DE664735C - Magnetronroehre - Google Patents

Magnetronroehre

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Publication number
DE664735C
DE664735C DET43657D DET0043657D DE664735C DE 664735 C DE664735 C DE 664735C DE T43657 D DET43657 D DE T43657D DE T0043657 D DET0043657 D DE T0043657D DE 664735 C DE664735 C DE 664735C
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DE
Germany
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tube according
magnetron
discharge
anodes
magnetron tube
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Expired
Application number
DET43657D
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English (en)
Inventor
Dr Felix Herriger
Dr Dietrich Prinz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken AG
Original Assignee
Telefunken AG
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Publication date
Application filed by Telefunken AG filed Critical Telefunken AG
Priority to DET43657D priority Critical patent/DE664735C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE664735C publication Critical patent/DE664735C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J25/00Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J25/50Magnetrons, i.e. tubes with a magnet system producing an H-field crossing the E-field
    • H01J25/52Magnetrons, i.e. tubes with a magnet system producing an H-field crossing the E-field with an electron space having a shape that does not prevent any electron from moving completely around the cathode or guide electrode

Landscapes

  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)

Description

  • Magnetronröhre Die -Erfindung betrifft Magnetronanordnungen und inbesondere die konstruktive Ausbildung der darin verwendeten Entladungsröhren.
  • Eine Magnetronanordnung besteht im allgemeinen aus drei verschiedenen Bestandteilen der Entladungsröhre, der Vorrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes und den an die Röhre angeschlossenen Schaltelementen und Spannungsquellen. Die Abmessungen des Elektrodensystems der Röhre werden u. a. durch die zu erzeugende Wellenlänge bestimmt und müssen um so kleiner sein, je kürzer die gewünschte Wellenlänge ist. Der Wirkungsgrad der Schwingungserzeugung ist bei sehr kurzen Wellen verhältnismäßig niedrig; ein Wirkungsgrad von etwa ro°/o muß für Wellenlängen von 5o cm und darunter bereits als sehr günstig bezeichnet werden. Daher treten im Elektrodensystem Wärmeverluste auf, welche ein Mehrfaches der Nutzleistung betragen. Da die Elektroden für die Erzeugung sehr kurzer Wellen sehr kleine Abmessungen besitzen müssen, vertragen sie auch mir eine verhältnismäßig geringe Belastung und können mir kleine Schwingleistungen abgeben. Wenn man größere Leistungen benötigt, ist man daher gezwungen, mehrere Entladungssysteme parallel zu schalten. Hierbei macht sich der Umstand störend bemerkbar, daß die Länge der zur Verbindung der verschiedenen Röhren dienenden Leitungen größenordnungsmäßig gleich der Wellenlänge wird. Diese Leitungen müssen daher auf die jeweilige Betriebswellenlänge abgestimmt werden, damit sie dem Durchgang der Hochfrequenz keinen großen Widerstand entgegensetzen und ein phasenrichtiges Zusammenarbeiten der einzelnen Röhren ermöglichen; die Notwendigkeit dieser Abstimmung erschwert nicht nur die Einstellung überhaupt, sondern insbesondere den Wellenwechsel. Bei Magnetronanordnungen treten noch einige weitere Schwierigkeiten hinzu, welche für die praktische Verwendung von Parallelschaltungen prohibitiv wirken. Man verfuhr bisher so, daß man zwei oder mehrere aus je einer Röhre und der dazugehörigen Vorrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes bestehende Aggregate zusammenschaltete. Wenn man das Magnetfeld durch Elektromagnete erzeugte, ergab sich dabei eine Vervielfachung des an sich sehr hohen Verbrauches an Erregerleistung. Bei permanenten Magneten, deren Einzelgewicht kaum weniger als z kg betragen dürfte, führte die Parallelschaltung zu einer derartigen Steigerung des Gewichtes und Volumens der Anordnung, daß sie für die Mehrzahl der praktischen Verwendungsfälle nicht mehr in Betracht kam. Außerdem mußten nicht nur die elektrischen, sondern auch die magnetischen Daten der einzelnen Aggregate in übereinstimmung gebracht werden; die Notwendigkeit dieser zusätzlichen Einstellung bedeutet eine erhebliche Benachteiligung der Magnetronanordnungen gegenüber anderen Methoden zur Schwingungserzeugung (z. B. der Bremsfeldschaltung). Did. vorliegende Erfindung bezweckt die seitigung aller erwähnten Nachteile.
  • Erfindungsgemäß wird eine Magnetton= röhre mit mindestens zwei von dem gleichen Magnetfeld beeinflußbaren Entladungsstrecken in der Weise ausgebildet, daß mindestens zwei parallel zueinander liegende Kathoden und eine gleich große Anzahl von je einer Kathode zugeordneten Elektrodengruppen (Anoden) derart angeordnet sind, daß jede Elektrodengruppe nur von dem Entladungsstrom der ihr zugeordneten Kathode getroffen wird und die einander entsprechenden Elektroden der einzelnen Gruppen mehrfachröhrenartig miteinander baulich vereinigt sind.
  • Durch die Verwendung eines gemeinsamen Magnetfeldes wird die betriebsmäßige Handhabung des Gerätes wesentlich vereinfacht. Der Einbau der einzelnen Entladungsstrecken in ein gemeinsames Vakuumgefäß führt zu einer gedrängten Anordnung, für die ein nicht wesentlich ausgedehnteres Magnetfeld benötigt wird als für ein einziges Entladungssystem. Dadurch, daß man schließlich die Entladungsanoden der einzelnen Teilsysteme unmittelbar miteinander verbindet, ist die Zusammenschaltung wellenunabhängig und daher ebenso einfach zu handhaben wie eine einf ache Röhre.
  • Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Magnettonröhre unterscheidet sich in deutlich erkennbarer Weise von verschiedenen bisher bekanntgewordenen Bauformen magnetisch beeinflußbarer Entladungsröhren. Beispielsweise sind Röhren bekannt, bei denen auf einer die einzige Kathode umschließenden Zylinderfläche eine größere Anzahl von Anodensegmenten angeordnet ist; diese sind in zwei Gruppen zusammengefaßt,zwischen denen der Entladungsstrom hin und her gesteuert wird.
  • Um den einzelnen Anodensegmenten eine hinreichende Belastungsfähigkeit zu erteilen, muß der Anodendurchmesser so weit vergrößert werden, daß nunmehr verhältnismäßig lange Wellen erzeugt werden können. Andererseits wurden Magnettonröhren angegeben, die zwar mit zwei Kathoden ausgerüstet sind, jedoch nicht den einzelnen Kathoden zugeordnete gleichwertige Elektrodensysteme enthalten.
  • Der Erfindungsgedanke soll nunmehr an Hand der Patentzeichnung erläutert werden, wobei sich Gelegenheit finden wird, auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen einzugehen.
  • Abb. i zeigt einen Querschnitt durch ein Entladungsgefäß G mit sechs paralleLgeschalteten Entladungsstrecken, deren jede aus einer Glühkathode K und einer zweiteiligen de Al, A2 besteht. Die Anoden sind zu A#i geschlossenen Flächen vereinigt, deren i@ ugende parallel zu den Glühkathoden x@ laufen und deren Querschnitt sich angeiiä.hert aus aneinandergereihten Halbkreisen zusammensetzt. Wie man sieht, entfallen bei dieser Bauart sämtliche Verbindungsleitungen zwischen den parallel zu schaltenden Anodenhälften, so daß in dieser Hinsicht eine völlige Wellenunabhängigkeit erreicht ist. Die Heizfäden sind beispielsweise innerhalb der Röhre in Reihe geschaltet zu denken, so daß nur zwei Heizanschlüsse erforderlich sind. Auch sonst ist für jede Anodengruppe grundsätzlich nur ein Anschluß notwendig. Von den sechs inneren Anodenhälften A= wird ein rohrförmiger Hohlraum gebildet, der zu verschiedenen Zwecken nutzbar gemacht werden kann. Beispielsweise können die Hei'zstromzuführungen durch diesen Hohlraum geleitet werden, wodurch sich ohne weiteres eine vollkommene Abschirmung der Heizleitungen ergibt. Andererseits kann der innere Hohlraum auch zur Durchleitung eines Kühlmittels, beispielsweise von Wasser oder Kaltluft, benutzt werden.
  • Man kann sich die Röhre zwischen den Polen eines Dauermagneten angeordnet denken, deren Polfläche wegen des gedrängten Zusammenbaues des Elektrodensvstems . nur verhältnismäßig klein zu sein braucht. Um auch den Luftspalt auf einen Mindestwert zu beschränken, empfiehlt es sich, das Elektrodensystem möglichst dicht an die Gefäßwand heranzubringen.
  • Da die äußeren Anodenhälften A1 eine geschlossene Fläche bilden, kann diese als Gefäßwand benutzt werden, wodurch der Aufbau vereinfacht und die Wärmeabfuhr erleichtert wird. Der in Abb. i angedeutete Systemaufbau bietet die Möglichkeit zu einer besonders günstigen Ausbildung der an die beiden Anodengruppen anzuschließenden Energieleitungen.
  • In Abb. a ist eine Mehrfachröhre in Verbindung mit einem Energieleitungssystem in Ansicht dargestellt. Die miteinander verbundenen Anodenhälften A1 bilden die Seitenwand des Vakuumgefäßes, welches den beiden Enden durch scheibenförmige Körper B angeschlossen ist, an denen die inneren Elektroden abgestützt sind. Die Heizstromzuführung erfolgt durch seitliche Anschlüsse H. Die Außenanoden A1 gehen in ein Metallrohr El über; in gleicher Weise wird die innere Anodengruppe A2 (vgl. Abb. i) durch ein Rohr E2 fortgesetzt. Diese beiden Rohre bilden eine konzentrische Energieleitung und dienen sowohl zur Fortleitung der hochfrequenten Schwingungen nach dem Nutzkreis (Antenne) als auch zur Gleichspannungszuführung an die Anoden. Das Magnetfeld wird durch eine koaxiale Spule F erzeugt. Als Material für die Abschlußscheibe B eignen sich insbesondere keramische Massen. Diese gestatten die Ausführung von röhrförmigen Einschmelzungen, wie sie im vorliegenden Falle für den Anschluß der inneren Energieleitung E2 benötigt werden. Die vakuumdichte Verbindung der Anoden bzw. der Heizstromdurchführung mit den keramischen Teilen erfolgt am einfachsten durch Zwischenglasschichten.
  • In Abb. 3 ist eine Anordnung nach Abb. 2 im Schnitt gezeichnet, wobei eine durchaus schematische Darstellung gewählt wurde. Die beiden Anodensysteme sind wieder mit A1 und .4. und deren als Energieleitung dienenden Fortsetzungen mit El und E2 bezeichnet. Man erkennt ferner die dazugehörigen Kathoden K, welche an den Endscheiben B abgestützt und etwa in Reihe geschaltet sein mögen. Die Elektroden sind mit den aus keramischen Materialien bestehenden Scheiben B unter Vermittlung von Zwischenglasschichten N verschmolzen. Die innere Anodengruppe ist nach der linken Seite hin zu einem Rohr WI verlängert; innerhalb desselben befindet sich ein konzentrisches Rohr TV... Dieses Rohrsystem dient zur Zu- und Ableitung des Kühlmittels, welches den durch die Pfeile bezeichneten Weg nimmt. Die zur Erzeugung des Magnetfeldes dienende Spule ist wieder mit F bezeichnet.
  • Falls noch größere Schwingleistungen benötigt werden, als mit einer Mehrfachröhre erzeugt werden können, bietet gerade die in den Abb. 2 und 3 in ihren Grundzügen dargestellte Konstruktion die Möglichkeit, mehrere derartige Mehrfachröhren in äußerst zweckmäßiger Weise parallel zu schalten. Wie dabei vorzugehen ist, soll an Hand der Abb. .I erläutert werden. Es seien die äußeren Anodensysteme zweier Mehrfachröhren mit A bezeichnet; die beiden Röhren sind in der vorhin beschriebenen Weise durch konzentrische Energieleitungssysteme El, E2 miteinander verbunden: dieses wird nach rechts fortgesetzt und führt dort entweder zu weiteren Röhren oder zum Verbraucher. Die Kathoden beider Röhren sind in Reihe geschaltet und durch die Leitungen H' miteinander verbunden; die Heizstromzuführung erfolgt an den Klemmen H. Das Magnetfeld ist für jede Röhre gesondert durch Feldspulen F erzeugt.
  • Eine andere räumliche Anordnung mehrerer Entladungssysteme ist in Abb. 5 in perspektivischer Darstellung angedeutet. Es sind vier Entladungssysteme vorgesehen, welche aus je einer geradlinigen Glühkathode K und zwei halbzylindrischen Anoden Al, A. bestehen. Die Elektrodensysteme -sind parallel zueinander derart angeordnet, daß ihre Glühkathoden in einer Ebene liegen und die Anoden zu zwei wellblechförmigen Gebilden vereinigt sind. Diese Art des Aufbaues ergibt äußerst einfache Elektrodenformen und auch eine einfache Halterung der einzelnen Bestandteile. Die Anordnung nach Abb. 5 ist besonders für eine geringe Anzahl von Entladungssystemen geeignet, während die Anordnung nach Abb. i hauptsächlich für eine größere Anzahl (drei oder mehr) in Frage kommt.
  • Einen besonders einfachen Aufbau der Mehrfachröhre erhält man durch Verwendung von Formstücken aus keramischem Material, welche Metallbelegungen tragen, die als Anode dienen. Der keramische Körper dient zweckmäßig gleichzeitig als Vakuumgefäß. Eine derartige Anordnung zeigt die Abb. 6 im Schnitt. h und T. sind zwei Körper aus keramischem Material, deren einander zugekehrte Flächen mit halbzylindrischen Vertiefungen versehen sind und in deren Achse die Glühkathoden K liegen. Die betreffenden Seiten der keramischen Körper sind mit Metallbelegungen Al bzw. A, versehen, welche beispielsweise durch Aufspritzen hergestellt werden und als Anoden dienen. Die zentrale Bohrung C kann im Bedarfsfalle zur Durchleitung eines Kühlmittels benutzt werden. Die Verwendung keramischen Materials hat gerade bei Mehrfachröhren eine erhöhte Bedeutung, weil in diesem Falle eine genaue Übereinstimmung in der Gestalt der einzelnen Entladungssysteme erzielt werden kann und der gerade bei Mehrfachröhren sonst sehr komplizierte Aufbau in einfachster Weise gelöst ist.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Magnetronröhre mit mindestens zwei von dem gleichen Magnetfeld beeinflußbaren Entladungsstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei parallel zueinander liegende Kathoden und eine gleich große Anzahl von je einer Kathode zugeordneten Elektrodengruppen (Anoden) derart angeordnet sind, daß die einander entsprechenden Elektroden der einzelnen Gruppen mehrfachröhrenartig miteinander baulich vereinigt sind, aber jede Elektrodengruppe nur von dem Entladungsstrom der ihr zugeordneten Kathode getroffen wird. a. Magnetronröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkathoden aller Entladungssysteme in Reihe geschaltet sind. 3. Magnetronröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Entladungssystem außer einer Glühkathode zwei Anoden besitzt und die Anoden aller Entladungssysteme zu zwei Gruppen vereinigt sind. q.. Magnetronröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe von Anoden aus einem konstruktiv einheitlichen Gebilde besteht. 5. Magnetronröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungssysteme nebeneinander derart angeordnet sind, daß die parallel zueinander verlaufenden Glühkathoden in einer Ebene liegen und daß die beiden Gruppen von Anoden zu je einem wellblechförmigen Gebilde vereinigt sind, dessen Querschnitt angenähert aus aneinandergereihten Halbkreisen besteht, in deren Mittelpunkt die Glühkathoden liegen. 6. Magnetronröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungssysteme nebeneinander derart angeordnet sind, daß die parallel zueinander verlaufenden Glühkathoden auf einem Zylindermantel liegen und daß die beiden Gruppen von Anoden geschlossene Flächen mit parallelen Erzeugenden bilden, deren Leitlinie angenähert aus aneinandergereihten Halbkreisen besteht, in deren Mittelpunkten die Glühkathoden liegen. Magnetronröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der von der inneren Anodengruppe umschlossene Hohlraum zur Durchleitung eines Kühlmittels dient. 8. 1Sagnetronröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstromzuleitungen innerhalb des von der inneren Anodengruppe gebildeten Hohlrauines geführt sind. g. Magnetronröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Anodengruppe einen Teil der Wand des Vakuumgefäßes bildet. io. Magnetronanordnung unter Verwendung einer Röhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Magnetfeldes eine das Entladungsgefäß umgebende koaxiale Spule dient. ii. Magnetronanordnung unter Verwendung einer Röhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anodengruppen nach einer oder beiden Seiten durch ein konzentrisches, als Energieleitung dienendes Rohrsystem fortgesetzt werden. 12. Magnetronröhre nach Anspruch i oder folgenden, insbesondere nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Mehrfachentladungsröhren hintereinander angeordnet und durch Energieleitungen verbunden sind. 13. Magnetronanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkathoden sämtlicher Entladungsröhren in Reihe geschaltet sind. 14.. Magnetronröhre nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden aus auf einem keramischen Körper aufgebrachten Metallüberzügen bestehen. 15. Magnetronröhre nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Körper gleichzeitig einen Teil der Wand. des Vakuumgefäßes bildet.
DET43657D 1934-03-01 1934-03-02 Magnetronroehre Expired DE664735C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE855284C (de) * 1947-03-13 1952-11-10 Csf Magnetronroehre
DE857988C (de) * 1946-09-28 1952-12-04 Csf Magnetronroehre mit einer Kathode und einer rechteckigen Anode

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE857988C (de) * 1946-09-28 1952-12-04 Csf Magnetronroehre mit einer Kathode und einer rechteckigen Anode
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