Nagnetr onröhre. Bei der üblichen Form von Magnetronröh- ren liegt eine Kathode in der Achse einer zy- linderförmigen, zwei- oder mehrgeschlitzten Anode. Diese Anordnung eignet sich ledig lich zur Schwingungserzeugung, kann aber unmittelbar nicht für Fremdsteuerbetrieb, das heisst Verstärkung oder F'requenzverviel- fachung verwendet werden.
Es wurde daher schon vorgeschlagen, zum Zwecke .der Fremd steuerung zusätzliche Elektroden im Ent ladungsraum anzubringen, die zwischen. Ka thode und Anode liegen und ,denen die Steuer spannungen zugeführt werden. .Solche Röhren haben jedoch den Nachteil, dass ein grosser Teil der Elektronen auf ihrem Wege zwi schen Kathode und Anode auf die Steuer elektroden aufprallt und sowohl erhebliche Störungen im Betrieb, als auch eine Herab setzung des Wirkungsgrades verursacht.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde schon vorgeschlagen, die Anode mehrfach zu unter- teilen und denselben Anodensegmenten die Rolle ,der .Steuer- und der Arbeitselektroden zu überlassen, derart, dass die .Segmente in elektrischer Beziehung zur Aufrichtung des Steuerfeldes anders zusammengefasst sind als zur Aufrichtung des Nutzfeldes.
Bei ,dieser Anordnung treten zwar die Nachteile der erstgenannten Frremd;steuemröhre nicht auf, dafür sind aber die Gleichspannungen der Steuer- und der Arbeitselektroden nicht be liebig wählbar, da diese Elektroden ja .durch ein und .dieselben Segmente gebildet werden. Zur Erzielung eines optimalen Wirkungs grades, sowie einer möglichst grossen Be triebssicherheit, ist es aber sehr wesentlich, Steuer- und Arbeitssystem durch richtige Wahl der Vorspannungen in dem geeigneten Arbeitspunkt arbeiten zu lassen.
Die Erfindung betrifft eine Magnetron- röhre für ultrakurze Wellen.. die im fremd gesteuerten Betrieb .die Nachteile der vor genannten Anordnungen vermeidet und eine wesentliche Wirkungsgradverbesserung er- zielen lässt. Erfindungsgemäss weist die mit einer zwei- oder mehrgeschlitzten Anode ver sehene @ilagnetronröhre an den beiden Stirn seiten des :
durch die Anode gebildeten Zylin ders je eine Seitenelektrode auf, die aus zwei oder mehreren voneinander isolierten und senkrecht zur Zylinderachse stehenden Sektor- platten besteht. Im nachstehenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Magnetronröhre an Hand der beiliegenden Zeichnung erläutert.
Die Eig. 1 zeigt eine Röhre gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Zahl der Anodensegmente bei- spielsweise gleich dem Doppelten der Zahl der Sektorplatten einer Seitenelek- trode isst. K ist die Kathode, A die Anode, die aus vier Segmenten besteht.
Bei- derseits des Anodenzylinders befinden sich zweigeschlitzto ,Seitenelektroden <B>S</B>, deren ein ander entsprechende Sektorplatten durch die Verbindungsbügel V elektrisch miteinander verbunden sind.
Sind Anodengleichspannung, Seitenelektrodenvorspannung und magneti sches Feld so gewählt, dass bei Fehlen von Seitenelektrodenwechselspannungen keine Schwingungserzeugung stattfindet, so lässt sich der Elektronenablauf durch Anlegung von @Vechselspannungen an die Seitenelek- trodenteile in starkem Masse beeinflussen, ohne dass die Elektronen dabei Gefahr laufen, auf ihrem Wege zwischen Kathode und Anode auf diese Steuerelektroden aufzupral len.
Diese Tatsache macht :die Röhre zum Be trieb als fremdgesteuerte Magnetronröhre be sonders geeignet. Zu diesem Zwecke wird ge mäss, Ei,-. 2 an die Seitenelektrodenteile ein Schwingungskreis 8", und an die Anodenteile ein ,Schwingungskreis ,S'., angeschlossen, zu welchem Zwecke :die vier in Fig. 1 dar gestellten Anodensegmente paarweise mit einander verbunden sind und der Anoden; schwi bgungskreis zwischen diesen Verbin- dungsleitungen angelegt ist.
Der Seiten- elektrodenseliwingungSkreis ist ebenfalls an den Mittelpunkt der die Sektorplatten mit einander verbindenden Leitungen (V in Fig. 1) angeschlossen.
Stimmt man nun den Steuerkreis auf die Steuerfrequenz ab, so kann von dem Anodenkreis wegen der doppel ten Zahl der Anodensegmente gegenüber den Sehtorplatten einer Seitenelektrode die do:p- pelte Vrequenz abgenommen werden, wenn der Anodenbreis auf die doppelte Steuer frequenz abgestimmt wird.
Es -ergibt sich auf diese Weise eine F requenzvervielfachung, :die ja zur Erzielung möglichst kurzer \Fellen sehr erwünscht ist.
Der Schwingungsmechanismus im einzel nen lässt sich etwa folgendermassen erklären: Solange .die Sektorplatten keine Wechsel spannungen führen, rotieren die Elektronen um die Kathode mit einer Frequenz, die durch die Anodengleichspannung VA, :das magnetische Feld H und die Seitenelektroden- en orspannung Y s bestimmt ist. Solange diese Grössen solche Werte besitzen, dass noch keine Ordnung der rotierenden Elektronen eintritt, werden auch keine Schwingungen erzeugt.
Legt man nun an die Sektorplatten Wechsel- ,Spannungen an deren Frequenz mit der aus den Betriebsspannungen und dem magneti schen Feld berechneten Umlaufsfrequenz un gefähr übereinstimmt, so lässt sich der Elek tronenumlauf synchronisieren, wobei gleich zeitig eine bestimmte Gruppierung der Elek tronen stattfindet.
Bei zweigeteilten Steuer elektroden bilden sieh zwei einander gegen- überliegende Elektronenwolken aus, die gleich dem Anker einer Mrechselstromma:schine innerhalb der Anode um die Kathode rotie ren und durch Influeuz Energie an die Anode abgeben. Die Frequenz der Anodenwechsel spannung bestimmt, sieh lediglich durch die Steueifrequenz und die Segmentzahl der Anode. Haben Steuer- und Anodensystem gleiche Polteilung, so stimmen Steuer- und Nutzfrequenz miteinander überein.
Sind die Seitenelektroden zweigeteilt, die Anode vier geteilt, so erreicht man eine Frequenz verdopplung.
Solange die Seitenelektroden stark nega tiv vorgespannt sind, können keine Elektro nen auf sie aufprallen, so dass die ganze Energie an das Nutzfeld abgegeben wird. Dem Steuerfeld wird dabei lediglich die zur Synchronisierung :des Elektronenumlaufes nö tige Energie entzogen. Bei weniger negativer oder sogar positiver :Seitenelektrodenvorspan- nung ist der Steuermechanismus an sich noch der gleiche, lediglich der Wirkungsgrad der Anordnung sinkt, da :ein. Teil der Elektronen an die Seitenelektroden gelangt und dort Energie abgibt.
Es ist demnach vorteilhaft, .die negative Vorspannung der Seitenelektro den gleich :der @Steuerspannungsamplitude zu machen, so dass die Seitenelektroden in keinem Moment positiv gegenüber der Kathode werden.
Prinzipiell ist die Funktion :der beiden Systeme (Steuersystem und Arbeitssystem) vertauschbar. Doch ist im allgemeinen bei geeigneter Bemessung von Länge und Durch messer :des Anodenzylinders :das elektrische Feld der Seitenelektroden von weitaus grö sserem Einfluss auf den Elektronenumlauf ads die Zylindermantelstücke :der Anode. Es wäre also prinzipiell auch möglich, die Anode z.
B. nur zweifach, die Seitenelektroden da gegen vierfach zu unterteilen.
Die bauliche Ausbildung :der Röhre ge mäss, der Erfindung erfolgt vorteilhaft in der Weise, :dass der Anodenzylinder sehr kurz, der Abstand der Seitenelektroden voneinan- :der also klein ist, wodurch einerseits der Ein fluss :
der Seitenelektroden auf die Elektronen- bewegungerhöht, .anderseits der Verbindungs- bügel zwischen den einander entsprechenden Sektorplatten verkürzt wird, was wiederum eine Verkürzung der erzielbaren kürzesten Wellenlänge zur Folge hat. Praktisch kommt etwa ein Verhältnis der Länge zum Durch messer des Elektrodensystems von 1 : 1 oder kleiner in Frage.
Mit der beschriebenen Magnetronröhre lässt sich nicht nur Frequenzverdopplung errei chen, es ist vielmehr möglich, sowohl eine einfache Fremdsteuerung ohne jede Frequenz änderung durchzuführen, wobei die Sektoren zahl einer Seitenelektrode der Segmentzahl :der Anode gleich ist, als auch eine höhere Vervielfachung, z. B. eine Vervierfachung, vorzunehmen. In :diesem Falle besitzt z. B.
jede Seitenelektrode zwei Sektorplatten, .die Anode dagegen acht Segmente, .die wiederum paarweise zusammen gefasst sind, indem wie derum je zwei in bezug auf die Zylinderachse symmetrisch gegenüberliegende Segmente durch Bügel miteinander verbunden sind.
Eine weitere Erhöhung der im Röhrenausgang ab zunehmenden Frequenz ist noch dadurch möglich, dass die Anodensegmente selbst ihrer Länge nach in: Resonanz mit :der Nutzfrequenz gebracht werden, so dass, sie selbst einen Teil des Schwingkreises bilden. In diesem Falle müssen die AnodenanscbluKeitungen sowie .die Verbindungsleitungen der Anodenseg mente am Ende :
der letzten angeschlossen sein. In den Figuren ist lediglich das zur Kennzeichnung :der Erfindung Notwendige dargestellt, alles übrige ist weggelassen wor den.
Es ist selbstverständlich, .dass in der Achse des ganzen Systems ein Magnetfeld liegen muss, und :dass die Elektroden Gleich spannungen erhalten, die zweckmässig in be kannter Weise am Mittelpunkt der zur Ab stimmung :der Schwingungskreise dienenden Kurzschlussbügel zugeführt werden. Weiter hin ist es natürlich auch"möglich, z.
B. die Anodensegmente direkt mit einem Strahler zu verbinden. Schliesslich ist auch eine Mo dulation der iSchwingungen durch Beein- flussung ,der Elektrodenspannungen möglich.