DE919297C - Wanderfeldroehre, insbesondere zur Verstaerkung ultrahochfrequenter Schwingungen - Google Patents
Wanderfeldroehre, insbesondere zur Verstaerkung ultrahochfrequenter SchwingungenInfo
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- DE919297C DE919297C DEC2906A DEC0002906A DE919297C DE 919297 C DE919297 C DE 919297C DE C2906 A DEC2906 A DE C2906A DE C0002906 A DEC0002906 A DE C0002906A DE 919297 C DE919297 C DE 919297C
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/34—Travelling-wave tubes; Tubes in which a travelling wave is simulated at spaced gaps
- H01J25/36—Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and without magnet system producing an H-field crossing the E-field
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- H01J25/44—Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and with a magnet system producing an H-field crossing the E-field the forward travelling wave being utilised
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Description
Das Patent 878 813 betrifft eine Wanderfeldröhre, insbesondere zur Verstärkung ultrahochfrequenter
Schwingungen, mit zwei äquidistanten Leitern, welche eine Verzögerungsleitung bilden
und zwischen sich einen Raum lassen, in welchen die von einer Kathode ausgehenden Elektronen eindringen.
Zwischen den Leitern wird ein konstantes elektrisches Feld und senkrecht dazu ein konstantes
magnetisches Feld aufrechterhalten. Das besondere Merkmal des Hauptpatents besteht darin, daß die
beiden Leiter der Verzögerungsleitung auf konzentrischen Kreisen liegen und das Verhältnis von
elektrischem zu magnetischem Feld der Elektronengeschwindigkeit entspricht und wobei die Richtung
des Magnetfeldes so gewählt ist, daß die von der Kathode ausgehenden Elektronen bis zur Auffangselektrode
hin eine kreisförmige Bewegung zwischen den beiden Leitern ausführen. Durch diese Maßnahmen
kann die Länge der Röhren verringert und die Fokussierung des Elektronenbündels verbessert so
werden.
Zur Entkopplung des Eingangs- und Ausgangskreises der kreisförmig gebogenen Verzögerungsleitung ist nach einem besonderen Vorschlag des
Hauptpatents ein Entkopplungsschirm vorgesehen. Die dort gewählte Ausbildung dieses Schirmes
innerhalb der Röhre besitzt aber noch Nachteile, wie im folgenden an Hand der vorliegenden Fig. ι
näher ausgeführt wird.
In dem Hauptpatent ist eine Wanderfeldröhre beschrieben, die gemäß Fig. ι der vorliegenden Erfindung
aus dem Innenleiter ι mit dem Emissionsteil 2 (Kathode) und der Verzögerungsleitung 3
besteht, welche die Form einer flachen Wendel oder eines mäandermäßig gewickelten Drahtes besitzt,
die als Anode dient. Die Welle durchläuft die Wendel vom Eingang 4 bis zum Ausgang 5 und
steht in Wechselwirkung mit dem Elektronenstrahl. Der Schirm 6, der zwischen Ein- und Ausgang geschaltet
ist, fängt die Elektronen nach einem Umlauf auf. Die Bewegung der Elektronen vollzieht
sich unter dem Einfluß eines statischen elektrischen Feldes zwischen der Elektrode 1 und der Elektrode 3
und eines magnetischen Feldes B, das senkrecht auf der Zeichenebene steht. Der Energieaustausch
zwischen den Elektronen und der Welle vollzieht sich, wenn die Geschwindigkeit der Elektronen
näherungsweise gleich ist der Phasengeschwindigkeit der Welle.
Damit eine derartige Röhre als Verstärker arbeia5
tet, muß jede Rückkopplung zwischen dem Eingang 4 und dem Ausgang 5 der Verzögerungsleitung
vermieden werden. Der Schirm 6 in der Fig. 1 stellt eine ausreichende Abschirmung zwischen den Enden
4 und 5 der Verzögerungsleitung aber nicht dar, weil er notwendigerweise auf einem positiven
Potential liegt, um die Elektronen abzufangen, und der Raum 8, der zwischen seinem inneren Rande 7
und dem Innenleiter 1 besteht, stets einen gewissen Teil der verstärkten Hochfrequenzenergie vom
Ausgang 5 durchläßt, der auf diesem Wege nach dem Eingang 4 gelangen und Selbsterregung hervorrufen
kann. Dies um so mehr, weil die Enden 4 und 5 bei der Kreisform der Elektroden sehr genähert
sind.
Die Erfindung beseitigt das Zustandekommen einer unerwünschten Rückkopplung in der Röhre
dadurch, daß die kreisförmig gekrümmte Wendel in einem zylindrischen Gefäß aus Metall mit einem
breiten Schirm, der das Gefäß längs einer Achse senkrecht zur Wendelebene in zwei Teile teilt, untergebracht
wird. Der Innenleiter 1 der Röhre bildet mit den Wänden des Gefäßes und des Schirmes
einen gefalteten Wellenleiter (Trennkreis) von einem derartigen Querschnitt, daß seine Eigenwellenlänge
unterhalb der Betriebswellenlänge liegt. Bei diesem Aufbau kann die Nutzwelle sich längs der Drahtwendel
in der üblichen Weise, aber in dem Trennkreiswellenleiter sowohl in der Richtung nach links
wie auch nach rechts nur a-periodisch fortpflanzen, d. h. daß das Hochfrequenzfeld über den Trennkreiswellenleiter
so geschwächt wird, daß es vom Ausgang her den Eingang der Röhre nicht erreichen,
also nicht rückkoppeln kann.
In der Fig. 2 ist die Wendel 3 mit ihrem Ein- und Ausgangsende 4 und 5 in dem metallischen Gefäß 9
untergebracht, das mit dem Entkopplungsschirm 6 ausgerüstet ist. 10 und 11 sind koaxiale Einführungen,
die mit den Drähten 4 und 5 als Ein- und Ausgangsleitung dienen. Die Innenelektrode 1 ist mit
ihrer Emissionsstelle 2 in Form eines Zylinders mit einem breiten und tiefen Schlitz in Richtung einer
Achse senkrecht zur Wendelebene versehen. Diese Elektrode bildet mit der inneren Wand des metallischen
Gefäßes 9 einen Trennkreiswedlenleiter 12,
in dem die Wendel 3 liegt. Die Innenelektrode 1 bildet mit den Wänden des Schirmes 6 einen weiteren
Trennkreiswellenleiter 13, welcher die Enden des Wellenleiters 12 verbindet. Die Elektrode 1 ist
von dem Gefäß 9 und dem Schirm 6, was die Gleichspannung betrifft, getrennt. Außerdem sind der Ein-
und Ausgang der Verzögerungsleitung für die Hochfrequenz völlig voneinander entkoppelt.
Damit keine Welle sich längs des Trennkreiswellenleiters
12, 13 fortpflanzen kann, ist es notwendig, daß seine Breite α senkrecht zur Zeichenebene
und seine Höhe b viel kleiner sind als IJ2,
wobei 2 die Betriebswellenlänge im freien Raum ist. Setzt man z. B. voraus, daß 2 = 20 cm ist, so muß
man die Abstände zwischen den entgegengesetzten Wänden der Leiter viel kleiner als 10 cm wählen,
was auch hinreichend breit ist, um eine Verzögerungsleitung
einzuführen. Je mehr die Abmessungen sich verringern und je mehr seine Länge sich vergrößert,
um so mehr wird das Hochfrequenzfeld abgeschwächt; man kann also die Güte der Hochfrequenzabschirmung
verbessern, indem man die Abmessungen α und b bis auf Werte verringert, die
mit der Hochspannung verträglich sind, und die Länge des Schirmes 6 vergrößert, wie es in der
Fig. 3 dargestellt ist. Hier ist nur die Abmessung b des um den Schirm gefalteten Wellenleiters vermindert
und seine Länge dadurch vergrößert, daß der Schirm 6 im Querschnitt die Form eines Kreuzes
erhält. Aber jede andere Form, welche die Länge vergrößert, ist ebenso möglich. Man kann die Länge
dieses Wellenleiters bis zu einem Werte erhöhen, der viel größer ist als die der Wendel selbst.
Es ist nicht notwendig, daß der Querschnitt des Trennkreiswellenleiters konstant bleibt. Eine Änderung
dieses Schnittes längs des Leiters beeinflußt die Dämpfung des Hochfrequenzfeldes nicht wesentlich,
wenn die Länge der durch den Schnitt bedingten Eigenwelle des Trennkreises immer unterhalb
derjenigen der verstärkten Welle (Betriebswelle) liegt. Wie die Fig. 4 zeigt, gestattet dies die Kon- no
struktion der Kathodenelektrode zu vereinfachen, indem man die massive Form der Innenelektrode 1
nach den Fig. 2 und 3 durch einen einfachen Hohlzylinder mit dünnen Wänden ersetzt.
Die Vorrichtung zur Entkopplung nach der Erfindung ist gleichfalls auf den Fall anwendbar, wo
die Verzögerungsleitung der Röhre aus einem System von Umweggliedern besteht oder aus einer Reihe
von Schwingkreisen, die längs der Leitung 3 verteilt sind. Die Fig. 5 zeigt eine derartige Ausführungsform
mit einer Vorrichtung zur Entkopplung 6 entsprechend der Fig. 4.
In den Fällen, wo die Länge der Betriebswelle nicht viel größer ist als die Länge der Eigenwelle
des Trennkreises, wird das Hochfrequenzfeld in die Trennkreiswellenleiter 12, 13 genügend tief ein-
dringen. Damit der Betrag der Hochfrequenzspannung, die vom Ausgang beim Durchgang durch den
Trennkreis zum Eingang zurückkommt, unterhalb des kritischen Rückkopplungswertes liegt, kann die
Entkopplung durch eine Dämpfungsschicht auf den Wänden des Wellenleiters vervollständigt werden.
In den Fig. 2 und 5 würde diese Schicht auf der inneren Wand des metallischen Gefäßes 9, auf den
äußeren und inneren Flächen der Elektrode 1 und auf dem Schirm 6 angebracht werden. Derartige
Schichten können aus Kohle und Graphit hergestellt werden. Man kann aber auch Schichten verwenden,
die gleichzeitig eine gute Getterwirkung besitzen. Diese letzteren Materialien sind besonders wirksam
als Getter auf den Wänden des Schirmes, der sehr stark durch den Aufprall der Elektronen erhitzt
wird, da die Getterqualitäten dieser Materialien bei hohen Temperaturen viel wirksamer
werden.
Claims (7)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Wanderfeldröhre, insbesondere zur Verstärkung ultrahochfrequenter Schwingungen nach Patent 878813, mit zwei äquidistanten Leitern, welche auf konzentrischen Kreisen liegen und eine Verzögerungsleitung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrengefäß aus Metall besteht und mit einem Schirm versehen ist, der zwischen Aus- und Eingang der Verzögerungsleitung geschaltet ist und das Entladungssystem in zwei Teile derart unterteilt, daß die Innenelektrode mit der Wand des Röhrengefäßes und dem Schirm einen Trennkreiswellenleiter bildet und dabei der Entkopplungsschirm bis weit in den Innenraum der mit einem Einschnitt versehenen, im übrigen Kreisform besitzenden Innenelektrode reicht.
- 2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des freien Raumes zwischen Schirm und Innenelektrode derart sind, daß diese einen Trennkreiswellenleiter festlegen, welcher eine Eigenwellenlänge aufweist, die kleiner ist als die Länge der Betriebswelle.
- 3. Röhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenelektrode aus einem massiven Zylinder hergestellt ist, der einen axialen Einschnitt mit konstanter Breite (b) besitzt.
- 4. Röhre nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenelektrode ein hohler Zylinder und mit einem Schlitz zur Aufnahme des Entkopplungsschirmes versehen ist.
- 5. Röhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum in der Innenelektrode einen kreuzförmigen Querschnitt besitzt und der Entkopplungsschirm als · in diesen passendes Kreuz ausgebildet ist.
- 6. Röhre nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Schirmes und die Innenwand der Innenelektrode mit einer dämpfenden Schicht belegt sind.
- 7. Röhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dämpfende Schicht gleichzeitig Gettereigenschaft besitzt.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 9558 10.54
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR940063T | 1947-01-09 | ||
FR59012T | 1949-02-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE919297C true DE919297C (de) | 1954-10-18 |
Family
ID=41693252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEC2906A Expired DE919297C (de) | 1947-01-09 | 1950-10-01 | Wanderfeldroehre, insbesondere zur Verstaerkung ultrahochfrequenter Schwingungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE919297C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1085970B (de) * | 1958-12-27 | 1960-07-28 | Mikrowellen Ges M B H Deutsche | Mikrowellen-Verstaerkerroehre der Platinotronart |
-
1950
- 1950-10-01 DE DEC2906A patent/DE919297C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1085970B (de) * | 1958-12-27 | 1960-07-28 | Mikrowellen Ges M B H Deutsche | Mikrowellen-Verstaerkerroehre der Platinotronart |
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