DE849734C

DE849734C - Schwingungserzeuger fuer sehr kurze Wellen

Info

Publication number: DE849734C
Application number: DET2450D
Authority: DE
Inventors: Max Dipl-Ing Geiger
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1942-02-28
Filing date: 1942-02-28
Publication date: 1952-09-18

Description

Schwingungserzeuger für sehr kurze Wellen Die Erfindung betrifft einen Schwingungserzeuger für sehr kurze Wellen (Dezimeter- oder Zentimeterwellen) unter Verwendung einer' Elektronenröhre mit einer Kathode, mindestens einem in eine das Vakuumgefäß durchsetzende Metallscheibe @eingelassenen Gitter und einer Anode sowie eines Ausgangskreises und eines Eingangskreises, die durch dieses Gitter voneinander getrennt sind. Die Schwingungsanfachung erfolgt durch Rückkopplung, durch welche von der im Ausgangskreis vorhandenen Schwingungsen.ergie ein zur Steuerung des Elektronenstromes hinreichender Teil in den Eingangskreis übertragen wird. Dabei kann es sich um Röhren verschiedener Art handeln, wobei das elektrische Schwingungsfeld des Eingangskreises entweder unmittelbar zwischen der Kathode und einem Gitter oder zwischen zwei Gittern wirksam ist.
Bei Röhren dieser Art ist der Steuerraum von der Anode durch ein Gitter und die an dieses anschließende Metallscheibe, welche gewöhnlich geerdet wird, abgeschirmt. Die Abschirmung ist sehr wirksam, weil das Gitter feinmaschig ausgebildet wird, damit die Homogenität des Steuerfeldes auch bei kleinem Elektrodenabstand im Steuerraum noch gewährleistet ist. Trotzdem kann aber eine verhältnismäßig feste Kopplung zwischen dem Ausgangskreis (Kreis 11) und dem Steuerraum (Kreis 1) notwendig werden, um eine SchwZngungsanfachung auf sehr kurzen Wellen zu ermöglichen. Unter Umständen ist auch eine große Spannungsübersetzung von der Steuerwechselspannung .auf die Ausgangskreiswechselspannung erwünscht. Die erforderliche Kopplung kann man an sich als Stromkopplung oder als Spannungskopplung ,ausbilden. Eine Stromkopplung wird vorzugsweise außerhalb der Röhre angeordnet und gibt unter den praktisch vorkommenden Verhältnissen ;eine schwächere Spannungsübersetzung. Mit Rücksicht auf diese ungünstigen Eigenschaften der Stromkopplung liegt der Erfindung die Durchführung einer Spannungskopplung zwischen Eingangs- und Ausgangskreis zugrunde, welche den großen Vorteil hat, daß sie sich leicht innerhalb der Röhre ausführen läßt und auch eine starke Spannungsübersetzung zu ergeben vermag.
Gegenstand der Erfindung ist ein Schwingungserzeuger für sehr kurze Wellen unter Verw; Idung . einer Elektronenröhre mit einer Kathode, einem in eine das Vakuumgefäß durchsetzende Metallscheibe eingelassenen Gitter und einer Anode sowie eines Ausgangskreises und eines Eingangskreises, die durch dieses eine oder auch noch durch weitere Gitter voneinander getrennt sind; in einer solchen Elektronenröhre ist erfindungsgemäß mindestens ein stabförmiger Metallkörper (Kopplungsstift) leitend oder kapazitiv an die kathodenseitige Begrenzungselektrode des Steuerraumes angeschlossen, und dieser Metallkörper ragt durch eine öffnung bzw. öffnungen in den zwischen der Anode und der kathodenseitigen Begrenzung des Steuerraumes vorhanden.en Elektroden gegen diese isoliert hindurch und ist so bemessen und angeordnet, daß die Kapazität zwischen Anode und der kathodenseitigen Begrenzungselektrode des Steuerraumes einen für die Schwingungsanfachung günstigen Wert bekommt. Auf diese Weise ist es möglich, die Bemessung der Rückkopplung unabhängig zu machen von der Gitterstruktur.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens schematisch dargestellt.

In Abb. i ist mit i das beispielsweise aus Glas bestehende Vakuumgefäß bezeichnet, welches von einer vakuumdicht eingeschmolzenen Metallscheibe 2 durchsetzt wird. In der Mitte dieser Metallscheibe ist ein flaches Gitter 3 eingelassen, welches_ eben oder kugelkalottenförmig gewölbt sein kann. ül der einen Seite des Gitters ist die Anode 4, auf der anderen die Kathode 5 angeordnet. Die Anode ist zweckmäßig an einer weiteren, das Vakuumgefäß durchsetzenden oder abschließenden Metallscheibe 6 befestigt. Falls das Gitter gewölbt ist, werden auch die dem Gitter zugekehrten Flächen der Anode und der Kathode in gleicher Weise gewölbt, so daß die Elektrodenabstände innerhalb der Entladungsstrecke gleichmäßig sind. Die Kathode wird durch einen Heizkörper 7 geheizt. Der Steuerraum befindet sich hierbei zwischen dem Gitter 3 und der Kathode 5 und wird demnach kathodenseitig von der Kathode selbst begrenzt. Um die Kapazität zwischen der Kathode und der Anode auf einen für die Schwingungsanfachung ausreichenden Wert zu

vergrößern, ist mindestens ein Metallstab oder

Kopplungsstift 8 vorgesehen, der einerseits leitend

mit der Kathode verbunden ist und andererseits

durch eine öffnung in der NIetallscheilbe 2 hindurch-

ragt und sich so weit in die Nähc der Anode 4 er-

streckt, daß durch die Kapazität zwischen dem

Metallstab 8 und der Anode 4 ein günstiges Ver-

hältnis der Anoden-Kathoden-Kapazität zur Gitter-

Kathoden-Kapazität hergestellt wird. Zweckmäßig

wird nicht nur ein einziger Metallstab 8, sondern

eine Mehrzahl solcher Stäbe vorgesehen und sym-

metrisch um die Achse des Elektrodensystems an-

geordnet. Im Fall der Abb. i sind die Stäbe 8

mit der Kathode nicht nur elektrisch leitend, son-

dern auch mechanisch verbunden. Der frequenz-

bestimmende Schwingungskreis, welcher zwischen

Gitter und Anode angeschlossen wird, kann mit

Vorteil als Hohlraumresonator ausgebildet werden.

Die beiden Metallscheiben 2 und 6 ermöglichen

eine einfache Verbindung der Elektroden mit dem

Hohlraumresonator g. Durch eine Isolierzwischen-

lage io wird die Anodengleichspannung vom Gitter

ferngehalten. Zwischen Kathode und Gitter ist ein

weiterer auf die Betriebswelle abgestimmter Reso-

nanzkreis angeschlossen, der als koaxiale Energie-

rohrleitung ausgebildet wird. Der Außenleiter i i

wird beispielsweise an die Metallscheibe 2 ange-

schlossen, während der Innenleiter 12 eine Fort-

setzung der Kathode bildet. Durch ein die zylin-

drische Seitenfläche der Kathode 5 verlängerndes

Rohrstück 13 kann der lnnenleiter 12 innerhalb des

Vakuumgefäßes i fortgesetzt werden.

In Abb.2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel

einer in C-Betrieb arbeitenden Triode dargestellt.

Die nicht näher erläuterten Bezugszeichen haben

dieselbe Bedeutung wie in ,bh. i. Die Kathode 5

und die Anode 4 sind als zylindrische Körper aus-

gebildet und durch die Wand des Vakuumgefäßes i

geführt, wobei .die Stirnflächen dieser Körper die

Entladungsstrecke begrenzen. Sowohl der Eingangs-

kreis I als auch der Ausgangskreis II sind als

koaxiale Energierohrleitungen ausgebildet und

haben die das Vakuumgefäl')durchsetzende Metall-

scheibe 2 miteinander gemein. Die Kopplungs-

stifte 8 werden von der Metallscheibe 2 getragen und

sind gegen diese durch Isolierkörper 14 aus Keramik

oder Glas (Glasperlen) isoliert. Die freien Enden

der Kopplungsstifte 8 sind gegen die Elektroden hin

umgebogen, um die Kapazität gegen diese zu ver-

größern. Eine weitere Kapazitätserhöhung kann man

dadurch erzielen, daß man die Enden der Kopp-

lungsstifte 8 auf einer Seite oder auf beiden Seiten

durch einen Metallring 15 verbindet. Der Anschluß

der Kopplungsstifte ist in diesem Fall auch gegen

die Kathode hin kapazitiv. Falls es aus baulichen

Gründen zweckmäßig erscheint, kann man die

Kopplungsstifte leitend an die Anode und kapazitiv

an die Kathode anschließen.

Eine weitere Abänderung ist in Abb. 3 dargestellt,

welche eine Draufsicht auf die Metallscheibe 2 mit

dem Gitter 3 zeigt. Die Enden der wie in Abb. i

an der Kathode befestigten Kopplungsstifte 8 sind

in diesem Fall nicht durch einen Metallring mit-

einander verbunden, sondern mit Ringsegmenten 16

versehen, die durch Ausschnitte 17 der Metall-

scheibe 2 frei hiildurchragen.

Abb.4 stellt einen schematischen Längsschnitt

durch eine der Abb.2 ähnlichen Anordnung dar,

die sich durch ein weiteres Gitter 18 unterscheidet,

welches gegen die Kathode positiv vorgespannt

ist, während das folgende Gitter 3 gegeri die

Kathode negativ ist und die Anode 4. das höchste

positive 1'oteiltial führt. Der als Energierohr-

leitung ausgebildete Ausgangskreis 1 liegt hier

zwischen den Gittern 18 und 3, während der Aus-

gangskreis 11 zwischen dem Gitter 3 und der

Anode 4 wirksam ist. Demgemäl-') . stellt das Gitter

18 die k.itliodenseitige Begrenzung des Steuer-

raumes dar und daher ist der Kopplungsstift

kapazitiv oder leitend mit dem Gitter i 8 verbunden.

Die Röhre arbeitet mit der sog. Feldfokussierung,

d. h. aus der aus der Kathode kontinuierlich aus-

tretenden Elektronenströmung bilden sich unter dem

Einfluß des im Steuerraum wirksamen Schwingungs-

feldes 1?lcktroncnhaufen, welche durch das Gitter 3

hindurchtreten und ihre Schwingungsenergie an den

Kreis 11 abgeben.

Eine weitere Ausführungsform zeigt Abb. 5 eben-

falls in schematischer Darstellung. Der Eingangs-

kreis I liegt hier zwischen der Kathode 5 und dem

Gitter 18, welches ebenso wie das darauffolgende

Gitter 3 in eine Mctallschcihe eingelassen sein kann.

Der Ausgangskreis 11 ist an das Gitter 3 und die

Anode 4 angeschlossen. Die kathodenseitige Be-

grenzung des Steuerraumes ist in diesem Fall wieder

durch die Kathode 5 selbst gegeben. Die an die

Kathode leitend oder kapazitiv angeschlossenen

Kopplungsstifte S dienen zur Verstärkung der Kopp-

lung zwischen den Kreisen 1 und 11. Die einzelnen

Elektroden können beispielsweise folgende Be-

triebsspannungen gegen die Kathode erhalten:

Gitter 18 eine negative Vorspaiwung von io Volt,

Gitter 3 eine positive Vorspannung von ioo Volt

und Anode 4 eine positive Spannung von iooo Volt.

Die Röhre arbeitet wieder mit Feldfokussierung,

so daß durch das Gitter 3 Iaektronenhaufen dis-

kontinuierlich hindurchtreteti, welche ihre Schwhig-

leistung an den Kreis 11 abgeben.

Claims

PATE : N T A N S P l i t ' c l l t: i. Schwingungserzeuger für sehr kurze Wellen unter Vcrw-cndtnig einer Elektronenröhre mit einer Kathode, einem in eine das Vakuumgefäß durchsetzende Metallscheibe eingelassenen Gitter und einer Anode sowie eines Ausgangskreises und eines Eingaugskrcises, die durch dieses eine oder auch noch durch weitere Gitter vonein- ander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein stabförmigcr Metallkörper (8) oder Kopplungsstift leitend oder kapazitiv an die katbodcnseitige Begrenzungselektrode des

Steuerraumes angeschlossen ist, der durch eine Öffnung bzw. öffnungen in den zwischen der Anode und der kathodenseitigen Begrenzungselektrode des Steuerraumes vorhandenen Elektroden isoliert von diesen hindurchragt und so bemessen und angeordnet ist, daß die Kapazität zwischen der Anode und der kathodenseitigen Begrenzungselektrode des Steuerraumes einen für die Schwingungsanfachung günstigen Wert hat.
2. Schwingungserzeuger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopplungsstift (8) an der Kathode (5) befestigt ist und durch eine öffnung in der mit dem Gitter (3) verbundenen Metallscheibe (2) frei hindurchragt.
3. Schwingungserzeuger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopplungsstift (8) mittels eines Isolierkörpers (14), z. B. einer Glasperle, m eine öffnung der mit dem Gitter (3) verbundenen Metallscheibe (2) eingesetzt ist und mit dem einen Ende an die Kathode (5), mit dem anderen Ende an die Anode (4) heranreicht.
4. Schwingungserzeuger nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Kopplungsstifte (8) durch einen Ring (5) miteinander verbunden sind.
5. Schwingungserzeuger nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den freien Enden der Kopplungsstifte (8) segmentförmige Drahtbügel (16) befestigt sind.
6. Schwingungserzeug.cr nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Anode (4) und Kathode (5) zwei Gitter (3, 18) vorhanden sind, von denen das der Anode benachbarte Gitter (3) in eine Metallscheibe (2) eingelassen ist, und da13 der Eingangskreis (1) zwischen diesen beiden Gittern liegt und die Kopplungsstifte einerseits an die Anode und andererseits an das der Kathode benachbarte Gitter (18) angeschlossen sind.
7. Schwingungserzeuger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Anode (4) und Kathode (5) zwei Gitter (3, 18) vorhanden sind, von denen mindestens das der Anode ben achbarte Gitter (3) in eine Metallscheibe (2) eingelassen ist, und daß der Eingangskreis (I) zwischen der Kathode (5) und dem ihr benachbarten Gitter (18) und der Ausgangskreis (11) zwischen der Anode und dem dieser benachharten Gitter (3) angeschlossen ist und die Kopplungsstifte (8) einerseits an die Kathode, andererseits an die Anode angeschlossen sind. B. Schwingungserzeuger nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangs- und der Ausgangskreis als flohlraumre sonatoren, insbesondere als koaxiale Energieleistung ausgebildet sind.