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Mehrfach-Elektrodensystem-Röhre für die Erzeugung ungedämpfter elektrischer Schwingungen, insbesondere des quasioptischen und Ultrakurzwellen-Spektrums.
Die Erfindung bezieht sich aufMehrfach-Elektrodensystem-Röhren für die Erzeugung ungedämpfter elektrischer Schwingungen, insbesondere des Quasioptischen und ultrakurzen Wellenspektrums, und bezweckt, Röhren für dieses Frequenzgebiet derart auszubilden, dass sie sowohl eine möglichst vielseitige Verwendung als auch die Entnahme grösserer, für vielfache technische Zwecke und Anwendungs- verfahren benötigter Energieintensitäten innerhalb weiter stabiler Frequenzintervalle ermöglichen.
Die bisher bekannten Röhren für das erwähnte Frequenzgebiet haben den Nachteil, dass durch zwar mechanisch günstige, aber elektrisch ungeeignete Aufbauanordnungen der gegebenen Röhrentypen die inneren und äusseren undefinierbaren Elektrodenkapazitäten der Röhrensysteme zu sprunghaften Frequenz-und Intensitätsänderungen führen. Es ist nicht möglich, die schädlichen Kapazitäten und Kapazitätswerte, welche für quasioptische Wellen Kurzschluss und Wellenbrücken bilden, durch Verkleinerung der Abmessungen beliebig herabzusetzen.
So würde eine Reduzierung der Röhrenelektroden allein, wenn eine Schwingungsintensität von hinreichender Nutzleistung gefordert wird, zu thermischen Überbeanspruchungen der Baumaterialien führen. was Elektrodendeformationen oder eine Röhrenzerstörung zur Folge hat.
Ausserdem erfordert das quasioptische Wellengebiet eine weitgehende Berücksichtigung der Anfaehungs-, Kopplungs-, Wellenleitungs-und Abstimmbedingungen sowie die Vermeidung von Wellenstossstellen, so dass sich mit den bisher bekanntgewordenen Röhren keine günstigen Betriebsverhältnisse erzielen lassen.
Die genannten Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Diese besteht darin, dass in einer Elektronenröhre mit mehreren parallel zueinander und symmetrisch zur Röhrenachse angeordneten Glühfadenelektroden den einzelnen Glühfadenelektroden zylindersektorförmige Gitter und Anoden derart zugeordnet sind, dass die einzelnen Systeme von Sektoren ebenfalls symmetrisch zur Röhrenachse angeordnet sind, so dass die von den einzelnen Glühelektroden emittierte Elektronenraumladung von dem gesamten Mehrfaehelektrodensystem gemeinsam und abstimmbar gesteuert wird. Zweckmässig ist jedes Gitteranodensystem für sich sowie in bezug zur Kathodenanordnung und allen weiteren Elektrodensystemen selbständig und unterschiedlich abstimmbar.
Die einzelnen Elektroden besitzen zweckmässig nach entgegengesetzten Seiten der Röhre hinausgeführte Wellenleiter, die an ihren gleichliegenden Seiten miteinander verbunden und gemeinsam abgestimmt werden können. Die Gitter und Anoden der einzelnen Systeme können zu den zugehörigen Glühfadenelektroden konzentrisch oder exzentrisch angeordnet sein. Die Zylindersegmente selbst werden aber zweckmässig symmetrisch zueinander angeordnet.
Zwischen den einzelnen Innenelektroden kann erfindungsgemäss ein weiteres, mehrteiliges, auf selbständigen Durchführungen befestigtes Mittelelektrodensystem derart eingefügt werden, dass jede Innenelektrode von einer Elektrode des eingefügten Mittelsystems umgriffen wird. Dieses Mittelsystem besteht zweckmässig aus einem z. B. rechteckigen Metallrahmen, an welchem Metallteile, z. B. Spiralen, befestigt sind, welche die Innenelektroden umgreifen, und aus einer den Metallrahmen durchsetzenden Elektrode.
Die Systeme können hinsichtlich der Form und Lage ihrer Elektroden einander gleich oder auch unter sich verschieden sein. Jede Durchführung erhält erfindungsgemäss einen solchen Abstand von
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der ihr benachbarten Durchführung bzw. es werden die Durehführungen derart dimensioniert, dass die Leistungsimpedanz zwischen ihnen für die Längeneinheit im wesentlichen unverändert ist.
Das Material der Elektroden wird so gewählt, dass es in seiner Hitzebeständigkeit der maximalen Flächenbelastung angepasst ist.
Erfindungsgemäss wird jedes Elektrodensystem einseitig oder beiderseitig selbständig für sich abgestimmt, so dass alle Elektroden der Systeme oder ein Teil von ihnen miteinander verkoppelt bzw.
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verkoppelt werden.
Die Verkopplung der Elektroden der Systeme kann durch Scheinwiderstände bekannter Art erfolgen, auch die Elektroden der Mittelsysteme können durch solche Seheinwiderstände miteinander in Verbindung stehen. Diese verbindenden Scheinwiderstände können erfindungsgemäss an die Elektroden oder Wellenleiter aller oder eines Teiles der Systeme angeschlossen sein.
Zur Erzielung eines breiten Frequenzbandes können die Elektroden bzw. Wellenleiter über Drosseln an Betriebsspannungsquellen mit beliebig vorgegebenem Spannungsverlauf angeschlossen sein. Zur Veränderung des Frequenzbandes können zweckmässig in ihrer Form veränderbare Drosseln eingeschaltet werden.
Die Systeme können erfindungsgemäss in zwei oder mehreren voneinander verschiedenen Frequenzen derart erregt werden, dass die eine Gruppe der Schwingungen die der andern Gruppe moduliert.
Das Mittelsystem kann als Ankopplungssystem zur Energieentnahme über Wellenleiter an Dipolstrahler oder andere Verbraucher angeschlossen werden. Es ist aber auch möglich, die Elektroden-
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Die Erfindung sieht unter anderm eine solche Sehaltanordnung vor, dass ein oder mehrere Systeme nicht an die Betriebsspannung angeschlossen sind, sondern als Ankopplungssysteme dienen. An das nicht an die Betriebsspannung angeschlossene Ankopplungssystem können einseitig oder beiderseitig zum Verbraucher führende Energieleiter bzw. die Verbraucher selbst angeschlossen werden. Es ist auch möglich, die unter Betriebsspannung stehenden Elektroden des Mittelsystems als Kopplung glieder zwischen das Oszillatorensystem und das Ankopplungssystem zu schalten.
Die Mehrfachsystemröhren können parallel zueinander geschaltet werden, wobei etwa jede einzelne Röhre in Gegentakt geschaltet ist. Es ist aber auch möglich, von den zusammengeschalteten Mehrfachsystemröhren mindestens ein System einer Röhre zu mindestens einem System der ändern Röhre im Gegentakt, die andern Systeme insgesamt oder zum Teil als energieentziehende Ankopplungsysteme zu schalten.
Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dar, u. zw. zeigen : Fig. 1 perspektivisch die prinzipielle Aufbauanordnung einer Mehrfachsystemröhre mit zwei Systemen. Fig. 2 einen Querschnitt einer Mehrlachsysternröhre mit vier Systemen, Fig. 3 einen entsprechenden Querschnitt einer Mehrfachsystemröhre mit drei Systemen, Fig. 4 perspektivisch ein Mittelelektrodensystem, Fig. 4 a einen Querschnitt durch eine mit einem Mittelelektrodensystem versehene Röhre.
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erzielbaren Abstimm-und Betriebsverhältnisse, Fig. 6 die Seitenansicht eines Mehrfachsystems ohne Mittelelektrodensystem, Fig. 7 einen Querschnitt hiezu, Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine vollständige Mehrfachsystemröhre ohne Mittelelektrodensystem, Fig.
9 einen Längsschnitt durch ein mit einem Mittelelektrodensystem versehenes Mehrfachsystem, Fig. 10 einen Querschnitt hiezu, Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine vollständige Mehrfachsystemröhre mit Mittelelektrodensystem, Fig. 12 und 13 im grösseren Massstab zwei aus zueinander senkrechten Richtungen gesehene Seitenansichten eines Mehrfachsystems mit Mittelelektrodensystem, Fig. 14-25 Schaltungsarten einer Mehrfachröhre ohne Mittelelektrodensystem, Fig. 26-29 Schaltungsarten einer Mehrfachsystemröhre mit Mittelelektrodensystem, Fig. 30-35 weitere Schaltungsarten und Anordnungen von Mehrfachsystemröhren ohne Mittelelektrodensystem.
Die 1\iehrfachsystewöhre mit zwei Systemen besteht gemäss Fig. 1 und Fig. 6,7 und 8 aus den Kathodenfäden 1 und 2, die mittels federnd ausgebildeter Haltebügel 3 und 4 an den geraden, als Wellenleiter dienenden Zuführungen 5, 6 befestigt sind. Diese liegen in der Mittelachse des Röhrensystems, so dass die zu den Kathodenfäden konzentrisch angeordneten Gitter 7, 8 und Anoden 9, 10 mittels der als Wellenleiter ausgebildeten geradlinigen Zuführungen 11, 12 und M, J4 für die Gitter und 15, 16 und 17, 18 für die Anoden, die in der gleichen Ebene liegen, wellenelektrisch gleichwertigen Bedingungen unterworfen werden können.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Röhre mit vier Systemen sind gleichfalls symmetrisch zur Mittel-
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angeordnet, zu welchen konzentrisch die Gittersysteme 7 a, 7 b und 8 a, 8 b und die Anoden 9 a, 9 b und 10 a, 10 b liegen, so dass mittels der in senkrechten Ebenen zueinander liegenden Wellenleiter analog wie bei der Röhre nach Fig. 1 für alle Systeme gleichartige Bedingungen erzielt werden können.
Das gleiche trifft auch für die in Fig. 3 dargestellte Röhre mit einer ungeraden Anzahl von Elektrodensystemen zu. Hier sind symmetrisch zur Mittelachse 5 b mittels der federnden Haltebügel b
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die Kathodenfäden 1 c, 1 cl, 1 e und konzentrisch zu jedem der letzteren je ein zugehöriges Gitteranodensystem angeordnet.
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und 4 a versehen, so können Raumladungstaktsteuerungen ausgeführt werden.
Das Mittelelektrodensystem besteht aus einer rechteckigen Schleife 19, welche mit schraubenförmig ausgebildeten Gittern 19 a versehen ist, deren jedes einen der Kathodenfäden 1, 2 umfasst.
Die Schleife 19 läuft in versetzt zueinander angeordnete Wellenleiter 20, 21 aus. Ferner besitzt das Mittelelektrodensystem eine Fläehenanode 22, die gleichfalls von zwei gegeneinander versetzten Wellenleiterzuführungen 23, 2X getragen wird.
Die konstruktive Ausführung zeigen Fig. 6,7, 8 ohne und Fig. 9-13 mit Mittelelektrodensystem. Der rotationselliptische Glaskörper 25 aus thermisch hoch beanspruchbarem Hartglas ist mit Kreuzquetschfüssen 26,27 versehen, die in Fig. 7 und 10 in Aufsicht gezeigt sind. In die Quetschfüsse sind die als Wellenleiter ausgebildeten Durchführungselektroden 5, 6 und 11-18 und die Ver-
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dicht eingeschmolzen.
Die Anoden 9, 10, welche Zylindersektorform besitzen, sind durch aufgeschweisste Rücken- bänder versteift und mit muffenförmigen Schiebeführungen. 3ss, 5ss a versehen. Letztere sind über die Wellenleiter-Durchführungselektroden 15-18 geschoben und mit ihrem einen Ende an den Durchführungen 16 und 18 durch Nietung oder Schweissung befestigt. Am andern Ende sind die Schiebeführungen 30, 30 a geschlitzt ausgebildet, so dass sie unter metallischer Kontaktgabe auf den Wellenleiter-Durchfrührungselektroden 15 und 17 gleiten können, wodurch eine Längenausdehnung der Anoden bei grosser thermischer Beanspruchung ermöglicht ist.
Die ebenfalls zylindersektorförmig ausgebildeten Gitter 7, 8 bestehen aus hitzebeständigen Metallstäben, welche an den Enden durch Bunde zusammengeschweisst sind. Durch die Gitterhaltestäbe 31, 31 a (Fig. 8) sind die Gitter an den krallenförmigen Gitterhaltern 32, 33 befestigt.
Die etwas gekröpften Wellenleiter-Durchführungselektroden 12, 14 und 11, M halten die Gitter gleichachsig zu den Anoden 9, 10 und dem Kathodensystem 1, 2. Die Gitterhalter 32,. 3. 3 sind mit den Durchführungen 12, 14 durch Nietung oder Pnnktsehweissung starr verbunden, während die Gitterhalter. 32 a, ; 3. 3 a zur Ermöglichung thermischer Ausdehnungen der Gitter als Sehiebeführungen ausgeführt sind.
Das Kathodensystem, in der Mittelachse eingeordnet, besteht aus den Hülsen. 34,. 34 a (Fig. 6), an denen die bügelförmigen Kathodenspannfedern 35, 35 a (Fig. 6 und 8) befestigt sind. Diese Federn enden in den Kathodenhaltebrücken. 3, 4, in deren umgelegte Laschen die Kathodenfäden 1, 2 fest eingeklemmt sind. Die das Kathodenhalterungssystem bildenden Glieder sind mittels der Hülsen. 34, 34 a an den Wellenleiter-Durchführungselektroden 5, 6 beidseitig starr durch Nietung oder Punktschweissung befestigt.
Da die Bügelform der Kathodenspannfedern 35, 35 a für quasioptische Wellen bereits erhebliche Reflektionswirkung besitzt, sind die beweglichen Litzenwellenleiter 36,. 36 n (Fig. 6) zur Überbrückung dieses Wellenwiderstandes vorgesehen.
Eine betriebstechnisch viele Vorteile bietende weitere Kathodenhalterung und Spanneinrichtung, die besonders bei ungleicher thermiseher Ausdehnung der beiden Kathodenflächen 7, 2 nützlich ist. ist in Fig. 12 und 13 dargestellt. An der Zapfenhülse 87 ist der vierfach gebogene Bügel. 3 befestigt, der zur Abstützung und Führung der Federn 39, 40 dient. Er besitzt auf jeder Seite zwei Bohrungen, in denen die Zugröhren 41, 42 gleiten. Durch diese Röhrchen werden die Kathodenfäden 1, 2 durchgeführt und am Ende eines jeden Röhrchens durch scharfkantiges Umbiegen gegen Wiederherausgleiten gesichert.
In den am Bügel 38 befestigten topfförmigen Federtellern 43, 43 a, die für den Durchgang der Zugröhrehen 41, 42 zentriseh durchbohrt sind, erhalten die Federn. 39, 40 ihre Festauflage.
Ihr bewegliches Ende liegt in den zentrisch durchbohrten Federtellern 44, 44 a. Die Übertragung der Federung auf die Zugröhrehen 41, 42 erfolgt durch die oberhalb der Teller 44, 44 a vorgesehenen Breitquetschungen der Röhrchen oder durch einen an dem Röhrchen an dieser Stelle befestigten Ring.
Als Stromführung und Wellenleitung dienen die Litzendrähte 45, 45 a, die mittels Schellen an den Enden der Zugröhrchen 41, 42 einerseits und der Hülse. 37 anderseits befestigt sind. Das andere
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befindlichen Kathodenhalterbriicke 37 b eingeklemmt.
Um dem gesamten System während der Montage und Justierung und während des Einschmelzens des fertigen Systemaufbaues in den Glaskörpern eine erhöhte Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegen unbeabsichtigte Deformationen zu verleihen, sind Stabilisierungsstreben 28, 29 (Fig. 13 und 6) vorgesehen. Sie bestehen aus in geeignete Form gebogenen Glasstäben oder Glasröhren, in welche metallische Anschlussstäbchen 28 a, 29 a an jedem Ende eingeschmolzen sind. Mittels der Verbindungshülsen 46,46 a und der in den Kreuzfüssen 26, 27 eingeschmolzenen, abgebogenen Verbindungsstützen 47,47 a und 48, 48 a entsteht ein starrer Rahmen als Grundlage für den Zusammenbau des Elektrodensystems.
Bei Einfügung des Mittelelektrodensystems (Fig. 12-13) werden die Verbindungsstützen 47, 47 a und 48, 48 a als Wellenleiter-Durchführungselektroden 20,21 und 23, 24, wie die Fig. 4,9 und 13 zeigen, ausgebildet. Das Mittelelektrodensystem besteht aus einem geschlossenen Drahtrechteck 19, an dessen
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ausgebildeten Verbindungshülsen 52, 52 a, wird das Gittersystem unter Beibehaltung seiner Längsausdehnungsmöglichkeiten in konstanten Abständen von den andern Elektroden gehalten.
In der gleichen Weise erfolgt zweckmässig die Halterung der Fl chenanode 22, die, in der Mittelebene liegend, symmetrisch zu dem gesamten System innerhalb des Kathodensystems angeordnet ist. 5. 3 ist hier die Starrverbindung zur Verbindungshülse 54 und zum Wellenleiter 24, während die Feder Verbindung M
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hinführt.
Dank des Mehrfachsystemaufbaues und der getrennten, doppelseitigen Herausfiihrung aller Elektrodenanschlüsse als Wellenleiter aus der Röhre ergibt sich eine sehr grosse Anzahl von aussen in Wirkung zu setzender Betriebszustände und Abstimmungsmöglichkeiten, die verschiedene sich überdeckende oder aneinandergrenzende Wellenbandbreiten mittels der Mehrfachsystem-Senderöhre, wie im nachstehenden ausführlich erläutert wird, zu erzeugen gestatten.
Die verschiedenen Betriebsmöglichkeiten erstrecken sich auf die Sehaltungsart, die Abstimmungen
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An Schaltungsarten sind anzuwenden :
Steuerungssehaltungen für ultrakurze Wellen, bei denen die Anode stark positiv, die Gitter negativ oder positiv sind.
Raumladungs-Schwingungssehaltungen für quasioptisehe Wellen, bei denen die Gitter stark positiv, die Anode mehr oder weniger positiv oder negativ sind und Entdämpfungsschaltungen für gemischte Frequenzbereiche, bei denen Gitter und Anode unterschiedlich positiv sind.
Die Mehrfaehsysteme lassen sieh a) in jeder dieser Schaltarten
1. einzeln,
2. parallel und
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b) je eines in einer andern Schaltart als das andere betreiben.
Die Abstimmungen sind wie folgt kombinierbar : Jedes System kann für sich selbständig einoder beidseitig abgestimmt werden, wobei die Kathodenmittelaehse sieh mittels ihrer selbständigen Wellenleiter durch Plattenbrücken allein oder unterschiedlich gegen die Gitter und Anoden oder mehrfach kombiniert mittels tberbrückungskapazitäten abstimmen lässt. Die Mehrfach systeme können an ein gemeinschaftliches Zwei-oder Dreiwellenleitersystem (Paralleldrahtleitung oder konzentrische Rohranordnung), auf dem eine gemeinschaftliche Abstimmung stattfindet, angeschlossen werden.
Als Abstimmittel kommen bekannte Kondensatorbrücken oder metallische Brückenplatten sowie - bügel in Betracht.
Die Kopplungen sind, wie im folgenden erläutert, variabel. Bei manchen Schaltungen ist es günstig, die natürliche, zwischen den Systemen bestehende Kopplung zu vergrössern oder die einzeln
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Durchmesser der einzelnen aussen angeschlossenen Wellenleiter oder bei fester Lage dieser Wellenleiter durch kapazitive oder andere bekannte Kopplungseinriehtungen erfolgen.
In Fig. 5 ist in Form eines Ubersiehtsschemas eine Zusammenstellung der Schaltungen gegeben, in denen die Mehrfachsystem-Senderöhre betrieben werden kann.
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zeichneten Zeile der Abstimmgruppen J., B und D durch einen Kreis gekennzeichnet.
In der Gruppe C bedeutet : ;'== Brücke nur auf der rechten /= Brücke nur auf der linken und r+l = Brücken auf beiden Seiten des Generatorsystems.
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definiertheit und schwieriger Reproduzierbarkeit und erlaubt nur in seltenen Fällen die Erreichung eines günstigen Kopplungswertes. Mit dem erfindungsgemäss vorliegenden Mehrfachsystemaufbau der Elektrodensysteme lässt sich aber eine wesentlich bessere Ankopplung des Energieverbrauchersystems an das Generatorsystem erreichen, indem eines der Röhrensysteme zur Ankopplung des Ver- brauchers an den Generator benutzt wird.
Infolge des völlig gleichartigen Aufbaues der Energie liefernden Systeme und des Energie entziehenden Systems sowie der symmetrischen Verkopplung der Systeme über ihre gegenseitigen Kapazitäten einerseits und der direkten Kathodenachsenkopplung anderseits erhält man ein Ionenankopplungssystem, das eine auf andere Weise kaum erreichbare Ankopplung und damit eine besonders günstige Energieentziehung ermöglicht.
Eine derartige Schaltung ist in Fig. 18 dargestellt. System 1 wird nach Schaltung B 18--g als Generator betrieben, während System 11 als Mehrfachankopplungssystem arbeitet.
Die Schaltungen B 7-B 20 (Fig. 5) in Kombination mit den drei Betriebsarten gui ergeben diese neue Art der Kopplung des Verbraucher-an das Generatorsystem. Das Verbrauchersystem
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(System 11-B 17-B 20).
Fig. 19 zeigt ein einseitig abgestimmtes Verbrauehersystem nach Schaltung B 10-g. Der Verbraucher kann zwischen einem der drei gleichberechtigten Wellenleitersysteme, Anode-Gitter, Anode-
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Verbraucher zwischen je zwei Systeme geschaltet werden.
Es können aber auch Dipolstrahler als Energieverbraucher angeschlossen und z. B. an den Ab- stimmbrücken eines oder beider Systeme angesetzt werden. Bei nur einseitiger Abstimmung der Systeme I oder 11 und einseitiger Verwendung der auf der andern Seite der Mehrfachsystemröhre befindliehen
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dargestellt, bei welcher die Wellenleiter aus ausziehbaren Zuführungsleitungen bestehen, während die andere Seite des Sendesystems nach Schaltung B 9-a abgestimmt ist. Zwecks beidseitiger Abstimmung des Kathodenröhrensystems ist in diesem Fall auf der Strahlungsseite (Energieentnahmeseite) eine auf die betreffende Frequenz abstimmbare Resonanzdrossel eingeschaltet.
An Stelle der einseitigen Doppelabstimmungssehaltung (Fig. 20) kann auch die einseitige Parallelabstimmung z. B. nach Schaltung A4-R, Fig. 21, treten, bei welcher die Wellenleiter der Mehrfachsysteme I und 11 auf eine gemeinschaftliche Energieleitung parallelgeschaltet sind. In dieser Anordnung kann die Kathodenachse auch auf der Energieentnahmeseite durch reflektierende Brücken abgestimmt werden. Eine weitere Schaltkombination mit doppelwirkenden Dipolantennen zeigt Fig. 22 in der Schaltung B 12.
In Fig. 21 ist als Betriebsspannung wiederum Wechselstrom angegeben. Da sich bei diesen ! Wechselstrombetrieb die Höhe der Betriebsspannung periodisch ändert und derartige Spannungs- änderungen besonders bei der spannungsabhängigen Raumladungs-Schwingungssehaltung und Ent- dämpfungsschaltung die erzeugte Frequenz beeinflussen, so entsteht im Generator an Stelle einer konstanten Frequenz eine Reihe nebeneinanderliegender Frequenzen, also summarisch betrachtet ein Frequenzband von bestimmter Breite, das in vielen Fällen z. B. für das Anregen von Molekularverbänden und Dipolflüssigkeiten in anomalen Dispersionsstreifengebieten von Vorteil ist. Die Frequenz der Speisespannung kann je nach Erfordernis niederfrequent, z. B. technischer Wechselstrom, mittelfrequent oder hochfrequent sein.
Eine günstigere Ausnutzung des Sendesystems ergibt sich bei Anwendung der Gegentakt-oder Doppelwegspeisung beider Systeme, die in Fig. 34 für eine nach B 7-c geschaltete Mehrfachsystem- Senderöhre in Entdämpfungsschaltung dargestellt ist.
Die Entstehung eines ausserordentlich intensiven und breiten Frequenzbandes lässt sieh durch Anregung der sogenannten wilden Schwingungen"erzielen. Ihre Entstehung wird durch Einschaltung
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Röhre besonders begünstigt. Eine Schaltung zum Erzeugen und Abstrahlen dieser Schwingungen mittels einer Mehrfachsystem-Senderöhre ist in Fig. 35 gegeben. Um eine günstige Abstrahlung aller erzeugten Frequenzen zu erreichen, sind auf der Dipolantenne Resonanzstrahler verschiedener Länge aufgesetzt.
Ein weiterer Vorteil der Mehrfaehsystem-Senderöhre ist darin begründet, dass in einer einzigen Röhre dieser Art Gegentaktsehwingungen erzeugbar sind. In der Gruppe C 1-C 4 sind reine GegentaktSchaltungsanordnungen zusammengestellt. Fig. 23 gibt die Schaltung 01-R wieder. Die Anodenund Gitterwellenleitungen beider Systeme sind beidseitig über als verschiebbare metallische Bügel ausgebildete Abstimmelemente zur Gegentaktanordnung verbunden. Eine Kopplungsvariation zwischen dem Gitter-und dem Anodengegentaktkreis kann entweder durch gegenseitige Annäherung oder Entfernung beider Abstimmwellenleitungen dergestalt erfolgen, dass diese Leitungen um einen bestimmten Winkel aus der Wellenleiterebene geschwenkt werden, oder durch besondere Kopplungsbrücken zwischen den Anoden-und Gitterwellenleitungen.
Als Betriebsarten kommen für diese Gegentaktsehaltungen
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Raumladungsschwingungs- oder Steuerungsschaltungen in Betracht, wobei das Kathodensystem nicht abgestimmt wird. Mit der angegebenen Schaltung kann ein Wellenband grösserer Schwingungsund Nutzleistung von zirka 0'33 bis 1'1 m lückenlos erzeugt werden, wobei die von der Mitte der Röhre bis zur Abstimmbrücke gemessenen Längen 1 der Wellenleiter in der in nachstehender Tabelle 1 wiedergegebenen Abhängigkeit von der erzeugten Wellenlänge stehen.
Eine Übersieht der Abhängigkeit der Betriebsspannungen von den Wellenlängenbereichen gibt die Tabelle 2.
Zur Erzeugung langwelliger Ultrakurzwellen mit besonders hohem Wirkungsgrad eignet sich besonders die Schaltung C 3-8 nach Fig. 24, bei welcher die Wellenlängen von # = 2#45-#=4#5m lücken- los erzielbar sind. Tabelle 3 zeigt die Abhängigkeit der linken und rechten Abstimmsystemlängen l und r von den erzeugten Wellenlängen.
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<tb>
<tb>
Tabelle <SEP> 1. <SEP> Tabelle <SEP> 2.
<tb>
1 <SEP> # <SEP> Eg <SEP> Ea <SEP> #
<tb> Bereich
<tb> cm <SEP> cm <SEP> volt <SEP> Volt <SEP> cm
<tb> 19 <SEP> 32#9 <SEP> I <SEP> 125 <SEP> bis <SEP> 300 <SEP> -45 <SEP> bis <SEP> -5 <SEP> 110 <SEP> bis <SEP> 45
<tb> 23 <SEP> 37#0
<tb> 23 <SEP> 54-8 <SEP> II <SEP> 150 <SEP> bis <SEP> 300-100 <SEP> bis-25 <SEP> 45 <SEP> bis <SEP> 30,
<tb> 39 <SEP> 73#6
<tb> 42 <SEP> 79#4
<tb> 59 <SEP> 88-0
<tb> 62 <SEP> 107-6
<tb> Tabelle <SEP> 3.
<tb> cm
<tb> l <SEP> 19 <SEP> 37 <SEP> 57
<tb> r <SEP> 19 <SEP> 37 <SEP> 57
<tb> is <SEP> 245 <SEP> 360 <SEP> 450
<tb>
Bei der gleichen Schaltungsart ist aber auch die Anfachung höherer ultrakurzer Wellenfrequenzen möglich, wenn nämlich die Energieverteilung auf den Schwingsystemen sich nicht in der form (2n-1)#, wobei die Wechselspannungen der Anoden bzw.
Gitter in Gegenphase liegen, sondern in der Form n. ì. einstellen, was eine Gleichphasigkeit von Anoden-bzw. Gitterspannungen bedeutet. Diese Schwingungsart lässt sich durch zusätzliche Abstimmung des Kathodensystems stabilisieren. CJ bis C 14 sind derart symmetrisch oder unsymmetrisch-gegentaktähnliehe, aber in Gleichphasenschwingung arbeitende
Schaltungen, die eine erweiterte Fortsetzung der unter Gruppe B aufgeführten Kombinationen bilden, da die A-A- bzw. G-G-Brüeken der Gruppe C, wie Fig. 5 zeigt, in verschiedenen Schaltungen neben den andern Abstimmbrücken zusätzliche Verkopplungen beider Systeme ergeben.
Werden statt der leitenden Abstimmbügel A--1 bzw. ss-ss kapazitive Abstimmbrücken verwendet, so ist eine getrennte Spannungsversorgung für jedes System möglich. Jedoch lässt der Charakter dieser Schwingungen eine gemischte Betriebsart (z. B. Rund S) nicht zu.
Die Schaltungen für das Mittelelektrodensystem sind der Gruppe D zu entnehmen. Sie besitzen gleichen Charakter und gleiche Variationsmöglichkeit wie die Grundschaltungen der Hauptsysteme 1 und 11 in Gruppe A. Es sind grundsätzlich alle drei Betriebsarten einstellbar. Jede der beiderseitigen Abstimmungen des Mittelelektrodensystems ist mit allen unter Gruppe A, B und Gruppe Ces aufgeführten Abstimmungen kombinierbar, jedoch muss das Mittelelektrodensystem in der gleichen Betriebsart wie das Hauptsystem arbeiten, und das letztere kann nicht in gemischter Betriebsart (Gruppe B d bis B h) geschaltet werden. Fig. 26 zeigt die Schaltung D 7-. R, B 10-a.
Das Mittelelektrodensystem ist gemäss D 1 im Anoden-Gitter-und Anoden-Kathoden-Wellenleiter abgestimmt, System 1 nach B 10 zwischen Anoden-Kathoden- und Gitter-Kathoden ; System 11 zwischen Anoden-
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schaltung betrieben, wobei die Pendelung der Raumladungsschichten durch die vom Mittelelektrodensystem hervorgerufene Raumladungstaktsteuerung in ihrer Intensität verstärkt wird und entsprechend
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der Spannungsverteilung Oberwellen angefacht werden. Auch bei auf gemeinschaftliche Abstimmwellenleitungen parallel geschalteten Hauptsystemen I und II, wie in Fig. 27, wo das Mittelelektrodensystem nach D 2 und das Hauptsystem nach : 1 : J abgestimmt sind, findet diese Energiesteigerung durch Raumladungstaktsteuerung statt.
Das Mittelelektrodensystem bildet infolge seines Aufbaues und seiner Anordnung innerhalb des Hauptsystems der Mehrfaehsystem-Senderöhre einen zusätzlichen Verkopplungsfaktor für die beiden symmetrischen Systemhälften I und 11. In dieser Eigenschaft kann es unter anderm zur Energieentziehung z. B. für einen Dipolstrahler als abgestimmtes oder unabgestimmtes Ankopplungsssytem verwendet werden, wie dies in Fig. 28 dargestellt ist. Das Mittelelektrodensystem, an dessen Gitterund Anodenwellenleitern einseitig eine Dipolantenne angeschlossen ist, entzieht dem in Schaltung B betriebenen Hauptsystem die vom Dipol abgestrahlte Energie. Diese zusätzliche Verkopplung beider
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Durch Parallelbetrieb zweier Mehrfachsystem Senderohren, besonders in Gegentaktschaltung. wird eine erhebliche Leistungs-und'Wirkungsgradsteigerung der Sehwingungsenergieerzeugung innerhalb eines weiten Bereiches im L1trakurzwellenspektrum über 2 1n erzielt. In der in Fig. 30 dargestellten
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lage der Schwingungen im Kathodensystem, dessen Speiseleitungsansehlüsse zweckmässig durch ab- stimmbare Resonanzdrosseln oder Resonanzkreis gegen Abfliessen der Hochfrequenzenergien gesperrt werden. Wellenlängen von 350 bis 490 tri lassen sich mit dieser Anordnung mit einem Wirkungsgrad von etwa 40% erzeugen.
Zur Erzeugung eines Frequenzbandes noch kürzerer Wellen ist die Schaltung nach Fig. 31 geeignet, ebenfalls eine Differential-Duplexschaltung, bei welcher aber nur je ein System jeder Röhre gegen das der andern in Gegentaktschaltung betrieben wird : die beiden andern Systeme dienen als energieentziehende Mehrfaehankopplungssysteme. In dieser Schaltung wird bei Steuerschaltung z. B. ein Wellenband von 2-90 m bis 2'0ó M mit gleichfalls bedeutendem Wirkungsgrad erzeugt.
Ein Schwingungsbereich von noch höheren Frequenzen wird bei der gleichen Schaltung erreicht, wenn, wie in Fig. 31 punktiert eingezeichnet ist, auch die andere Seite des Kathodensystems durch
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tritt eine zusätzliche Steuerwirkung durch die beiderseitig angekoppelte Kathodenmittelachse ein, wodurch eine Anfaehung von Schwingungen höherer Frequenz erfolgt.
Zur Modulation der mit der Mehrfachsystem-Senderöhre in den angegebenen Schaltungen erzeugten ultrakurzen und quasioptischen Wellen können alle bekannten Modulationsarten angewendet werden. Neuartig ist an der Mehrfaehsystem-Senderöhre die Möglichkeit einer unabhängigen Doppelmodulation derart, dass, wie in Fig. 32 schematisch dargestellt, je eine Modulationsspannu J z. B. durch Transformatoren den Anodengleichspannungen der beiden z. B. nach Schaltung B 6-a be- triebenen Mehrfachsystemen überlagert wird.
Eine Doppelmodulation über die Gitterspannungen
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Ein weiterer Vorteil ist die bei Parallelschaltung von Einzelröhren eintretende Stabilisierung der Schwingungen infolge der inneren gemischten Kopplung der Einzelsysteme und der aussen beliebig einstellbaren festen Kopplungen über den Kathodenwellenleiter.
Bei Anwendung des Mittelelektrodensystems ergibt sich eine weitere vorteilhafte Verstärkung und Verbreiterung dieser Frequenzstabilisierung, verbunden mit höchstfrequenten RaumladungsTaktsteuerungen, durch die Oberwellen grosser Intensität angefacht werden, die einzeln oder als Wellenband durch die erfindungsgemässen Mehrfachsystem-Ankopplungen als Nutzleistung entzogen werden können.
Ein weiterer Vorteil des Mehrfachsystemaufbaues liegt darin, dass die Mehrfaehsystem-Sende-
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die beiden im Gegentakt schwingenden Systeme als hintereinander geschaltet betrachtet werden können (im Gegensatz zur Parallelschaltung bei einem im Gleichtakt schwingenden Doppelröhrensystem) wird die effektive dynamische Kapazität des erfindungsgemässen Mehrfachsystems, die sieh aus den
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Eine andere Verbreiterung des Frequenzbandes lässt sich bei dem vorliegenden Röhrensystem ausserdem dadurch erreichen, dass die Mehrfaehsysteme verschiedenartig ausgebildet werden, z. B. dergestalt, dass das eine bei niederen Frequenzen, das andere dagegen bei etwas höheren Frequenzen und das Mittelelektrodensystem bei den dazwischen liegenden Frequenzen maximal arbeitet. Dies
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Systemabstände sowie Schlitzanoden od. dgl., wobei die natürlichen Kopplungen der Gitteranodensysteme über die Kathodenmittelachse, die durch äussere Zusatzkopplungen noch verstärkt werden können, eine Sehwingungsregulierung ermöglichen, die die Mitnahme und Fremdsteuerung der Systeme untereinander bewirkt.
Da die Strom-und Spannungszuführungen für die Mehrfaehsystem-Senderöhre getrennt über die jedem System zugehörenden Wellenleitungen erfolgen können, wobei die Wellenwiderstände des inneren Elektrodenaufbaues an die der aussen angeschlossenen Wellenleiter angepasst werden können, so ergibt sich, dass jedes System für sich auf den günstigsten Betriebszustand einreguliert werden kann. was besondere Vorteile für Nutzleistungsentnahmen direkt oder durch Mehrfachankopplung eines Ver- brauchersystems bietet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Mehrfachsystem-Elektronenröhre zur Erzeugung elektrischer Schwingungen, insbesondere des ultrakurzen Wellengebietes, mit mehreren parallel zueinander und symmetrisch zur Röhrenachse angeordneten Glühfadenelektroden, dadurch gekennzeichnet, dass den einzelnen Glühfadenelektroden zylindersektorf örmige Gitter und Anoden derart zugeordnet sind, dass die einzelnen Systeme von Sektoren ebenfalls symmetrisch zur Röhrenachse angeordnet sind, so dass die von den einzelnen Glühelektroden emittierte Elektronenraumladung von dem gesamten Mehrfachelektrodensystem gemeinsam und abstimmbar gesteuert wird.