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Entladungsröhre zur Erzeugung elektrischer Ultrahochfrequenzschwingungen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Entladungsröhre, die sich dazu eignet, ohne äussere Rück- kopplung elektrische Ultrahoehfrequenzschwingungen zu erzeugen, deren Frequenz von der Grössen- ordnung von 3000 Kilohertz und mehr ist.
Eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ultrahoehfrequenzschwingungen ist bereits vorgeschlagen worden, bei der eine Entladungsröhre verwendet wird, die aus einem geraden und engen röhrenförmigen
Teil besteht, an den sich ein breiterer Teil aus leitendem Material anschliesst, der in bezug auf die Kathode ein negatives Potential hat. Bei dieser Röhre ist die eine positive Spannung besitzende Anode in der Nähe der Stelle angeordnet, wo beide Teile zusammenstossen, und die Kathode ist am andern Ende des engen röhrenförmigen Teiles angeordnet.
Es werden mit Hilfe dieser Vorrichtung dadurch Schwingungen erzeugt, dass das von der Anode angezogene, an ihr jedoch vorbeifliegende Elektronenbündel, nachdem es den engen röhrenförmigen Teil verlassen hat, längs der negativ geladenen Wand des breiteren Teiles fliegt und längs dieser Wand zur Anode zurückgeführt wird, nachdem es die bereits von ihm zurück- gelegte Bahn gekreuzt hat, wobei jedoch der Elektronenstrom durchschnitten und dadurch unterbrochen wird.
Die Erfindung hat den Zweck, eine Entladungsröhre zu schaffen, mittels welcher infolge der Be- wegung der Elektronen und der gegenseitigen Kräfte zwischen den Elektroden Schwingungen erzeugt werden können, wie es auch bei der beschriebenen Vorrichtung der Fall ist. Mit andern Worten : Die
Erfindung hat den Zweck, eine Entladungsröhre zu schaffen, bei der zur Erzeugung von Schwingungen keine veränderlichen Spannungen an den Elektroden erforderlich sind, sondern die Schwingungserzeugung lediglich von der Wirkung der Elektronen abhängt, u. zw. ohne dass hiebei eine Unterbrechung des Elek- tronenstroms stattfindet.
Erfindungsgemäss wird eine Entladungsröhre verwendet, die eine Kathode, eine gitterartige Anode sowie eine Hilfselektrode aufweist, die in bezug auf eine durch die Mitte der Anode und Kathode gehende
Ebene symmetrisch angeordnet und derart ausgebildet ist, dass die von der Kathode ausgesandten Elek- tronen unter dem Einfluss der negativen Spannung, welche die Hilfselektrode in bezug auf die Kathode besitzt, abwechselnd zwei gekrümmte Bahnen beschreiben, die symmetrisch zu beiden Seiten der Sym- metrieachse der Entladungsröhre liegen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der eine Sendeschaltung dargestellt ist, bei der ein Ausführungsbeispiel der Entladungsröhre gemäss der Erfindung angewendet wird.
Die Zeichnung zeigt im Querschnitt eine Vakuumentladungsröhre, die eine Hülle 1 aufweist, inner- halb welcher eine Kathode 2 angeordnet ist, die von einem Quetschfuss 3 getragen und von einer Spannungs- quelle 11 gespeist wird. Die als Anode wirksame, gitterartig ausgebildete Elektrode 4 wird von einem
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Ferner ist eine gekrümmte Hilfselektrode 6 vorhanden, die an einem Metallzylinder 8 befestigt ist, der von dem Quetschfuss 3 getragen wird und in bezug auf die Anode symmetrisch angeordnet ist. Die Vorspannung der Anode ist positiv und wird von einer Batterie 7 geliefert. Die Elektrode 6 besteht zweckmässig aus Metall und erhält mittels eines Leiters 9 und eines Widerstandes 10 eine negative Spannung in bezug auf die Kathode.
Innerhalb der Hülle 1 ist noch ein Schirm 12 zwischen dem Quetschfuss 5 und der Anode 4 angeordnet, der dazu dient, die Glaswand an dem Quetschfuss 5 vor dem Anprall der
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Elektronen zu schützen. Ein Verbrauohsgerät, z. B. eine Antenne 12', kann mit dem Ausgangskreis der Vorrichtung gekoppelt werden, wie in der Figur angedeutet ist.
Zur Abstimmung des Ausgangskreises dient ein Kondensator 13, von dem der eine Belag mit der Erde und der andere mit einem Schiebekontakt 14 verbunden ist, der zwischen der Anode und der Speisequelle 7 längs der Leitung 15 verschoben werden kann. In den Übertragungsleitungen, welche die Antenne mit dem Ausgangskreis der Vorrichtung verbinden, können gewünschtenfalls teleskopartige Leiter 16 und 17 angeordnet werden. Auch kann die Antenne 12'in Fortfall kommen ; in diesem Fall wird die Rohre J ? zweckmässig in dem Brennpunkt eines Reflektors angeordnet, wodurch die Ausstrahlung in der gewünschten Richtung erfolgen kann. Zur Vergrösserung der ausgestrahlten Energie kann die Antenne derart bemessen werden, dass die Eigenfrequenz der Anode der Frequenz der erzeugten Schwingungen gleich ist.
Auch kann statt dessen die Elektrode 6 auf die Frequenz der erzeugten Schwingungen abgestimmt werden.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt : Wird die Kathode 2 des Generators von der Batterie 11 erhitzt, so werden negativ geladene Elektronen ausgesandt, die von der positiv geladenen Anode 4 angezogen werden und sich in einer geraden Linie durch die Röhre 1 hindurch von der Kathode zur Anode bewegen würden, wenn nicht unter dem Einfluss der negativen Spannung, welchen die gekrümmte Elektrode 6 in bezug auf die Kathode hat, eine Ablenkung in der Richtung des Elektronenstromes stattfände.
Die auf diese Weise abgelenkten Elektronen beschreiben eine gekrümmte Bahn, die, wie in der Figur durch Pfeile angedeutet ist, von der Kathode durch eine der Hälften der Anode geht und längs eines Teiles der Hilfselektrode zu der Kathode zurückführt. Die Elektrode 6 hat, wie bereits erwähnt, zur Erreichung dieses Ergebnisses eine negative Spannung in bezug auf die Kathode. An Stelle einer Metallelektrode kann auch eine Elektrode anderer Bauart verwendet werden, z. B. eine Elektrode aus Glas oder einem andern Isolierstoff.
Die Verwendung einer Elektrode aus Isolierstoff bietet sogar Vorteile, da in diesem Fall bestimmte Teile der Oberfläche von den Elektronen negativ geladen werden, wodurch die Verteilung der negativen Ladung mehr dem Zustand entspricht, der erforderlich ist, uni zu verhindern, dass der Körper 6 an verschiedenen Stellen von einer grossen Anzahl von Elektronen getroffen wird. In einem solchen Fall nehmen bestimmte Teile des Körpers 6 von selbst genau die für die Wirkung der Schaltung erforderliehe Spannung an. Wird Glas verwendet, so ist es jedoch zur Verhinderung von Sekundäremission im allgemeinen erwünscht, die Oberfläche mit Kohle oder mit einem ändern entsprechenden Material zu bedecken.
Unter dem Einfluss der in die Nähe der Kathode zurückkehrende Elektronen, welche die gekrümmte Bahn zurückgelegt haben, wird der Elektronenstrom, der in diesem Augenblick die Kathode verlässt, nach der andern Seite der Anode abgelenkt, wodurch eine Anzahl von Elektronen eine gekrümmte Bahn längs der andern Hälfte des Körpers 6 zurücklegen und aus der entgegengesetzten Richtung zur Kathode zurückkehren wird. Der die Kathode verlassende Elektronenstrom wird infolgedessen wieder in der andern Richtung abgelenkt, und dieser Vorgang wiederholt sich mit einer Frequenz, die durch die Zeit bestimmt wird, welche die Elektronen dazu brauchen, um die gekrümmte Bahn längs der ganzen Elektrode 6 zurückzulegen.
Die Elektronen legen also abwechselnd ein gekrümmte Bahn längs eines Teiles der Elektrode 6 zurück, wodurch Schwingungen erzeugt werden, die, nachdem sie moduliert worden sind, auf die in der Zeichnung angegebene Weise einem Verbrauchsgerät, z. B. der Antenne 12', zugeführt werden können.
Wenn es gewünscht ist, die erzeugten Schwingungen zu modulieren, können die modulierenden Schwingungen der Anode 4 oder der Elektrode. 6 zugeführt werden. Beispielsweise ist in der Zeichnung ein Mikrophon 18 dargestellt, vermittels dessen eine Anodenspannungsmodulation dadurch erhalten wird, dass die im Mikrophon 18 erzeugten Schwingungen über einen Verstärker 19 und eine Modulationsröhre 20 der Anode 4 zugeführt werden. Um eine Modulation der erzeugten Schwingungen zu erhalten, welche durch Regelung der Hilfselektrodenspannung herbeigeführt wird, ist in der Verbindungsleitung zwischen der Elektrode 6 und der Kathode ein Relais 21 angebracht, das von einem Taster 22 gesteuert wird.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Entladungsröhre zur Erzeugung elektrischer Ultrahochfrequenzschwingungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhre eine Kathode, eine gitterartige Anode und eine Hilfselektrode aufweist, die symmetrisch in bezug auf eine durch die Mitte der Anode und Kathode gehende Ebene angeordnet und derart ausgebildet ist, dass die von der Kathode ausgesandten Elektronen unter dem Einfluss der negativen Spannung, welche die Hilfselektrode in bezug auf die Kathode besitzt, abwechselnd zwei gekrümmte Bahnen besehreiben, die symmetrisch zu beiden Seiten der Symmetrieachse der Entladungsröhre liegen.