DE856182C - Magnetfeldroehre - Google Patents

Description

• Magnetfeldröhre Es sind Magnetfeldröhren bekanntgeworden, welche bei einer Wellenlänge von ungefähr z bis 3 cm bei Impulstastung Leistungen von einigen Kilowatt abzugeben imstande sind. Diese Röhren bestechen aus einer zylindrischen Kathode und einer größeren Anzahl voll Anodensegmenten, welche konzentrisch zur Kathode liegen. Dieselben sind paarweise mit einer der Segmentza'hl entsprechenden Anzahl von Scbwingkreisbügeln verbunden, so daß ein radförmiges Gebilde entsteht. Parallel zur Kathoden-bzw. Systemachse liegt ein 'Magnetfeld, welches die aus der Kathode austretenden Elektronen in einer zykloidenähnlichen Bahn bewegt. Die einzelnen Schwingkreise werden durch Verbindungsleitungen parallel geschaltet. Besitzt einer dieser Teilschwingkreise z. B. einen Resonanzwiderstand von 5o ooo Ohm, so haben zehn parallel geschaltete Kreise einen Gesamtresonanzwiderstand von 5oo Ohm, d. h. man muß, wenn viele Schwingkreise parallel geschaltet sind, mit relativ schlechten Außenkreisen rechnen. Diese Außenkreise werden außerdem noch schlechter, je kürzer die Wellenlänge wird, für die sie gebaut «-erden. Ein Resonator kann nur dann zu Schwingungen angeregt werden, wenn der Außenwiderstand dieselbe Größenordnung hat wie der Strahlwiderstand des Rohres (Strahlwiderstand-Anodenspannung/Anodenstrom). Will man zu Wellen von t cm und kürzer vordringen, so werden die Schwingkreise so schlecht, daß mit den üblichen, Strahl-

  widerständen keine Schwingungserzeugung möglich

  ist. Die Erzeugung von derartig kurzen Wellen ist

  nur durch Vergrößerung des Strahlwiderstandes

  möglich, da eine Verbesserung der Kreisgüte nach

  dem heutigen Stande der Technik nicht möglich ist.

  Der Strahlwiderstand des Rohres kann einerseits

  durch Vergrößerung der spezifischen Kathoden-

  belastung (,#\,/cm2) erreicht werden, wodurch jedoch

  die Lebensdauer der Kathode verkürzt wird.

  Andererseits kann man durch Vergrößerung der

  Kathodenoberfläche bei gleichzeitiger Vermehrung

  der Zahl der parallel geschalteten Schwingkreise

  eine Verkleinerung des Strahlwiderstandes er-

  reichen. Dies bringt jedoch keine Verbesserung

  dies Verhältnisses von Strahlwidierstand zu Außen-

  kreiswiderstand:, da bei der Parallelschaltung von

  Schwingkreisen, wie erwähnt, der Gesamtkreis-

  widerstand absinkt. Es kommt aber für die Er-

  zeugung von sehr kurzen Wellen darauf an, bei den

  gleichen Schwingkreisdimensionen eine größere

  Kathodenoberfläche zu verwenden.

  Bei Magnetfeldröhren wird zur Erzeugung von

  Zentimeter- und Millimeterwellen erfindiungsgemäß

  vorgeschlagen, die Anodensegmente und die damit

  verbundenen Schwingkreiselemente in Form eines

  mit Nuten versehenen Zylinders in der Achse des

  Systems und des Magnetfeldes anzuordnen und tnit

  einer zylindrischen, hohl ausgebil,deteii, auf der

  Innenseite mit Emissionsmasse bedeckten und in-

  direkt geheizten Kathode zu umgeben. Man hat

  es also mit einer Umkehrung der bisherigen

  Magnetronanordnung zu tun, welche den Vorteil

  hat, daß bei Beibehaltun=g des Anodendurchmessers

  die Kathodenoberfläche 2- bis 3mal größer wird.

  Da die Resonanzwiderstände der Schwingkreise

  ungefähr linear mit der Wellenlänge kleiner werden,

  bedeutet dies auch eine entsprechende Herabsetzung

  der Wellenlänge der neuen Röhre gegenüber den

  bekannten Anordnungen. Liegt die Grenze der

  bekannten Anordnungen bei ungefähr 2 cm, so kamt

  man mit der neuen Anordnung Wellenlängen bis ztI

  ungefähr 6 mm herunter erzeugen.

  Die Abbildung zeigt in der Ansicht und itn

  Schnitt ein Ausführungsbeispiel der neuen Magnet-

  feldröhre. Die Kathode i ist eine zylinderförmige,

  hohl ausgebildete und indirekt geheizte Oxydkathöde;

  welche an der Innenseite die Emissionsmaße 2 trägt.

  Zur Vermeidung von Wärmeabstrahlung ist um die

  Kathode in einem gewissen Abstand ein auf

  Kathodenpotential liegender Strahlungsschutzring3

  angeordnet, der beispielsweise aus einem hochglanz-

  polierten Metall besteht. Der Ring 3 dient gleich-

  zeitig mit den Haltestreben 4, welche im Glas-

  stutzen 5 eingeschmolzen sind, zur Kathoden-

  halterung. Eine weitere, in den Glasstutzen 5 ein-

  geschmolzene Stromdurchführung 6 dient als ein

  Ileizeranschluß, während das andere Heizerende

  mit der Kathode verbunden und über die Halte-

  streben 4 herausgeführt ist. Innerhalb der Kathode

  liegt zentrisch der Anoden- und Schwingkreis-

  körper 7, dieser besteht aus einem zylin=drischen

  Rohr 8, welches radial der Sc'hwingkreiselemente 9

  trägt. Der Anodenkörper 7 ist mit seinen Flanschen

  io an den Abschlußscheihen i i 1iefestigt, heispiels-

  weise angielötet oder angeschweißt, welche ihrerseits

  wieder in den zylindrischen Gefäßteil 12 va'kuum-

  dicht eingesetzt sind. Das Rohr 8, welches das

  ganze System in der Achsrichtung durchsetzt, dient

  zur Durchleitung von Kühlmitteln, beispielsweise

  Wasser oder Preßluft. Die metallischen Abschluß-

  scheilren i t bestehen zur Verringcrung der Magnet-

  feldlänge aus magnetischem Material. Der Stutzen

  13 tnit der Auskoppelleitung 1 4 ist eine konzen-

  trische Rohrleitung- zur :\uskoppelung der Energie.

  Die Abbildung stellt, wie bereits erwähnt, nur

  ein Ausführungsbeispiel der neuen Röhre dar, es

  ist z. B. auch möglich, das gesamte System in einen

  Glaskolben einzubauen. Weiterhin kann an Stelle

  einer indirekt geheizten Kathode auch eine direkt

  geheizte, bandförtnige Kathode verwendet werden,

  die einseitig mit Emissionsmasse bedeckt und mit

  ,Gier Emissionsmasse nach innen kreisförmig ge-

  bogen ist.

  Die neue Röhre ist in bezug auf die lsolation so

  aufgebaut, daß sie die für die Hoclitastung geforder-

  ten großen Spannungswerte von ungefähr 2o ooo V

  sicher verträgt. Die in dem Ausführungsbeispiel

  gezeigte Form der :@iiodensegmeiite kann je nach

  den Erfordernissen in bekannter Weise abgeändert

  werden.

Claims (1)

1. PATENTANSIIHt C.IIl:: i. Magnetfeldröhre zur Erzeugung von Zenti- meter- und Millimetcrwelleti hoher Leistung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenseg- mente und die damit verbundenen Schwingkreis- elemente in Form eines mit Nuten versehenen Zylinders in der Achse des Systems und des Magnetfeldes angeordnet und von einer zyliti- drischen,'hohl ausgebildeten, auf der Innenseite mit Emissionsmasse bedeckten und indirekt geheizten Kathode umgeben ist. 2. Magnetfelder nach .Anspruch i, dadurch gekenn=zeichnet, daß der Anodenkörper zentrisch in ein zylindrisches lXletallgefäß, das durch zwei Metallscheiben abgeschlossen ist und einen Teil des Vakuumgefäßes bildet, eingebaut ist. 3. Magnetfeldröhre nach den Ansprüchen i und: 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anoden- körper in der Achse des Systems auf beiden Seiten metallisch mit der Gefäßwand in guter wärmeleitender Verbindung steht. 4. Magnetfeldröhre nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre in der Achsrichtung des Anodenkörpers durchbohrt und von einem Kühlmittel durchströmt ist. 5. Magnetfeldröhre nach den Ansprüchen i bi s4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschluß- scheiben des zylindrischen Gefäßteils aus ma- gnetischem Werkstoff bestehen.