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Anordnung zur Erzeugung ultrakurzer Wellen.
Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist eine Anordnung zur Erzeugung ultrakurzer Wellen durch periodische Erregung mehrerer Leiter mittels Elektronenschwingungen zwischen diesen und stellt eine Weiterführung der in Patent Nr. 138884 gezeigten Anordnung dar.
Ein hiefür bekanntes Verfahren ist z. B. die Schwingungserzeugung in der Schaltung nach Bark- hausen-Kurz. Der Wirkungsgrad solcher der in dieser Schaltung verwendeten Röhren war jedoch bisher
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sich um so mehr verschlechtert, je kleiner die Wellenlänge ist.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnungen ist, dass keine Möglichkeit vorhanden ist, die Wellenlänge beliebig zu verändern, insbesondere zu verkürzen, vielmehr kann die Wellenlänge nur in verhältnismässig engen Grenzen durch Spannungsvariation geändert werden. Dies liegt daran, dass die Frequenz der um das positive Gitter schwingenden Elektronen von der Amplitude der Elektronen abhängig ist.
Gemäss vorliegender Erfindung wird die Abhängigkeit der Frequenz von der Elektronenbahn dadurch vermieden, dass die Elektronen durch entsprechende Kraftfeldverteilung im Schwingungsraum harmonisch gebunden und so zu einer sinusförmigen Schwingung gezwungen werden, deren Frequenz von der Amplitude unabhängig ist. Eine harmonische, d. h. quasielastische Bindung der Elektronen wird z. B. dadurch erreicht, dass der Potentialverlauf des elektrischen Feldes die in Fig. 1 dargestellte Parabelform bekommt. Wie allgemein aus der Mechanik bekannt, ist das Kriterium einer harmonischen Bindung die Unabhängigkeit der Schwingungsfrequenz von der Amplitude der Schwingung. Wie ebenfalls aus der Mechanik allgemein bekannt, ist eine Bahn mit parabolischer Potentialverteilung so beschaffen, dass die Schwingungsdauer unabhängig von der Amplitude immer gleich bleibt.
Der Begriff der harmonischen Bindung in diesem Sinne wird sowohl in der Mechanik als auch in der Physik allgemein verwendet.
Durch das neue Verfahren wird erreicht, dass infolge der harmonischen Bindung des Elektrons dieses seine ganze Energie an den Schwingungskreis nutzbar abgeben kann, weil es nicht bei Verringerung seiner Amplitude aus dem Takt fällt. Die Energieausbeute wird auch bei ganz kurzen Wellen dadurch sehr gross. Bei der erfindungsgemässen Anordnung ist die stetige Verringerung der Wellenlänge in beliebigen Grenzen möglich. Diese Veränderung d. h. die Verkürzung der Wellenlänge erfolgt in an sich bekannter Weise durch Erhöhung der Spannung.
Die harmonische Bindung der Elektronen lässt sich vor allem durch ein elektrisches Kraftfeld erzielen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die in Fig. 1 und 2 dargestellte Anordnung verwendet werden. Bei dieser Anordnung stellt Fig. 1 einen Querschnitt, Fig. 2 einen Längsschnitt dar. Bei der gezeigten Anordnung werden die zur harmonischen Bindung der Elektronen erforderlichen Potentialverhältnisse zwischen den Elektroden durch entsprechende Ausbildung derselben erzielt, u. zw. können, wie bei der gezeigten Ausführungsform vorgeschlagen, zwei elektronenemittierende Elektroden 1 und 2 zueinander parallel und zwischen diesen ein stark positives Elektrodensystem 3 und 4 angeordnet werden, wobei durch die Form aller Elektroden die harmonische Bindung der Elektronen erzwungen wird.
Bei der gezeigten Ausführungsform bewegen sich die Elektronen in einer durch die beiden Glühkathoden 1, 2 bestimmten Ebene. In dieser Ebene wird erfindungsgemäss das harmonische Kraftgesetz durch berechnete Formgebung der Elektroden bestmöglich angenähert. Der notwendige Potential-
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verlauf zwischen den Elektroden ergibt sich aus der in Fig. 1 dargestellten parabelförmigen Kurve 5, der entsprechende Kraftverlauf aus der Kurve 6.
Unter Zuhilfenahme dieser Angaben für die Kraft-bzw. Potentialverhältnisse zwischen den beiden Glühkathoden lässt sich die Elektrodenform nach der Potentialtheorie ohne weiteres berechnen. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, unter Berücksichtigung der leichten Herstellbarkeit und praktischen Ausführung der Elektroden die berechneten, vom Kreiszylinder nicht sehr abweichenden Flächen durch Kreiszylinder zu ersetzen.
In den Elektroden- ?, 2 sitzen in ausgefrästen Rinnen, von den Elektroden selbst isoliert, jedoch auf demselben Potential, die Glühdrähte 7, 8, die zur Elektronenemission dienen. Die Elektronen schwingen in der Richtung von Glühdraht zu Glühdraht, klingen in der Schwingung ab, ohne dabei ihre Schwingungzahl zu verändern, und werden schliesslich von den stark positiven Elektroden 3, 4 abgezogen.
Das in dem Hauptpatent Nr. 138884 erwähnte, in der Richtung der Elektronenschwingungen liegende Magnetfeld, durch das die Elektronen in ihrer Schwingebene gehalten werden, ist in den Figuren durch die Magnetpole 9, 10 angedeutet. Zur Abnahme der Schwingungen wird an den Enden der Elektroden 1 und 2 ein Lechersystem 11 bzw. ein Ausstrahlungssystem angeordnet.
Zwischen einer Kurzschlussbrücke der Lecherdrähte und den Elektroden 3 und 4 wird die Anodenspannung angelegt, u. zw. in der Weise, dass der negative Pol an den Elektroden 1, 2 und der positive an den Elektroden 3 und 4 anliegt. Auf der entgegengesetzten Seite des Lechersystems können in an sieh bekannter Weise die Strom- und Spannungsbäuche der entstandenen Wellen nachgewiesen werden.
Für Empfangs-bzw. andere Zwecke kann die eine der Glühkathoden 7 oder 8 fortgelassen werden, wobei aber die entsprechende Schutzelektrode 1 oder 2 auf Glühkathodenpotential verbleibt.
Es lassen sich mehrere solche Elemente in einer Röhre neben oder hintereinander anordnen. Der Massstab der Querdimensionen richtet sich nach der verlangten Wellenlänge und der zur Verfügung stehenden Spannung. Z. B. wird bei einer Entfernung von 0. 6 cm zwischen den Elektroden 1, 2 die Wellenlänge bei 500 Volt ungefähr 30 cm, bei Verkleinerung der Dimension sinkt bei gleichbleibender Wellenlänge die Spannung quadratisch.
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so der Wirkungsgrad der Anordnung erhöht werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. In weiterer Ausbildung des Patentes Nr. 138884 eine Anordnung zur Erzeugung ultrakurzer
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quasielastisch gebundenen Elektronen, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Elektronenröhre zwischen der Kathode und einer elektronenemittierenden Gegenelektrode eine mit einer der Kathodenform entsprechenden Aussparung versehene Zwisehenelektrode angeordnet ist und der aktive Teil der Kathode sowie der Gegenelektrode, die symmetrisch zu der Kathode in bezug auf die Zwischenelektrode ist, in der Längsaussparung eines-elektrisch leitenden, z. B. stabförmigen Körpers -angebracht sind.