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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS A DECHARGE ELECTRONIQUE.
La présente invention est relative à des perfectionne- ments aux appareils à décharge électronique et particulièrement à ceux destinés à fonctionner à de très hautes fréquences.
L'objet de l'invention est d'établir un appareil de ce type, susceptible de présenter une grande puissance;de sortie aux très hautes fréquences et disposé sous une forme efficace et peu encombrante, de manière à pouvoir être connecté aisément avec d'autres tubes du même type.
Selon certaines caractéristiques de l'invention, un résonateur creux est disposé de manière à ce que ses parois tra- versent'l'enveloppe de l'ampoule vidée et soient en relation élec- trique avec les différentes électrodes disposées à l'intérieur de ladite enveloppe. L'une des caractéristiques de l'invention est la disposition de l'une des parois du résonateur ou d'une surface reliée à ladite'paroi, à proximité immédiate d'une paroi de l'a-. node du tube ou d'une surface reliée avec ladite anode, à l'inté-
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ri@ de l'enveloppe, pour assurer un couplage capacitaire, in- te durement à l'ampoule, entre l'anode et la cavité résonnante.
Un @elle disposition permet l'accord ou le réglage du résonateur à 'extérieur de l'enveloppe vidée tout en assurant l'avantage d'un couplage capacitaire à l'intérieur de l'enveloppe, où ledit cc lage peut être effectué plus efficacement. Ce qui précède per- me: de maintenir éloignée de la cavité la haute tension continue de l'mode, ce qui réduit au minimum les problèmes d'isolement, et peumet de donner au résonateur de petites dimensions, pour un finctionnement à haute fréquence.
Une autre caractéristique de l'Unvention réside en ce qu'une cavité résonnante est formée à p@@ir des bornes respectives des électrodes du tube, sous forme de -igné résonnante aboutissant près des bornes du filament ou de la athode de l'ampoule, de sorte que lesdites bornes et les pa- r la du résonateur de l'un des tubes peuvent être facilement con- n ctées avec les mêmes éléments d'un tube identique.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- oviption détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui i présentent, à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes d mise en oeuvre de l'invention.
La figure 1 représente en coupe longitudinale un appa- @ réalisant certains principes de l'invention.
La figure 2 montre la manière dont on peut relier en- a able deux appareils identiques à celui de la figure 1.
La figure 3 est une modification du dispositif de la aure1.
La figure 4 représente une autre réalisation.
La figure 5 est une coupe longitudinale partielle d'un ppareil comportant un résonateur creux réglable qui peut être utilisé au lieu de celui représenté à la figure 4.
La figure 6 est une coupe transversale suivant la @igne 6-6 de la figure 5.
La figure 7 est une coupe longitudinale partielle d'un
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appareil comportant un résonateur creux'réglable d'une forme différente, qui peut être utilisé au lieu de celui représenté à la figure 5. "
La construction. représentée à la figure 1 comprend un filament central 10, constituant la cathode et relié de la maniè- re habituelle avec une connexion de prise médiane11 du filament, et les connexions extrêmes 12 e't 13 dudit' filament, qui sortent du tube à travers l'extrémité de la paroi, isolante'14-, composée d'une substance vitreuse à travers laquelle les connexions sont scellées. La grille.15 est du type cylindrique.
Elle peut être formée d'une manière bien connue quelconque et disposée suivant un cylindre concentrique autour du filament, où elle est maintenue en position-par'l'élément de support conique, 16 qui traverse un, scellement oblique annulaire 17 dans la: paroi du tube.' L'anode 18 est de construction cylindrique;'' elle entoure concentriquement la grille et le' filament et est fermée à son extrémité extérieure 19. Des ailettes à radiation calorifique 20 s'étendent extérieure- ment à partir du sommet de ladite extrémité 19, lesdites ailettes étant disposées-radialement par rapport à l'axe longitudinal. Un cylindre 20a peut entourer les ailettes pour assurer le passage d'un courant d'air de refroidissement.
La paroi du tube à'vide est scellée à la périphérie du cylindre 20a au moyen de l'élément de scellement'annulaire 21, scellé à la paroi de verre de l'am- poule. :
L'élément conique 16 terminant la 'grille forme la paroi intérieure d'une ligne,résonnante ou cirçuit résonnant de type concentrique,'dont la 'paroi extérieure est formée par un élément analogue 22, qui passe dans le tube à travers le scellement 23.
Les parois de ladite ligne résonnante sont de préférence incur- vées, en un point situé immédiatement à la sortie de l'ampoule, comme représenté, de sorte que lesdites'parois prennent une forme pratiquement cylindrique vers l'extrémité de lad'it'e ligne.
L'extrémité dé ladite ligne concentrique peut être soit fermée
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soit ouverte, suivant les besoins, et sert à accorder le circuit anodique, d'une manière bien connue, sur une fréquence déterminée par les dimensions de ladite ligne.
Pour obtenir un couplage capacitaire convenable entre la paroi 22 et l'anode, on a disposé le bord inférieur de ladite paroi à proximité immédiate de l'extrémité ouverte de l'anode, ladite extrémité étant biseautée en 24, pour assurer une surface sensiblement parallèle au bord conique adjacent de la paroi 22, lesdites surfaces parallèles constituant les armatures du conden- @ateur de couplage, dans le vide.
Il est généralement désirable d'accorder également le circuit grille-cathode et l'on peut y parvenir en reliant à la connexion médiane 11 du filament un cylindre coaxial 50 qui peut être fixé à ladite connexion médiane à l'aide d'organes de con- cexion convenables 51. Les cylindres 50 et 16 forment une ligne coaxiale qui, par ses dimensions, est susceptible d'accorder le ircuit grille--filament. Il peut être désirable de monter des condensateurs shunt 52 et 53 entre les connexions 12 et 13 du fi- lament d'une part, et le cylindre 50 d'autre part, de manière à .'aciliter le fonctionnement. On peut utiliser, à cet effet, un connu quelconque de condensateurs à très haute fréquence.
La construction permet de relier ensemble aisément ,,eux appareils du type de celui de la figure 1, de la manière représentée à la figure 2, sur laquelle l'extrémité de la ligne 'accord de l'un des tubes, comportant les parois 16 et 22, est représentée disposée bout à bout avec l'extrémité de la ligne d'accord, comportant les parois 16' et 22' d'un second tube. Les cylindres coaxiaux 50 et 50' des deux tubes sont alignés de la même manière. Lesdits cylindres alignés l'un par rapport à l' autre peuvent être joints à l'aide de cylindres, superposés 55, 56, et 57, de sorte que les tubes respectifs peuvent être rappro- chés ou éloignés l'un de l'autre pour diminuer ou augmenter la longueur des lignes coaxiales qui sont alors comprises entre les
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deux tubes.
Les connexions du filament 11, 12 et 13 du premier 'tube peuvent être montées en parallèle avec les connexions cor- respondantes 11', 12' et 13' du filament du second tube, à l' aide de conducteurs souples 58,59 et 60 et les connexions de chauffage des filaments 61, 62 et 63 peuvent être amenées auxdits conducteurs flexibles, à travers une canalisation convenable 64, traversant les cylindres 55, 56 et 57. Si ladite connexion est en matière isolante, elle peut être adaptée étroitement à l'inté- rieur des cylindres conducteurs.
La figure 3 représente une variante du dispositif de la jonction 'de la ligne résonnante au tube et de son couplage avec l'anode dudit tube. Dans;ladite variante,.la grille est re- liée à un anneau 30 scellé entre les pièces en verre du tube à l'aide de rebords 31 et 32. Il est prévu, de plus, un second an- neau 33, scellé d'une manière analogue entre les parties de verre du tube à l'aide des rebords 34 et 35. Les parois 36 et 37 de la ligne résonnante sont reliées respectivement avec les deux anneaux
30 et 33. La capacité de couplage entre la paroi 37 et l'anode
39 est formée par l'élément incurvé ou de forme générale conique
38 se projetant hors de l'anneau 33 intérieurement au tube et ad- jacent à l'extrémité de l'anode 39, biseautée en 40 pour corres- pondre à la-surface immédiatement adjacente de l'élément 38.
,La figure 4 représente une'autre disposition de la ca- vité résonnante et de la capacité de 'couplage, conformément à certains principes de l'invention. Ici,.la cavité 70 est de for- me toroidale 'et traverse l'enveloppe de verre aux scellements 71 et 72. L'une-des parois de ladite cavité est reliée à la grille de commande à l'intérieur du tube comme à la figure 1, et l'autre paroi de ladite cavité est recourbée en'un cylindre 73 à l'inté- rieur de l'ampoule, de sorte que ledit cylindre 73 entoure étroi- tement l'anode cylindrique 78, en formant avec elle une capacité.
Au cours de la construction du résonateur .correspondant à cette dernière .figure, aussi bien que précédemment, il y a lieu d'éviter
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:oigneusement des angles vifs qui auraient tendance à introduire -ne résistance indésirable. Par exemple, les angles 74,75, 76 et 77 sont soigneusement arrondis.
La figure 5 représente un tube muni d'un résonateur greux réglable en vue de son accord, résonateur qui peut être uti- isé au lieu de celui représenté à la figure 4. Les parois laté- "ales 70a et 70b dudit résonateur, extérieures à l'enveloppe vidée, @ont munies de filetages en spirale identiques 78a et 78b. Un gessort spirale 79 dont les extrémités se superposent s'étend entre -es filetages correspondants desdites parois. L'une des extrémités adit ressort est élargie et insérée entre les filetages en 80, our faire un contact élastique avec l'autre extrémité. Ainsi, en --;plaçant l'élément 79 autour de la spirale son diamètre peut être augmenté ou diminué d'une quantité correspondante, ce qui modifie .e diamètre de la cavité (voir figure 6).
Un autre dispositif, permettant de faire varier les di- mensions de la cavité, est représenté à la figure 7, sur laquelle l'une des parois de ladite cavité est munie d'un filet annulaire en 82, sur l'un des côtés duquel est fixé, par exemple par brasure, un anneau 83 fileté et recevant le filet 84 d'un élément cylindri- que 85. Pour éviter la présence d'angles vifs à l'intérieur de la cavité, présence indésirable au point de vue électrique, on peut fixer, par exemple par brasure, à l'intérieur de la paroi de la cavité, des éléments à ressort annulaires 86 et 87 qui assurent un contact par frottement avec les périphéries extérieure et in- térieure du cylindre 85.
Grâce à ce dispositif, on peut faire varier la dimension de la cavité, en faisant tourner l'élément an- nulaire pour augmenter ou diminuer sa saillie.
On comprendra que, dans l'une quelconque des réalisa- tions, la partie de la cavité extérieure à l'enveloppe peut être distincte et être fixée à celle traversant l'enveloppe, par exem- ple par brasure, sans qu'il soit nécessaire qu'elle provienne de la même feuille de métal,que la partie intérieure à l'enveloppe.
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L'insertion de la capacité de couplage entre la ligne ou cavité résonnante et l'électrode du tube est nécessaire pour permettre l'application de tensions continues différentes auxdites électrodes. L'utilisation de l'anode elle-même comme l'une des armatures de la capacité de couplage entre ladite anode et la ca- vité d'accord, comme dqns les réalisations ci-dessus, constitue un moyen très efficace d'assurer le couplage capacitaire, étant donné que.l'anode offre une surface relativement importante à proximité de la paroi du récipient près duquel l'élément de con- nexion au circuit oscillant peut être aisément monté.
La position des armatures du condensateur de couplage, intérieurement à l'am- poule vidée offre en outre l'avantage que 'lesdites armatures peu- vent être rapprochées l'une de l'autre, sans risque de production d'étincelles entre elles, ce qui pourrait sé produire à l'air li- bre. Ce qui précède permet de rendre plus grande la capacité de couplage, d'où une diminution désirable de la chute de tension à travers elle.
Les réalisations de l'invention, dans lesquelles la cavité ou ligne résonnante est amenée à travers le verre à l'ex- .térieur du récipient, la capacité:de couplage étant placée à l' intérieur dudit récipient, sont particulièrement avantageuses étant donné qu'on peut accorder la partie extérieure, soit en faisant varier la longueur de la ligne, 'soit en ajustant les di- mensions de la cavité, dans le cas du type représenté à la figure 5.
En même temps, on conserve l'efficacité du couplage capaci- taire intérieur au récipient. , L'utillsation du couplage capaci- , taire entre la cavité et l'anode est particulièrement avantageuse, étant donné qu'elle permet de maintenir,' à l'extérieur de la cavi- té, la haute tension continue généralement appliquée à l'anode, ce qui simplifie grandement les problèmes soulevés par;'l'isolement, et permet d'utiliser des cavités de petites dimensions, ce qui est une nécessité en haute fréquence.:
En maintenant la haute tension continue anodique à l'extérieur de la cavité, on peut placer celle-
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ai plus près de la cathode, c'est-à-dire que la partie de verre atuée entre la cathode, et la cavité, est plus courte que dans des dispositifs antérieurs et, étant donné que la haute tension ontinue est appliquée entre l'anode et la paroi de la cavité, ,-isolement nécessaire entre ces deux éléments peut être assuré ar une partie de l'enveloppe de verre suffisamment longue entre la cavité et l'anode. De cette manière, les fortes tensions con- lnues sont écartées de la partie de verre située entre les deux aarois de la cavité, de sorte que la seule tension existant à tra- ers ladite partie de verre est la tension de signal ou tension .scillante entre l'anode et la grille.
Ce qui précède permet de rapprocher extrêmement les deux parois de la cavité, d'où la pos- @ibilité d'utiliser une cavité de petites dimensions, accordable de très hautes fréquences.
Letube peut être utilisé de toute manière bien connue ,,-]-conque, par exemple comme amplificateur ou comme oscillateur. orme il est bien connu, pour faire osciller le tube, il est seu- ment nécessaire de proportionner les éléments, de telle manière une réaction suffisante pour entretenir les oscillations soit appliquée par le circuit d'anode au circuit grille-cathode. La montie de l'énergie peut s'effectuer d'une manière pratique et osmode. Par exemple, on peut placer une boucle dans la cavité et eoueillir l'énergie à travers une ligne concentrique, Un tel ispositif est représenté à la figure 1, où le conducteur en bouc- le 90 est fixé intérieurement à la paroi 22 et sort à travers la canalisation concentrique 91.