DE890066C

DE890066C - Abstimmbare, geschwindigkeitsgesteuerte Laufzeitroehre, die als Reflexionsgenerator wirkt

Info

Publication number: DE890066C
Application number: DEL4262D
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr-Ing Doering
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1943-11-27
Filing date: 1943-11-27
Publication date: 1953-09-17

Description

Abstimmbare, geschwindigkeitsgesteuerte Laufzeitröhre, die als Reflexionsgenerator wirkt Bei den bekannten Ausführungsformen von Reflexionsgeneratoren tritt ein linearer Elektronenstrahl durch einen E-Resonator hindurch und wird von einer ebenen oder gewölbten Reflexionselektrode abgebremst und zurückgeworfen, so ,daß die Strahlelektronen den Resonator nunmehr in der verkehrten Richtung .durchlaufen. Da .bei sehr kurzen Wellenlängen der E-Resonator klein:.-Dimensionen annimmt, ist es bei dieser Ausführungsform nicht möglich, ,größere Strahlleistungen unterzubringen, da der erforderliche Platz für eine Kathode mit großem Strahlquerschnitt fehlt.
Eine wesentliche Vergrößerung des Strahlquerschnitbes beim Reflexionsgenerator kann man erfindungsgemäß dadurch erreichen, :daß :eine radialsymmetrisch .emittierende Kathode eine konzentrische Rohrleitung !bzw. einen Teil .derselben anregt.
Es sind dabei prinzipiell zwei Ausführungsformen möglich. Die Kathode kann entweder im Innenleiter sitzen und die Strahlelektronen gegen dent Außenleiter aussenden oder, umgekehrt, es kann eine Kathode um den Außenleiter angeordnet sein, welche Strahlelektronen in :der Richtung auf den Innenleiter hin aussendet. Dies soll an Hand zweier Abbildungen näher gezeigt werden.
In Fig. z ist eine Röhre nach der zuerst ,erwähnten Ausführungsform .gezeigt. Sie besitzt beispielsweise eine .1/4-Leitung als Schwingungskreis, deren Außenleiter i oben mit einer Kappe 2 abgeschlossen ist, so daß keine Strahlungsverluste an dem üblicherweise offenen Ende der Leitung auftreten können.
Bei der gezeigten Röhre dient der Außenleiter gleichzeitig als Wand .des Vakuumgefäßes. Das andere Ende der Leitung, bestehend aus Außenleiter i und Innenleiter 3, ist durch .eine vakuumdichte Keramikwand 4 aus der Röhre herausgeführt; es kann an dieses Ende außerhalb des Vakuumgefäßes eine in der Figur nicht gezeigte A#bstimmleitung angeschlossen werden. An dieser Abstimmleitung ist dann noch die Auskoppelleitung zur Energieentnahme angesetzt zu denken. Der Innenleiter 3 ist hohl ausgebildet und trägt an seinem oberen Ende isoliert eingesetzt die zylindrische Kathode 5. Die Anschlüsse für die Kathode sind durch den hohlen Innenleiter über entsprechende Durchführungen 6 herausgeführt. Der von der Kathode 5 ausgehende Elektronenstrahl 7 wird durch den an dieser Stelle geschlitzten bzw. gitterartig ausgebildeten Innenleiter beschleunigt und tritt durch dessen Öffnungen in das hochfrequente Wechselfeld8 des Schwingungskreises .ein. Die andere Begrenzung des Feldes, die durch den Außenmantel gegeben ist, ist an dieser Stelle ähnlich wie der Innenleiter ausgebildet, so daß -de Elektronen aus dem Feld in den Bremsraum 9 eintreten können. Der Bremsraum 9 wird von einer Bremselektrode zo begrenzt, die in Form eines Ringes über den Außenmantel i geschoben ist und mit diesem isoliert und vakuumdicht z. B. mittels zweier Keramikringe i i verschmolzen ist. In diesem Bremsraum 9 wird die Bewegungsrichtung der Elektronen umgekehrt, so daß sie wieder durch das Feld zurückfliegen und zum Teil auf den metallischen Innenleiter auftreffen. Bei .dieser Anordnung wird ein wesentlich kräftiger Elektronenstrahl zur Anregung des Resonators benutzt.
Die andere Möglichkeit zur Unterbringung einer großen Kathode besteht .darin, daß die Kathode außen um den Resonator angeordnet ist, während sich die Reflexionselektrode innen befindet. Dies zeigt Fig. 2. Die Röhre ist beispielsweise als Glasröhre .ausgebildet. Der benutzte .l/4-Resonator besitzt wieder eine Kappe :2 und einen Außenmantel 12, der an den Stellen des Strahldurchschritts durchbrochen ist und Einbuchtungen besitzt. Der Innenleiter 13 hat ebenfalls entsprechende Durchbohrungen, er ist hohl, und -in ihm ist isoliert die zylindrische Reflexionselektrode 14 angeordnet. Die Kathodenhülse 15 ist beispielsweise ringartig ausgebildet und um den Außenmantel gelegt. Die von der Kathode ausgesandten Elektronen durchlaufen z. B. ein Steuergitter 16, welches als Vordermanngitter für die Hochfrequenz führende Elektrode dient. Dann folgen wieder die beiden Hochfrequenzgitter 17 und 18, hinter denen im Innern der Röhre .der Bremsraum liegt, der von der Reflexionselektrode 14 begrenzt ist. Zur Zuführung der Betriebsspannungen für Kathode und Steuergitter sind in .dem Teller der Röhre die erforderlichenDurchführungen außerhalb des Außenmantels eingesetzt; sie können aber auch, wenn die Hochfrequenzdurchführung :mit einem Stiftsockel erfolgt, über einige Durchführungen des Außenmantels, die mit diesem kapazitiv kurzgeschlossen ist, erfolgen. Der Anschluß des äußeren Resonators erfolgt in der gleichen Weise wie bei dem zuerst beschriebenen Rohr, ebenso die Energie.auskopplung und Verstimmung.
In dem Grundriß der Fig.2, der einen Querschnitt in der Strahlebene darstellt, sind einige Elektronenbahnen eingezeichnet. Ein z. B. genau in =radialer Richtung .eintretendes Elektron wird von der Bremselektrode so reflektiert, daß das Elektron ebenfalls in radialer Richtung zurückfliegt. Tritt das Elektron etwas schräg aus der Kathode aus, wie die Bahn i9 zeigt, so wird das Elektron auch schräg reflektiert, kann jedoch in der erwünschten Weise wieder durch das hochfrequente Feld zurücikfliegen. DieseAnordnung mit außenliegender Kathode stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber der oben beschriebenen Röhre dar.
Die neue Röhre kann als Vollmetallröhre mit Glas oder Keramik verschmolzen ausgeführt sein oder auch als reine Glasröhre. Der Resonator besitzt an Aden[ Stellen .des Elektronendurchtritts vorzugsweise Einbuchtungen zur richtigen Dimensionierung der Feldlängen. Innen- und Außenleiter der Röhre können an den Stellen des Elektronendurchtritts gitterartig ausgebildet sein, es können aber auch Schlitzelektroden verwendet werden.
Zwecks besserer Strahlenkonzentration bzw. zur Regelung .der Strahlintensität oder zurAnbringung einer tonfrequenten Modulation können zwischen der Kathode und der ersten Beschleunigungselektrode noch ein oder mehrere zusätzliche Gitter untergebracht werden. Der Kathodenraum besitzt zweckmäßig-erweise eine metallische Abschirmkappe 2o, welche ihn auf eine andere Frequenz abstimmt, als der erzeugten Frequenz entspricht; man verhindert dadurch das Auftreten von Störungsschwingungen.
Da der Innenleiter und der Außenleiter gegeneinander isoliert sind, kann, wenn erforderlich, auch mit verschiedenen Gleichspannungen im Resonator gearbeitet werden.. Die Reflexionselektrode hat vorzugsweise ein negatives Bremspotential. Bei dem außen angesetzten abstinvnbaren Resonator muß ebenfalls der Innenleiter gegen den Außenleiter isoliert sein. Dies kann z. B. .durch einen kapazitiven Kurzschlußschieber erfolgen. In der gezeigten Form besitzt die Röhre innerhalb .des Kolbens einen etwa 2/4, 3/42., 5/42, usw. langen Resonator, auf dem eine Schirmkappe sitzt. Die hochfrequente Durchführung aus dem Vakuumgefäß hieraus wird vorzugsweise in der Nähe eines Spannungsknotens angeordnet. Es ist auch möglich, mit einem .l/2 langen Resonator zu arbeiten, der an einem Ende abgeschlossen ist und dessen anderes Ende aus der Röhre herausgeführt wird. Der Aufbau der Röhre und der Abschluß des Resonators geschieht dann in derselben Weise wie bei der in Fig. i bezeigten Röhre.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Abstimmbare, geschwindigkeitsgesteuerte Laufzeitröhre, ,die als Reflexionsgenerator wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine radialsymmetrische Strahlanordnung eine konzentrische Rohrleitung bzw. einen Teil derselben anregt.
2. Abstimmbare, geschwindigkeitsgesteuerte Laufzeitröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl die Rohrleitung von außen nach innnen durchsetzt.
3. A:bstimmbare, geschwindigkeitsgesteuerte Laufzeitröhre nach .den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ,der Schwingungskreis aus einer einseitig abgeschlossenen 42-, # 2/2-, 312 A- . . . Leitung besteht.
4. Abstimmbare, geschwindigkeitsgesteuerte Laufzeitröhre nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungskreis eine offene 2/4-, 3/4A-, 5/42-... Leitung besitzt, die an einem Ende eine Abschirmkappe trägt.
5. Abstimmbare, geschwindigkeitsbesteuerte Laufzeitröhre nach den Ansprüchen i .bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Röhre ein verstimmharer Resonator aufgesetzt ist.
6. Absti:mmbare, geschwindigkeitsgesteuerte Laufzeitröhre nach den Ansprüchen i bis 5, ;dadurch gekennzeichnet, daß die hochfrequenzführenden Elektroden an verschiedenen Gleichspannungen liegen.
7. Abstimmbare, geschwindigkeitsgesteuerte Laufzeitröhre nach den Ansprüchen "i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenraum durch eine entsprechende Schirmwand auf eine andere Frequenz ,abgestimmt ist, als .der Eigenfrequenz des Resonators entspricht. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 igo 668.