DE919485C - Arrangement for practicing a method for operating run-time tubes - Google Patents

Description

Erteilt auf Grund des Ersten Oberleitungsgesetzes vom 8. Juli 1949 Issued on the basis of the First Overhead Line Act of July 8, 1949

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

AUSGEGEBEN AM 25. OKTOBER 1954ISSUED OCTOBER 25, 1954

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21g GRUPPE 13i7 CLASS 21g GROUP 13i7

A 6γς>2 Vlllc/zigA 6γς> 2 Vlllc / zig

Simon Ramo, Los Angeles, Calif. (V. St. A.)Simon Ramo, Los Angeles, Calif. (V. St. A.)

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft, Berlin-GrunewaldGeneral Electricity Society, Berlin-Grunewald

Anordnung zur Ausübung eines Verfahrens zum Betrieb von LaufzeitröhrenArrangement for carrying out a method for operating time-of-flight tubes

Zusatz zum Patent 908 743Addendum to patent 908 743

Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vom 16. Februar 1941 an Der Zeitraum vom 8. Mai 1945 bis einschließlich 7. Mai 1950 wird auf die Patentdauer nicht angerechnetPatented in the territory of the Federal Republic of Germany on February 16, 1941 The period from May 8, 1945 up to and including May 7, 1950 is not counted towards the patent term

(Ges. v. 15. 7. 51)(Ges. V. July 15, 51)

Das Hauptpatent hat angefangen am 8. Juli 1938The main patent started on July 8, 1938

Patentanmeldung bekanntgemacht am 25. März 1954Patent application published March 25, 1954

Patenterteilung bekanntgemacht am 16. September 1954Patent issued September 16, 1954

Die Priorität der Anmeldung in den V. St. v. Amerika vom 1. März 1940 ist in Anspruch genommenThe priority of registration in the V. St. v. America of March 1, 1940 has been claimed

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ausübung eines Verfahrens nach dem Patent 908 743. Die erfindungsgemäße Anordnung ist für die Verstärkung und andere Zwecke von Wellen in dem Frequenzbereich geeignet, in welchem sich bei üblichen Elektronenröhren bereits Laufzeiterscheinungen störend bemerkbar machen.The invention relates to an arrangement for carrying out a method according to the patent 908 743. The arrangement according to the invention is for the reinforcement and other purposes of waves Suitable in the frequency range in which there are already run-time phenomena in conventional electron tubes make disturbing noticeable.

Gegenstand des Hauptpatents ist im Prinzip ein Verfahren zum Betrieb von Laufzeitröhren, ίο und zwar in der Weise, daß eine Elektronenströmung durch eine Steuereinrichtung (Modulationskammer) derart in ihrer Geschwindigkeit moduliert wird, daß sich die Geschwindigkeitsmodulation erst außerhalb des Wirkungsbereichs der Steuereinrichtung in eine Dichtemodulation umwandelt. Beim Gegenstand der Erfindung wird nun von diesem Verfahren, welches im Hauptpatent ausführlich beschrieben ist, Gebrauch gemacht. Im Hauptpatent sind bereits Anordnungen zur Ausübung dieses Verfahrens beschrieben, bei denen jedoch der Elektronenstrahl auf einer geradlinigen Bahn geführt wird. Der erfindungsgemäßeThe subject of the main patent is, in principle, a method for operating time-of-flight tubes, ίο in such a way that an electron flow through a control device (modulation chamber) its speed is modulated in such a way that the speed modulation only outside the range of action of the control device into a density modulation converts. When the subject of the invention is now of this method, which in the main patent is described in detail, use is made. There are already arrangements in the main patent described for practicing this method, in which, however, the electron beam on a rectilinear Railway is guided. The inventive

Vorschlag zeigt nun eine Möglichkeit auf, bei gleicher oder größerer Bahnlänge die äußeren Abmessungen derartiger Anordnungen wesentlich zu verringern.Proposal now shows a possibility, with the same or greater track length, the outer dimensions to reduce such arrangements significantly.

Erfindungsgemäß soll eine Anordnung zur Ausübung eines Verfahrens nach dem Hauptpatent in der Weise ausgebildet sein, daß ein die Elektronenströmung durchsetzendes Magnetfeld vorgesehen ist, dessen Verlauf zur Elektronenströmung so gewählt ist und das derart bemessen ist, daß sich die Elektronen auf schraubenlinienförmig verlaufenden Bahnen fortbewegen. Diese Ausbildung einer Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach dem Hauptpatent ergibt außer dem Vorteil des gedrängten Aufbaus noch die Möglichkeit, daß ein Elektron dieselbe Modulations- bzw. Auskoppelanordnung mehrfach durchqueren kann, so daß sich die Wirkungen addieren und damit der Wirkungsgrad wesentlich erhöht. According to the invention, an arrangement for exercising a method according to the main patent in such a way that the electron flow penetrating magnetic field is provided, the course of which is chosen for the electron flow and that is dimensioned in such a way that the electrons run on helical lines Move lanes. This training of an arrangement for exercising the method according to the In addition to the advantage of the compact structure, the main patent also gives the possibility of a Electron can traverse the same modulation or decoupling arrangement several times, so that the effects add up and thus the efficiency increases significantly.

In den Zeichnungen sind in zum Teil schematischer Weise Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt.The drawings show exemplary embodiments according to the invention in a partially schematic manner shown.

Die Fig. 1 zeigt eine Längsansicht, teilweise im Schnitt, eines Ausführungsbeispieles nach der Erfindung, wobei bestimmte Einzelheiten der Konstruktion in den Fig. 2 und 2 a dargestellt sind. In der Fig. 3 ist schematisch das Elektronensystem der Anordnung nach Fig. 1 dargestellt, welches beispielsweise bei einem Verstärker Verwendung findet. Die Fig. 4 bis 6 dienen zur Erläuterung des Gegenstandes der Erfindung. In der Fig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie j-j der Fig. 1 gezeigt. Eine andere Ausführungsform ist in den Fig. 8 und 8 a dargestellt. Die Fig. 9 und ro zeigen perspektivische Darstellungen einer anderen Ausführungsform. Die Fig. 11 dient lediglich zur Erläuterung des Betriebes der Geräte, welche in den Fig. 9 und 10 enthalten sind. Eine vierte Ausführungsform ist in den Fig. 12 und 13 gezeigt, während in der Fig. 14 sich ein Schnitt der Linie 14-14 der Fig. 12 befindet. Endlich ist eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung in den Fig. 15, 15a und 15 b dargestellt. Fig. 1 shows a longitudinal view, partially in section, of an embodiment according to the invention, certain details of the construction are shown in Figs. 2 and 2a. In FIG. 3, the electron system of the arrangement according to FIG. 1 is shown schematically, which is used, for example, in an amplifier. 4 to 6 serve to explain the subject matter of the invention. FIG. 6 shows a section along line jj in FIG. 1. Another embodiment is shown in FIGS. 8 and 8a. FIGS. 9 and 10 show perspective views of another embodiment. FIG. 11 serves only to explain the operation of the devices which are contained in FIGS. 9 and 10. A fourth embodiment is shown in FIGS. 12 and 13, while FIG. 14 shows a section along the line 14-14 of FIG. Finally, a further embodiment of the subject matter of the invention is shown in FIGS. 15, 15a and 15b.

Es ist wesentlich für den Gegenstand der Erfindung, daß eine Vorrichtung zur Erzeugung eines "■ planetenbahnförmig sich bewegenden Elektronenstrahles vorgesehen ist. Beispielsweise ist der Laufweg der Elektronen schneckenförmig. Diese Bedingung ist unter anderem bei der in Fig. 1 dargestellten Konstruktion erfüllt.It is essential for the object of the invention that an apparatus for generating a "■ An electron beam moving in a planetary orbit is provided. For example, the path of the electrons is helical. These The condition is met, inter alia, in the construction shown in FIG. 1.

Die in der Fig. 1 gezeigte Ausführungsform nach der Erfindung besteht aus einem evakuierten Gefäß 10, in dem ein Metallzylinder 11 angeordnet ist. Dieser Zylinder ist an einem Ende durch zwei halbkreisförmige Platten 12 und 13 (Fig. 2 a), die durch einen axial sich erstreckenden Wandungsteil 14 verbunden sind, praktisch geschlossen. An dem anderen Ende sind zwei elektrisch voneinander getrennte Auffangelektroden 15 und 16 vorgesehen. The embodiment according to the invention shown in FIG. 1 consists of an evacuated one Vessel 10 in which a metal cylinder 11 is arranged is. This cylinder is at one end by two semicircular plates 12 and 13 (Fig. 2 a), the are connected by an axially extending wall part 14, practically closed. At at the other end, two electrically separate collecting electrodes 15 and 16 are provided.

Zur Erzeugung eines Elektronenstrahles dient ein Strahlerzeugungssystem, das aus einer Kathode 18 und dem Beschleunigungs- und Fokussierungszylindern 19 und 20 besteht. Nachdem die Elektronen das Strahlerzeugungssystem verlassen haben, bewegen sie sich mehr oder weniger tangential in bezug zur Wandung des Zylinders 11. Diese Bewegung wird durch die Ablenkplatte 22 hervorgerufen, weiche auf einem schwach positiven oder negativen Potential in bezug zu dem Zylinder 11 liegt. Die Ablenkung in der anderen Ebene, d. h. axial zu dem Zylinder, wird durch eine zweite Ablenkplatte 23 bewirkt, welche hierzu auf einem geeigneten Potential liegt.A beam generation system consisting of a cathode 18 and the accelerating and focusing cylinders 19 and 20. After the electrons have left the beam generation system, they move more or less tangentially in relation to the wall of the cylinder 11. This Movement is caused by the baffle 22, soft on a weak positive or negative potential with respect to the cylinder 11. The distraction in the other plane, i.e. H. axial to the cylinder, is effected by a second baffle 23, which for this purpose is on a suitable Potential lies.

Nachdem die Elektronen einen praktisch halbkreisförmigen Weg zurückgelegt haben, gelangen sie durch eine öffnung 25 an dem Ende des Wandungsteiles 14 (vgl Fig. 2) in den Hauptraum, welcher von dem Zylinder 11 umgeben ist. Durch das zwischen der Ablenkplatte 23 und dem Ende des Zylinders 11 befindliche Feld erhalten die Elektronen eine Bewegungskomponente, welche axial gerichtet ist. Die mehr oder weniger geradlinige Bewegung, welche den Elektronen durch das Strahlerzeugungssystem gegeben war, wird in eine kreis- oder spiralförmige Bewegung umgeformt, wozu ein starkes Magnetfeld dient, welches axial zum Gefäß gerichtet ist. Zur Felderzeugung werden die Magnetspulen 27 benutzt. Auf diese Weise bewegen sich die Elektronen schraubenförmig in Richtung der Achse der Röhre zu den Auffangelektroden 15 und 16 hin. Der Lauf weg der Elektronen ist in der Fig. 3 durch die gestrichelte Kurve A dargestellt.After the electrons have covered a practically semicircular path, they pass through an opening 25 at the end of the wall part 14 (cf. FIG. 2) into the main space which is surrounded by the cylinder 11. Due to the field between the deflection plate 23 and the end of the cylinder 11, the electrons receive a component of movement which is axially directed. The more or less straight-line movement given to the electrons by the beam generation system is converted into a circular or spiral movement, for which purpose a strong magnetic field is used, which is directed axially towards the vessel. The magnetic coils 27 are used to generate the field. In this way the electrons move helically in the direction of the axis of the tube towards the collecting electrodes 15 and 16. The path of the electrons is shown in FIG. 3 by the dashed curve A.

Die verschiedenen Elektroden des Strahlerzeugungssystems und die Ablenkplatten 22 und 23 sind in geeigneter Weise mit einer Spannungsquelle, beispielsweise einer Batterie 29, verbunden. Der Zylinder 11 ist zweckmäßig geerdet. Um durch die schraubenförmig sich bewegenden Elektronen hochfrequente Wirkungen zu erzeugen, ist der Zylinder Ii mit zwei rechteckigen Löchern 31 und 32 versehen. In diesen Öffnungen befinden sich rechteckig ausgebildete Elektroden 34 und 35, welche derart angebracht sind, daß zwischen dem Zylinder und den Elektroden Zwischenräume bestehen. The various electrodes of the beam generation system and the baffles 22 and 23 are connected in a suitable manner to a voltage source, for example a battery 29. The cylinder 11 is suitably grounded. To get through the helically moving electrons To generate high-frequency effects is the cylinder Ii with two rectangular holes 31 and 32 provided. In these openings there are rectangular electrodes 34 and 35, which are mounted so that there are gaps between the cylinder and the electrodes.

Es sei angenommen, daß die Elektrode 34 als Eingangsgitter verwendet wird. Wenn nun an dieser Elektrode eine hochfrequente Spannung in bezug zu dem Zylinder 11 liegt, werden Geschwindigkeitsänderungen derjenigen Elektronen eintreten, die die Zwischenräume durchqueren. Es ist bereits im Hauptpatent erläutert, daß mit einem Zweizwischenraumelektrodensystem sich addierende Modulationswirkungen erzielt werden können, wenn eine geeignete Beziehung zwischen den Dimensionen der Elektrode, der Strahlgeschwindigkeit und der Betriebsfrequenz besteht. Bei der An-Ordnung nach der Fig. 1 können solche Wirkungen erzielt werden, wenn die Laufzeit eines Elektrons längs der Fläche der Elektrode 34 zwischen den Zwischenräumen 37 und 38 gleich einer halben Periode der Betriebsfrequenz oder einem ungeraden Vielfachen davon ist. Wenn diese Bedin-Assume that electrode 34 is used as an input grid. If now on This electrode has a high frequency voltage with respect to the cylinder 11, there will be speed changes of those electrons that cross the gaps. It is already explained in the main patent that with a Two-gap electrode system, adding modulation effects can be achieved, if a suitable relationship between the dimensions of the electrode, the jet velocity and the operating frequency. In the arrangement according to FIG. 1, such effects can be achieved can be achieved when the travel time of an electron along the surface of the electrode 34 between the Spaces 37 and 38 equal to half a period of the operating frequency or an odd one Multiples of that is. If these conditions

gung erfüllt ist, wird ein Elektron, welches in dem ersten Zwischenraum 37 beschleunigt wird, ein weiteres Mal in dem zweiten Zwischenraum 38 beschleunigt. In entsprechender Weise wird ein Elektron, welches im ersten Zwischenraum verzögert wird, auch im zweiten Zwischenraum 38 verzögert. Dieses Betriebsverfahren liefert nicht nur Geschwindigkeitsänderungen in dem Elektronenstrahl, sondern vermeidet gewisse Eingangsverluste, welche bei üblichen Eingangsgittern auftreten, wenn an die Gitter eine hochfrequente Spannung gelegt ist.supply is satisfied, an electron which is accelerated in the first gap 37 becomes a accelerated again in the second intermediate space 38. In a corresponding way an electron, which is delayed in the first space is also delayed in the second space 38. This operating method not only provides speed changes in the electron beam, it avoids certain input losses that occur with conventional input grids when connected to the Grid a high frequency voltage is applied.

Im Hauptpatent ist das obenerwähnte Betriebsverfahren ausführlich an Hand eines Systems erläutert, bei dem der Elektronenstrahl linear fortschreitet. Es zeigte sich nun, daß dieses Prinzip ebenfalls bei dem Gegenstand der Erfindung Anwendung finden kann. Überdies bietet der Gegenstand der Erfindung besondere Vorteile. Beispielsweise sei darauf hingewiesen, daß bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die verschiedenen Elektronen die Modulationszwischenräume 37 und 38 mehrfach durchqueren (vgl. Fig. 3), so daß bei einer geeigneten Phasenbeziehung die Wirksamkeit des Eingangssystems ohne komplizierten Aufbau vervielfacht werden kann.In the main patent, the above-mentioned operating method is explained in detail using a system, in which the electron beam advances linearly. It has now been shown that this principle can also be used in the subject matter of the invention. Moreover, the object offers the invention has particular advantages. For example, it should be noted that in the embodiment According to Fig. 1, the various electrons, the modulation spaces 37 and 38 traverse several times (see. Fig. 3), so that with a suitable phase relationship the effectiveness of the entrance system can be multiplied without a complicated structure.

Bei der dargestellten Anordnung wird der schnekkenförmige Laufweg der Elektronen durch ein gleichförmiges Magnetfeld gesteuert. Eine geringe Schwierigkeit tritt insofern ein, als eine geeignete Beziehung zwischen der Laufzeit der Elektronen und der Potentialänderung an der Eingangselektrode bestehen muß. Dieses rührt daher, daß die für die verschiedenen Elektronen zur Zurücklegung eines Umlaufes des schraubenförmigen Weges erforderliehe Zeit ausschließlich von der Stärke des Magnetfeldes abhängt. Folglich wird bei gegebener Feldstärke, unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der ein gegebenes Elektron die Elektrode 34 verläßt, nachdem es die Zwischenräume 37 und 38 durch- 1 quert hat, das Elektron innerhalb einer festen und unveränderlichen Zeit in die Nähe der Elektrode zurückkehren. Daher werden, wenn die Stärke des Magnetfeldes derart abgestimmt ist, daß die Zeit eines Umlaufes des schraubenförmigen Laufweges einem ganzen Vielfachen der Betriebsfrequenz entspricht, die Wirkungen des Eingangssystems auf ein derartiges Elektron bei jedem Durchqueren der Elektrode 34 summiert werden. Der Durchmesser der Elektronenbahn kann gesteuert werden durch geeignete Wahl der Geschwindigkeit, mit der die Elektronen aus dem Strahlerzeugungssystem heraustreten. Die Elektronengeschwindigkeit wird zweckmäßig derart gewählt, daß die Bahn der Elektronen mit den Dimensionen des Zylinders 11 vergleichbar ist.In the arrangement shown, the helical path of the electrons is controlled by a uniform magnetic field. A slight difficulty arises in that there must be a suitable relationship between the transit time of the electrons and the change in potential at the input electrode. This is due to the fact that the time required for the various electrons to complete one revolution of the helical path depends exclusively on the strength of the magnetic field. Consequently, at a given field strength, regardless of the speed with which a given electron leaves the electrode 34 after it passes through the interstices 37 and 38 transit 1 to return the electron within a fixed and unchanging time in the vicinity of the electrode. Thus, if the strength of the magnetic field is tuned such that the time of one revolution of the helical path is an integral multiple of the operating frequency, the effects of the input system on such electron will be summed each time the electrode 34 is traversed. The diameter of the electron path can be controlled by a suitable choice of the speed with which the electrons emerge from the beam generating system. The electron speed is expediently chosen such that the path of the electrons with the dimensions of the cylinder 11 is comparable.

Die oben beschriebenen Tatbestände sind in der Fig. 4 näher erläutert. In dieser Figur stellt die Kurve B den Laufweg eines Elektrons dar, dessen Geschwindigkeit der Durchschnitts- oder unmodulierten Geschwindigkeit des Elektronenstromes entspricht. Der Punkt ο stellt ein Gebiet dar, in dem der Strom einem Hochfrequenzmodulationspotential unterworfen wird. Ein Elektron, welches den Modulationsraum zu solcher Phase durchläuft, daß es beschleunigt wird, wird einen Weg mit einem größeren Radius als der Weg B durchlaufen. Beispielsweise legt ein derartiges Elektron die gestrichelt gezeichnete Kurve C zurück. Andererseits durchlaufen die verzögerten Elektronen die gestrichelte Kurve D. Theoretisch wird also jedes Elektron in genau der gleichen Zeit zu dem Punkt ο zurückkehren.The facts described above are explained in more detail in FIG. In this figure, curve B represents the path of an electron whose speed corresponds to the average or unmodulated speed of the electron flow. The point o represents an area in which the current is subjected to a high-frequency modulation potential. An electron which passes through the modulation space in such a phase that it is accelerated will pass through a path with a larger radius than path B. For example, such an electron travels the curve C shown in dashed lines. On the other hand, the delayed electrons run through the dashed curve D. Theoretically, each electron will return to point ο in exactly the same time.

In der Fig. 5 ist die axiale Geschwindigkeitskomponente des Elektronenstromes berücksichtigt. Die Kurve E stellt das mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit fortschreitende Elektron dar, während die gestrichelten Kurven F und G die Elektronen andeuten, welche durch die Wirkung der Modulationsspannungen beschleunigt bzw. verzögert worden sind. Die Verzögerung und Beschleunigung tritt jeweils im Bereich der Linie o' auf. Aus der 8n Kurve ergibt sich, daß ein beschleunigtes Elektron stets wieder beschleunigt wird, während ein verzögertes Elektron stets wieder verzögert wird. Der Weg jedes Elektrons führt jedoch wiederholt durch die Linie o'.In FIG. 5, the axial velocity component of the electron flow is taken into account. The curve E represents the electron advancing at an average speed, while the dashed curves F and G indicate the electrons which have been accelerated or decelerated by the effect of the modulation voltages. The deceleration and acceleration occur in the area of the line o '. The 8n curve shows that an accelerated electron is always accelerated again, while a decelerated electron is always decelerated again. However, the path of each electron repeatedly passes through the line o '.

Um die Erzielung von Verstärkerwirkungen zu verstehen, ist es zweckmäßig, einen kreisförmig sich bewegenden Elektronenstrom anzunehmen, welcher einen Modulationszwischenraum durchquert, dessen Potentialgradienten periodisch verändert werden. Die Fig. 6 stellt einen Elektronenstrom dar, welcher einen Modulationszwischenraum o" durchquert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Frequenz der Potentialänderung am Zwischenraum derart gewählt ist, daß acht volle Perioden verstreichen, bis ein einziges Elektron einen Kreis zurückgelegt hat. Die dunklen Punkte a stellen die einzelnen Elektronen dar. Aus den einzelnen Elektronen kann man auf den Zustand des Strahles zu einem besonderen Zeitpunkt schließen.In order to understand the achievement of amplifier effects, it is expedient to assume a circularly moving electron stream which traverses a modulation gap, the potential gradients of which are changed periodically. 6 shows a stream of electrons which traverses a modulation gap o " . In the embodiment shown, it is assumed that the frequency of the potential change at the gap is selected such that eight full periods elapse before a single electron has traveled a circle dark points a represent the individual electrons. From the individual electrons one can infer the state of the beam at a particular point in time.

Die Elektronen mit höherer Geschwindigkeit legen einen Kreis mit größerem Radius zurück als die verzögerten Elektronen. Folglich wird die Elektronendichte an den verschiedenen Stellen des Elektronenlaufweges zeitlich veränderlich sein. Diese Änderung ist am größten zwischen den Ebenen b, b', welche um 90⁰ von dem Punkt o" entfernt sind. Bei der in der Fig. 6 gezeigten Darstellung besteht zwischen den Ebenen b und b' eine große Anhäufung von Elektronen, während links und rechts von diesen Ebenen die Elektronendichte abnimmt. Der Teil des Strahles, welcher sich zwischen den Ebenen b und b' befindet, wird daher durch eine starke Ladungsdichtemodulation gekennzeichnet sein. Andererseits wird zwischen den Ebenen c und c' die Ladungsdichte am geringsten sein. Die Ladungsdichtemodulation kann somit auch in dem Gebiet o" vernachlässigt werden, so daß trotz gleichmäßiger Ladungsdichteverteilung durch die Modulationswirkung des Modulationssystems Geschwindigkeits- änderungen im Strahl erzeugt werden können. Bei jedem weiteren Durchqueren des Zwischenraumes werden diese Geschwindigkeitsänderungen verstärkt. Die Ladungsdichtemodulation zwischen den Ebenen b und V ist daher eine Funktion der Geschwindigkeitsänderungen. Wenn also die Geschwin-The electrons with higher speed travel a circle with a larger radius than the decelerated electrons. As a result, the electron density at the various points along the electron path will vary over time. This change is greatest between the planes b, b ', which are 90 ° ^away from the point o ". In the illustration shown in FIG. 6, there is a large accumulation of electrons between the planes b and b', while on the left and to the right of these planes the electron density decreases. The part of the beam which is located between planes b and b ' will therefore be characterized by a strong charge density modulation. On the other hand, between planes c and c' the charge density will be lowest Charge density modulation can thus also be neglected in area o ″, so that, despite uniform charge density distribution, speed changes can be generated in the jet by the modulation effect of the modulation system. With each further crossing of the gap, these changes in speed are amplified. The charge density modulation between planes b and V is therefore a function of the changes in speed. So if the speed

digkeitsmodulation am größten ist, wird auch die Ladungsdichtemodulation ihren größten Wert annehmen. If the modulation is the greatest, the modulation of the charge density will also assume its greatest value.

Es ergibt sich somit, daß aus einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeitsmodulation in dem Modulationsraum o" eine verhältnismäßig starke Ladungsdichtemodulation in dem Raum b, b' erzeugt werden kann. Wenn also geeignete Anordnungen getroffen werden, um die Ladungsdichte-ίο änderungen im Gebiet b, b' auszunutzen, kann das gesamte System als Verstärker benutzt werden.It follows that from a relatively low speed modulation in the modulation space o "a relatively strong charge density modulation in the space b, b ' can be generated. If suitable arrangements are made to reduce the charge density changes in the area b, b' the entire system can be used as an amplifier.

Bei der Anordnung nach Fig. ι wird das oben beschriebene Verfahren benutzt. Die Elektrode 34 dient beispielsweise durch Verbindung mit einem geeigneten Eingangskreis zur Erzeugung der Geschwindigkeitsmodulation des schraubenförmig sich bewegenden Elektronenstromes. (Es sei darauf hingewiesen, daß das oben beschriebene Verfahren unabhängig von den beiden Modulationszwischenräumen 37 und 38 ist.) Durch die verhältnismäßig große axiale Länge der Elektrode 34 wird erreicht, daß jedes Elektron mehrfach durch diese Elektrode hindurchtritt. Die Anzahl der Umläufe ist selbstverständlich durch den Durchmesser der Schraubenlinie des Elektronenstromes bestimmt. Der sich ergebene hohe Geschwindigkeitsmodulationsgrad kann dazu ausgenutzt werden, um eine entsprechend hohe Ladungsdichteänderung in den Ebenen, welche die Elektrode35 und die Zwischenräume39 und 40 enthalten, die an diese Elektrode grenzen, zu erzeugen. Folglich wird, wenn die Elektrode 35 mit einem geeigneten Schwingungskreis verbunden ist, eine Ausgangsspannung von höherer Größenordnung erzielt. Die beiden Zwischenräume, die an die Elektrode 35 grenzen, wirken in ähnlicher Weise wie die beiden Zwischenräume, die an die Eingangselektrode 34 grenzen. Wenn also die Dimensionen der Elektrode 35 geeignet zur Elektronenlaufzeit gewählt sind, werden an den beiden Zwischenräumen sich addierende Auskoppelwirkungen erzielt. Diese Bedingung ist am \virksamsten erfüllt, wenn die Dimensionen der Elektrode 35 den Dimensionen der Elektrode 34 entsprechen. Aus analogen Gründen mit der Wirkung der Zwischenräume an der Elektrode 34 werden bei der Auskoppelelektrode größere Wirkungen erzielt, wenn der Strom die verschiedenen Zwischenräume mehrfach durchquert.In the arrangement according to FIG. 1, the method described above is used. The electrode 34 is used, for example, by connection to a suitable input circuit to generate the speed modulation of the helically moving electron stream. (It should be noted that that the method described above is independent of the two modulation spaces 37 and 38.) The relatively large axial length of the electrode 34 is achieved that each electron passes through this electrode several times. The number of circulations goes without saying determined by the diameter of the helix of the electron flow. The surrendered A high degree of speed modulation can be used to generate a correspondingly high degree of speed modulation Change in the charge density in the planes containing the electrode 35 and the spaces 39 and 40, which are adjacent to this electrode to generate. Consequently, when the electrode 35 is provided with a suitable Resonant circuit is connected, an output voltage of a higher order of magnitude is achieved. The two spaces adjoining electrode 35 act in a similar manner to that two spaces which border the input electrode 34. So if the dimensions of the electrode 35 are chosen suitable for the electron transit time, are located at the two spaces adding decoupling effects achieved. This condition is most effectively met when the Dimensions of electrode 35 correspond to the dimensions of electrode 34. For analogous reasons with the effect of the gaps on the electrode 34 greater effects are achieved in the decoupling electrode when the current is the different Gaps crossed several times.

Eine schematische Ansicht eines Verstärkersystems nach der Erfindung ist in der Fig. 3 dargestellt. Die Eingangselektrode 34 entspricht der entsprechend bezeichneten Elektrode der Fig. 1. Diese Elektrode ist mit einem Eingangskreis verbunden, welcher aus der Induktivität 45 und dem Kondensator 46 besteht. In gleicher Weise ist mit der Elektrode 35 ein aus Induktivität 47 und Kapazität 48 bestehender Ausgangskreis verbunden. Wenn an die Eingangselektrode ein schwaches S ignal gelegt wird, wird im Ausgangssystem durch die Verstärkerwirkungen ein sehr viel stärkeres Signal erzeugt werden.A schematic view of an amplifier system according to the invention is shown in FIG. The input electrode 34 corresponds to the correspondingly designated electrode in FIG. 1. This electrode is connected to an input circuit, which consists of the inductance 45 and the Capacitor 46 is made. In the same way, the electrode 35 is made up of inductance 47 and capacitance 48 existing output circuit connected. If there is a weak signal at the input electrode is placed, a much stronger signal becomes in the output system due to the amplifier effects be generated.

Die in der Fig. 1 dargestellte Anordnung enthalt gewisse Einzelheiten, die bisher noch nicht erläutert wurden. Beispielsweise sind zwei halbzylindrische Metallteile 50 und 51 vorgesehen, die im einzelnen in der Fig. 7 dargestellt sind. Diese Teile 50 und 51 liegen einander gegenüber und sind miteinander durch die Flansche 52 und 53 verbunden. Dieses System dient zur Verhinderung von Leistungsabstrahlung. Ferner verhindert das System eine störende Rückkopplung zwischen den verschiedenen Elektroden.The arrangement shown in FIG. 1 contains certain details which have not yet been explained became. For example, two semi-cylindrical metal parts 50 and 51 are provided which are shown in detail in FIG. These parts 50 and 51 are opposite to each other and are connected to one another by the flanges 52 and 53. This system is designed to prevent Power radiation. Furthermore, the system prevents annoying feedback between the different ones Electrodes.

Zur Spannungszuführung zur Eingangselektrode 34 wird eine Zuleitung 56 benutzt, die von einem zylinderförmigen Metallkörper 55 umgeben ist, der mit der äußeren Abschirmung 50 in Verbindung steht. Die Teile SS und 56 bilden somit eine koaxiale Rohrleitung. Eine ähnliche koaxiale Rohrleitung ist mit der Ausgangselektrode 35 verbunden. Die einzelnen Teile dieser Rohrleitung sind in der Fig. 7 mit 58 und S9 bezeichnet.To supply voltage to the input electrode 34, a lead 56 is used, which is from a cylindrical metal body 55 is surrounded, which is connected to the outer shield 50 in connection stands. The parts SS and 56 thus form a coaxial one Pipeline. A similar coaxial pipe is connected to the output electrode 35. The single ones Parts of this pipeline are denoted by 58 and S9 in FIG. 7.

Die Anordnung nach Fig. 1 kann nicht nur als Verstärker, sondern auch als Detektor benutzt werden, indem geeignete Auffangelektroden 15 und 16 vorgesehen werden. In diesem Falle wird die Ausgangselektrode 35 nicht benutzt. Das empfangene Signal wird auf die Elektrode 34 gegeben. Infolge der Modulationswirkung dieser Elektrode werden die Elektronen, welche verzögert werden, eine Schraubenlinie mit geringerem Radius als die Schraubenlinie des unmodulierten Teiles des Elektronenstromes zurücklegen.The arrangement according to FIG. 1 can be used not only as an amplifier but also as a detector by providing suitable collecting electrodes 15 and 16. In this case the Output electrode 35 not used. The received signal is applied to the electrode 34. As a result the modulation effect of this electrode, the electrons, which are delayed, a helix with a smaller radius than the helix of the unmodulated part of the electron flow return.

Der Durchmesser der Elektrode 15 ist so klein gewählt, daß in dem Falle, wenn an der Elektrode 34 kein Modulationssignal liegt, praktisch der ganze Elektronenstrom auf die Elektrode 16 fällt. Wenn der Elektronenstrom durch das Anlegen eines Signals an die Eingangselektrode 34 moduliert wird, werden die verzögerten Elektronen infolge des geringeren Durchmessers der Schraubenlinie auf die Elektrode 15 auffallen. Folglich wird in einem ioo mit der Elektrode 15 verbundenen Kreis eine Gleichspannung von veränderlicher Größe erzeugt werden, welche von den Niederfrequenzänderungen des Eingangssignals abhängt. Als Ausgangskreis dient bei der Anordnung nach Fig. 1 der Kreis, welcher den Widerstand 60 enthält, der mit den Anschlüssen 61 verbunden ist.The diameter of the electrode 15 is so small chosen that in the case when there is no modulation signal at the electrode 34, practically the whole Electron stream falls on the electrode 16. When the electron flow by applying a Signal to the input electrode 34 is modulated, the delayed electrons are a result the smaller diameter of the helical line on the electrode 15 are noticeable. Consequently, in a ioo with the circuit connected to the electrode 15 a direct voltage of variable magnitude can be generated, which depends on the low frequency changes of the input signal. The starting circle is at the arrangement according to FIG. 1, the circuit which contains the resistor 60 connected to the connections 61 connected is.

In der Fig. 8 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Das Elektrodensystem ist innerhalb eines Gefäßes 65 aus isolierendem Werkstoff angeordnet, welches mit einem weit einspringenden Teil 66 versehen ist. Zur Erzeugung des Elektronenstrahles dient ein Strahlerzeugungssystem, das eine ringförmige Kathode 68, deren äußere Oberfläche aktiviert ist, enthält. Der ringförmige Elektronenstrom wird durch die ringförmigen Konzentrierungselektroden und 70 zu einer dünnen Fläche konzentriert. Eine radiale Beschleunigung des Strahles wird durch die Beschleunigungselektroden 72 und 73 bewirkt, welche an einer verhältnismäßig hohen Spannung zur Kathode gelegt sind. Ferner wird dem Elektronensystem während des Durchlaufens der Elektroden 72 und 73 eine Geschwindigkeitskomponente in axialer Richtung dadurch erteilt, daß zwischen den Elektroden 72 und 73 eine ge-In Fig. 8, another embodiment of the subject matter of the invention is shown. The electrode system is arranged within a vessel 65 made of insulating material, which is provided with a part 66 which reins in far. A beam generating system is used to generate the electron beam which contains an annular cathode 68, the outer surface of which is activated. The ring-shaped electron flow is concentrated into a thin area by the ring-shaped concentrating electrodes 16 and 70. A radial acceleration of the beam is brought about by the acceleration electrodes 72 and 73, which are connected to the cathode at a relatively high voltage. Furthermore, the electron system is given a speed component in the axial direction during the passage through the electrodes 72 and 73, in that between the electrodes 72 and 73 there is a

eignete Spannung gelegt ist. Die Elektrode 73 liegt zu diesem Zweck auf einem höheren Potential.appropriate tension is applied. For this purpose, the electrode 73 is at a higher potential.

Bei der oben beschriebenen Anordnung wird ein starkes Magnetfeld benutzt, welches axial zum Gefäß gerichtet ist, so daß der Elektronenstrom in Richtung auf das der Kathode 68 abgewandte Ende des Gefäßes als hohler Schacht fortschreitet, dessen Bewegung aus einer Rotationskomponente und einer axial gerichteten Komponente besteht. Die Bewegung jedes einzelnen Elektrons erfolgt also wie bei der Anordnung nach Fig. 1 in Form einer Schraubenlinie.In the arrangement described above, a strong magnetic field is used, which is axial to the The vessel is directed so that the electron flow in the direction of the end facing away from the cathode 68 of the vessel progresses as a hollow shaft, the movement of which consists of a rotational component and a axially directed component consists. So the movement of each individual electron occurs like in the arrangement of FIG. 1 in the form of a helix.

Zur Erzeugung von Hochfrequenzwirkungen ist ein Elektrodensystem vorgesehen, das aus den koaxialen Zylindern 75 und 76 besteht. In jedem Zylinder ist eine rechteckige öffnung 78, 79 vorgesehen, wobei die beiden öffnungen koaxial zueinander angeordnet sind. In diesen öffnungen befinden sich die rechteckig ausgebildeten Elektroden 80 und 81, welche gemeinsam die Wirkung der Eingangselektrode 34 nach Fig. 1 ausüben. Die Elektroden 80 und 81 sind daher über Zuführungen 83 und 84 mit einer gemeinsamen Hochfrequenzspannungsquelle (nicht dargestellt) verbunden. Die Elektroden 80 und 81 wirken in entsprechender Weise wie die Elektrode 34 nach Fig. 1, so daß die Wirkung nicht näher zu erläutern ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß durch die Verwendung von zwei gegenüberliegenden Elektroden eine stärkere Modulation erzielt wird.To generate high-frequency effects, an electrode system is provided which consists of the coaxial cylinders 75 and 76. A rectangular opening 78, 79 is provided in each cylinder, wherein the two openings are arranged coaxially to one another. Located in these openings the rectangular electrodes 80 and 81, which together exert the effect of the input electrode 34 according to FIG. 1. The electrodes 80 and 81 are therefore connected to a common high-frequency voltage source via leads 83 and 84 (not shown) connected. The electrodes 80 and 81 act in a corresponding manner as the electrode 34 according to FIG. 1, so that the effect does not need to be explained in more detail. But be on it pointed out that by using two opposing electrodes a stronger modulation is achieved.

An den Enden der Zylinder 75 und 76 befinden sich weitere rechteckige öffnungen, die die Ausgangselektrode, welche U-förmig ausgebildet ist und die plattenförmigen Teile 86 und 87 enthält (Fig. 8a), umgeben.Das sogebildeteAusgangselektrodensystem ist mit einer Zuleitung 88 verbunden. Bei der dargestellten Anordnung werden die durch die Eingangselektroden 80 und 81 erzeugten Hochfrequenzmodulationswirkungen an der Ausgangselektrode 86 als Verstärkerwirkungen wahrgenommen. Nachdem der Eletronenstrahl sowohl die Eingangs- als auch die Ausgangselektroden durchquert hat, wird er von dem Wandungsteil 90, welcher die beiden Zylinder 75 und 76 miteinander verbindet, aufgefangen.At the ends of the cylinders 75 and 76 there are further rectangular openings which the output electrode, which is U-shaped and contains the plate-shaped parts 86 and 87 (Fig. 8a), The output electrode system thus formed is connected to a lead 88. In the case of the Arrangement, the high frequency modulation effects generated by the input electrodes 80 and 81 become perceived as amplifier effects at the output electrode 86. After the electron beam has both input and has traversed the output electrodes, it is of the wall part 90, which the two cylinders 75 and 76 connects with each other, caught.

Eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt, welche lediglich das Hochfrequenzelektrodensystem enthalten. Die Anordnung nach Fig. 10 entspricht der Anordnung nach Fig 9. Das System ist lediglich um 90⁰ versetzt. In beiden Figuren ist das die Anordnung umschließende Gefäß der Übersicht halber fortgelassen.Another embodiment of the subject matter of the invention is shown in FIGS. 9 and 10, which contain only the high frequency electrode system. The arrangement of FIG. 10 corresponds to the arrangement of Figure 9. The system is only offset by 90 ^0th In both figures, the vessel surrounding the arrangement has been omitted for the sake of clarity.

Bei der dargestellten Konstruktion ist ein auf gleichmäßigem Potential befindlicher Teil vorgesehen, der aus einem zylinderförmigen mittleren Teil 95 und zwei um 90⁰ gegeneinander versetzten Endteilen 96 und 97 besteht. Sämtliche Teile sind hohl ausgebildet. Dem Endteil 96 liegt eine halbzylindrische Elektrode 99 gegenüber, welche eben- falls hohl ausgebildet ist und als Eingangselektrode benutzt wird. In ähnlicher Weise ist gegenüber dem Endteil 97 ein hohler Halbzylinder 100, der als Ausgangselektrode dient, angeordnet. Bei dem oben beschriebenen Elektrodensystem wird ein schraubenlinienförmig sich bewegender Elektronenstrom, beispielsweise durch ein Magnetfeld erzeugt, das Innere des Systems durchqueren, wie es durch die gestrichelte Kurve H angedeutet ist. Zwischen den Elektroden 96 und 99 liegt durch Verbindung mit einem Eingangskrei s, welcher aus der Induktivität 103 und dem Kondensator 104 besteht, eine Spannung.In the illustrated construction An on-uniform potential portion is provided which consists of a cylindrical middle part 95 and two 90 ⁰ staggered end portions 96 and 97th All parts are hollow. Opposite the end part 96 is a semicylindrical electrode 99, which is also hollow and is used as an input electrode. In a similar way, opposite the end part 97, a hollow half-cylinder 100, which serves as an output electrode, is arranged. In the electrode system described above, a helically moving electron stream, for example generated by a magnetic field, traverses the interior of the system, as indicated by the dashed curve H. Between the electrodes 96 and 99 is connected to an input circuit, which consists of the inductance 103 and the capacitor 104, a voltage.

Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren werden die verschiedenen Elektronen, welche die Zwischenräume 106 und 107 zwischen den Elektroden 99 und 96 durchqueren, in ihrer Geschwindigkeit je nach den Potentialbeziehungen in verschiedener Weise beeinflußt. Es werden also gewisse Elektronen, welche den Zwischenraum 106 durchqueren, beschleunigt, während andere Elektronen verzögert werden. Zusätzliche Geschwindigkeitsänderungen werden an dem Zwischenraum 107 erzeugt.According to the method described above, the various electrons that make up the spaces 106 and 107 between electrodes 99 and 96 traverse, in their speed depending on the potential relationships in different ways influenced. So certain electrons that cross the space 106 are accelerated, while other electrons are decelerated. Additional speed changes are generated at the gap 107.

Es ist erwünscht, daß die aufeinanderfolgenden Modulationsimpulse die Wirkung ausüben, daß an bestimmten Punkten des Elektronenlaufweges die Ladungsdichteänderungen addiert werden. Der wirksamste Betrieb des in den Fig. 9 und 10 dargestellten Gerätes wird dann erzielt, wenn die Geschwindigkeitsänderungen eines Elektrons an den beiden Zwischenräumen 106 und 107 subtraktiv sind. Es soll also ein Elektron, welches an dem Zwischenraum 106 beschleunigt wird, an dem Zwischenraum 107 verzögert werden. Wenn diese Bedingung erzielt ist, kann der Laufweg durch ein ursprünglich beschleunigtes Elektron durch die gestrichelte Kurve / der Fig. 11 dargestellt werden, in der die Kurve / den normalen Weg eines Elektrons mit Durchschnittsgeschwindigkeit darstellt. Andererseits kann ein Elektron, welches bei seinem ersten Umlauf im Modulationsraum verzögert worden ist, durch die gestrichelte Kurve K dargestellt werden. Bei dieser Darstellung ist vorausgesetzt, daß jedes Elektron in den diametral gegenüberliegenden Modulationsräumen in entgegengesetzter Weise beeinflußt worden ist.It is desirable that the successive modulation pulses have the effect that the changes in charge density are added at certain points in the electron path. The most efficient operation of the apparatus shown in Figures 9 and 10 is achieved when the speed changes of an electron at the two spaces 106 and 107 are subtractive. An electron which is accelerated at the gap 106 is therefore intended to be decelerated at the gap 107. When this condition is met, the path of travel through an originally accelerated electron can be represented by the dashed curve / of FIG. 11, in which the curve / represents the normal path of an electron at average speed. On the other hand, an electron which has been delayed during its first revolution in the modulation space can be represented by the dashed curve K. This representation assumes that each electron in the diametrically opposite modulation spaces has been influenced in the opposite way.

Wie bereits erwähnt wurde, tritt bei dieser Ausbildung eine Ladungsdichtemodulation in den Teilen des Elektronenstromes ein, welche von den Geschwindigkeitsmodulationsräumen entfernt sind. Die Ladungsdichtemodulation kann zur Erzeugung von Verstärkerwirkungen ausgenutzt werden, indem eine Elektrode 100 in Verbindung mit einem Ausgangskreis, welcher durch den Kondensator 110 und die Induktivität 111 gebildet wird, benutzt wird. Die Elektrode 100 ist so zu den übrigen Teilen des Systems angeordnet, daß zwei Zwischenräume, welche um 90⁰ gegen die Zwischenräume 106, 107 versetzt sind, entstehen. In der Zeichnung ist nur einer der Zwischenräume, 113, dargestellt. Aus bestimmten Gründen, welche hier nicht näher zu erläutern sind, sind die Ladungsdichteänderungen im Elektronenstrom in der Nähe dieser Zwischenräume am größten, so daß die Wirkung des Elektronenstromes auf das Ausgangssystem bei der dargestellten Anordnung maximal ist. Folglich kann ein verhältnismäßig schwaches an die Elektrode 99 gelegtes Eingangssignal zur Erzeugung eines starken Aus-As already mentioned, with this design a charge density modulation occurs in those parts of the electron flow which are remote from the velocity modulation spaces. The charge density modulation can be used to generate amplifier effects by using an electrode 100 in connection with an output circuit which is formed by the capacitor 110 and the inductance 111. The electrode 100 is arranged in relation to the remaining parts of the system in such a way that two interspaces which are offset by 90 ° with ^respect to the interspaces 106, 107 are created. Only one of the spaces, 113, is shown in the drawing. For certain reasons, which are not to be explained in more detail here, the changes in the charge density in the electron flow are greatest in the vicinity of these spaces, so that the effect of the electron flow on the initial system is maximum in the arrangement shown. As a result, a relatively weak input signal applied to electrode 99 can produce a strong output

gangssignals an den Kontakten des Kreises no, in benutzt werden.output signal at the contacts of the circuit no, in can be used.

Die in den Fig. 12, 14 dargestellte Ausführungsform stellt eine Kombination der Anordnung nach Fig. ι mit der Anordnung, welche in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, dar. In diesem Falle durchquert der von der Elektronenquelle 115 emittierte Elektronenstrahl einen Hohlzylinder 116, indem der Elektronenstrahl durch eine kleine Öffnung 119 in dem zylindrischen Gehäuse 118 eintritt. Eine Ablenkplatte 121 ist neben der Öffnung 119 angeordnet, so daß der Elektronenstrahl in axialer Richtung abgelenkt wird. Durch diese Anordnung wird zusammen mit der Wirkung eines starken axial gerichteten Magnetfeldes ein Elektronenstrahl erzeugt, welcher einen schraubenlinienförmigen Weg zurücklegt.The embodiment shown in FIGS. 12, 14 represents a combination of the arrangement Fig. Ι with the arrangement which is shown in FIGS. 9 and 10, represents. In this case, the traverses from the electron source 115 emitted electron beam a hollow cylinder 116 by the electron beam enters through a small opening 119 in the cylindrical housing 118. A baffle 121 is arranged next to the opening 119, see above that the electron beam is deflected in the axial direction. This arrangement is made together with the effect of a strong axially directed magnetic field, an electron beam is generated, which covers a helical path.

Der Zylinder 116 ist an beiden Enden mit rechteckigen Schlitzen 123, 124, 125, 126 versehen. Die getrennten Schlitzpaare sind um 90⁰ gegeneinander versetzt. Innerhalb dieser Schlitze sind Elektroden 127bis 130 vorgesehen. Die gegenüber angeordneten Elektronenteile liegen durch Verbindung mit U-förmigen Teilen 132 und 133 auf einem gemeinsamen Potential.The cylinder 116 is provided with rectangular slots 123, 124, 125, 126 at both ends. The separate pairs of slots are offset by 90 ^0th Electrodes 127 to 130 are provided within these slots. The electron parts arranged opposite are at a common potential by being connected to U-shaped parts 132 and 133.

Die Querdimensionen der Elektroden 127 bis 130 sind derart gewählt, daß die Elektronenlaufzeit durch diese Elektroden praktisch einer halben Periode der Betriebsfrequenz des Gerätes entspricht oder bei äußerst hohen Frequenzen einem ungeraden Vielfachen der Frequenz. Ferner ist der Gesamtumfang des Zylinders 116 derart gewählt, daß die von einem Elektron benötigte Zeit, um von einem bestimmten Punkte, beispielsweise von der Elektrode 127, zu einem diametral gegenüberliegenden Punkte, d. h. der Elektrode 128 zu gelangen, einem ganzen Vielfachen einer Periode des Betriebspotentials entspricht. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, wird ein Elektron zweimal beschleunigt, wenn es die Zwischenräume, welche an die Elektrode 127 grenzen, und zweimal verzögert, wenn es die Zwischenräume an der Elektrode 128 durchquert. Diese Umformung tritt für ein Elektron ein, welches ursprünglich verzögert wurde.The transverse dimensions of the electrodes 127 to 130 are chosen so that the electron transit time through these electrodes is practically half a Period corresponds to the operating frequency of the device or, in the case of extremely high frequencies, an odd one Multiples of the frequency. Furthermore, the overall circumference of the cylinder 116 is chosen such that the Time required by an electron to move from a certain point, for example from the electrode 127, to a diametrically opposite point, i.e. H. to get to the electrode 128, a whole multiples of a period of the operating potential is equivalent to. If these conditions are met, an electron is accelerated twice when it delays the spaces adjoining electrode 127 and twice if it does Gaps at the electrode 128 traversed. This transformation occurs for an electron, which was originally delayed.

Bei der oben beschriebenen Anordnung gelangt der Elektronenstrahl nach seiner Modulation durch die Elektroden 127 und 123 in die Nähe der Elektroden 129 und 130. Da im modulierten Strahl verhältnismäßig große Ladungsdichteänderungen auftreten, wenn er die Ebenen, in denen diese Elektroden liegen, durchquert, wird eine starke Erregung des mit diesen Elektroden verbundenen Ausgangssystems eintreten.In the arrangement described above, the electron beam passes through after being modulated electrodes 127 and 123 in the vicinity of the electrodes 129 and 130. As in the modulated beam proportionally large changes in charge density occur when changing the planes in which these electrodes are located are crossed, a strong excitation of the output system connected to these electrodes is generated enter.

Bei der Verwendung der Anordnung als Verstärker kann die Eingangsspannung zwischen Zylinder 116 und dem leitenden Teil 132, welcher die Elektroden 127 und 128 miteinander verbindet, gelegt werden, um eine Modulation des Elektronenstrahles zu erzeugen. Der Eingangskreis enthält einen Kondensator 135 und eine Induktivität 136, während im Ausgangskreis eine Induktivität 137 und ein Kondensator 138 vorhanden sind.When using the arrangement as an amplifier, the input voltage can be between Cylinder 116 and the conductive part 132, which connects electrodes 127 and 128 to one another, be placed in order to produce a modulation of the electron beam. The input circle contains a capacitor 135 and an inductance 136, while an inductance 137 in the output circuit and a capacitor 138 are provided.

Die Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung. Das Entladungsgefäß 140 (gestrichelt angedeutet) enthält eine Fadenkathode 141, deren aktiver Teil sich von dem Punkt e bis zu dem Punkt f erstreckt. Die Kathode ist koaxial von einem Hochfrequenzelektrodensystem umgeben, das aus einer Reihe von Zylindern 142 bis 146 besteht.Fig. 5 shows another embodiment of the subject matter of the invention. The discharge vessel 140 (indicated by dashed lines) contains a filament cathode 141, the active part of which extends from point e to point f . The cathode is coaxially surrounded by a high frequency electrode system consisting of a series of cylinders 142-146.

Der Zylinder 142, welcher einen großen Teil der Kathode 141 umgibt, liegt an einem positiven Potential in bezug zur Kathode, so daß eine radiale Bewegung der Elektronen hervorgerufen wird. Diese Bewegung wird mit Hilfe eines starken Magnetfeldes, welches parallel zur Kathode gerichtet ist, angedeutet durch den Pfeil M₁ in eine schraubenlinienförmige Bewegung umgeformt. Ferner liegt eine Gleichspannung zwischen den Elektroden 142 und 143, um zu erreichen, daß die Elektronen sich in axialer Richtung des Elektrodensystems zu den 8q höher numerierten Elektroden bewegen. Gegebenenfalls können weitere Gleichspannungen an die anderen Elektroden des Systems, nämlich an die Elektroden 144, 145, 146, gelegt werden, um die axiale Bewegung der Elektronen zu verstärken. Es genügt jedoch im allgemeinen, daß die letztgenannten Elektroden auf einem gemeinsamen Potential mit der Elektrode 143 liegen. Die Elektroden sind mit einer Batterie 149 verbunden.The cylinder 142, which surrounds a large part of the cathode 141, is at a positive potential with respect to the cathode, so that a radial movement of the electrons is caused. This movement is transformed into a helical movement with the aid of a strong magnetic field which is directed parallel to the cathode, indicated by the arrow M _1. Furthermore, a DC voltage is applied between the electrodes 142 and 143 in order to make the electrons move in the axial direction of the electrode system to the electrodes numbered 8q higher. If necessary, further DC voltages can be applied to the other electrodes of the system, namely to electrodes 144, 145, 146, in order to increase the axial movement of the electrons. However, it is generally sufficient that the last-mentioned electrodes are at a common potential with the electrode 143. The electrodes are connected to a battery 149.

Wie aus der Fig. 15 a klarer zu entnehmen ist, besteht die Elektrode 143 aus einem geschlitzten Zylinder mit zwei Hälften 143" und I43^&, die isoliert zueinander angeordnet sind und eine zylinderförmige Kammer umschließen. Beim Betrieb der Anordnung wird an diese Teile ein veränderliches Potential gelegt, indem dieselben mit einem Eingangskreis verbunden werden, der beispielsweise schematisch durch die parallelen Leiter 151 und 152 angedeutet ist. Diese Leiter bilden eine Viertelwellenlängen-Übertragungsleitung, die in geeigneter Weise erregt werden kann. Eine gemeinsame Batterieverbindung 153 ist vorgesehen, um die Elektroden 143° und I43^& an eine gewünschte Durchschnittsspannung legen zu können.As can be seen from Fig. 15 a clearer, the electrode 143 of a slotted cylinder having two halves 143 'and I43 ^& isolated are arranged to one another and enclose a cylindrical chamber. During operation of the arrangement of these parts, a variable Potential by connecting them to an input circuit, for example indicated schematically by parallel conductors 151 and 152. These conductors form a quarter-wave transmission line which can be suitably energized. A common battery connection 153 is provided around the electrodes 143 ° and I43 ^& to be able to apply a desired average voltage.

Bei dem oben beschriebenen Einkoppelsystem liegen periodisch veränderliche Spannungen an den Zwischenräumen, welche die Elektrodenteile 143" und I43^& voneinander trennen. Folglich wird eine besonders starke Modulation erhalten, wenn die Dimensionen der Elektroden geeignet zur Kreisgeschwindigkeit der Elektronen und zur Betriebsfrequenz des Systems gewählt sind. Die Modulation wird stets verstärkt, wenn die verschiedenen Elektronen nacheinander mehrfach die Elektrodenzwischenräume durchqueren.In the coupling system described above, there are periodically variable voltages at the gaps ^{which separate the electrode parts 143 "and I43 &"} from one another. As a result, a particularly strong modulation is obtained if the dimensions of the electrodes are selected appropriately for the circular speed of the electrons and the operating frequency of the system. The modulation is always increased when the various electrons successively cross the inter-electrode spaces several times.

Die Anordnung nach Fig. 15 kann als Verstärker verwendet werden, wenn die Elektrode 145 beispielsweise ebenfalls als Schlitzzylinder ausgebildet wird, wie es in der Fig. 15 b gezeigt ist. Die Elektrodenteile I45^ßund I4S^& werden dann mit einem geeigneten Ausgangskreis verbunden, der schematisch durch die parallelen Leiter 154 und 155 angedeutet ist. Da die verschiedenen Komponenten des modulierten Strahles nacheinander die Zwischenräume zwischen den Elektroden 145° und I45^& durchqueren, werden diese Teile des Schwingungskreises erregt, und esThe arrangement according to FIG. 15 can be used as an amplifier if the electrode 145 is also designed, for example, as a slotted cylinder, as shown in FIG. 15b. The electrode parts I45 ^ß and I4S ^& are then connected to a suitable output circuit, which is indicated schematically by the parallel conductors 154 and 155. Since the various components of the modulated beam successively ^{traverse the spaces between the electrodes 145 ° and I45 &} , these parts of the oscillation circuit are excited, and it

entsteht eine Ausgangsspannung an den Kontakten des Ausgangskreises. Nachdem der Elektronenstrom durch die Elektrode 145 hindurchgeflossen ist, wird er durch eine geeignet angeordnete Anode 156 abgefangen. Es ist bei der oben beschriebenen Anordnung zweckmäßig, zu verhindern, daß radial sich fortbewegende Elektronen auf die Wandung des Gefäßes 140 auftreffen und diese aufladen. Urn dieses zu vermeiden, sind die Elektroden 142, 144 und 146 mit flanschförmigen Vorsprüngen versehen, welche die Zwischenräume zwischen den Elektroden überdecken und somit zur Abschirmung der Wandung dienen. In gleicher Weise sind Flansche 158 vorgesehen, um die Zwischenräume zwischen den Teilen der Elektroden 143 und 145 zu überdecken.an output voltage is generated at the contacts of the output circuit. After the electron flow has flowed through the electrode 145, it is intercepted by a suitably arranged anode 156. It is useful in the arrangement described above to prevent radially advancing Electrons strike the wall of the vessel 140 and charge them. Urn this avoid electrodes 142, 144 and 146 provided with flange-shaped projections which cover the spaces between the electrodes and thus serve to shield the wall. Flanges 158 are provided in the same way, to cover the spaces between the parts of electrodes 143 and 145.

Bei der Anordnung nach Fig. 15 liegen die Eingangs- und Ausgangszwischenräume zweckmäßig in einer gemeinsamen Ebene und nicht wie bei den vorher beschriebenen Anordnungen um 90⁰ versetzt.In the arrangement according to FIG. 15, the input and output interspaces are expediently in a common plane and not offset ^{by 90 ° as in the arrangements described above.}

Diese Anordnung ist möglich, da in einem System, bei dem die Elektronenquelle aus einem zentral angeordneten Kathodenfaden besteht, größere Raumladungswirkungen auftreten. Die günstigste Lage der Eingangszwischenräume zu den Ausgangszwischenräumen kann leicht durch Versuche bestimmt werden. Auch bei den Anordnungen, bei denen die Elektronenquelle aus einem Strahlerzeugungssystem besteht, kann die Beziehung zwischen den Zwischenräumen durch Versuche leicht festgelegt werden, wenn die Stromintensität so hoch ist, daß Raumladungswirkungen eine Rolle spielen.This arrangement is possible because in a system in which the electron source from a centrally arranged Cathode filament exists, greater space charge effects occur. The most favorable location the entrance gaps to the exit gaps can easily be determined by experiment will. Even with the arrangements in which the electron source comes from a beam generation system the relationship between the spaces can easily be established through experimentation when the current intensity is so high that space charge effects play a role.

Claims (17)

Patentansprüche: 35Claims: 35 1. Anordnung zur Ausübung eines Verfahrens nach Patent 908 743, bei dem eine Elektronenströmung durch eine Steuereinrichtung (Modulationskammer) derart in ihrer Geschwindigkeit moduliert wird, daß sich die Geschwindigkeitsmodulation erst außerhalb des Wirkungsbereichs der Steuereinrichtung in eine Dichtemodulation umwandelt, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Elektronenströmung durchsetzendes Magnetfeld1. Arrangement for carrying out a method according to patent 908 743, in which a flow of electrons by a control device (modulation chamber) in their speed is modulated so that the speed modulation is only outside the effective range the control device converts into a density modulation, characterized in that a die Magnetic field permeating electron flow ♦5 vorgesehen ist, dessen Verlauf zur Elektronenströmung so gewählt ist und das derart bemessen ist, daß sich die Elektronen auf schraubenlinienförmig verlaufenden Bahnen fortbewegen.♦ 5 is provided, the course of which is selected and dimensioned in relation to the flow of electrons is that the electrons move on helical paths. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufweg des Elektronenstromes von einer zylinderförmigen Elektrode (11) umgeben ist, welche mit einem Schlitz parallel zur Strahlachse versehen ist, in dem eine vorzugsweise rechteckige Elektrode (34) derart angeordnet ist, daß zwischen den beiden Elektroden Zwischenräume verbleiben und daß zwischen diese Elektroden die Modulationsspannung gelegt ist. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the path of the electron flow is surrounded by a cylindrical electrode (11) which has a slot is provided parallel to the beam axis, in which a preferably rectangular electrode (34) such is arranged that gaps remain between the two electrodes and that the modulation voltage is placed between these electrodes. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Laufweg des Elektronenstromes umgebenden zylinderförmigen Elektrode (11) ein Schlitz vorgesehen ist, in dem eine vorzugsweise rechteckige Elektrode (35) derart angeordnet ist, daß zwischen den Elektroden Zwischenräume verbleiben und daß an die beiden Elektroden je ein Kontakt des Ausgangskreises angeschlossen ist.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that in the the path The cylindrical electrode (11) surrounding the electron flow is provided with a slot is, in which a preferably rectangular electrode (35) is arranged such that between the electrodes remain interspaces and that a contact of the each of the two electrodes Output circuit is connected. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der in dem Schlitz der zylinderförmigen Elektrode angeordneten Elektrode (34 bzw. 35) derart gewählt ist, daß der schraubenlinienförmig verlaufende Elektronenstrom mehrfach an der im Schlitz angeordneten Elektrode vorbeigeführt wird.4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the length of the in the Electrode (34 or 35) arranged in the slot of the cylindrical electrode is selected in this way is that the helical electron flow extending several times at that arranged in the slot Electrode is passed. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Elektronen derart gewählt ist, daß sich die Geschwindigkeitsmodulationen in den einzelnen Modulationsräumen addieren.5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the speed of the electrons is chosen such that the speed modulations add up in the individual modulation spaces. 6. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlerzeugungssystem in einer durch eine öffnung von der zylinderförmigen Elektrode getrennten Kammer angeordnet ist.6. Arrangement according to claim 1 or the following, characterized in that the beam generating system in an electrode separated from the cylindrical electrode by an opening Chamber is arranged. 7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrom zwischen zwei koaxialen zylinderförmigen Elektroden verläuft, welche mit koaxialen Schlitzen (78,79) versehen sind, in denen sich die Modulationselektroden (80, 81) befinden (Fig. 8). 7. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the electron flow runs between two coaxial cylindrical electrodes, which have coaxial slots (78,79) are provided, in which the modulation electrodes (80, 81) are (Fig. 8). 8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulationsraum von zwei einander gegenüber angeordneten halbzylinderförmigen Elektroden (96, 99) umgeben ist.8. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the modulation space of two oppositely arranged semicylindrical Electrodes (96, 99) is surrounded. 9. Anordnung nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auskoppelraum von zwei einander gegenüber angeordneten halbzylinderförmigen Elektroden (97, 100) umgeben ist.9. Arrangement according to claim 1 or 8, characterized in that the decoupling space surrounded by two oppositely arranged semi-cylindrical electrodes (97, 100) is. 10. Anordnung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine der halbzylinderförmigen Elektroden des Modulationssystems durch eine ringförmige Mittelelektrode mit einer der halbzylinderförmigen Elektroden des Auskoppelsystems verbunden ist.10. Arrangement according to claim 8 and 9, characterized in that one of the semi-cylindrical Electrodes of the modulation system by an annular central electrode with a the semi-cylindrical electrodes of the decoupling system is connected. 11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Paaren der halbzylinderförmigen Elektroden befindlichen Schlitze (107, 113) um 90⁰ gegeneinander versetzt angeordnet sind (Fig. 9, 10).11. An arrangement according to claim 9 or 10, characterized in that the slots located between the pairs of semi-cylindrical electrodes (107, 113) 90 ⁰ offset from one another are arranged (Fig. 9, 10). 12. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufweg des Elektronenstromes von einer zylinderförmigen Elektrode (116) umgeben ist, welche an jedem Ende mit zwei vorzugsweise um 90⁰ gegeneinander versetzt angeordneten Schlitzen (123,125) versehen ist, in denen je eine mit dem Eingangs- bzw. Ausgangskreis verbundene Elektrode (132, 133) angebracht ist.12. The arrangement according to claim 1, characterized in that the path of the electron flow is surrounded by a cylindrical electrode (116) which is provided at each end with two preferably offset by 90 ^{0 to} each other slots (123,125), in each of which one with the input and output circuit connected electrode (132, 133) is attached. 13. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode als in der Achse des zylinderförmigen Elektrodensystems angeordnete Fadenkathode ausgebildet ist (Fig. 15).13. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the cathode is arranged as in the axis of the cylindrical electrode system Thread cathode is formed (Fig. 15). 14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodensystem aus14. Arrangement according to claim 13, characterized characterized in that the electrode system is off zylinderf örmlgen, durch Schlitze) voneinander getrennten Elektroden besteht, von denen vorzugsweise zwei durch eine mittlere Elektrode getrennte Elektroden (151, 154) mit in Achsrichtung angeordneten Schlitzen versehen sind. cylindrical electrodes separated from one another by slots, of which preferably two electrodes (151, 154) separated by a central electrode are provided with slots arranged in the axial direction. 15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze auf einer Geraden liegen.15. Arrangement according to claim 14, characterized characterized in that the slots lie on a straight line. 16. Anordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze durch mit je einer der Elektroden verbundene Flansche überdeckt sind (157, 158).16. Arrangement according to claim 14 or 15, characterized in that the slots are connected by flanges connected to each of the electrodes are covered (157, 158). 17. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlerzeugungssystem für die Elektronenströmung derart ausgebildet ist, daß die Elektronenströmung rohrförmigen Querschnitt besitzt (Fig. 8).17. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the beam generating system for the electron flow is designed in such a way is that the electron flow has a tubular cross-section (Fig. 8). Angezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 832 947.Referred publications:
French Patent No. 832 947. Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings © 9560 10.54© 9560 10.54