DE966835C - Amplifier arrangement using a traveling wave tube - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 12. SEPTEMBER 1957ISSUED SEPTEMBER 12, 1957

W7656 Villa/2ia^l.W7656 Villa / 2ia ^l .

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Die Erfindung betrifft Verstärkeranordnungen für Mikrowellen unter Verwendung von Wanderfeldröhren, bei denen eine . sich aufschaukelnde Wechselwirkung zwischen einem Elektronenstrahl und einer elektromagnetischen Welle dazu verwandt wird, um eine Verstärkung der elektromagnetischen Welle zu erzielen. Das Hauptziel der Erfindung besteht darin, daß die Wirkung der Rauschschwankungen im Elektronenstrahl herabgesetzt wird.The invention relates to amplifier arrangements for microwaves using traveling wave tubes, where one. swinging interaction between an electron beam and an electromagnetic wave is used to amplify the electromagnetic wave to achieve. The main object of the invention is that the effect of the noise fluctuations in the Electron beam is decreased.

Es sind mehrere Arten von Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen die sich aufschaukelnde Wechselwirkung zwischen einem Elektronenstrahl und einer elektromagnetischen Welle dazu verwandt wird, um eine Verstärkung der Welle zu erzielen. Unter diesen Einrichtungen hat die Wanderfeld-Verstärkerröhre besonders große Bedeutung.Several types of devices have become known in which the swaying interaction between an electron beam and an electromagnetic wave is used to to achieve a reinforcement of the wave. Among these devices is the traveling-wave amplifier tube particularly important.

Die Wanderfeldröhre kann als Vakuumröhre angesehen werden, die einen elektrischen Leiter enthält, durch den sich hochfrequente elektromagnetische Wellen mit Geschwindigkeiten fortpflanzen, die geringer als die Lichtgeschwindigkeit sind. Die Röhre enthält ferner einen Elektronenstrahl, der durch das elektrische Feld .hindurchgeht, welches durch den elektrischen Leiter in Fortpflanzungsrichtung der Welle hervorgebracht wird. Durch geeignete Wahl der Geschwindigkeiten der sich fortpflanzenden WelleThe traveling wave tube can be viewed as a vacuum tube containing an electrical conductor, through which high-frequency electromagnetic waves propagate at speeds that are lower than the speed of light are. The tube also contains an electron beam that passes through the electric field, which passes through the electric conductor in the direction of propagation of the Wave is spawned. By properly choosing the speeds of the propagating wave

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und des Elektronenstrahls werden diese dazu veranlaßt, in Wechselwirkung zueinander zu treten, wobei sich eine Verstärkung ergibt. Hierbei beschleunigt die hochfrequente Welle des elektrischen Leiters Elektronen im Strahl, so daß eine Wechselgeschwindigkeitskomponente entsteht, die ihrerseits eine Wechselkonvektionsstromkomponente zur Folge hat. Die Wechselstromkomponente erzeugt ein eigenes hochfrequentes Feld, das zu dem hochfrequenten Feld des ίο elektrischen Leiters hinzukommt. Wenn die hochfrequente Welle und der Elektronenstrahl geeignet synchronisiert sind, ergibt die Wechselwirkung zwischen dem hochfrequenten Feld des Leiters und der Wechselstromkomponente im Strahl eine Welle, die beim Fortschreiten im elektrischen Leiter an Größe zunimmt. Durch Ausnutzung dieser Eigenschaft kann eine solche Röhre als Verstärker wirken.and the electron beam, these are caused to interact with one another, wherein there is a gain. This accelerates the high-frequency wave of the electrical conductor Electrons in the beam, so that an alternating velocity component arises, which in turn is an alternating convection current component has the consequence. The alternating current component generates its own high-frequency field that corresponds to the high-frequency field of the ίο electrical conductor is added. When the high frequency Wave and the electron beam are suitably synchronized, results in the interaction between the high-frequency field of the conductor and the alternating current component in the beam create a wave that increases in size as it progresses in the electrical conductor. By taking advantage of this property, such a tube act as an amplifier.

Jedoch hat beim Betrieb solcher Röhren jede Inhomogenität des Elektronenstrahls an der Stelle, wo der Strahl in das Feld des Leiters eintritt, einen Rauschpegel in der Ausgangswelle zur Folge. Anfängliche Wärmeschwankungen, wie sie bei den üblichen Elektronerstrahlquellen vorhanden sind, und Teilungseffekte, die von Beschleunigungselektroden her- rühren, gehören zu den wichtigsten Faktoren, welche eine vollkommene Homogenität des Elektronenstrahls an der Stelle des. Eintritts in den Bereich, wo die Wechselwirkung mit dem elektrischen Feld stattfindet, verhindern. Für eine nähere Untersuchung kann man davon ausgehen, daß der Elektronenstrahl aus mittleren oder Gleichstromgeschwindigkeits- und Stromkomponenten besteht, um welche die Rauschgeschwindigkeits- und Stromkomponenten schwanken. Diese Rauschkomponenten treten in Wechselwirkung mit den · hochfrequenten Feldern des elektrischen ■ Leiters und erzeugen dabei Stör- oder Rauschkomponenten in der verstärkten Welle. In der Praxis ist es wichtig, das Rauschen zu verringern, wenn ein Betrieb bei niedrigem Signalpegel verlangt wird.However, when operating such tubes, any inhomogeneity of the electron beam at the point where the beam enters the field of the conductor results in a noise level in the output wave. Initial Fluctuations in heat, such as those present with conventional electron beam sources, and splitting effects caused by acceleration electrodes. stir, are among the most important factors that ensure perfect homogeneity of the electron beam at the point of entry into the area where the interaction with the electric field takes place, impede. For a closer examination one can assume that the electron beam consists of mean or DC velocity and current components by which the noise velocity and current components fluctuate. These noise components interact with the · high-frequency fields of the ■ electrical conductor and generate interference or noise components in the reinforced wave. In practice, it is important to reduce the noise when using a Operation at low signal level is required.

Zum Zweck der Rauschverminderung bei einer Elektronenröhrenanordnung zur Verstärkung sehr kurzer Wellen, die innerhalb der Röhre fortgeleitet und mit einem Elektronenstrahl in Beziehung gebracht werden, ist bereits vorgeschlagen worden, in Richtung der Elektronenbewegung vor dem Steuersystem einen Laufraum vorzusehen, welcher eine HilfsSteuerstrecke enthält. Insbesondere ist empfohlen worden, als HilfsSteuerstrecke eine vom Steuersystem getrenntes und hochfrequenzmäßig von demselben unabhängiges Dämpfungssystem zu verwenden, welches eine Schwächung in Fortpflanzungsrichtung bewirkt. Mit Rücksicht auf diesen Vorschlag kann es als naheliegend gelten, bei Wanderfeldröhren eine Verminderung des Störrauschens durch Verwendung von zweckmäßig ausgebildeten Wendelabschnitten vorzunehmen, wobei diese Wendelabschnitte aber vor dem eigentlichen Wellenleiter angebracht, d. h. zwischen die Elektronenstrahlquelle und den, die Betriebsfrequenz führenden Wellenleiter eingefügt sind.For the purpose of noise reduction in an electron tube assembly, for amplification very much short waves that are propagated inside the tube and related to an electron beam has already been suggested in the direction of electron movement before Control system to provide a running space which contains an auxiliary control path. In particular is has been recommended as an auxiliary control path that is separate from the control system and in terms of high frequencies from the same independent damping system use, which causes a weakening in the direction of propagation. With regard to This suggestion can be considered obvious, with traveling wave tubes a reduction of the interference noise by using appropriately designed helical sections, wherein but these helical sections are attached in front of the actual waveguide, d. H. between the electron beam source and the waveguide carrying the operating frequency are inserted.

Eine Untersuchung der Wechselwirkung bei einer Wanderfeldröhre zeigt, daß die Fortpflanzungseigenschaften der Welle, die in Wechselwirkung mit dem Elektronenstrahl steht, durch vier natürliche Formen der Fortpflanzung entlang dem elektrischen Leiter und dem Elektronenstrahl dargestellt werden können. Drei von diesen Wellen sind vorwärts wandernde Wellen, während die vierte eine rückwärts wandernde Welle ist. Wenn keine Reflexionen auftreten, kann man die Wirkung der rückwärts wandernden Welle außer Betracht lassen und nur die drei Vorwärtswellen berücksichtigen. Eine von diesen Wellen ist eine, größer werdende Welle, die etwas langsamer fortschreitet als die Elektronen. Die zweite ist eine kleiner werdende Welle, die ebenfalls etwas langsamer wandert als die Elektronen. Die dritte ist eine ungedämpfte Welle, die etwas schneller fortschreitet als die Elektronen.An investigation of the interaction in a traveling wave tube shows that the propagation properties of the wave interacting with the electron beam through four natural forms the propagation along the electrical conductor and the electron beam can be represented. Three of these waves are forward traveling waves, while the fourth is a backward traveling wave Wave is. If there are no reflections, one can see the effect of the backward traveling wave disregard and consider only the three forward waves. One of those waves is a growing wave that is a little slower than the electrons. The second is one decreasing wave, which also travels a little slower than the electrons. The third is an undamped one Wave that travels a little faster than the electrons.

Im Betrieb bringen die Rauschgeschwindigkeitsund Stromkomponenten Störungen im elektrischen Leiter hervor, die durch drei vorwärts wandernde Wellen dargestellt werden können. Diese Wellen haben dieselben Eigenschaften, die als kennzeichnend für die von einer Eingangssignalwelle hervorgebrachten Wellen angegeben sind. Es ergibt sich hieraus, daß jeder ins Gewicht fallende Rauchpegel im Strahl beim Eintritt in das elektrische Feld gewöhnlich einen entsprechenden Rauschpegel in der verstärkten Ausgangswelle zur Folge hat. Jedoch wird bei Anwendung der vorliegenden Erfindung eine wesentliche Verminderung der Wirkung des Rauschens im Elektronenstrahl am Ausgang der Welle erzielt, indem eine Auslöschung der größer werdenden Form der fortschreitenden Welle, welche durch die Rauschkomponente des Strahls entsteht, vorgenommen wird.In operation, the noise velocity and current components introduce perturbations in the electrical Ladders emerge, which can be represented by three waves traveling forward. These waves have the same properties that are characteristic of those produced by an input signal wave Waves are indicated. It follows from this that every significant smoke level in the jet there is usually a corresponding noise level in the amplified output wave upon entry into the electric field has the consequence. However, there is a substantial reduction in the practice of the present invention the effect of the noise in the electron beam at the exit of the wave is achieved by a Cancellation of the increasing shape of the advancing wave, which is caused by the noise component of the beam is created.

Die Erfindung geht demgemäß von einer Wanderfeld-Verstärkerröhre aus, bei der die Verstärkung einer Signalwelle durch eine sich aufschaukelnde Wechselwirkung zwischen dem elektromagnetischen Feld einer längs eines Signalwellenweges sich fortpflanzendenMikrowelleundeinem von einer Elektronenquelle herrührenden Elektronenstrahl erzielt wird. Darüber hinaus ist bei der Erfindung vorausgesetzt, daß der Signalweg aus einem Anfangs-, einem Mittel- und einem Endabschnitt besteht und die Anordnung so getroffen ist, daß im Mittelabschnitt keine oder eine verminderte Wechselwirkung zwischen Elektronenstrahl und Hochfrequenzsignalwelle stattfindet. Gegebenenfalls kann in dem Mittelabschnitt eine Dämpfung vorgesehen sein.The invention is accordingly based on a traveling-wave amplifier tube in which the gain of a signal wave through a billowing interaction between the electromagnetic Field of a microwave propagating along a signal wave path and a electron beam originating from an electron source is achieved. In addition, it is assumed in the invention that that the signal path consists of a start, a middle and an end section and the arrangement is made so that in the central section no or a reduced interaction between the electron beam and high frequency signal wave takes place. If necessary, a Damping may be provided.

Eine Wanderfeldröhre mit zusammengesetztem Signalweg ist bereits durch die französische Patentschrift 951 204 bekanntgeworden, wobei der Signalweg durch Wellenabsorptionsmittel elektrisch unterteilt ist, um die Wirkungen der längs des Wellen- "5 kreises auftretenden Rückwärtswanderwellen weitgehend auszuschalten. Durch die elektrische Unterteilung des Signalweges wird es unmöglich gemacht, daß ein Teil der Wellenenergie die Wellenabsorptionsabschnitte durchquert. Demgegenüber ist nach der Erfindung vorausgesetzt, daß ein Teil der Wellenenergie den gesamten Signalweg durchquert. Dabei besteht erfindungsgemäß die Besonderheit, daß die Geschwindigkeit der Elektronen des Strahles sowie die Phasengeschwindigkeit einer in der Längsrichtung fortschreitenden Welle so bemessen sind, daß nurA traveling wave tube with a composite signal path is already covered by the French patent specification 951 204 has become known, the signal path being electrically subdivided by wave absorbers is in order to largely reduce the effects of the backward wandering waves occurring along the wave circle turn off. The electrical subdivision of the signal path makes it impossible that a part of the wave energy traverses the wave absorption sections. In contrast is provided according to the invention that part of the wave energy traverses the entire signal path. According to the invention there is the special feature that the speed of the electrons of the beam as well the phase velocity of a wave advancing in the longitudinal direction are such that only

längs des Anfangs- und Hauptabschnitts eine Wechselwirkung auftritt, wobei die Rauschschwankungen an dem Elektronenstrahl eine Rauschwelle hervorrufen, deren größer werdende Komponente längs des Anfangsabschnittes praktisch synchron mit den entsprechenden Rauschschwankungen des Elektronenstrahls fortschreitet, während in dem Mittelabschnitt die Rausch welle gedämpft wird und mit Bezug auf Rauschschwankungen des Elektronenstrahls eine to Phasenverschiebung erfährt, um die größer werdende Komponente der Rauschwelle am Beginn des Hauptabschnitts, die durch Rauschmodulation des Elektronenstrahls hervorgerufen wird, zu löschen.
Wie bereits erläutert, kann der inhomogene Elektronenstrahl an der Stelle des Eintritts in den Wechselwirkungsbereich durch mittlere oder Gleichstromgeschwindigkeits- und Stromkomponenten dargestellt werden, um welche die Rauschgeschwindigkeits- und Stromkomponenten schwanken. Bei einer erfindungsgemäßen Wanderfeldröhre entstehen infolgedessen im Anfangsabschnitt durch die Rauschkomponenten drei Vorwärtswellen, die durch diesen Abschnitt unter. Wechselwirkung hindurchgehen und bis zum Beginn des Dämpfungsabschnitts gelangen. Da die Wechselwirkung hier aufhört, pflanzen sich die drei Wellen als gewöhnliche Wellen weiter am Leiter fort. Sie können daher durch die resultierende Welle dargestellt werden, welche ihre Vektorsumme bildet und welche fortschreitet und dabei entsprechend den Dämpfungseigenschaften dieses Abschnitts gedämpft wird. Am Anfang des Hauptabschnitts, wo die Wechselwirkung abermals einsetzt, wirkt diese resultierende Welle wie ein angelegtes Eingangssignal und bringt demgemäß drei Vorwärtswellen hervor, wie sie für die sich aufschaukelnde Wechselwirkung kennzeichnend sind. Zusätzlich haben am Anfang des Hauptabschnitts die Rauschkomponenten im Elektronenstrahl zur Folge, daß drei weitere vorwärts wandernde Wellen entstehen. Die Röhreneigenschaften sind nun so gewählt, daß am Anfang des Hauptabschnitts Auslöschung zwischen der größer werdenden Wellenkomponente, welche von der durch den Anfangs- und den Mittelabschnitt hindurchgegangenen Rauschwelle hervorgebracht wird, und der größer werdenden Wellenkomponente der neuen Rauschwelle eintritt, welche an dieser Stelle durch die Rauschschwankungen im Elektronenstrahl entsteht. Insbesondere werden die Dämpfungs- und Phasenverschiebungseigenschaften des Dämpfungsabschnitts so gewählt, daß die beiden größer werden- den Wellen gleiche Größe, aber entgegengesetzte Phase aufweisen. Es wird noch näher erläutert werden, daß wegen der Verschiedenheit in der Art des Eintritts des Signals und der Rauschwellen die' Bedingung für die Auslöschung des Rauschens die Verstärkung des Signals nicht ernstlich beeinträchtigt. Dadurch, daß die größer werdende Welle der Rauschkomponenten auf diese Weise am Anfang des Hauptabschnitts des Leiters unterdrückt wird, und dadurch, daß der Hauptabschnitt so lang gemacht wird, daß die anderen Wellen der Rauschkomponenten unbedeutend werden, kann man eine verhältnismäßig rauschfreie Arbeitsweise in einem beträchtlichen Frequenzbereich erzielen. Die Erfindung wird an Hand der folgenden ins einzelne gehende Erläuterung und der Zeichnungen näher erläutert werden:an interaction occurs along the initial and main section, the noise fluctuations in the electron beam causing a noise wave, the increasing component of which progresses along the initial section practically synchronously with the corresponding noise fluctuations of the electron beam, while in the middle section the noise wave is attenuated and with reference to Noise fluctuations of the electron beam experiences a phase shift in order to delete the increasing component of the noise wave at the beginning of the main section, which is caused by noise modulation of the electron beam.
As already explained, the inhomogeneous electron beam at the point of entry into the interaction region can be represented by mean or direct current velocity and current components around which the noise velocity and current components fluctuate. In a traveling wave tube according to the invention, as a result, three forward waves arise in the initial section due to the noise components. Go through interaction and get to the beginning of the damping section. Since the interaction ends here, the three waves continue to propagate along the conductor as ordinary waves. They can therefore be represented by the resulting wave, which forms its vector sum and which progresses and is attenuated in accordance with the attenuation properties of this section. At the beginning of the main section, where the interaction starts again, this resulting wave acts like an applied input signal and accordingly produces three forward waves, as they are characteristic of the swinging interaction. In addition, at the beginning of the main section, the noise components in the electron beam result in three further waves traveling forward. The tube properties are now chosen so that at the beginning of the main section, cancellation occurs between the increasing wave component, which is produced by the noise wave that has passed through the beginning and middle section, and the increasing wave component of the new noise wave, which occurs at this point through the Noise fluctuations in the electron beam arise. In particular, the damping and phase shifting properties of the damping section are selected so that the two waves that are getting bigger have the same size but opposite phase. It will be further explained that, because of the difference in the way the signal enters and the noise waves, the condition for canceling the noise does not seriously affect the gain of the signal. By suppressing the increasing wave of the noise components in this way at the beginning of the main section of the conductor, and by making the main section so long that the other waves of the noise components become insignificant, a relatively noise-free operation can be achieved at a considerable rate Achieve frequency range. The invention will be explained in more detail with reference to the following detailed explanation and the drawings:

Fig. ι zeigt in schematischer Form einen elektrischen Leiter, wie er zur Durchführung der Erfindung benutzt werden kann;Fig. Ι shows in schematic form an electrical Conductors such as can be used to practice the invention;

Fig. ι A bis ι E zeigen eine Reihe von Vektordiagrammen, welche an bestimmten Punkten des elektrischen Leiters nach Fig. 1 die relative Größe und ■ Phase der Rauschwellenkomponenten darstellen, die für die Arbeitsweise der Wanderfeldröhre kennzeichnend sind;Fig. Ι A to ι E show a series of vector diagrams, which at certain points of the electrical conductor of FIG. 1 the relative size and ■ Represent the phase of the noise wave components, which are characteristic of the mode of operation of the traveling wave tube are;

Fig. ι F, ι G, ι H, ι J und 1K zeigen die entsprechenden Komponenten einer Signalwelle;Fig. Ι F, ι G, ι H, ι J and 1K show the corresponding Components of a signal wave;

Fig. 2 und 3 zeigen in schematischer Form Wanderfeldröhren, bei denen als elektrischer Leiter eine Wendel verwandt wird, welche erfindungsgemäß ausgeführt ist;Fig. 2 and 3 show in schematic form traveling wave tubes in which an electrical conductor Helix is used, which is carried out according to the invention is;

Fig. 4A bis 4D zeigen in schematischer Form verschiedene Abänderungen, die man bei Wendelleitern vornehmen kann, um eine sich aufschaukelnde Wechselwirkung zwischen der elektromagnetischen Welle und dem Elektronenstrahl erfindungsgemäß zu verhindern;Figures 4A to 4D show various in schematic form Changes that can be made to helical ladders to create a swaying interaction to prevent between the electromagnetic wave and the electron beam according to the invention;

Fig. 5 zeigt in schematischer Form eine Wanderfeldröhre mit Filterleiter, die zur Durchführung der Erfindung hergerichtet werden kann;5 shows, in schematic form, a traveling wave tube with a filter conductor which is used to carry out the invention can be prepared;

Fig. 6 A bis 6 D zeigen verschiedene Abänderungen, die man zur Durchführung der Erfindung bei einem Filterleiter vornehmen kann.FIGS. 6 A to 6 D show various modifications that can be made to carry out the invention in a Filter ladder can make.

Bevor besondere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben werden, ist es zweckmäßig, zunächst die Grundlagen der Erfindung qualitativ zu untersuchen. Bei dieser Untersuchung wird auf die Fig. 1 und die zugehörigen Vektordiagramme in Fig. iA bis ι Κ Bezug genommen.Before particular embodiments of the invention are described, it is useful first to investigate the principles of the invention qualitatively. In this investigation, reference is made to FIG. 1 and the associated vector diagrams in Fig. iA to ι Κ referenced.

Der Leiter 10, der zur Erläuterung als Wendel dargestellt ist, enthält einen Anfangsabschnitt 11, der so beschaffen ist, daß eine sich aufschaukelnde Wechselwirkung zwischen der fortschreitenden Welle und dem Elektronenstrahl entsteht, ferner einen Mittel- oder Dämpfungsabschnitt 12, der so aufgebaut ist, daß eine sich aufschaukelnde Wechselwirkung verhindert wird, und schließlich einen Hauptabschnitt 13, der wiederum so beschaffen ist, daß eine sich aufschaukelnde Wechselwirkung entsteht. Einen Elektronenstrahlsystem (das nicht in Fig. 1, wohl aber in den Fig. 2 und 3 gezeichnet ist) liefert einen Elektronenstrahl, der parallel zur Achse der Wendel fließt und dabei mit der Wendel gekoppelt ist. Beim Betrieb der Wanderfeldröhre wird der Leiter in ein magnetisches Längsfeld eingebracht. Bei einer solchen Anordnung ist das gesamte elektrische Feld aus zwei Teilen zusammengesetzt. Eine Komponente gehört zu der Hochfrequenzleistung im Leiter. Sie ist groß in der Nähe des Leiters. Die andere ist eine Folge der örtlichen Raumladung innerhalb des Strahls. Sie ist in der Nähe des Strahls groß.The conductor 10, which is shown as a helix for explanation contains an initial section 11 which is designed so that a swaying interaction between the advancing wave and the electron beam, furthermore a central or Damping section 12, which is constructed in such a way that prevents a swaying interaction becomes, and finally a main section 13, which is again designed so that a swaying Interaction arises. An electron beam system (not shown in Fig. 1, but in the Fig. 2 and 3 is drawn) provides an electron beam that flows parallel to the axis of the filament and is coupled to the helix. When operating the traveling wave tube, the conductor turns into a magnetic one Longitudinal field introduced. In such an arrangement the total electric field is two Parts assembled. One component belongs to the high frequency power in the conductor. she is tall near the head. The other is a consequence of the local space charge within the beam. she is near the beam great.

Bei einer mehr quantitativen Untersuchung, die an Hand der Fig. 2 durchgeführt wird, werden beide Felder berechnet. Jedoch ist es für die nachfolgende qualitative Diskussion ausreichend, nur die Leistung führenden Komponenten des Feldes zu betrachten. Am Eingang des Leiters 10 im Punkt α ist eine bestimmte Rauschgeschwindigkeit v_na und ein gegebenerIn a more quantitative investigation, which is carried out with reference to FIG. 2, both fields are calculated. However, for the following qualitative discussion it is sufficient to only consider the performance-leading components of the field. At the entrance of the conductor 10 at point α there is a certain noise velocity v _na and a given one

Rauschstrom q_na vorhanden (Rauschstrom und Rauschgeschwindigkeit sind gänzlich voneinander abhängig). Infolge des Rauschstroms und der Rauschgeschwindigkeit werden in dem Leiter drei Rauschkomponenten des elektrischen Feldes erregt, wie in Fig. iA dargestellt ist. In dieser Frage bedeuten E_{1 a} die Feldkomponente der größer werdenden Welle, E_Za die Feldkomponente der kleiner werdenden Welle und E_{3 a} die Feldkomponente der ungedämpften Welle.Noise current q _na present (noise current and noise speed are completely dependent on one another). As a result of the noise current and the noise speed, three noise components of the electric field are excited in the conductor, as shown in FIG. IA. In this question, E _{1 a is} the field component of the wave that is getting bigger, E _{Za is} the field component of the wave getting smaller and E _{3 a is} the field component of the undamped wave.

ίο Da das resultierende Rauschfeld am Punkt α Null ist, sind die drei Wellen notwendigerweise nicht in Phase. Beim Fortbewegen- auf dem Leiter mit der Gleichstromgeschwindigkeit des Elektronenstrahls drehen sich die drei elektrischen Felder in der Phase und ändern sich in der Größe. Bei Punkt b zwischen dem Anfangsabschnitt 11 und dem Dämpfungsabschnitt 12 haben die drei Komponenten eine Form, wie sie in Fig. ι B dargestellt ist'. Da der Abschnitt 12 als Strömungsabschnitt wirkt, können die drei mit JS₁₆, E_2b und E_3b bezeichneten Wellen, die den Wellen E_{1 a}, E_{2 a} und E_{3 a} entsprechen, durch ihre Summe E^ an diesem Punkt dargestellt werden. Diese Welle pflanzt sich durch den Abschnitt 12 fort, wobei sie um den Faktor α gedämpft wird und ihre Phase um den Winkel <9_S gegen eine sich mit dem Elektronenstrahl bewegende Bezugslinie gedreht wird. Infolgedessen ist im Punkt c, d. h. am Ende des Abschnitts 12 und am Anfang des Hauptabschnitts 13, das elektrische Feld, das durch die Rauschwelle am Punkt α hervorgebracht wird, gegeben durch den Ausdruckίο Since the resulting noise field is zero at point α , the three waves are necessarily not in phase. When moving on the conductor with the direct current speed of the electron beam, the three electric fields rotate in phase and change in size. At point b between the starting section 11 and the damping section 12, the three components have a shape as shown in FIG. Since section 12 acts as a flow section, the three waves labeled _{JS 16} , E _2b and E _3b , which correspond to waves E _{1 a} , E _{2 a} and E _{3 a} , can be represented by their sum E ^ at this point. This wave propagates through the section 12, where it is attenuated by the factor α and its phase is _{rotated by the angle <9 S} with respect to a reference line moving with the electron beam. As a result, at point c, that is, at the end of section 12 and at the beginning of main section 13, the electric field produced by the noise wave at point α is given by the expression

Εφο = a l6_RE_Tb.Εφο = a l6 _R E _Tb .

Im Punkt c entsteht wieder die sich aufschaukelnde Wechselwirkung. Hier kann das elektrische Feld E_To durch ede drei Wellen E_lc, E_2C und E_3C, die mit dem FeIdEy₀ in Phase sind, dargestellt werden (Fig. iC). Außerdem werden im Punkt c durch den Rauschstrom q_nc und die Rauschgeschwindigkeit v_nc des Elektronenstrahls drei zusätzliche Wellen E'_lc, E'_2c und E'_3c hervorgebracht. Die erste dieser Wellen ist die größer werdende Welle, die zweite die kleiner werdende und die dritte die ungedämpfte. Sie sind in Fig. ι D dargestellt. Wieder ist ihre Summe Null, da in diesem Punkt das elektrische Feld des Rauschens, das von der Rauschgeschwindigkeit und dem Rauschstrom herrührt, Null ist. Um die Erfindung in vorteilhaftester Weise zu verwirklichen, müssen die Dämpfung α und die Phasenverschiebung Θ so gewählt werden, daß die größer werdende Wellenkomponente E_lc der Welle E_TC gleich und entgegengesetzt der größer werdenden Wellenkomponente E_lc des elektrischen Feldes ist, das durch den Rauschstrom und die Rauschgeschwindigkeit im Strahl erzeugt wird, wie in Fig. iE gezeigt. In der Praxis kann es zur Verwirklichung der Auslöschung außerdem notwendig sein, einzelne Eigenschaften des Elektronenstrahlsystems und des Anfangsabschnitts des Stromkreises geeignet einzurichten. Dies wird durch die folgende quantitative Untersuchung offenbar werden. Schließlich ist es wichtig, die Länge des Hauptabschnitts 13 hinter dem Punkt c so groß zu machen, daß nur die größer werdende Welle noch von Bedeutung ist.At point c, the swinging interaction arises again. Here the electric field E _{To can be represented} by each three waves E _lc , E _2C and E _3C , which are in phase with the field Ey ₀ (FIG. 1C). In addition, three additional waves E ' _lc , E' _2c and E ' _3c are produced at point c by the noise current q _nc and the noise velocity v _{nc of} the electron beam. The first of these waves is the increasing wave, the second the decreasing and the third the undamped. They are shown in Fig. Ι D. Again, their sum is zero, since at this point the noise electric field resulting from the noise velocity and noise current is zero. In order to implement the invention in the most advantageous manner, the attenuation α and the phase shift Θ must be chosen so that the increasing wave component E _{lc of} the wave E _{TC is} equal to and opposite to the increasing wave component E _{lc of} the electric field caused by the noise current and the noise velocity is generated in the beam as shown in Fig. iE. In practice, it may also be necessary to suitably set up individual properties of the electron beam system and the initial section of the circuit in order to achieve the cancellation. This will be evident from the following quantitative study. Finally, it is important to make the length of the main section 13 behind the point c so great that only the increasing wave is of importance.

Die Vektordiagramme der Fig. iF bis iK entsprechen den Diagrammen der Fig. iA bis iE. Sie dienen dazu, zu zeigen, daß die Rauschauslöschung ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Verstärkung des Eingangssignals erreicht werden kann. Der Hauptgrund, weswegen die Rauschauslöschung unabhängig von der Signalverstärkung ist, liegt in der Verschiedenheit der Zustände am Eingang bei Rauschen und Signal. Bei Punkt α ist das vom Signal herrührende elektrische Feld notwendigerweise gleich dem Signal, während im Elektronenstrahl noch keine Signalgeschwindigkeits- und Stromkomponenten vorhanden sind. Dies steht im Gegensatz zum Eingangsrauschen, der Rauschgeschwindigkeits- und Stramkomponenten im Elektronenstrahl aufweist, aber kein Rauschfeld. Infolgedessen kann man annehmen, daß im allgemeinen das Signalfeld und die Signalgeschwindigkeits- und Stromkomponenten im Strahl bei Punkt c keinen Zusammenhang mit den entsprechenden Rauschkomponenten besitzen. Da ein Auslöschungspunkt bei einem gegebenen Leiter bei einem bestimmten Zusammenhang zwischen den verschiedenen Eingangskomponenten des elektrischen Feldes nur auftreten kann, wenn dieser Punkt so gewählt ist, daß das Rauschen ausgelöscht wird, wird das Signal im allgemeinen nicht verschwinden.The vector diagrams of FIGS. IF to iK correspond to the diagrams of FIGS. IA to iE. They are used to show that noise cancellation can be achieved without significantly affecting the gain of the input signal. The main reason why the noise cancellation is independent of the signal amplification is the difference in the states at the input for noise and signal. At point α , the electrical field resulting from the signal is necessarily equal to the signal, while no signal velocity or current components are yet present in the electron beam. This is in contrast to input noise, which has noise velocity and current components in the electron beam but no noise field. As a result, it can be assumed that, in general, the signal field and the signal velocity and current components in the beam at point c are unrelated to the corresponding noise components. Since a point of extinction for a given conductor, given a certain relationship between the various input components of the electric field, can only occur if that point is chosen to extinguish the noise, the signal will generally not disappear.

Es kann zweckmäßig sein, den Anfangsabschnitt und den das Rauschen dämpfenden Mittelabschnitt als Bestandteile des Elektronenstrahlerzeugungssystems zu betrachten, das unabhängig von der Eingangssignalquelle ist, da es möglich ist, das Eingangssignal an einem anderen Punkt dem Leiter zuzuführen, z. B. am Anfang des Hauptabschnitts. Wenn man aber das Eingangssignal nicht am Eingang des Leiters zuführt, muß man Messungen durchführen, um sicherzustellen, daß das Signal im Leiter nur in Richtung des Elektronenstrahls fortschreitet.It can be useful to have the initial section and the middle section, which attenuates the noise to be regarded as part of the electron gun that is independent of the input signal source is, since it is possible to feed the input signal at a different point on the conductor, z. B. at the beginning of the main section. But if the input signal is not at the input of the conductor one must take measurements to ensure that the signal in the conductor is only in direction of the electron beam progresses.

Es sei bemerkt, daß dieses Prinzip der Rauschauslöschung auch auf andere Einrichtungen anwendbar ist, die in gleicher Weise die sich aufschaukelnde Wechselwirkung zwischen einem Elektronenstrahl und einer elektromagnetischen Welle benutzen, z. B. auf Magnetronverstärker. Für derartige Einrichtungen ist kennzeichnend, daß die sich aufschaukelnde Wechselwirkung so dargestellt werden kann, daß am Anfang der Wechselwirkung mehrere Wellen entstehen. Beim Magnetronverstärker entstehen zwei Grundwellen. Eine dieser Wellen ist eine größer werdende Welle wie bei der Wanderfeldröhre. Um die Wirkung von Rauschschwankungen im Elektronenstrahl bei solchen Einrichtungen zu verringern, kann man eine Auslöschung dieser größer werdenden Welle nach dem Prinzip erreichen, das bei der Wanderfeldröhre erläutert wurde.It should be noted that this principle of noise cancellation is also applicable to other devices is that in the same way the swinging interaction between an electron beam and use an electromagnetic wave, e.g. B. on magnetron amplifiers. For such facilities is characteristic that the swinging interaction can be represented in such a way that at the beginning the interaction creates several waves. In the case of a magnetron amplifier, two fundamental waves arise. One of these waves is a growing wave like a traveling wave tube. To the effect of noise fluctuations in the electron beam in such devices can be one Achieve extinction of this growing wave according to the principle that is explained in the traveling wave tube became.

Fig. 2 zeigt in schematischer Form eine Wanderfeldröhre mit Wendel, bei der ein Dämpfungsabschnitt vorhanden ist, wie er an Hand der Fig. 1 beschrieben wurde. Die Wanderfeldröhre 100 besitzt einen elektrischen Wechselwirkungskreis 10 für langsame Wellen, über den eine elektromagnetische Welle übertragen wird, die von einer Eingangsquelle bei Punkt α an den Eingang- aes elektrischen Leiters geliefert wird. Ein lektronenstrahlerzeugungssystem 20, das am EingangFIG. 2 shows, in schematic form, a traveling wave tube with a helix, in which a damping section is present, as has been described with reference to FIG. 1. The traveling wave tube 100 has an electrical interaction circuit 10 for slow waves, via which an electromagnetic wave is transmitted, which is supplied from an input source at point α to the input aes electrical conductor. An electron gun 20 at the entrance

des Leiters angeordnet ist, schließt einen Elektronenstrahl durch den Leiter parallel zu seiner Achse in Fortpflanzungsrichtung der Welle. Das Elektronenstrahlsystem ist durch einen Gleichstromlaufzeitwinkel Θ₁ zwischen der Kathode 21 und der Anode 22 gekennzeichnet. Die Anode 22 ist vom Eingang des Leiters, nämlich Punkt a, durch einen Gleichstromlaufzeitwinkel O₂ getrennt. Am entgegengesetzten Ende des Leiters wird die elektromagnetische Welle an einen Ausgangskreis für den Verbraucher abgegeben. Hinter dem Ausgang des Stromkreises ist eine Sammelelektrode 19 angeordnet, die als Auffangelektrode für den Elektronenstrahl dient. Um eine Ausrichtung der fliegenden Elektronen zu erreichen, wird durch die Zylinderspule 25 ein magnetisches Längsfeld B erzeugt. Wenn die durch die Elektronenquelle hervorgebrachte Elektronengeschwindigkeit so eingestellt wird, daß sie im wesentlichen gleich der Wellengeschwindigkeit im Leiter ohne Elektronenstrahl ist, wird bekanntlieh durch das Vorhandensein des Elektronenstrahls und die Wechselwirkung mit dem Elektronenstrahl eine Verstärkung der im Leiter in Richtung der Elektronenbewegung fortschreitenden elektromagnetischen Welle hervorgebracht. Bei den bisher bekanntenof the conductor closes an electron beam through the conductor parallel to its axis in the direction of propagation of the wave. The electron beam system is characterized by a direct current transit time angle Θ ₁ between the cathode 21 and the anode 22. The anode 22 is separated from the input of the conductor, namely point a, by a direct current transit time angle O ₂ . At the opposite end of the conductor, the electromagnetic wave is sent to an output circuit for the consumer. A collecting electrode 19, which serves as a collecting electrode for the electron beam, is arranged behind the output of the circuit. In order to achieve alignment of the electrons in flight, a magnetic longitudinal field B is generated by the solenoid 25. If the electron velocity produced by the electron source is adjusted so that it is substantially equal to the wave velocity in the conductor without an electron beam, it is known that the presence of the electron beam and the interaction with the electron beam produce an amplification of the electromagnetic wave advancing in the conductor in the direction of electron movement . With the previously known

as Wendel-Wanderfeldröhren besteht der Wechselwirkungskreis aus einer Wendel, welche, abgesehen von Veränderungen an den Enden zwecks breitbandiger Anpassung, im wesentlichen mit einer gleichmäßigen Steigung gewickelt ist, um auf der ganzen Länge der Wendel eine sich aufschaukelnde Wechselwirkung zwischen Elektronenstrahl und fortschreitender elektromagnetischer Welle zu erzielen. Erfindungsgemäß besteht der Leiter, wie er an Hand der Fig. 1 beschrieben wurde, aus einem verhältnismäßig kurzen Anfangsabschnitt 11 und einem verhältnismäßig langen Hauptabschnitt 13, auf denen die Wendel gleichmäßig gewickelt ist, um dort eine sich aufschaukelnde Wechselwirkung zu erhalten, ferner aus einem verhältnismäßig kurzen Dämpfungsabschnitt 12, der sich zwisehen den beiden anderen Abschnitten von Punkt b bis Punkt c erstreckt. Auf dem Abschnitt 12 ist die Wendel so weit geändert, daß keine sich aufschaukelnde Wechselwirkung zwischen Elektronenstrahl und fortschreitender Welle mehr vorhanden ist. Man kann einen solchen Wechselwirkungskreis dahingehend beschreiben, daß er aus einem verhältnismäßig kurzen Anfangsabschnitt 1 und einem verhältnismäßig langen Hauptabschnitt 13, deren Verzögerungscharakteristik für eine aufschaukelnde Wechselwirkung zwischen der Wanderwelle und dem Elektronenstrahl geeignet ist, und einem verhältnismäßig kurzen Mittelabschnitt 12 besteht, dessen Verzögerungscharakteristik für das Zustandekommen einer aufschaukelnden Wechselwirkung zwischen der Wanderwelle und dem Elektronenstrahl ungeeignet ist. Die Wendel kann entweder durch Änderung der Steigung verändert werden, um den Gleichlauf zwischen der fortschreitenden Welle und dem Elektronenstrahl zu stören, der für die sich aufschaukelnde Wechselwirkung notwendig ist, und/oder durch Versetzen dieses Teils der Wendel, um eine negative Kopplung zwischen Strahl und fortschreitender Welle zu erhalten. Für einen solchen Leiter ist kennzeichnend, daß durch geeignete- Anordnung und Bemessung der Mittelabschnitt dazu benutzt werden kann, um eine wesentliche Dämpfung von Nebenrauschkomponenten in der fortschreitenden Welle zu erreichen, die durch Rauschschwankungen im Elektronenstrahl entstehen.As helical traveling wave tubes, the interaction circle consists of a helix which, apart from changes at the ends for the purpose of broadband adaptation, is essentially wound with a uniform pitch in order to create a swaying interaction between the electron beam and the advancing electromagnetic wave along the entire length of the helix achieve. According to the invention, the conductor, as described with reference to FIG. 1, consists of a relatively short initial section 11 and a relatively long main section 13, on which the helix is evenly wound in order to obtain a swaying interaction there, and also of a relatively long one short damping section 12, which extends between the two other sections from point b to point c . On the section 12, the helix has been changed to such an extent that there is no longer any swaying interaction between the electron beam and the advancing wave. One can describe such an interaction circle in such a way that it consists of a comparatively short initial section 1 and a comparatively long main section 13, the delay characteristic of which is suitable for a rocking interaction between the traveling wave and the electron beam, and a comparatively short middle section 12, the delay characteristic of which is suitable for the Creation of a rocking interaction between the traveling wave and the electron beam is unsuitable. The helix can either be changed by changing the pitch to disrupt the synchronization between the advancing wave and the electron beam, which is necessary for the swaying interaction, and / or by offsetting this part of the helix to create a negative coupling between the beam and the electron beam as the wave progresses. A characteristic of such a conductor is that, by suitable arrangement and dimensioning, the middle section can be used to achieve a substantial attenuation of spurious noise components in the advancing wave which arise from noise fluctuations in the electron beam.

Es ist wohl zweckmäßig, die Art der Rauschauslöschung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer mehr quantitativen Weise für den Fall einer Wanderfeldröhre, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, zu untersuchen. Die theoretische Rauschzahl bei einer üblichen Wanderfeldröhre ist bereits für den Fall, daß die Raumladung im Bereich hinter der Anode des Elektronenstrahlerzeugungssystems vernachlässigt werden kann, von J. R. Pierce berechnet worden, und zwar auf S. 145 bis 156 seines Buches »Travelling Wave Tubes«, veröffentlicht 1950 durch die D. van Nostrand Company Inc., New York.It is probably useful to combine the type of noise cancellation according to the present invention in one in a more quantitative manner for the case of a traveling wave tube as shown in Fig. 2 to be examined. The theoretical noise figure for a conventional traveling wave tube is already for the case that the Space charge in the area behind the anode of the electron gun can be neglected, has been calculated by J. R. Pierce, on pp. 145 to 156 of his book, Traveling Wave Tubes «, published in 1950 by D. van Nostrand Company Inc., New York.

Bei der vorliegenden Untersuchung wird die Raumladung berücksichtigt, wenn auch die durch die Röhrenbestandteile entstehenden Teilungseffekte vernachlässigt werden. Die Untersuchung wird mit den von Pierce (s. o.) gegebenen Ausdrücken für den Rauschstrom und die Rauschgeschwindigkeit an der Anode begonnen, nämlichIn the present investigation, the space charge is taken into account, albeit that caused by the The division effects arising from tube components are neglected. The investigation is carried out with the Expressions given by Pierce (see above) for the noise current and the noise velocity at the Anode started, viz

VAnode = —V_n ι lAnode = —] — VAnode = - V _n ι lAnode = - ] -

(1)(1)

(2)(2)

wobeiwhereby

(3)(3)

und VAnode die Rauschgeschwindigkeit an der Anode, <lAnoäe das Rauschen an der Anode, V_n der quadratische Mittelwert der thermischen Geschwindigkeitsschwankungen im Potentialminium kurz vor der Kathodenoberfläche, I₀ der mittlere Strahlstrom, U₀ die mittlere Geschwindigkeit der Elektronen an der Anode, Q₁ der Gleichstromlaufzeitwinkel von der Kathode bis zur Anode, T₀ die Temperatur der Kathode in ⁰K, k die Boltzmannsche Konstante und. B die Rauschbandbreite des Empfangssystems ist.and VAnode is the noise velocity at the anode, <lAnoäe the noise at the anode, V _{n is} the root mean square value of the thermal velocity fluctuations in the potential minimum just before the cathode surface, I _{0 is} the mean beam current, U _{0 is} the mean velocity of the electrons at the anode, Q ₁ the direct current transit time angle from the cathode to the anode, T ₀ the temperature of the cathode in ⁰ K, k the Boltzmann constant and. B is the noise bandwidth of the receiving system.

• Die Gleichungen (1) und (2) drücken die Eingangs-Verhältnisse an der Grenze des Strömungsgebietes zwischen der Anode des Strahlerzeugungssystems und dem Eingang des elektrischen Leiters aus. In einem solchen Strömungsgebiet ist der Wechselstromvorgang durch zwei Raumladungswellen gekennzeichnet, die sich folgendermaßen fortpflanzen:• Equations (1) and (2) express the input ratios at the boundary of the flow area between the anode of the jet generation system and the entrance of the electrical conductor. The alternating current process is in such a flow area characterized by two space charge waves that propagate as follows:

_eje>t ~ jßz ± t _e je> t ~ jßz ± t

(4)(4)

wobei δ = j β y4 QC³, 4 QC³ der von Pierce definierte Raumladungsparameter des Strahls, β = -^- und ζ derwhere δ = j β y 4 QC ³ , 4 QC ^{3 is} the space charge parameter of the beam defined by Pierce, β = - ^ - and ζ the

Abstand in Richtung des Elektronenstrahls längs des Leiters ist.Distance in the direction of the electron beam along the conductor.

Das zu den Raumladungswellen gehörige elektrische i»5 Feld kann mit Hilfe der Geschwindigkeit und desThe electrical i »5 belonging to the space charge waves Field can be adjusted with the help of the speed and the

709 671/17709 671/17

Stroms ausgerechnet werden, die durch folgende Beziehungen gegeben sind:Currents can be calculated, which are given by the following relationships:

β I₀ β I ₀

Mit den Gleichungen (5) und (6) kann man das elektrische Feld, das bei jeder Welle'durch die Eingangsgrenzzustände nach Gleichung (1) und (2) erzeugt wird, leicht erhalten. Gleichung (4) drückt dann die Art und Weise aus, wie sich das Feld am Strahl entlang fortpflanzt. Mit Hilfe der Werte des elektrischen Feldes am Ausgang des ersten Strömungsgebietes kann man die Gleichungen (5) und (6) benutzen, um den Rauschstrom und die Rauschgeschwindigkeit am Eingang des elektrischen Leiters, Punkt α in Fig. 2, zu finden. Diese kann man schreiben:With the equations (5) and (6) one can easily obtain the electric field which is generated at each wave by the input limit states according to equations (1) and (2). Equation (4) then expresses the way in which the field is propagated along the ray. Using the values of the electric field at the output of the first flow area is possible to use the equations (5) and (6) to the noise power and the noise speed at the input of the electrical conductor, point α in Fig. 2, to find. You can write this:

φ = Θ₂ φ = Θ ₂

+ tg + daily

00s00s

-^ie'- ^ie '

wobei O₁ = tg φ, Θ₂ = der Gleichstromlaufzeitwinkel von der Anode bis zum Eingang des Leiters am Punkt« ist.where O ₁ = tg φ, Θ ₂ = the direct current transit time angle from the anode to the entrance of the conductor at the point «.

Mit den Eingangsgrenzzuständen nach Gleichung (7) und (8) können die im elektrischen Leiter entstehenden drei Wellentals Geschwindigkeiten geschrieben werden:With the input limit states according to equations (7) and (8), the resulting in the electrical conductor can three wave trough velocities can be written:

"*·*= cirPi(^a»-A)] ί( "* · * = CirPi ( ^a » -A)] ί (

CD.CD.

\\δ₃ (δι~δ₂)] [(S₁ + <5₂ \\ δ ₃ (δι ~ δ ₂ )] [(S ₁ + <5 ₂

(10)(10)

^₁-O₃) +CL₁(O₁O₃-AQC)],^ ₁ -O ₃ ) + CL ₁ (O ₁ O ₃ -AQC)],

₁O₂-₄Q Q], ₁ O ₂ - ₄ Q Q],

(12)(12)

wobeiwhereby

C.D. = (O₁ — δ_ζ) (O₁ — <5₃) (O₂ — <5₃) . (13)
Hierbei sei festgestellt, daß Pierce zunächstC. D. = (O ₁ - δ _ζ ) (O ₁ - <5 ₃ ) (O ₂ - <5 ₃ ). (13)
It should be noted that Pierce initially

δ_η = (Xn + I Vn) β Cδ _η = (Xn + I Vn) β C

definiert, jedoch später zu der hier verwendeten Bezeichnung defined, but later on the designation used here

δ» = X_n + j Vnδ »= X _n + j Vn

undand

übergeht. Ferner isttransforms. Furthermore is

I Via I Via

C O₁ C O ₁

(14)(14)

Ausdrücke für q_2a und q_3a lauten entsprechend. Außerdem istExpressions for q _2a and q _3a read accordingly. Also is

^Exa = — yßC O₁V₁₁₁. (15) ^E xa = - yβC O ₁ V ₁₁₁ . (15)

Die Ausdrücke für E^ _a und E_{3 a} lauten entsprechend.The expressions for E ^ _a and E _{3 a} are accordingly.

Es sei nun nochmals bemerkt, daß E_{1 a} das gesamte zu verstärkten Wellen gehörige Feld darstellt und 75 daß, wie in einem Aufsatz von J. R. Pierce, »Effect of Passive Modes in T. W. Tubes«, in den "Proceedings of Institute of Radio Engineers«, Volume 36, S. 993 bis 997 (1948), beschrieben ist, die Beziehung zwischen E_{1 a} und der Leistung führenden Korn- 80 ponente E_{1 p} lautetIt should now be noted again that E _{1 a represents} the entire field belonging to the amplified waves and that, as in an article by JR Pierce, "Effect of Passive Modes in TW Tubes", in the "Proceedings of Institute of Radio Engineers" , Volume 36, pp. 993 to 997 (1948), the relationship between E _{1 a} and the performance-leading component is E _{1 p}

Nun ist am Punkt b, also am Eingang des Ausr 85 löschungsteils,Now at point b, i.e. at the entrance of the Ausr 85 extinguishing part,

Die Ausdrücke für q_{z h} und q_{s b} lauten entsprechend. Die gesamten Komponenten am Punkt b können 9° geschrieben werdenThe expressions for q _zh and q _sb are accordingly. The entire components at point b can be written at 9 °

_ . I₀ ι V_n _. I ₀ ι V _n

^qi-i~^~c~CD7^Al' ^qi -i ~ ^ ~ c ~ CD7 ^Al '

^Vh~~CD7^Bl· ^Vh ~~ CD7 ^Bl

U₀ U ₀ V_n V _n

~ ~ZrßC η η C₁, ~ ~ ZrßC η η C ₁ ,

(18)(18)

(IQ) (20)(IQ) (20)

wobeiwhereby

A =A =

+ δ₃)+ δ ₃ )

O₁) [(O₁ + δ₃)
<5₂) [(O₁ + O₂) + O₁ (O₁O₂ -AQC)] <? O ₁ ) [(O ₁ + δ ₃ )
<5 ₂ ) [(O ₁ + O ₂ ) + O ₁ (O ₁ O ₂ -AQ C)] <?

(21)(21)

-B₁ = O₁ (O₂-O₃) [(O₂ + δ₃) + O₁ (δ₂ δ₃ -AQ C)] e* O₃-O₁) [(O₁ + O₃) + α, (<5A-4<2W o₁-O₂) [(O₁ + δ₂) + U₁ (O₁O₂-AQC)] e* -B ₁ = O ₁ (O ₂ -O ₃ ) [(O ₂ + δ ₃ ) + O ₁ (δ ₂ δ ₃ -AQ C)] e * O ₃ -O ₁ ) [(O ₁ + O ₃ ) + α, (<5A-4 <2W o ₁ -O ₂ ) [(O ₁ + δ ₂ ) + U ₁ (O ₁ O ₂ -AQC)] e *

(²²)( ²² )

C₁ =C ₁ =

[τ[τ

δ_Β) + (X₁ (<5Α - 4 QC)] δ _Β ) + (X ₁ (<5Α - 4 QC)]

AQ C (b- /O₂)] + O₃) + O₁ (O₁O₃ - 4QC)] <? AQ C (b- / O ₂ )] + O ₃ ) + O ₁ (O ₁ O ₃ - 4 QC)] <?

(23)(23)

+ 4> + «1 »A-4QC)]e> + 4> + «1» A- 4QC)] e>

Jetzt können die Ratischgeschwindigkeit v_c und der Rauschstromq_c am Punkte, also am Ausgang des Dämpfungsabschnitts, welche von den Rauschkomponenten v_b und q_b herrühren, berechnet werden.The ratchet speed v _c and the noise current q _c at the point, that is to say at the output of the attenuation section, which originate from the noise components v _b and q _b , can now be calculated.

Am Punkt b kann man die zu beiden Raumladungs-At point b one can see the space charge

und am Punkt c and at point c

wellen gehörigen Felder schreibenWrite fields belonging to waves

(25)(25)

, (26) , (26)

wobei 0₂=2nY4QC CN₂ where 0 ₂ = 2nY4QC CN ₂

und N₂ der Abstand von b und c in Wellenlängen ist. Ferner istand N _{2 is} the distance between b and c in wavelengths. Furthermore is

-md-md

V ΛV Λ

(27) (28)(27) (28)

Eiic). (29) Eiic). (29)

Hieraus ergibt sichFrom this it follows

v_c = v_b I cos <9₂ -f ]/4QC -^- sin <9₂ (30) v _c = v _b I cos <9 ₂ -f ] / 4QC - ^ - sin <9 ₂ (30)

undand

C. Z).C. Z).

^ax ^a x

cos<9₂ cos <9 ₂

. {31). {31)

wobeiwhereby

undand

C₁ C ₁

V4QC A _Sin0₂j V4QC A _S in0 ₂ j

•(35)• (35)

Durch Gleichung 33 ist das Feld ausgedrückt, das δ" durch die größer werdende Welle am Ausgangsabschnitt der Wendel entsteht. Die Vorschrift für Auslöschung besagt, daß die geeigneten Parameter so gewählt werden, daß E_lnjl =0 ist oderEquation 33 expresses the field which δ "is created by the increasing wave at the exit section of the helix. The rule for extinction states that the appropriate parameters are chosen so that E _lnjl = 0 or

& + <5₃) + D₁ («5A-4QC)+ F₂ = O. (36)& + <5 ₃ ) + D ₁ («5A -4QC) + F ₂ = O. (36)

Diese Bedingung ergibt eine Rauschzahl von 0 db, vorausgesetzt, daß die durch Gleichung (36) ausgedrückten' Bedingungen nicht gleichzeitig das ankommende Hochfrequenzsignal auslöschen. Durch Berechnungen, die den oben durchgeführten ähnlich sind, kann gezeigt werden, daß Gleichung (36) nicht die Bedingung für eine Auslöschung des Signals ausdrückt.This condition gives a noise figure of 0 db, provided that the ' Conditions do not cancel out the incoming high frequency signal at the same time. By Calculations similar to those performed above can be shown that equation (36) does not expresses the condition for cancellation of the signal.

Es sei nun das elektrische Feld auf der Wendel betrachtet. Am Punkt δ besteht ein Feld E_{b v}. Dieses Feld pflanzt sich bis zum Punkt c fort, wobei das Vorhandensein des Strahls wenig Bedeutung hat. Das Feld wird hierbei gemäß der Dämpfungscharakteristik der Wendel gedämpft. Ferner sei angenommen, daß das Feld in bezug auf eine mit der Geschwindigkeit des Elektronenstrahls fortschreitende Welle in der Phase verschoben wird.Let us now consider the electric field on the filament. At point δ there is a field E _bv . This field propagates to point c , whereby the presence of the ray is of little importance. The field is attenuated in accordance with the attenuation characteristics of the helix. Also assume that the field is shifted in phase with respect to a wave traveling at the speed of the electron beam.

Daher kann man das Feld an der Wendel
Punkt c ausdrückenTherefore one can see the field at the helix
Express point c

amat the

E₀₁, = α /Θ₃ E_b3>, E ₀₁ , = α / Θ ₃ E _b3> ,

(32)(32)

wobei α kleiner als Eins ist und die Dämpfung zwischen b und c darstellt, wobei ferner Θ₃ die Phasenverschiebung der Welle in bezug auf eine mit der Geschwindigkeit des Elektronenstrahls fortschreitende Welle bedeutet. where α is less than one and represents the attenuation between b and c, where Θ _{3 also means} the phase shift of the wave with respect to a wave advancing at the speed of the electron beam.

Wenn v_e, q_c und E_cp bestimmt sind, kann ein Ausdruck für das auf der Wendel bei der größer werdenden Welle erregte Feld abgeleitet werdenOnce v _e , q _c and E _{cp are} determined, an expression can be derived for the field excited on the filament as the wave increases

sin Θ, sin Θ,

O₈+ D₁ (δ₂δ₃ -O ₈ + D ₁ (δ ₂ δ ₃ -

+F₁]+ F ₁ ]

(33)(33)

In Fig. 3 ist in schematischer Form ein Wanderfeld-Röhrenverstärker 200 dargestellt, der einen Signalweg 10 enthält, wie er weiter oben bei Fig. 1 beschrieben wurde. Der Elektronenstrahl, welcher von der Kathode 121 des Strahlerzeugungssystems 120 geliefert wird, hat anfangs eine Komponente, die senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung der elektromagnetischen Wellen steht, welche durch den Signalweg eingeführt werden. Jedoch wird der Strahl durch ein magnetisches Feld Bt, das quer zur Fortpflanzungsrichtung der Wellen und zum Gleichstromfeld zwischen der Kathode I2T, der Elektrode 122 und dem Signalweg 10 verläuft, in die gewünschte Richtung längs der Wellenausbreitung abgebogen. Im Hauptabschnitt 13 entsteht durch die Rauschschwankungen des Elektronen-Strahls eine Rauschwelle, die eine größer werdende Komponente enthält. Erfindungsgemäß wird mit Hilfe des Anfangsabschnitts 11 und des mittleren Dämpfungsabschnitts 12 im Hauptabschnitt eine weitere Rauschwelle erzeugt, deren größer werdende Komponente gleiche Größe und. entgegengesetzte Phase wie die andere größer werdende Welle besitzt, wobei eine wesentliche Verminderung der Wirkung der Rauschschwankungen im Elektronenstrahl erzielt wird.In FIG. 3, a traveling-wave tube amplifier 200 is shown in schematic form, which contains a signal path 10, as was described above in connection with FIG. 1. The electron beam delivered from the cathode 121 of the beam generating system 120 initially has a component that is perpendicular to the direction of propagation of the electromagnetic waves introduced through the signal path. However, the beam is bent in the desired direction along the wave propagation by a magnetic field Bt which runs transversely to the direction of propagation of the waves and to the direct current field between the cathode I2T, the electrode 122 and the signal path 10. In the main section 13, the noise fluctuations of the electron beam produce a noise wave which contains an increasing component. According to the invention, with the aid of the starting section 11 and the middle damping section 12 in the main section, a further noise wave is generated, the components of which are of the same size and increase. opposite phase to the other increasing wave, with a substantial reduction in the effect of the noise fluctuations in the electron beam is achieved.

Offensichtlich gibt es zahlreiche Verfahren, die fürObviously there are numerous procedures that are available for

die Verhinderung der sich aufschaukelnden Wechselwirkung zwischen Elektronenstrahl und elektromagnetischer Welle geeignet sind, um eine zweite auslöschende Welle zu erzeugen und dabei die Anwendung der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform wird dies durch Änderung der Axialgeschwindigkeit der Wellenfortpflanzung im Mittelabschnitt des Signalweges erreicht. Dies kann leicht durch Abänderung der ίο geometrischen Form des Signalweges in diesem Gebiet geschehen. Ein Beispiel für dieses Verfahren ist bei. der Anordnung in Fig. 2 verwendet, wo die Steigung der Wendel im Dämpfungsabschnitt verändert ist, um die Axialgeschwindigkeit der Welle zu ändern. Zusätzlich kann die Axialgeschwindigkeit der Welle dadurch in einem .speziellen Abschnitt geändert werden, daß das den Signalweg in diesem Abschnitt umgebende Dielektrikum anders ist. Umgekehrt kann die sich aufschaukelnde Wechselwirkung verhindert ao werden, indem die mittlere Geschwindigkeit des Elektronenstrahls in einem speziellen Abschnitt verändert wird. Ein weiteres Verfahren besteht darin, den Dämpfungsabschnitt des Signalweges so zu versetzen, daß sein elektrisches Feld nicht mehr im Bereich der wirksamen Kopplung mit dem Elektronenstrahl liegt. Jedoch ist es wichtig, daß die verwendete Anordnung eine gute Anpassung der verschiedenen Abschnitte des Signalweges ermöglicht, so daß Reflexionen vermieden werden.the prevention of the swinging interaction between the electron beam and the electromagnetic one Wave are suitable to create a second destructive wave and thereby the application of the present invention. In a preferred embodiment, this will by changing the axial velocity of the wave propagation in the middle section of the signal path achieved. This can easily be done by changing the ίο geometric shape of the signal path in this area happen. An example of this procedure is at. the arrangement in Fig. 2 used where the slope the helix in the damping section is changed in order to change the axial speed of the shaft. Additionally the axial speed of the shaft can thereby be changed in a special section that the dielectric surrounding the signal path in this section is different. Vice versa can the billowing interaction can be prevented by reducing the mean speed of the Electron beam is changed in a special section. Another method is to to move the attenuation section of the signal path so that its electric field is no longer in the area effective coupling with the electron beam. However, it is important that the arrangement used allows a good match of the different sections of the signal path, so that reflections be avoided.

Die oben beschriebenen Verfahren sind sämtlich bei vielen möglichen Ausführungsformen brauchbar, je nach der Art des verwendeten Verstärkers und Wellenleiters. Jedoch sind die gleichen Prinzipien allgemein anwendbar, und zwar ohne Rücksicht auf die besondere Form des verwandten Signalweges und die Art der benutzten sich aufschaukelnden Wechselwirkung. Es mag zweckmäßig sein, zur Erläuterung einige Ausführungsbeispiele mit ihren Besonderheiten zu beschreiben, obwohl offensichtlich eine viel größere Mannigfaltigkeit vorhanden ist.The methods described above are all useful in many possible embodiments, respectively depending on the type of amplifier and waveguide used. However, the same principles are general applicable regardless of the particular form of the related signal path and the Kind of rocking interaction used. It may be useful for explanation to describe some exemplary embodiments with their special features, although obviously a much larger one Manifold is present.

Bei einem Signalweg in Form einer Wendel kann die geometrische Form auf verschiedene Weise geändert werden, um die Axialgeschwindigkeit der Wellenfortpflanzung zu verändern. Abgesehen davon, daß die Steigung der Wendel, wie bei Fig. 2 beschrieben, verändert werden kann, kann man zu gleichen Ergebnissen gelangen, wenn man den Radius verändert und die Steigung gleich läßt. In Fig. 4 A ist ein wendeiförmiger Signalweg 30 gezeigt, der einen Anfangsabschnitt 31 und einen Hauptabschnitt 32. mit einem ersten Radius und einen Mittelabschnitt oder Dämpfungsabschnitt . 33 mit einem größeren Radius aufweist, um in dem Abschnitt 33 eine Verringerung der Axialgeschwindigkeit der Welle zu erzielen. In Fig. 4 B ist ein wendeiförmiger Signalweg 40 dargestellt, bei dem der mittlere Dämpfungsabschnitt gegen den Anfangsabschnitt 41, den Hauptabschnitt 43 und den Elektronenstrahl 44 versetzt ist, um eine Kopplung mit dem Strahl zu verhindern. Innerhalb dieses Abschnitts kann die Wendel mit verschiedenen Steigungen und Radien gewickelt sein. In Fig. 4 C ist ein Signalweg 50 gezeigt, welcher eine Abänderung des Signalweges 40 nach Fig. 4 B darstellt. In diesem Falle ist der Strahl im Dämpfungsabschnitt 52 zwischen dem Anfangsabschnitt 51 und dem Hauptabschnitt 53 von einem leitenden Zylinder 54 umgeben. Dadurch, daß das Gleichstrompotential des Zylinders und des Signalweges verschieden gemacht wird, wird die mittlere Geschwindigkeit des Elektronenstrahls im Bereich des Zylinders verändert.In the case of a signal path in the form of a helix, the geometric shape can be changed in various ways to be the axial velocity of the wave propagation to change. Apart from the fact that the pitch of the helix, as described in Fig. 2, can be changed, you can get the same results if you change the radius and leaves the slope the same. In Fig. 4A, a helical signal path 30 is shown, which has an initial section 31 and a main section 32. having a first radius and a central section or damping section . 33 having a larger radius to in the section 33 a reduction in To achieve axial speed of the shaft. In FIG. 4B there is a helical signal path 40 shown, in which the middle damping section against the initial section 41, the main section 43 and the electron beam 44 is offset to prevent coupling with the beam. Within this section, the helix can be wound with different pitches and radii. 4C shows a signal path 50 which is a modification of the signal path 40 according to FIG. 4B represents. In this case, the beam is in the attenuating section 52 between the starting section 51 and the main portion 53 surrounded by a conductive cylinder 54. Because the direct current potential of the cylinder and the signal path is made different, the mean speed becomes of the electron beam changed in the area of the cylinder.

Auf diese Weise ist die mittlere Geschwindigkeit des Elektronenstrahls verschieden von der Axialgeschwindigkeit der Welle.In this way, the mean speed of the electron beam is different from the axial speed the wave.

In Fig. 4 D ist eine Anordnung dargestellt, bei der die Axialgeschwindigkeit der Welle durch eine Änderung des den besonderen Abschnitt umgebenden Dielektrikums verändert wird. Zu diesem Zweck ist das Dielektrikum 64 im Abschnitt 62 zwischen dem Anfangsabschnitt 61 und dem Hauptabschnitt 63 der Wendel 60 zusätzlich angebracht, um. die Geschwindigkeit der Wellenfortpflanzung in diesem Abschnitt zu verlangsamen.In Fig. 4 D an arrangement is shown in which the axial speed of the shaft by a change of the dielectric surrounding the particular section is changed. For this purpose this is Dielectric 64 in section 62 between starting section 61 and main section 63 of FIG Helix 60 additionally attached to. the speed of wave propagation in this section to slow down.

Außer den Signalwegen in Form von Wendeln gibt es eine andere allgemeine Klasse von Signalwegen mit langsamen Wellen, die aus wellenleitenden Elementen bestehen. Solche Leiter sind als Filter bekannt. Fig. 5 zeigt in schematischer Form eine Wanderfeldröhre 300, bei der ein elektrischer Leiter vom Filtertyp verwandt ist. Ein Elektronenstrahl fließt von einem Elektronen-Strahlsystem 311 an einem Ende der Röhre zu einer Sammelelektrode 312 am entgegengesetzten Ende. Zur Kopplung mit dem Elektronenstrahl wird eine elektromagnetische Welle mit Hilfe eines Wellenleiters 313 zugeführt, welcher aus einem Leiter mit einer Reihe von seitlichen Schlitzen längs des Strahls besteht. An einem Ende des Leiters wird Wellenenergie zugeführt und am entgegengesetzten Ende vom Verbraucher abgenommen. Im Betrieb wirkt diese Röhre wie eine Wanderfeldröhre mit Wendel.In addition to helical signal paths, there is another general class of signal pathways slow waves, which consist of wave-guiding elements. Such conductors are known as filters. Fig. 5 Fig. 13 shows in schematic form a traveling wave tube 300 employing a filter-type electrical conductor is. An electron beam flows from an electron beam system 311 to one end of the tube Collecting electrode 312 at the opposite end. For coupling with the electron beam, a electromagnetic wave fed by means of a waveguide 313, which consists of a conductor with a series of side slots along the beam. At one end of the conductor there is wave energy supplied and removed from the consumer at the opposite end. Works in operation this tube like a traveling wave tube with a helix.

Es ist jedoch bekannt, daß eine solche Filterröhre lediglich eine andere Form der Wendelröhre darstellt, bei welcher der wendeiförmige Leiter für langsame Wellen durch eine andere Art von Schaltelement für langsame Wellen ersetzt ist. Die oben bei den wendelförmigen Leitern beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung einer Kombinationsrauschwelle lassen sich in entsprechender Weise bei Filterleitern verwirklichen.It is known, however, that such a filter tube is just another form of the helical tube, in which the helical conductor for slow waves by a different type of switching element for slow waves is replaced. Those according to the invention described above for the helical conductors Methods for generating a combination noise threshold can be used in a corresponding manner in the case of filter conductors realize.

In Fig. 6 A bis 6 D sind beispielhafte Anordnungen für die Dämpfung dargestellt, wie sie bei einem typischen Filterleiter angewendet werden können. Dieser besondere Leiter ist ein Wellenleiter, der aus einem Signalweg 70 mit einer Reihe von seitlichen Schlitzen 77 besteht, wie sie bei der Röhre in Fig. 5 dargestellt sind. Bei einem solchen Leiter besteht ein erfindungsgemäßes Mittel zur Änderung der Wellengeschwindigkeit in Richtung des Elektronenstrahls in einem bestimmten Abschnitt darin, die geometrische Form zu verändern. Bei dem in Fig. 6 A gezeigten iao Leiter ist der Abstand zwischen den Schlitzen im Dämpfungsabschnitt 72, der zwischen dem Anfangsabschnitt 71 und dem Hauptabschnitt 73 liegt,' anders ausgeführt, um die erwünschte Wirkung zu erreichen.In Fig. 6 A to 6 D exemplary arrangements for the damping are shown, as in a typical filter conductors can be used. This particular conductor is a waveguide that is made up of a signal path 70 with a series of side slots 77, as is the case with the tube in FIG are shown. In such a conductor there is a means according to the invention for changing the wave speed in the direction of the electron beam in a certain section in it, the geometric To change shape. In the iao conductor shown in Fig. 6A, the distance between the slots is im Damping section 72, which lies between the starting section 71 and the main section 73, is different performed to achieve the desired effect.

Bei der Anordnung der Fig. 6 B wird die sich aufschaukelnde Wechselwirkung dadurch verhindert, daßIn the arrangement of FIG. 6B, the swaying interaction is prevented in that

der Dämpfungsabschnitt 82 zwischen dem Anfangsabschnitt 81 und dem Hauptabschnitt 83 versetzt angeordnet ist, um die Kopplung mit dem Elektronenstrahl zu begrenzen.the damping section 82 is offset between the starting section 81 and the main section 83 is arranged to limit coupling with the electron beam.

Fig. 6 C zeigt eine andere Anordnung zur Veränderung der Wellenfortpflanzungsgeschwindigkeit. Bei diesem Beispiel sind die Schlitze 97 im Dämpfungsabschnitt 102 zwischen dem Anfangsabschnitt 101 und dem Hauptabschnitt 103 mit einem Dielektrikum ausgefüllt, um die Geschwindigkeit der Welle zu verlangsamen.Fig. 6C shows another arrangement for changing the wave propagation speed. In this example, the slots 97 in the cushioning section 102 are between the starting section 101 and the main portion 103 filled with a dielectric to increase the speed of the shaft slow it down.

Bei der Anordnung der Fig. 6 D wird die sich aufschaukelnde Wechselwirkung durch Veränderung dei Geschwindigkeit des Elektronenstrahls im Bereich derIn the arrangement of FIG. 6 D, the swaying interaction is achieved by changing the dei Speed of the electron beam in the range of

¹S Rauschdämpfung verhindert. Zu diesem Zweck ist der Dämpfungsabschnitt 92 des Leiters 90 gegen den Anfangsabschnitt 91 und den Hauptabschnitt 93 durch isolierende Streifen 94 isoliert. Außerdem arbeitet' der Abschnitt 92 mit einem Gleichstrompotential, das mit Hilfe der Spannungsquelle 95 verschieden von dem Potential der übrigen Abschnitte gemacht ist, wobei eine andere Beschleunigungsspannung für den Elektronenstrahl innerhalb des Dämpfungsabschnitts entsteht, so daß sich eine andere mittlere Geschwindigkeit ergibt. ¹ S Noise attenuation prevented. For this purpose, the damping section 92 of the conductor 90 is insulated from the starting section 91 and the main section 93 by insulating strips 94. In addition, the section 92 operates with a direct current potential which is made different from the potential of the other sections with the aid of the voltage source 95, a different acceleration voltage for the electron beam being created within the damping section, so that a different mean speed results.

Die beschriebenen Anordnungen stellen nur wenige der möglichen Ausführungsformen dar. Zahlreiche weitere Anordnungen können von einem mit diesem Gebiet der Technik vertrauten Fachmann vorgeschlagen werden, ohne vom Wesen und Ziel der Erfindung abzuweichen.The arrangements described represent only a few of the possible embodiments. Numerous other arrangements may be suggested by one of skill in the art without departing from the essence and aim of the invention.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: i. Verstärkeranordnung unter Verwendung einer Wanderfeldröhre, bei der die Verstärkung einer Signalwelle durch eine sich aufschaukelnde Wechselwirkung zwischen dem elektromagnetischen Feld einer längs eines Signalwellenweges sich fortpflanzenden Mikrowelle und einem von einer Elektronenquelle herrührenden Elektronenstrahl erzielt wird und bei der der Signalweg aus einem Anfangs-, einem Mittel- und einem Endabschnitt besteht und die Anordnung so getroffen ist, daß im Mittelabschnitt keine oder eine verminderte Wechselwirkung zwischen Elektronenstrahl und Hochfrequenzsignalwelle, sondern gegebenenfalls eine Dämpfung stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Elektronen des Strahls sowie die Phasengeschwindigkeit einer in der Längsrichtung fortschreitenden Well© so bemessen sind, daß nur längs des Anfangsund Hauptabschnittes eine Wechselwirkung auftritt, wobei die Rauschschwankungen an dem Elektronenstrahl eine Rauschwelle hervorrufen, deren größer werdende Komponente längs des Anfangsabschnittes praktisch synchron mit den entsprechenden Rauschschwankungen des Elektronenstrahls fortschreitet, während in dem Mittelabschnitt die Rauschwelle gedämpft Wird und mit Bezug auf Rauschschwankungen des Elektronenstrahls eine Phasenverschiebung erfährt, um die größer werdende Komponente der Rauschwelle am Beginn des Hauptabschnittes, die durch Rauschmodulation des Elektronenstrahls hervorgerufen wird, zu löschen.i. Amplifier arrangement using a traveling wave tube in which the gain of a signal wave through a billowing interaction between the electromagnetic Field of a microwave propagating along a signal wave path and an electron beam originating from an electron source is achieved and in which the Signal path consists of a start, a middle and an end section and the arrangement is like this What is struck is that in the central section there is no or a reduced interaction between the electron beam and high-frequency signal wave, but optionally an attenuation takes place thereby characterized in that the velocity of the electrons of the beam as well as the phase velocity a longitudinally advancing corrugation © are dimensioned so that only along the beginning and Main section an interaction occurs, the noise fluctuations at the Electron beam cause a noise wave, the component of which increases along the Initial section practically synchronous with the corresponding noise fluctuations of the electron beam advances, while in the middle section the noise wave is attenuated and with With respect to noise fluctuations in the electron beam, a phase shift is experienced by the increasing component of the noise wave at the beginning of the main section caused by noise modulation of the electron beam is caused to be extinguished. 2. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalweg aus einer Wendel besteht, deren Mittelabschnitt eine größere Steigung der Wendelwindungen besitzt als die anderen Abschnitte der Wendel.2. Amplifier arrangement according to claim 1, characterized in that the signal path consists of consists of a helix, the middle section of which has a greater pitch of the helix turns than the other sections of the helix. 3. Vers'tärkeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalweg aus einer Wendel besteht, bei der der Windungsradius des Mittelabschnitts größer als der Windungsradius der anderen Abschnitte der Wendel ist.3. Booster arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the signal path consists of a helix in which the winding radius of the central section is larger than the turn radius of the other sections of the helix. 4. Verstärkeranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signal weg aus einer Wendel besteht, deren Mittelabschnitt einen größeren Abstand vom Elektronenstrahl als die anderen Abschnitte der Wendel aufweist.4. Amplifier arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the signal path consists of a helix, the middle section of which is a larger distance from the electron beam than the other sections of the filament. 5. Verstärkeranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalweg aus einer Wendel besteht, deren Mittelabschnitt von einem dielektrischen Material umgeben ist, das von dem dielektrischen Material verschieden ist, welches die anderen Abschnitte der Wendel umgibt. go5. Amplifier arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the signal path consists of a helix, the middle section of which is of a dielectric Material is surrounded which is different from the dielectric material which the surrounding other sections of the helix. go 6. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalweg aus einem massiven Leiter mit einer Reihe von seitlichen Schlitzen besteht, deren offene Enden an den Weg des Elektronenstrahls angrenzen, wobei die Schlitze des Mittelabschnitts parallel zum Elektronenstrahl größere Abstände voneinander aufweisen als die Schütze der anderen Abschnitte des massiven Leiters.6. Amplifier arrangement according to claim 1, characterized in that the signal path consists of consists of a solid conductor with a series of side slots, the open ends of which are attached adjoining the path of the electron beam, with the slits of the central section parallel have greater distances from each other to the electron beam than the contactors of the other Sections of the massive head. 7. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalweg aus einem massiven Leiter mit einer Reihe von seitlichen Schlitzen besteht, deren offene Enden an den Weg. des Elektronenstrahls angrenzen, und daß die offenen Enden des Schlitzes des Mittelabschnitts einen größeren seitlichen Abstand vom Weg des Elektronenstrahls aufweisen als die offenen Enden der anderen Abschnitte des massiven Leiters.7. Amplifier arrangement according to claim 1, characterized in that the signal path consists of consists of a solid conductor with a series of side slots, the open ends of which are attached the way. of the electron beam, and that the open ends of the slot of the central portion have a greater lateral distance from the path of the electron beam than the open ends of the other sections of the massive head. 8. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, 6 oder y, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze des Mittelabschnitts mit einem dielektrischen Material ausgefüllt sind, das verschieden von dem dielektrischen Material in den Schlitzen der anderen Abschnitte ist.8. Amplifier arrangement according to claim 1, 6 or y, characterized in that the slots of the central section are filled with a dielectric material which is different from the dielectric material in the slots of the other sections. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung ρ 53970 VIIIc/2igD; französische Patentschriften Nr. 951204,969 886, 237, 934220;Considered publications:
German patent application ρ 53970 VIIIc / 2igD; French Patent Nos. 951 204,969 886, 237, 934220; schweizerische Patentschrift Nr. 233 052;
Proceedings of the I.R.E., 1948, S. 19 bis 23.Swiss Patent No. 233 052;
Proceedings of the IRE, 1948, pp. 19-23. Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings ® 609514/355 5.56 (709 671/17 9.57)® 609514/355 5.56 (709 671/17 9.57)