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Thermioniseher Generator, bei dem Schwingungen durch die Wirkung eines magnetischen Feldes erzeugt werden.
Die Erfindung bezieht sich auf eine neue und praktische Einrichtung zur Erzeugung elektrischer
Schwingungen von ausserordentlich hoher Frequenz.
Bekanntlich wird zur Erzeugung hochfrequenter elektrischer Schwingungen ein thermionischer
Generator benutzt, bei dem Schwingungen durch Wirkung eines magnetischen Feldes erzeugt werden.
Generatoren dieser Art können in zwei Gruppen geteilt werden. Zur ersten Gruppe gehören Ge- neratoren mit einer um die lineare Kathode herum anbeordneten zylindrischen Anode. Bei diesen Genera- toren werden elektrische Schwingungen mit einer Frequenz erzeugt, deren Sehwingungszeit von der gleichen Grössenordnung wie die Umlaufzeit der Elektronen innerhalb der Röhre ist. Die Schwingungen entsprechen den in einer Dreielektrodenröhre erzeugten Schwingungen, bei der das Gitter eine höhere positive Spannung als die Anode in bezug auf die Kathode besitzt. Die zweite Gruppe umfasst die Generatoren, bei denen zwei oder mehrere Anoden symmetrisch in bezug auf eine Glühkathode angeordnet sind.
Bei dieser Gruppe tritt ein negativer Widerstand auf, wenn ein Potentialunterschied zwischen einander gegenüberliegende Anoden gelegt wird. Wenn nunmehr ein Schwingungskreis zwischen den einander gegenüberliegenden Anoden angebracht ist, werden infolge des negativen Widerstandes in diesem Kreis Schwingungen erzeugt, deren Frequenz durch die Eigenfrequenz dieses Kreises bestimmt werden.
Die Generatoren der letztgenannten Art weisen den Nachteil auf, dass keine Schwingungen unterhalb einer bestimmten Wellenlänge erzeugt werden können, da bei dieser Wellenlänge die Trägheit der Elektronen das Auftreten der Schwingungen verhindert.
Die Erfindung bezweckt eine solche Verbesserung der letztgenannten Generatoren zu schaffen, dass mit ihnen Schwingungen von einer höherenFrequenz, als es bisher möglich war, erzeugt werden können.
Gemäss der Erfindung wird dies durch Anwendung eines Generators erreicht, der wenigstens zwei Anodenpaare besitzt und bei dem die Anoden derart mit einer Ausgangsimpedanz verbunden sind, dass das Potential einer jeden Anode jenem der nächstliegenden Anoden entgegengesetzt ist.
Die Erfindung wird an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, in der Fig. 1 eine Ausführungsform einer bekannten Generatorschaltung darstellt, während in Fig. 2 eine Ausführungsform einer Schaltung nach der Erfindung abgebildet ist. In diesen Figuren sind nur die zum Verständnis des Generators nach der Erfindung erforderlichen Teile dargestellt.
In Fig. 1 sind die beiden Anoden 2 und 4 im Schnitt dargestellt und auf bekannte Weise innerhalb einer gegebenenfalls evakuierten Röhre angebracht. Sie sind symmetrisch in bezug auf eine Glühkathode 6 angeordnet, die senkrecht zur Zeichnungsebene steht. Die Feldwicklung, die durch gleichgerichteten Wechselstrom oder Gleichstrom gespeist wird und derart angeordnet ist, dass die Kraftlinien parallel zur Kathode verlaufen, ist. in der Zeichnung nicht dargestellt. Zwischen den Anoden 2 und 4 ist ein aus einer Selbstinduktion 8 und einem Kondensator 10 bestehender Schwingungskreis vorgesehen. Wenn angenommen wird, dass der Generator in Schwingung begriffen ist und dass in einem bestimmten Augenblick die Spannung an der Anode 2 wächst und die Spannung an der Anode 4 abnimmt, so werden die Elektronen in der Hauptsache durch die Anode 2 angezogen.
Durch eine richtige Bemessung des magnetischen Feldes wird aber durch die Elektronen eine in der Zeichnung gestrichelt angegebene gekrümmte Bahn beschrieben. Hiedurch werden die durch die Anode 2 angezogenen Elektronen die Anode 4 erreichen,
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wodurch sie die Abnahme der Anodenspannung der Anode 4 unterstützen. Dies geht so weiter, bis nach einer halben Periode der Schwingungen im Kreis 8, 10 die Polarität der Anoden 2 ùnd 4 sich umkehrt und die Spannung an der Anode 4 zunimmt, jene an der Anode 2 dagegen abnimmt. Die Elektronen werden nun eine solche Bahn beschreiben, dass sie die Anode 2 treffen und die Abnahme der Spannung der Anode 2 unterstützen.
Ein Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, dass wenn die Eigenfrequenz des Schwingungkreises 8, 10 hoch ist, die durch die Anode 2 angezogenen Elektronen (wenn die Spannung an der Anode 2 zunimmt) die Anode 4 erst treffen, wenn die Spannung dieser Anode auch bereits zunimmt, dies infolge der Tatsache, dass die ; Zeit, während der die Elektronen von der Kathode zur Anode wandern, grösser als die halbe Schwingungszeit der Schwingungen im Kreis 8, 10 ist.
Es ist klar, dass bei dieser Eigenfrequenz des äusseren Schwingungskreises, bei der die halbe Schwingungszeit grösser als die Zeit ist, während der die Elektronen von der Kathode zur Anode fliegen, fast keine weiteren Schwingungen erzeugt. werden.
Mit der Einrichtung nach der Erfindung, von der eine Ausführungsform in Fig. 2 dargestellt ist, -können aber erheblich höhere Frequenzen als mit der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung erzeugt werden : Die erfindungsgemässe Einrichtung besitzt wenigstens vier Anoden, die abwechselnd leitend miteinander verbunden sind, wobei die Verbindung sowohl ausserhalb als auch innerhalb der Röhre hergestellt sein kann. Vorzugsweise wird diese Verbindung innerhalb der Röhre hergestellt. Zwischen dem Anodenpaar 2, 4 und dem Anodenpaar 3, 5 liegt ein auf die erzeugte Frequenz abgestimmter Kreis, der zweckmässig aus gleichmässig verteilter Selbstinduktion und Kapazität besteht.
Wenn angenommen wird, dass der Generator in Schwingung begriffen ist und dass die Spannung des Anodenpaares 2, 4 zunimmt, die des Anodenpaares 3,5 dagegen abnimmt, so werden die durch die Anoden mit der wachsenden Spannung angezogenen Elektronen längs der gestrichelt angegebenen
Bahnen zu den Anoden 3,5 fliegen. Die dabei von den Elektronen zurückzulegende Strecke während der
EMI2.1
Die durch den Generator erzeugten Schwingungen können über eine Antenne 12 ausgesandt werden, nachdem sie gegebenenfalls auf bekannte Weise in Amplitude oder in Frequenz moduliert worden sind.
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