungsstücke 7 und 9 werden

demnach so hergestellt, daß ihre Dispersionskurve

möglichst nahe und in einem möglichst breiten Band

der Geraden AB entspricht.

Als Beispiel sei der Abstand zwischen den Elektroden 7 oder 9 und 6 mit 5/16 cm und die zwischen den Klemmen 19 oder 20 und 16 angelegte Spannung mit 1000 Volt angenommen. Das Feld E beträgt dann

innn

3^ = 32(X) V/cm = 3,2 · 10" e · m ■ £. Bei Λ = 10 cm

oder «>_c = 2π· 3000 Megahertz beträgt das Feld B

mit J₁ = 1,76 · 10⁷ e · m ■ E.

= ^I07° ^Gauß

e/m

und die Translationsgeschwindigkeit des Strahles
3,2· 10"

oder

1070

3-10¹⁰

= 3 · 10⁸ cm/sec

= 100.

erfüllt ist Für ω > m_c ist diese Beziehung erfüllt, wenn Die Lage der Geraden AB ist somit durch die Punkte -^- = 100 und A_c = 10 cm bestimmt.

Eine Verzögerungsleitung, deren Dispersionskurve

mit guter Annäherung der Geraden AB ent pricht. ist die Leitung der Sprossenbauart mit DcckplaUe, welche in F i g. 3 in Draufsicht und im Querschnitt in F i g. 4 dargestellt ist Es handelt sich um eine Leitung mit einer Breite von D = 4 cm und einem Sprossen-

abstand ρ = 2,25 mm (F i g. 3), wobei der Abstand zwischen der Deckplatte 22 und der Sprossenleitung 23 (F i g. 4) d = 0,5 mm ist Die Auftragung der Dispersionskurve des Grundmodus dieser Leitung zeigt, daß sie die Form CD (F i g. 2) hat, welche die Gerade AB in dem Punkt berührt, der λ = 9 cm entspricht. Eine derartige Welle wählt man als zentrale Welle des Arbeitsbandes. Um diese Welle herum treffen die Kurve CD und die Gerade AB sehr nahe zurammen und die Erfahrung zeigt, daß das erhaltene Paß-

band gemäß einer Einfügungsdämpfung von 3 db einige Hunderte Megahertz aufweist

Die in Fig.5 dargestellte Röhre, in der dieselben Bezugszahlen wie in F i g. 1 zur Bezeichnung entspre-

chender Elemente verwendet sind, entspricht der Verwendung einer Frequenz von <-> < «t_c, bei der folglich die schnelle Zyklotronwelle eine Umkehrwelle ist. In diesem Fall wird für die Verzögerungsleitungsstücke 7 und 9 eine Verzögerungsleitung mit umge- kehrter Ausbreitung bei der gewünschten Harmonischen verwendet. Im Gegensatz zu Fig. 1 sind die Verzögerungsleitungsstücke 7 und 9 in Flucht mit der negativen Elektrode 6 angeordnet und durch die Klemmen 19 und 20 auf ein negatives Potential ge- ίο bracht, während die positive Elektrode 8 sich längs des Systems erstreckt und an die elektronenoptische Anode 4 angeschlossen ist. Der Regelwiderstand 21 ist an dem Speiseanschluß der Elektrode 6 durch die Klemme 16 angeschlossen.

Diese im Falle der Umkehrwelle erforderliche Abwandlung entspricht der Notwendigkeit, die Polarisation des Hochfrequenzfeldes des Aufbaues der Polarisation der schnellen Zyklotronwelle anzupassen, d. h., daß das elektrische Hochfrequenzdrehfeld auf die Elektronen in einem ihre Zyklotron-Rotationsenergie vermehrenden Sinne wirkt. Diese Möglichkeit wird bei direkten Zyklotronwellen mit der positiven Verzögerungsleitung und bei umgekehrten Zyklotronwellen mit der negativen Verzögerungsleitung verwirklicht. Im übrigen unterscheidet sich die Röhre der F i g. 5 nicht von der in Fig. 1.

Da die Beziehung = Ml- ') wieimvoran-

gegangenen Fall zu erfüllen ist, wobei jedoch dieses Mal λ > >._c ist, entspricht die in F i g. 6 gezeigte grafische Darstellung dieser Beziehung in dem Dispersionsdiagramm einer ansteigenden Geraden mit einem Teilstück A'B'. Bei /_r = 8 cm und ₍' = 100

kommt man durch ähnliche Rechnungen wie beim vorangegangenen Beispiel auf B - 134OGauß und auf die Entfernung zwischen 7 oder 9 und 6 von ¹Z₄ cm. wenn man dieselbe Spannung von 1000 Volt zwischen diesen Elektroden erhalten will. Die Gerade A'B' ist somit durch diese beiden Punkte bestimmt.

Die für diesen Fall geeigneten Verzögerungsleitungsstücke 7 und 9 werden durch die in F i g. 7 ohne Deckplatte dargestellte Doppelkammleitung mit einer Breite von D = 4 cm und einem Zinkenabstand von 0,8 mm gebildet. Die Länge L des Verzögerungsleitungsstückes 7 wird vorzugsweise so gewählt, daß die gesamte Energie dem Strahl am Ende dieses Stückes übertragen ist. Durch die Wahl der Länge der Betriebswelle von beispielsweise A=IO cm kommt man durch Rechnung zu L= 7,2 cm. Wenn diese Beziehung nicht erfüllt wäre und am Ende des Stückes die Hochfrequenzenergie noch anläge, würde sie durch eine Dämpfung absorbiert werden. Die Länge des Verzögerungsleitungsstückes 9 wird auf Grund ahnlicher Überlegungen gewählt.

Die Dispersionskurve des Grundmodus der Leitung von der angegebenen Type, die gemäß der obenerwähnten Angaben ausgelegt ist. Fällt praktisch mit dem Teilstück der Geraden A'B' zusammen.

Die Regelung der Translationsgeschwindigkeit v_e in dem Raum zwischen den Elektroden 6 und 8 erfolgt, wie in F i g. 1 und 5 dargestellt ist, mit Hilfe des in dem Kreis der Elektroden 8 bzw. 6 gelegten Regelwiderstandes 21. Der Strahl 3 beschreibt in diesem Raum Zykloidenbahnen mit je nach der Stärke des elektrischen Feldes mehr oder weniger dichr beieinanderliegenden Bögen. Dadurch ist die Translationsgeschwindigkeit regelbar und bestimmt die Verzögerung in der übertragung des Signals zwischen dem Eingangs- und Ausgangskreis.

Bei Vernachlässigung der Verluste in dem Kreis errechnet sich die Bandbreite bei einer Einführungsdämpfung von 3 db nach dem Ausdruck

oder für A=IO cm, '/ = V₆, das sind 500 MHz für / = 3000 MHz. ^J

Diese Ergebnisse zeigen den Fortschritt gemäß der Erfindung gegenüber den oben beschriebenen bekannten Leitungen.

Bei Verwendung der Leitungen gemäß dem oben angeführten Prinzip zur Herstellung von Breitbanddetektoren sieht der Aufbau wie in F i g. 8 aus. in der eine beispielsweise unmittelbar von F i g. 5 abgeleitete Röhre verwendet wird, wobei die gleichen Bezugszahlen beibehalten sind.

Der Detektor gemäß der Erfindung enthält also, wie in F i g. 8 angegeben ist, eine elektronische Verzögerungsleitung, deren Elemente sich wie in F i g. 5 wie folgt zusammensetzen: ein evakuiertes Gefäß I. eine Kathode 2, die einen Strahl 3 bildende Elektronen aussendet, ein elektronenoptisches System mit einer Anode 4 und einer negativen Elektrode 5 zur Lenkung des Strahles in die Längsrichtung der Röhre, eine negative Leitelektrode 6, die parallel zum Strahl 3 angeordnet ist. ein Verzögerungsleitungsstück 7. das nach den vorangegangenen Angaben ausgebildet ist, sich in Flucht mit der Leitelektrode 6 befindet und durch die Klemme 19 auf ein negatives Potential gebracht wird, eine Elektrode 8, die gegenüber der Leitelektrode 6 und dem Stück 7 auf der anderen Seite des Strahles 3 angebracht ist, wobei diese Elektrod» z. B. auf dem gleichen Potential wie die Anode 4 liegt und zu einer einzigen Elektrode mit dieser Anode verbunden ist, und eine Sammelelektrode 10, die am Ende der Bahn des Strahles 3 angebracht ist.

Der Ausgangskreis für die Hochfrequenz, der in F i g. 5 durch ein zweites Verzögerungsleitungsstück gebildet ist, entfällt hier, weil er bei der neuen Anwendung auf die Detektoren überflüssig ist.

Gemäß der Erfindung ist ein durch eine Impedanz 22 dargestellter und von der Sammelelektrode durch eine Kapazität 23 getrennter Verbraucherkreis in den Kreis der Sammelelektrode 10 gelegt. Das Ausgangssignal wird bei 24 an den Klemmen der Impedanz 22 abgenommen.

Wie in den vorangegangenen Figuren wird ein magnetisches Querfeld 13 in der Röhre erzeugt; die Anschlüsse 14,15,16,17,18 dienen zur Anlegung von geeigneten verschiedenen Potentialen an die verschiedenen Elektroden. Das Eingangssignal wird durch die Klemmell an das Verzögerungsleitungsstück 7 angelegt

Diese Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Bei Anwesenheit des Signals breitet sich der Strahl 3 im wesentlichen auf gerader Linie zwischen den Elektroden 7 und 8 aus und beginnt Kreise in dem Raum zwischen den Elektroden 6 und 8 zu beschreiben, wodurch seine Translationsgeschwindigkeit vermindert wird. Wenn man ein niederfrequent moduliertes Hochfrequenzsignal an den Anschluß 11 anlegt, brei-

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tet sich die Hochfrequenzenergie in der Verzögerungsleitung 7 aus und überträgt sich kumulativ auf den Strahl 3, mit dem diese Leitung gekoppelt ist. Die Länge des Verzögerungsleitungsstückes 7 ist, wie oben gesagt, so berechnet, daß an seinem Ausgangsende die gesamte Energie in den Strahl übertragen ist. Während dieser übertragung beginnen die Elektronen Kreise zu beschreiben, deren Radiusquadrat im wesentlichen der Rotationsenergie proportional ist, was der Umwandlung der durch Kopplung übertragenen Hochfrequenzenergie entspricht. Dieser Radius nimmt also während der Ausbreitung des Strahles längs der Verzögerungsleitung zu, was durch die gestrichelte Hülle 25 dargestellt ist, welche die aufeinanderfolgenden Kreise berührt. Wenn die Amplitude der Energie an der Klemme 11 auf der Höhe einer gewissen Schwelle angekommen ist, die von der Geschwindigkeit des Strahles 3 und dem Abstand zwischen den Elektroden 6 bis 8 abhängt, ist der Radius der Kreise an der Stelle, wo die gesamte Energie auf den Strahl übertragen ist, d. h. am Ausgang des Verzögerungsleitungsstückes 7, so groß, daß der Strahl wenigstens eine der Elektroden 6 und 8 berührt und wenigstens zum Teil durch sie absorbiert wird. Er läuft dagegen frei zwischen den Elektroden 6 und 8 während der Zeitintervalle der Hochfrequenzperiode, wobei die Intervalle mit der Niederfrequenz-Modulation verändert werden können, wo die Eingangsamplitude unterhalb der erwähnten Schwelle sinkt. Es wirkt sich auf die Sammelelektrode 10 bald die Gegenwart, bald die Abwesenheit oder mindestens die Verringerung des Stromes aus; die Veränderungen dieses Stromes werden durch die Kapazität 23 in der Impedanz 22 übertragen, was ein Ausgangssignal an der Klemme 24 ergibt. Dieses Signal stellt also eine Anzeige des Eingangssignals dar, und zwar mit einer Verzögerung wegen der Durchgangszeit für den Strahl in dem Driftraum. Diese Verzögerung ist elektronisch regelbar, indem.das Potential der Elektrode 6 mittels des Regelwiderstandes 21 verändert wird.

Man verbindet so die Breitband-Anzeige mit hohem Pegel bei der Möglichkeit, durch elektronische Mittel die für die Messung gewünschte Verzögerung zu regeln.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronische Verzögerungseinrichtung, besiehend aus einer Elektronenstrahlröhre mit statisehen gekreuzten elektrischen und magnetischen Feldern, in welcher Koppelanordnungen zur Ein- und Auskopplung von Hochfrequenzenergie vorgesehen sind und einem zwischen den Koppelanordnungen angeordneten Laufraum, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Koppelanordnung aus einer Verzögerungsleitung periodischer Struktur besteht, die derart dimensioniert ist, daß das Verhältnis zwischen der Gruppengeschwindigkeit v₉ und der Phasengeschwindigkeil v_p einer Raumhannonischen der Verzögerungsleitungswelle im wesentlichen gleich 1 — -"'

ist. wobei m der Mittenfrequenz des zu übertragenden Frequenzbandes entspricht und <;_c die Kreisfrequenz dji schnellen Zyklotronwelle ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den der ersten Verzögerungsleitung nachgeschalteten Laufraum eine zweite Verzögerungsleitung folgt, welche als Auskoppelungseinrichtung des verzögerten Signals dient.

3. Einrichtung nach Anspruch Z, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verzögerungsleitung dieselben elektrischen Eigenschaften aufweist wie die erste Verzögerungsleitung.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskoppeleinrichtung des verzögerten Signals mit der Cchaltu ,g der Sammelelektrode verbunden ist, weLhe das E'ektronenbündel aufnimmt.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsmaß durch Auswahl der Werte der elektrischen und magnetischen gekreuzten Felder einstellbar ist.