CH194609A

CH194609A - Einrichtung zum Erzeugen von Hochfrequenzschwingungen mittels einer Elektronenröhre.

Info

Publication number: CH194609A
Authority: CH
Inventors: Aktiengesellschaft C Lorenz
Original assignee: Lorenz C Ag
Priority date: 1935-08-24
Filing date: 1936-08-13
Publication date: 1937-12-15

Description

Einrichtung zum Erzeugen von Nochfrequenzschwingungen mittels einer Elektronenröhre. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erzeugen von Ilochfrequenzsehwino-un- gen mittels Elektronenröhren, deren Anode aus zwei oder mehr Teilen besteht und die Kathode symmetrisch umschliesst. Längsdes Glühfadens ist ein magnetisches Feld wirk sam.

Die Erfindung gibt eine neue Betriebs weise und -die hierzu erforderliche Ausbil dung solcher Einrichtungen an.

Fig. 1 ist eine teilweise perspektivische, teilweise geschnittene, schematische Ansicht eines Beispiels der Erfindung; Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 3, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2. In beiden Schnittansichten sind noch Verbesserungen der Einrichtung nach Fig. 1 dargestellt.

Fig.4, in grösserem Massstube als Fig. 1 bis 3 gezeichnet, zeigt einen Schnitt durch einen der Leiter des Schwingungskreises,der Einrichtung. Die Elektronenröhre 1 hat ,eine Anode, die aus zwei Zylinderteilen 2 besteht. Ihre Kathode ist ein Glühfaden 3, der in der Achse des Zylinders 2,

2 liegt. Eine @Strom- quelle 4 dient zum Heizendes Glühfadens 3. Das Magnetfeld, das längs des Glühfadens wirkt, ist das eines Elektromagnetes 5. In Reihe mit der Stromquelle 6 des Magnetes 5 ist ein regelbarer Widerstand 7 angeordnet. An den Anodenteilen 2 ist je ein Blech 8 befestigt. Die Bleche 8 sind durch eine ver schiebbare Brücke 9 miteinander verbunden. Die Anordnung 8, 9 ist der als Lechersystem bekannte Schwingungskreis der Röhre 1.

Die Anodenspannung wird von einer Stromquelle 10 geliefert, die in der dargestellten Weise mit .der Mitte der Brücke 9 und über einen regenbaren Widerstand 11 mit dem Glüh faden 3 verbunden ist.

Röhre 1 und Lechersystem 8, 9 können, wie Fig. 2 und 3 zeigen, in einem Gehäuse 12 enthalten sein. Das Gehäuse 12 kann Off nun.gen 13 haben, die einander gegenüber- liegen, damit in der durch Pfeile angedeute ten Weise mittels eines Ventilators 14 Luft durch das Gehäuse hindurchbewegt werden kann, um die Bleche @$ zu kühlen.

Diese kön nen mit Kühlrippen 15 versehen sein und gemäss Fig.4 aus einem gern 1-6 und Be lägen 17 sehr .gut ,leitenden Materials be stehen.

Die im vorstehenden beschriebene Ausbil dung dient dazu, den Schwingungskreis, den das Lechersystem bildet, zu entdämpfen, und zwar zu einem Zweck, der im folgenden er- läutert ist.

Die Frequenz von Schwingungen, die mit Vorrichtungen der ,geschilderten Art erzeugt werden, ist im wesentlichen durch die Eigen frequenz des Abstimmsystems und in .gerin gerem Masse durch die Anodenspannung, ,den Radius des Anodenzylinders und die Magnet feldstärke bestimmt. Die maximale Energie dieser Schwingungen tritt bei gegebener Anodenspannung bei einer kritischen Magnet feldstärke auf, die .durch die Formel:

EMI0002.0025
definiert ist, in der H die Magnetfeldstärke in Gauss einzusetzen,
EMI0002.0027
das Verhältnis von Ladung zur Masse eines Elektrons, Va, die Anodenspannung und ra, den Radius des Anodenzylinders ist.

Sowohl unterhalb, als auch .oberhalb die ser kritischen Feldstärke können ,Schwingun- gen, jedoch. von geringerer Energie, auftreten.

Ausser der durch den Schwingkreis be stimmten Frequenz existiert in der Einrich tung noch eine zweite Frequenz, nämlich die Kreiselfrequenz der im Entladunb naum um laufenden Elektronen. Diese Kreiselfrequenz hängt im wesentlichen nur von .der Magnet feldstärke ab nach der Formel
EMI0002.0045
wo<I>H</I> in Gauss einzusetzen und<I>f</I> die Kreisel frequenz ist.

Die Elektronen im Entladungsraum krei- sen aleo mit einer Frequenz, die unabhängig von der erzeugten Schwingkreiafrequenz ist. Wenn im Schwingkreis zum Beispiel eine Wellenlänge von 10 m (.entsprechend einer Frequenz von 3 - 104 KHz) erzeugt wind,

sind zur Erreichung hoher Schwingung@senergie etwa 100 Gauss notwendig. Die Kreisel frequenz ist bei dieser Feldstärke 3 - 105 KHz. Die Kreiselfrequenz ist eine andere als. die im Schwingkreis erzeugte Frequenz, sie ist grösser als diese.

Macht man die magnetische Feldstärke geringer, als sie nach Fo@rme:l (I) sein sollte, so dass sich die Kreiselfrequenz der erzeugten, durch den Schwi bo-ungskreis der Röhre bestimmten Frequenz nähert, so setzen die Schwingungen aus, nachdem sie schnell an Energieabgenommen haben.

Es ist auf keine Weise möglich, 'Schwingungen in einem Bereich zu erzeugen, in welchem die Kreiselfrequenz und die im Schwingkreis zu erzeugende Frequenz ganz oder nahezu übereinstimmen.

Die Übereinstimmung von Kreiselfrequenz und Schwingkreisfrequenz ist vorhanden, wenn
EMI0002.0081
wo, H die Magnetfeldstärke in Gauss und 2# die .Schwingkreiswellenlänge in; cm ist. Die durch (II) ,definierte Magnetfeldstärke isst eine zweite kritische Feldstärke.

Es ist nun gefunden würden., dass weit unterhalb des durch die Formel (II) defi- nierten kritischen Wertes der Magnetfeld- stärke, also (wie aus Formel (I) zuschliessen) bei verhältnismässig. niedriger Anodenspan- nung, wieder Schwingungen im Schwingkreis entstehen, die bisher unbekanntgewesen sind.

Diese 'Schwingungen haben eine höhere Fre quenz als die Kreiselfrequenz. iSie treten bei g o ewöhnlicher Ausbildung des ;Sohwingungs- kreises nicht auf, sondern nur dann, wenn .der Schwingungskreis in hohem Grade dämp- fungsfrei ist.

Dieser neue Schwingungsbereich bringt einen grossen Vorteil mit sich. Er :gestattet nämlich, die schon bei kleinen Wellen ausser- ordentlich hohen .Spannungen und Magnet feldstärken auf ein Mass zu verringern, wel ches unhandlich kleine Abmessungen solcher Vorrichtungen zu vermeiden erlaubt. Es kön nen zum Beispiel grössere Röhrendurchmesser dort verwendet werden, wo sonst nur äusserst kleine Durchmesser verwendbar sind.

Es ergibt sich also ,die neue Erkenntnis, dass die zweite kritische Magnetfeldstärke nicht die untere Grenze der Feldstärken ist, bei denen noch Schwingungen im Schwing- kreis auftreten, sondern dass diese nur eine Lücke .im Schwingungsbereichdefiniert. Bei geringeren Feldstärken entstehen wieder Schwingungen im Schwingkreis, und zwar mit einer höheren Frequenz, als die Kreisel frequenz es ist. Diese Schwingungen ent stehen jedoch nur bei ausserordentlich ge ringer Dämpfung des Schwingungskreises.

Damit der .Schwingungskreis, um diesen Bereich zu erschliessen, genügend dä-mpfungs- frei ist, sind in der vorstehend beschriebenen Weise die Bleche 9 statt der sonst üblichen Lecherdrähte an die Anodenzylinderteile 2 angeschlossen.

Dem E.ntdämpfen des Schwin- gungskreisesdient ferner die Massnahme"dass die Bleche gekühlt werden und hierdurch vermieden wird, dass bei Stromdurchgang ihre Temperatur steigt. Die Bleche können zum Beispiel unter,die Wirkung eines Luft stromes .gebracht werden, den der Ventila tor 14 in der beschriebenen Weise erzeugt. Die beschriebenen Rappen 115 der Bleche för dern dabei das Kühlen.

Statt des Ventilators 14 kann irgend eine andere Vorrichtung den kühlenden Luftstrom erzeugen. Das Kühlen wird auch .gefördert durch eine gewisse Dicke der Bleche, sowie durch ,die Beläge 17, die aus einem Metall sehr hoher elektrischer Leit fähigkeit, z. B. :Silber, bestehen. In diesem Falle ist zugleich die Wärmeleitfähigkeit sehr gross, so dass die Wärme schnell ab geführt wird. Schliesslich kann die Dämp fung verhindert werden durch Vermeiden un nötiger Strahlungen. Dies beschieht zum Beispiel durch das Gehäuse 12.

Die Anode .der Röhre 1 kann aus mehr als zwei Teilen 2 bestehen, z. B. aus vier Teilen. Die Bleche 8 können durch irgend welche andere Mittel als- die beschriebenen Vorrichtungen gekühlt werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zum Erzeugen von Hoch frequenzschwingungen mittels ,einer Elek tronenröhre, deren Anode :geteilt ist und die Kathode symmetrisch umschliesst, und wel che unter der Wirkung eines längs der Ka thode wirksamen Magnetfeldes steht, da durch gekennzeichnet, dass die :

Stärke dieses Magnetfeldes unterhalb,des Wertes gehalten wird, bei dem die Kreiselfrequenz ,gleich der Schwingkreisfrequenz ist, und dass zwecks Erreichung hoher Schwingungsenergie die Anodenspannung entsprechend der Magnet feldstärke erniedrigt ist und die Dämpfung des Schwingungskreises für das Zustande kommen der Schwingungen genügend gering gemacht ist. UNTERANSPRüCHE 1.

Einrichtung nach Patentanspruch"dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung der Dämpfung die Leiter des Schwingungs kreises aus Blech bestehen. 2. Einrichtung nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, um die Bleche zu kühlen. 3. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Bleche mit Kühl rippen versehen sind. 4.

Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch "gekenn zeichnet, ,dass die Bleche durch eine Luft strömung gekühlt werden. 5. Einrichtung nach Patentanspruch und -den Unteransprüchen .1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Bleche mit Metall sehr grosser Leitfähigkeit belegt sind. 6.

Einrichtung nach Patentanspruch und .den Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch ;gekenn- zeichnet, dass die Beläge aus .SilbeT be stehen.