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Anordnung zur Gegentaktmodulation eines Hochfrequenzgenerators.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Gegentaktmodulation eines Hochfrequenzgenerators, insbesondere eines Magnetrons, mit Hilfe einer einzigen Modulationsröhre. Es wurde bereits vorgeschlagen, eine Magnetronröhre, deren Anode durch zwei oder mehrere Schlitze in einzelne Segmente geteilt ist nicht im Gleichtakt, sondern im Gegentakt zu modulieren. Insbesondere wurde vorgeschlagen, die Anodensegmente in zwei Gruppen zusammenzufassen und jede Gruppe durch eine besondere Parallelröhre zu modulieren. Diesem Verfahren haften naturgemäss alle jene Nachteile an, die von der normalen Parallelröhrenmodulation her bekannt sind. Es bedeutet insbesondere eine erhebliche Belastung, dass die Parallelröhre zumindest die gleiche Grösse wie die von ihr gesteuerte Senderröhre haben muss und dieselbe Anodenleistung wie diese verbraucht.
Im Falle des Schlitzanodenmagnetrons gilt diese Regel in der Form, dass die Parallelröhre die gleiche Leistung wie die von ihr modulierte Segmentgruppe besitzen muss.
Diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung vermieden, indem nur ein einziges Modulationsrohr in einer Art BrÜckenschaltung die den Segmenten oder Segmentgruppen der Magnetronröhre zugeführten Anodenspannungen im Gegentakt steuert. Zu diesem Zwecke wird das Modulationsrohr nicht, wie bisher üblich, parallel zu der Senderröhre, sondern zwischen die zu den im Gegentakt arbeitenden Anodensegmenten führenden Zuleitungen geschaltet. Die an der Modulationsröhre gelieferten Wechselspannungen überlagern sich den Anodenspannungen und modulieren dieselben im Gegentakt.
Die Erfindung soll nunmehr an Hand der Zeichnung eingehend erläutert werden. Es bedeutet M eine Magnetronröhre mit einer Kathode K und zwei Anodensegmenten ssi, . Der Anodenschwingungskreis besteht aus einem Parallelleitersystem L, welches mittels einer verschiebbaren Brücke B abgestimmt werden kann. Der beliebig ausgebildete Ausgangskreis wird zweckmässigerweise symmetrisch an das Parallelleitersystem angekoppelt. Die beiden Anodensegmente sind unter Vorsehaltung von Wider-
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der negative Pol der Anodenspannungsquellen wie üblich an der Kathode liegt. Die beiden Wider- stände W1 und W2 werden im Falle einer Spraehmodulation zweckmässig als Eisendrosseln ausgebildet.
Zwischen den beiden Anodensegmenten 81 und 82 liegt die Modulationsröhre R derart, dass die Kathode sich auf dem Potential Ea1 und die Anode auf dem Potential Ea2 befindet. Die Röhre R enthält zweck- mässig eine indirekte geheizte Kathode, welche über einen Heiztransformator Th aus dem Wechselstromnetz gespeist wird. Die Modulationsspannungen werden über einen zweiten Transformator Tm dem Gitterkreis der Modulationsröhre aufgedrückt.
Damit die Modulationsröhre die zum Betriebe erforderliche Anodenspannung erhält, muss die Spannung Ea, kleiner sein alsEa. In der Regel ist es jedoch erwünscht, den beiden Anodensegmenten dieselbe Anodenspannung zuzuführen bzw. die Differenz der
Anodenspannungen kleiner zu machen als die an der Modulationsröhre wirksame Anodenspannung.
Zu diesem Zwecke wird in die an das Potential Ea2 angeschlossene Anodenleitung ein Ohmscher Wider- stand eingeschaltet, der durch einen Kondensator Mg mit grosser Kapazität überbrückt wird, um eine
Beeinträchtigung der Modulation zu verhindern. Die zum Betriebe der Modulationsröhre R erforderliche
Spannungsdifferenz kann auch durch Einschaltung einer ähnlichen Widerstands-Kapazitäts-Kombination
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Die Wirkungsweise dieser Modulationsschaltung ist derart, dass sich der innere Widerstand der Modulationsrohre R nach Massgabe der ihrem Gitterkreis zugeführten Modulationsspannungen ändert und das im unmodulierten Zustand bestehende Brüekengleichgewicht stört, indem sich die durch dieAusgleichsströme über den Querwiderstand der Röhre R an den Drosseln W1, W2 verursachten Wechselspannungen den den Anodensegmenten zugeführten Speisespannungen überlagern.
Betrachtet man jE < --ss- - W2-Ea2 als geschlossenen Stromkreis, so fliessen in demselben bei einem bestimmten Augenblickswert des Modulationsvorganges die durch die Pfeile bezeichneten Modulationsströme und man erkennt, dass die Spannungsabstände an Wl und W2 gegenphasig in bezug auf die Gleichvorspannungen der Anodensegmente S1, S2 sind.
Bezüglich der Grösse der Modulationsröhre R lässt sich sagen, dass ihr innerer Widerstand nur mit dem Widerstand, der zwischen den Anodensegmenten besteht und etwa aus der Reihenschaltung der beiden Anodensegment-Kathoden-Strecken zusammengesetzt gedacht werden kann, vergleichbar sein soll. Die an der Modulationsröhre R wirksame Anodenspannung ist so zu wählen, dass die maximalen Modulationsspannungen, die nur einen Bruchteil der Anodenspannung betragen, noch innerhalb des linearen Teiles der Kennlinie der Röhre R bleiben.
Da mithin die Anodenspannung von R viel kleiner und der innere Widerstand grösser sein kann als bei der normalen Parallelröhrenmodulation, so wird in der Röhre R eine weitaus kleinere Leistung verbraucht, selbst dann, wenn man die zur Erzeugung der Spannungsdifferenz Ea-jE benötigten Leistungsverluste in den Widerständen W3 und W4 be- rücksichtigt.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht nur auf die Modulation eines Schlitzanodenmagnetrons beschränkt, sondern kann ebenso auch die Gegentaktmodulation zweier in einer hochfrequenten Gegenschaltung oder Parallelschaltung arbeitender Röhren, mögen es nun Magnetrons, Bremsfeldröhren oder normale Drei-Elektroden-Röhren in beliebiger Selbsterregungsschaltung sein, ausführen. Die in der Zeichnung dargestellte Schaltung ändert sich dann lediglich in der Weise, dass an Stelle der Segmente 81 und 82 die Anoden der betreffenden Generatorröhren treten.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Anordnung zur Gegentaktmodulation eines Hochfrequenzgenerators, insbesondere eines Schlitzanodenmagnetrons, unter Verwendung einer einzigen Modulationsröhre, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationsröhre (R) als Querwiderstand zwischen die beiden Anoden (81, 82) bzw. Anodengruppen des Hochfrequenzgenerators, denen die Anodenspannungen über Vorschaltwiderstände (Wl, W2) zugeführt werden, eingeschaltet ist.
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Arrangement for push-pull modulation of a high frequency generator.
The invention relates to an arrangement for push-pull modulation of a high-frequency generator, in particular a magnetron, with the aid of a single modulation tube. It has already been proposed to modulate a magnetron tube, the anode of which is divided into individual segments by two or more slits, not in common mode but in differential mode. In particular, it has been proposed to combine the anode segments into two groups and to modulate each group by a special parallel tube. This process naturally has all of the disadvantages that are known from normal parallel tube modulation. In particular, it means a considerable burden that the parallel tube must have at least the same size as the transmitter tube controlled by it and consume the same anode power as it.
In the case of the slit anode magnetron, this rule applies in the form that the parallel tube must have the same output as the segment group it modulates.
These disadvantages are avoided by the present invention in that only a single modulation tube controls the anode voltages supplied to the segments or segment groups of the magnetron tube in a push-pull manner in a type of bridge circuit. For this purpose, the modulation tube is not connected in parallel to the transmitter tube, as was previously the case, but between the feed lines leading to the push-pull anode segments. The alternating voltages supplied to the modulation tube are superimposed on the anode voltages and modulate them in push-pull.
The invention will now be explained in detail with reference to the drawing. M means a magnetron tube with a cathode K and two anode segments ssi,. The anode oscillation circuit consists of a parallel conductor system L, which can be adjusted by means of a movable bridge B. The arbitrarily designed output circuit is expediently coupled symmetrically to the parallel conductor system. The two anode segments are provided with resistance
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the negative pole of the anode voltage sources is, as usual, at the cathode. In the case of speech modulation, the two resistors W1 and W2 are expediently designed as iron chokes.
The modulation tube R is located between the two anode segments 81 and 82 such that the cathode is at the potential Ea1 and the anode is at the potential Ea2. The tube R expediently contains an indirectly heated cathode which is fed from the alternating current network via a heating transformer Th. The modulation voltages are applied to the grid circle of the modulation tube via a second transformer Tm.
So that the modulation tube receives the anode voltage required for operation, the voltage Ea, must be less than Ea. As a rule, however, it is desirable to supply the two anode segments with the same anode voltage or the difference in the
To make anode voltages smaller than the anode voltage effective at the modulation tube.
For this purpose, an ohmic resistor is switched into the anode line connected to the potential Ea2, which is bridged by a capacitor Mg with a large capacity by one
To prevent impairment of modulation. The necessary to operate the modulation tube R.
Voltage difference can also be achieved by using a similar resistance-capacitance combination
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The mode of operation of this modulation circuit is such that the internal resistance of the modulation tubes R changes according to the modulation voltages supplied to their grid circuit and the bridge equilibrium existing in the unmodulated state is disturbed by the equalization currents caused by the transverse resistance of the tube R at the chokes W1, W2 Superimpose alternating voltages on the supply voltages supplied to the anode segments.
If one considers jE <--ss- - W2-Ea2 as a closed circuit, the modulation currents indicated by the arrows flow in the same at a certain instantaneous value of the modulation process and one recognizes that the voltage spacings at W1 and W2 are out of phase with respect to the DC bias voltages of Anode segments S1, S2 are.
With regard to the size of the modulation tube R, it can be said that its internal resistance should only be comparable with the resistance that exists between the anode segments and can be thought of as being composed of the two anode segment-cathode lines connected in series. The anode voltage effective at the modulation tube R is to be selected so that the maximum modulation voltages, which are only a fraction of the anode voltage, still remain within the linear part of the characteristic curve of the tube R.
Since the anode voltage of R can therefore be much smaller and the internal resistance greater than with normal parallel tube modulation, a much smaller power is consumed in the tube R, even if the power losses required to generate the voltage difference Ea-jE are included in the Resistors W3 and W4 taken into account.
The method according to the invention is not only limited to the modulation of a slot anode magnetron, but can also carry out the push-pull modulation of two tubes operating in a high-frequency counter-circuit or parallel circuit, be it magnetrons, brake field tubes or normal three-electrode tubes in any self-excitation circuit. The circuit shown in the drawing then only changes in such a way that the anodes of the generator tubes in question take the place of segments 81 and 82.
PATENT CLAIMS:
1. Arrangement for push-pull modulation of a high-frequency generator, in particular a slot anode magnetron, using a single modulation tube, characterized in that the modulation tube (R) acts as a transverse resistor between the two anodes (81, 82) or groups of anodes of the high-frequency generator, to which the anode voltages are connected via series resistors ( Wl, W2) are supplied, is switched on.