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Dispositif comportant un tube magnétron.
L'invention concerne un dispositif équip é d'un tube ma- gnétron, dans lequel l'enveloppe vide d'air du tube est en matière isolante. De tels dispositifs s'utilisent entre autres pour la pro- duction d'oscillations électriques de fréquence ultra-élevée,
En pratique,de tel s dispositifs présentent l'inconvénient que, par suite de fluctuations dans les tensions d'alimentation et/ ou par suite de tensions de modulations, la fréquence des oscilla- tions engendrées par le tube présente de trop grandes variations. tube
Lorsqu'on monte en parallèle avec le/magnétron un circuit accordé, à amortissement suffisamment petit du circuit, la fréquence des oscillations engendrées se trouvera à proximité de la fréquence de résonance du circuit.
Cependant, la fréquence des oscillations engendrées et aussi déterminée par la construction du tube et par les tensions y appliquées, de sorte que, si les conditions d'exploitation changent, ,par suite de variations des tensions d'alimentation par exemple, la @
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fréquence des oscillations engendrées subit aussi une variation.
Plus l'amortissement du circuit accordé .est faible et plus la courbe de résonance de ce dernier est sélective, plus les varia- tions de la fréquence finalement obtenue sont petites, tandis que 1-,eT fet déterminant la fréquence du circuit est d'autant plus prononcé que le couplage entre le circuit et les électrodes de sortie du tube est plus serrée.
L'invention a pour but d'apporter des moyens permettant., dans un dispositif tel que menti.onné, d'utiliser un circuit à très faible amortissement tel qu'un résonateur à cavité comme impédance déterminant la fréquence, et cela de manière telle que le couplage en- tre le circuit et l'électrode de sortie soit maximum, tandis que les conducteurs d'amenée et autres ne provoquent pas d'amortissement com- plémentaire.
Suivant l'invention, ce résultat s'obtient dans un disposi- tif équipé d'un tube magnétron dont l'enveloppe vide d'air est faite en matière isolante, en utilisant un tube dont l'anode ou les secteurs anodiques n'entourent pas entièrement la cathode, tandis qu'extérieu- rement à l'enveloppe, à 1'endroit où la cathode n'est pas entourée par l'anode ou par les secteurs anodiques mentionnés, on a prévu au moins deux électrodes connectées à une impédance.
Suivant l'invention, l'installation se réalise, de préféren ce, de manière telle que les électrodes disposées à l'extérieur de l'enveloppe fassent partie d'un circuit accordé, par exemple d'un ré- sonateur à cavité.
L'invention sera décribeci-après en détail avec référence au dessin annexé, qui en représente quelques formes d'exécutions.
La figure 1 représente un tube magnétron 1 en coupe suivant un plan perpendiculaire à la cathode 2. A l'intérieur de l'enveloppe isolante 3, en verre par exemple, et parallèlement à cette enveloppe se trouve une anode 4 qui constitue une partie d'une surface cylindri- @ que essentiellement coaxiale à la cathode 2. Cette anode n'entoure cependant pas entièrement cette cathode et, à l'endroit où elle n'en- toure pas la cathode, on a prévu à proximité immédiate de la face ex-
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téri eure de la paroi en verre, et parallèlement à cette paroi, deux électrodes 6 et 7.
Une batterie 8 insérée dans la connexion reliant l'anode 4 à la cathode donne à cette anode une tension positive par rapport à la cathode. Les aeux électrodes 6 et 7 sont connectées à un circuit accordé, dont le point de symétri e 10 est mi s à la terre. on admet la présence d'un champ magnétique d'intensité usuel le, essentiellement parallèle à la cathode. En principe, le mode de fonctionnement est le même que celui de montages à magnétron connus, et peut se décrire brièvement comme suit.
Sous l'effet combiné du champ électrique entre la cathode et l'anode et du champ magnétique dont les lignes de force sont per- pendicualires aux lignes de force électriques, les électrons émis par la cathode chauffée parcourait des trajectoires entourant la cathode et, lorsqu'on applique aux électrodes 6 et 7 une tension alternative haute fréquence de fréquence appropriée, par suite des champs haute fréquence existant dans les fentes entre les électrodes 4, 6 et 7, le électrons seront répartis en groupes.
Pour autant que les rapports de phase aient les valeurs requises, les groupes d'électrons ainsi formés transmettront., par in- duction, de l'énergie aux électrodes 6 et 7, de sorte due les tensions initiales aux bornes des électrodes 6 et 7 seront amplifiées et le tu- be travaillera donc comme générateur.
Cornue on le sait, l'obtention de ce résulstat requiert une rel aticn déterminée entre l'intensité du champ électrique et celle du champ magnétique a'une part, et la fréquence d'accord du circuit 9 d'autre part. Par suite de l'énergie cédée, les électrons sont freinés de sorte qu'ils parviennent finalement à l'anode 4- qui fait office d'é lectrode collectrice.
La figure 2 représente un tel montage; dans l'enveloppe se trouvent cependant deux secteurs anodiques 4 et 5 et entre deux sec- teurs anodiques., placés à. l'intérieur de l'enveloppe se trouve toujour.
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une électrode extérieure à l'enveloppe. Pour le reste , le fonctionne ment de ce montage est identique à celui de la forme d'exécution re- présentée sur la figure 1 et ne requiert donc pas d'explications com- plémentaires.
Les dispositifs à tube magnétron connus, requièrent des conducteurs connectant le circuit accordé 9 aux électrodes auxquelles estempruntéel'énergie haute fréquence, conducteurs qui doivent tra- verser la paroi en verre du tube.
L'impédance de ces conducteurs affaiblit le couplage en- tre le circuit 9 et l'électrode de sortie du tube tandis que les per- tes, particulièrement notables aux fréquences élevées, provoquées par de tels conducteurs traversant du verre provoquent un nctable amor- tissement du circuit accordé, de sorte que la constance de la fréquen- ce du montage s'en trouve défavorablement influencée. Dans un di spo si - tif conforme à l'invention, les conducteurs reliant le circuit accordé à l'électrode prélévatrice ne traversent pas la paroi en verre, de sorte que les pertes mentionnées ne se produisent pa's. De plus, la section utile de ces conducteurs peut être choisie arbitrairement grande, de sorte que la constance de la fréquence est pour ainsi dire uniquement déterminé par les propriétés du circuit.
Une forme d'exécution particulièrement avantageuse d'un* dispositif conforme à l'invention, dans lequel les conducteurs d'ali- mentation sont entièrement supprimés, est montrée schématiquement sur la figure 3, où les électrodes extérieures à l'enveloppe font partie d'une cavité de résonance accordée 11. Une telle cavité de résonance présente un très faible amortissement et partant, une trè s grande sta- bilitë de fréquence. Etant donné que les conducteurs d'amenée sont supprimés, on peut exploi ter entièrement les propriétés avantageuses d'une telle cavité de résonance. L'énergie haute fréquence peut s'em- prunter au circuit, de manière connue, à l'aide d'une ligne de trans- mission 13 terminée par une boucl e 12.
Une ouverture prévue dans la cavité de résonance permet d'appliquer aux secteurs anodiques 4 et 5
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une tension positive par rapport à la cathode 2.
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Les figures 4a et 4b représentent une autre forme d'exé- cution du disposisitf conforme à l'invention, dans laquelle les élec- trodes disposées à l'extérieur de l'enveloppe font partie d'une ca- vité de résonance. En principe, le montage réalisé sous cette forme correspond au montage connu de la figure 4c, mais il en diffère ce- pendant par le fait que les quatre secteurs anodiques 4, 4-', 5 et 5' n'entourent pas complètement l'anode et qu'à l'endroit où la catho- de n'est pas entourée, on a prévu, à l'extérieur du tube, des élec- trodes, à savoir les électrodes 6, 6', 7 et 7'. Dans la figure 4c, les parties anodiques sont connectées à un circuit accordé 9, de ma- nière telle qu'un secteur anodique quelconque se trouve, par rapport aux .secteurs anodiques voisins, à une tension haute fréquence de sens opposé.
Dans la forme d'exécution réalisée conformémentà l'inven- tion, les quatre électrodes placées en dehors du tube sont connec- tées à une cavité de résonance 14 de manière telle qu'une excitation de la cavité de résonance produit sur :des électrodes voisines une tension haute fréquence de sens oppo sé.
Comme le montre la figure 4a, la cavité de résonance 14 est réalisée sous forme d'un cylindre creux sur les faces supérieure et inférieure duquel sont fixées deux électrodes 6, 7 et 6', 7' dis- posées radialement, de sorte que les distances entre les électrodes sont égales. La figure 4b représente la disposition du tube magné- tron par rapport à la cavité de .résonance, en une coupe p erp endi cu- laire à l'axe du cylindre. Le tube magnétron comporte quatre secteurs anodiques 4, 4', 5, 5' qui n'entourent pas entièrement la cathode, tandis que la cavité de résonance 12 est disposée, par rapport au tu- be, de manière telle que les électrodes 6, 6', 7 et 7' se trouvent à l'endroit où les parties anodiques citées n'entourent pas la ca- tho d e.
Etant donné que les tensions produites sur la face sup é - fleure et sur la face inférieure de la cavi té de résonance 12 sont
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toujours de phases opposées, il en est démine des tensions aux bor- nes des paires d'électrodes 6, 7 et 6', 7'. Les électrodes 6 et 7, tout comme les électrodes 6' et 7', sont toujcurs de même phase, de sorte qu'en principe, le montage correspond bien à celui de la figu- re 4c.
Dans les formes d'exécutions dessinées, les secteurs ano- diques dipo sés à l'intérieur du tube, auxquels on applique une ten- sion positive par rapport à la cathode, n'ont guère de tension alter- native haute fréquence. On peut cependant modifier le montage en in- sérant entre ces parties anodiques une impédance de façon à obtenir entre ces parties anodiques une tension alternative haute fréouence.
Dans ce cas, le circuit accordé connecté aux électrodes extérieures du tube restera déterminant au point de vue fréquence, car entre ces électrodes et le circuit accordé il n'existe pas de conducteurs, de sorte qu'il se produit, avec le circuit accordé, un couplage serré et exempt de pertes, fait qui ne se présente pas dans le cas où les électrodes sont disposées à l'intérieur du tube.
Confonmément à l'invention un dispo si tif monté de cette ma- nière peut servir à la transformation de la fréquence par exemple en accordant le circuit accordé, connecté aux électrodes disposées à l'extérieur du tube, à la double fréquence du circuit accordé connec- té aux parties anodiques internes.
Il est d'ailleurs évident que les montages conformes à l'invention conviennent aussi à l'amplification d'oscillations de fré- quence ultra élevée et que, dans certains cas, le nombre de parties anodiques logées à l'intérieur du tube et le nombre d'électrodes pré- vues à l'extérieur du tube, peuvent encore être augmentés.