DE2528396C3 - Hochfrequenzelektronenröhre - Google Patents
HochfrequenzelektronenröhreInfo
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- H01J23/15—Means for preventing wave energy leakage structurally associated with tube leading-in arrangements, e.g. filters, chokes, attenuating devices
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenzeleketronenröhre mit einem Widerstandselement zur Dämpfung fts
von sehr kurzen Störwellen, die zwischen zwei leitenden Wänden einer Hochfrequenzeleketronenröhre entstehen.
Eine solche Hochfrequenzelektronenröhre ist aus der GB-PS11 42 037 bekannt
Es ist weiterhin bekannt, die in Hochfrequenzelektronenröhren
entstehenden Störschwingungen zu dämpfen, indem beispielsweise in den betreffenden Röhrenteil
sehr gedämpfte Schwingkreise eingefügt werden oder aber indem solche Schwingkreise in den VerbraucherschaUungen
der Hochfrequenzelektranenröhre angeordnet werden (FR-PS 20 38 783).
Solche Schwingkreise weisen mehrere Nachteile auf. Sie arbeiten insbesondere in einem schmalen Frequenzband,
da es sich um Resonanzkreise handelt Das macht die Verwendung von mehreren verschiedenen Schwingkreisen
erforderlich, wenn mehrere verschiedene Stcrresonanzen vorhanden sind. Das ist teuer und
wegen des geringen Platzes, über den man in den Elektronenröhren verfügt oft sogar unmöglich. Sie
vergrößern die Anzahl von Resonanzen, was unerwünscht ist
Bei einer Hochfrequenzelektronenröhre der aus der GB-PS 11 42 037 bekannten Art werden die Störwellen
durch ein Widerstandselement gedämpft das sich in einem Raum befindet in welchem die zu dämpfenden
Störwellen auftreten, und in dem die Energie der Störwellen in Wärme umgesetzt wird. Ihm ist ein gut
wärmeleitendes Metallteil zugeordnet das die Abführung der Wärme nach außerhalb der Hochfrequenzelektronenröhre
erleichtert
Damit aber die Störwellen bestmöglich gedämpft werden, ist es erforderlich, daß der durch diese Wellen
in dem Widerstandselement erzeugte Strom stark ist und daß die Abführung der erzeugten Wärme schnell
erfolgt Ferner ist es erwünscht, daß das Widerstandselement die bestmögliche Verbindung zwischen den
beiden leitenden Wänden der Hochfrequenzelektronenröhre für die Hochfrequenzströme herstellt damit diese
abgeführt werden, wobei aber gleichzeitig eine gute elektrische Isolierung für die Gleichströme erhalten
bleibt; die beiden leitenden Wände der- Hochfrequenzelektronenröhren,
zwischen denen diese Störwellen auftreten, liegen nämlich im allgemeinen auf unterschiedlichen
Gleichstrompotentialen. Ferner muß das Widerstandselement in der Lage sein, elektromagnetische
Wellen praktisch in dem gesamten Betriebsfrequenzband der Hochfrequenzeleketronenröhre zu absorbieren,
die mit ihm ausgerüstet ist, und es muß deshalb derart angeordnet sein, daß es allein die
Störwellen absorbiert und nicht die in dieser Hochfrequenzelektronenröhre vorhandenen Nutzwellen
dämpft.
Diese Forderungen lassen sich bei der bekannten Hochfrequenzelektronenröhre aufgrund der Anordnung
und des Aufbaus von dessen Widerstandselement nur unvollständig erfüllen.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Hochfrequenzeleketronenröhre der eingangs genannten
Art so zu verbessern, daß in ihr nur die Störwellen, die unterschiedliche Frequenzen haben
können, absorbiert werden und daß dabei ein starker Strom und eine schnelle Abführung der erzeugten
Wärme erreicht werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Widerstandselement zwischen zwei
Leiterteilen montiert ist, wobei einer dieser beiden Leiterteile an einer der beiden leitenden Wände
befestigt ist, während der andere Leiterteil der anderen der beiden Wände gegenüberliegt, mit der er eine
KaDazität bildet, und das Widerstandselement zwischen
zwei leitenden Wänden der Hochfrequenzelektronenröhre angeordnet ist, wo keine Nutzwellen der
Hochfrequenzelektronenröhre auftreten.
Bei der Hochfrequenzelektronenröhre nach der Erfindung werden Störwellen mit verschiedenen Frequenzen
durch das Widerstandselement gedämpft, ohne daß Nutzwellen gedämpft werden, und dabei ist die aus
dem Widerstandselement und den Leiterteilen bestehende Dämpfungseinrirhtung billiger, leichter herstellbar
und platzsparender als das Widerstandselement in ι ο der bekannten Hochfrequenzelektronenröhre.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Hochfrequenzelektronenröhre nach der Erfindung an
Hand der Zeichnung näher erläutert In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 im Schnitt einen Teil einer Hochfrequenzelektronenröhre nach der Erfindung mit einem Widerstandselement
zur Dämpfung kurzer Störwellen, das zwischen zwei Wänden angeordnet ist, zwischen denen
die Störwellen auftreten,
Fig.2 eine abgewandelte Ausführungsform der
Anordnung von F i g. 1,
F i g. 3 eine schematische Schnittansicht eines Magnetrons, als Beispiel einer Hochfrequenzelektronenröhre
nach der Erfindung, und
Fig.4 eine schematische Schnittansicht eines Teils
einer Tetrode als weiteres Beispiel der Hochfrequenzelektronenröhre nach der Erfindung.
F t g. 1 zeigt eine Hochfrequenzelektronenröhre mit zwei einander gegenüberstehenden leitenden Wänden 1
und 2. Zwischen diesen beiden Wänden bilden zu beseitigende Hochfrequenzstörwellen ein elektrisches
Hochfrequenzfeld aus, dessen Kraftlinien zu den Wänden 1 und 2 senkrecht sind.
Die zur Störwellendämpfung vorgesehene Ausbildung der Hochfrequenzelektronenröhre, die nun beschrieben
wird, stellt im wesentlichen eine Schaltung dar, die einen zwischen den Wänden 1 und 2 mit einer
Kapazität in Reihe liegenden Widerstand enthält. Das zwischen den Wänden 1 und 2 vorhandene elektrische
Hochfrequenzfeld erzeugt in dieser Schaltung einen Hochfrequenzstrom, der in dem Widerstand Energie in
Wärme umsetzt Die entsprechenden Hochfrequenzwellen werden somit gedämpft
Diese Schaltungsanordnung enthält ein Ohmsches Widerstandselement 6, das beispielsweise durch Hartlöten,
zwischen zwei Leiterteilen 4 und 5 befestigt ist
Der Leiterteil 5 ist an der Wand 2 befestigt, während
auf dem Leiterteil 4 einer kapazitiv wirksamer Leiterteil
3 befestigt ist, die mit der ihr gegenüberliegenden Wand s°
1 eine Kapazität bildet Es ist anzumerken, daß die Leiterteile 3 und 4 auch nur einen einzigen Teil bilden
können.
Die auf diese Weise zwischen den Wänden 1 und 2 gebildete elektrische Schaltungsanordnung enthält die
durch die Wand 1 und den Leiterteil 3 begrenzte Kapazität Q, die mit dem das Widerstandselement
bildenden Widerstand R in Reihe liegt Es ist außerdem anzumerken, daß eine Kapazität C2, deren Elektroden
die einander gegenüberliegenden Teile der Leiterteile 3,
4 einerseits und dem Leiterteil 5, sowie der Wand 2 andererseits sind, parallel zu dem Widerstand Λ liegt.
Damit das zwischen den Wänden I und 2 vorhandene elektrische Feld ausreichend gedämpft wird, ist es
erforderlich, daß der in dem Widerstandselement 6 f>5
fließende Strom ausreichend stark ist. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, daß gej;nüber dem Widerstand R
einerseits die Impedanz der Kapazität G klein genug und andererseits die Impedanz der Kapazität Q groß
genug ist
Der Wert der Kapazität Q wird durch die Abmessungen des Leiterteils 3 und durch den Abstand
zwischen diesem Leiterteil 3 und der Wand 1 festgelegt
Um zu vermeiden, daß die Kapazität C1 eine
gegenüber dem Widerstand R zu kleine Impedanz aufweist und seine Absorptionswirkung reduziert, wird
das Widerstandselement 6 aus einem Material hergestellt, welches keinen zu großen spezifischen Widerstand
aufweist Das kann beispielsweise ein poröses Dielektrikum sein, welches mit leitenden oder halbleitenden,
z. B. durch Dotierung halbleitenden Stoffen durchsetzt ist
Eine dichte Isolierhülle 7 ist an den Leiterteilen 4 und 5, beispielsweise durch Hartlöten oder Löten, derart
befestigt, daß das Widerstandselement 6 von der Umhüllung, in der es angeordnet ist körperlich
vollkommen isoliert ist
Das Widerstandselement 6 erhitzt sich nämlich unter der Einwirkung der in ihm in Wärme, umgesetzten
Energie sehr stark, und die meisten der Materialien,
welche den zur Bildung dieses Widerstandselements geeigneten spezifischen Widerstand aufweisen, insbesondere
die mit leitenden Stoffen durchsetzte Dielektrika, scheiden verhältnismäßig große Mengen Gas aus,
wenn sie erwärmt werden. Es ist selbstverständlich unerwünscht daß sich diese Gase in die Hochfrequenzelektronenröhre
ausbreiten, die damit ausgerüstet ist Die Isolierhülle 7 verhindert diese Erscheinung, indem
sie diese Gase auf die Umgebung des Widerstandselements 6 beschränkt.
Es kann angemerkt werden, daß das Widerstandselement 6, wenn es aus einem mit einem haibleitenden Stoff
durchsetzten porösen Dielektrikum hergestellt ist während seiner Erwärmung kein Gas freisetzt, und
somit die Isolierhülle 7 nicht erforderlich ist Bei dieser Ausführung des Widerstandselements 6 ergibt sich
jedoch ein anderer Nachteil. Da sich der spezifische Widerstand eines halbleitenden Stoffes mit der Temperatur
ändert, hängt nämlich die Absorption der Höchstfrequenzstörwellen von dieser Temperatur ab.
Die Dämpfungseinrichtung, wie sie anhand von F i g. 1 beschrieben worden ist weist außer dem Hauptvorteil,
in einem großen Frequenzband wirksam z:> sein, da sie nicht in Resonanz geraten, und technisch einfach
herstellbar zu sein, eine Anzahl weiterer Vorteile auf.
Die Abführung der in dem Widerstandselement 6 gebildeten Wärme erfolgt aufgrund des metallischen
Leiterteils 5, welcher zwischen dem Widerstandselement 6 und der kitenden Wand 2 eine gute
Wärmeverbindung herstellt, zweckmäßig zu der leitenden Wand 2.
Die durch den Leiterteil 3 gegenüber der leitenden Wand 1 hergestellte kapazitive elektrische Verbindung
weist mehrere Vorteile auf.
Während sie eine elektrische Verbindung für die Hochfrequenzströme darstellt, bildet sie nämlich gleichzeitig
eine gute elektrische Isolierung für die Gleichströme, was von Vorteil ist, wenn die beiden leitenden
Wände i und 2 auf unterschiedlichen Gleichstrompotentialen liegen. Außerdem verhindert das Ni ;htVorhandensein
einer mechanischen Verbindung die Ausbildung von mechanischen Spannungen, die durch Verformungen
der Dämpfungs Jnrichfjng oder der mit ihr
ausgerüsteten Wände hervorgerufen würden und zur Gefahr von Rißbildungen in dem Widerstandselement 6
führen würden.
In einem Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, könnte man, damit die Wirkung des
energieverbrauchenden Widerstands R, wie bereits erwähnt, gegenüber der der Kapazitäten Q (in Reihe
mit dem Widerstand R) und C2 (parallel zu dem Widerstand /7Jüberwiegt, bei leitenden Wänden 1 und 2
mit einem Abstand von 25 mm folgende Werte wählen.
Wenn man das Widerstandselement 6 so wählt, daß der Widerstand R, den es darstellt, 300 Ohm beträgt,
«nd wenn man annimmt, daß die Störwellen mit einer Frequenz von etwa 3000 MHz gedämpft werden sollen,
wird ein dünner Leiterteil 3 hergestellt und so dimensioniert, daß er sich in einem Abstand von 5 mm
von der leitenden Wand 1 befindet. Die Dämpfungseinrichtung kann dann eine Gleichspannung von mehreren
10 Kilovolt zwischen den Wänden 1 und 2 halten. Da der Leiterteil 3 ungefähr 20 mm von der leitenden Wand 2
entfernt ist, gilt Ci = 4C2. Zur Verwirklichung der
vorgenannten impeuarizbeüinguiigen kann man darin
C1
- I 50 U
wählen, d. h.:
C, = 0,35
C2 = 0,09
C2 = 0,09
10-l2 Farad und
10-'2 Farad.
10-'2 Farad.
Die Fläche des Leiterteils 3 beträgt dann 2 cm2. Das Widerstandselement 6 kann eine Länge von 15 mm,
einen Durchmesser von 8 mm und einen spezifischen Widerstand von lOOßcm haben. Die so ausgebildete
Dämpfungseinrichtung absorbiert dann die Störwellen wie ein Widerstand von 450 Ω, der direkt zwischen die
leitenden Wände 1 und 2 geschaltet ist.
F i g. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Anordnung von Fig. 1, die, außer den bereits beschriebenen
und mit den gleichen Bezugszahlen versehenen Teilen, eine federnde und elektrisch leitende Verbindung
8 aufweist, die zwischen einem äußeren Ende des Widerstandselements 6 und einem der Leiterteile 4 oder
5 (hier ist es der Teil 4) angeordnet ist und erlaubt mechanische Spannungen zu vermeiden, die aufgrund
unterschiedlicher Wärmedehnungen des Widerstandselements 6 und der Isolierhülle 7 hervorgerufen würden.
Diese abgewandelte Ausführungsform enthält außerdem ein Pumpröhrchen 9, über welches die dichte
Umhüllung, in der sich das Widerstandselement 6 befindet, ausgepumpt oder gegebenenfalls mit einem
Gas gefüllt werden kann, welches die Bildung einer Entladung verhindert. In Fig. 2 sind weder der
Leiterteil 3 noch die leitenden Wände 1 und 2 dargestellt, zwischen denen die Dämpfungseinrichtung
angebracht ist.
Wie bereits erwähnt, können die hier beschriebenen Dämpfungseinrichtungen an jeder Stelle von Hochfrequenzelektronenröhren
angeordnet werden, wo ein starkes elektrisches Feld zwischen zwei leitenden Wänden vorhanden ist, welches zu Hochfrequenzstörwellen
gehört, die unterdrückt werden sollen. Die F i g. 3 und 4 zeigen das schematisch am Beispiel eines
i> Magnetrons bzw. einer Tetrode.
F i g. 3 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch ein Magnetron, dessen Anode beispielsweise Flügel 11 hat,
die in üblicher bekannter Weise um eine zylindrische ■vmuuc ii iiciuin aiigcuiunci aiiiu.
Widerstandselemente zur Störwellendämpfung können, wie dargestellt, entweder an der Stelle 13 oder an
den Stellen 14 und 15 angeordnet sein.
Das Widerstandselement 13 ist an der leitenden Wand 16 befestigt, die den Boden des Magnetrons
-'s bildet, wobei der kapazitiv wirksame Leiterteil 3 dem
entsprechenden äußeren Ende der Katode 12 gegenüberliegt.
Die V.'iderstandselemente 14 und 15 sind mit dem
Außenleiter der Katodenverbindung derart verbunden
}o daß ihre kapazitiv wirksamen Leiterteile 3 dem
Innenleiter 18 dieser Verbindung gegenüberliegen. Es können hier eine, zwei oder mehr als zwei Widerstandselemente
vorgesehen werden.
Elektroden einer Tetrode dargestellt, nämlich ihre Anode 20 und ihr Schirmgitter 21. Die Widerstandselemente
zur Störwellendämpfung sind, wie beispielsweise an den Stellen 22 und 23 dargestellt, zwischen derr
Scheitel 24 der Anode 20 und dem Scheitel 25 de; Schirmgitters 21 angeordnet. Es können ein odei
mehrere solche Widerstandselemente vorgesehen werden, wobei man sie beispielsweise dem Scheitel 24 dei
Anode 20 befestigt und ihre kapazitiv wirksamer Leiterteile 3 dem Scheitel 25 des Schirmgitters 21
as gegenüberliegen.
Hierzu 2 Blatt Zeiclinunecn
Claims (9)
1. Hochfrequenzelektronenröhre mit einem Widerstandselement zur Dämpfung von sehr kurzen
Störwellen, die zwischen zwei leitenden Wänden einer Hochfrequenzelektronenröhre entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement
(6) zwischen zwei Leiterteilen (3,4,5) montiert ist, wobei einer (5) dieser beiden Leiterteile to
an einer (2) der beiden leitenden Wände befestigt ist, während der andere Leitend! (3,4) der anderen (1)
der beiden Wände gegenüberliegt mit der er eine Kapazität bildet, und das Widerstandselement (6)
zwischen zwei leitenden Wänden der HochFrequenzelektronenröhre
angeordnet ist wo keine Nutzwellen der Hochfrequenzelektronenröhre auftreten.
2. Hochfrequenzelektronenröhre nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet daß eine dichte Isolierhülle
(7), welche zwischen den beiden Leiterteilen (3, 4,5) befestigt ist das Widerstandselement (6) umgibt
3. Hochfrequenzelektronenröhre nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pumpröhrchen
(9) in der dichten, aus Isolierhülle (7) und den beiden Leiterteilen (3, 4, 5) bestehenden Umhüllung des
Widerstandselements (6) vorgesehen ist
4. Hochfrequenzelektronenröhre nach Anspruch
3, dadurch gekennzeichnet, daß die dichte Umhüllung
(4,5,7) ausgepumpt ist JO
5. Hochfrequsnzelektronenröhre nach Anspruch
3, dadurch gekennzeichnet daß die dichte Umhüllung (4,5,7) ein Gas enthält, welcnes die Bildung von
elektrischen Entladungen verhindert
6. Hochfrequenzeleketronenröhi - nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der äußeren Enden des Widerstandselements
(6) an einem (4) der Leiterteile mittels einer federnden und elektrisch leitenden Verbindung (8)
befestigt ist
7. Magnetron nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß es zumindest ein Widerstandselement (13) zur Dämpfung kurzer
Störwellen aufweist, das zwischen der den Boden des Magnetrons bildenden Wand (16) und dem 4$
äußeren Ende der ihr gegenüberliegenden Katode (12) angeordnet ist
8. Magnetron nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es zumindest ein
Widerstandselement (14, 15) zur Dämpfung von kurzen Störwellen aufweist, das in der Kathodenverbindung
zwischen dem Außenleiter (17) und dem Innenleiter (18) dieser Verbindung angeordnet ist
9. Tetrode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest ein
Widerstandselement (22, 23) zur Dämpfung von kurzen Störwellen aufweist, das zwischen der Spitze
(24) der Anode (20) und der Spitze (25) des Schirmgitters (21) der Tetrode angeordnet ist
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR7422688A FR2276685A1 (fr) | 1974-06-28 | 1974-06-28 | Dispositif d'attenuation d'ondes parasites tres courtes, utilisable notamment dans des tubes electroniques, et tubes comportant de tels dispositifs |
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ID=9140684
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GB (1) | GB1508326A (de) |
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