AT155226B - Einrichtung zum Verstärken bzw. Erzeugen elektrischer Schwingungen besonders hoher Frequenz. - Google Patents

Description

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 EMI1.1 
 



   Die Erfindung betrifft eine Einrichtung mit einer Entladungsröhre zum Verstärken bzw. Erzeugen elektrischer Schwingungen besonders hoher Frequenz, bei der die Laufzeit der Elektronen eine Rolle spielt. 



   Es sind verschiedene Generatoren bekannt, bei denen die Frequenz der erzeugten Schwingungen von der Laufzeit der Elektronen zwischen einer Kathode und wenigstens einer weiteren Elektrode abhängig ist. Der Wirkungsgrad solcher Generatoren ist jedoch gering, und die Erfindung bezweckt eine Vorrichtung zu schaffen, die einen höheren Wirkungsgrad zu erreichen gestattet. 



   Gemäss der Erfindung wird eine Entladungsröhre verwendet, in der zwischen einem zur Erzeugung eines Elektronenbündels dienenden Elektrodensatz und einer Auffangelektrode wenigstens zwei hintereinanderliegende Elektroden (Zwischenelektroden) angeordnet sind, die mit einem schwingungsfähigen Gebilde verbunden sind oder einen Teil eines solchen Gebildes bilden, dessen Eigenfrequenz der Anfangsgeschwindigkeit der Elektronen und der Länge und dem gegenseitigen Abstand der   Zwischenelektroden   entsprechend derart gewählt ist, dass die Elektronen ihre Bewegungsenergie nahezu völlig stufenweise an diese Elektroden abgeben und dabei das   schwingungsfähige   Gebilde anstossen.

   Der Erfindung liegt somit der Gedanke zugrunde, praktisch die ganze Bewegungsenergie der Elektronen stufenweise von einem Verbraucherkreis absorbieren zu lassen, worauf die Elektronen ihre sehr geringe restliche Bewegungsenergie an eine Auffangelektrode abgeben. 



   Bei einer günstigen Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung enthält der zur Erzeugung des Elektronenbündels dienende Elektrodensatz ein Steuergitter, dem Steuerspannungen zugeführt werden, die eine bestimmte, zweckmässig einstellbare Phase in bezug auf die in dem schwingungsfähigen Gebilde auftretenden Schwingungen aufweisen und die z. B. dadurch erhalten werden können, dass der Gitterkreis einen Schwingungskreis enthält, der mit dem   sehwingungsfähigen   Gebilde gekoppelt ist. 



   Es ist   natürlich   auch möglich, zwecks Modulation der in dem   schwingungsfähigen   Gebilde auftretenden Schwingungen dem Steuergitter oder weiteren Steuerelektroden Wechselspannungen beliebiger Frequenz, z. B. Niederfrequezweehselspannungen, zuzuführen. 



   Zweckmässig wird bei der Vorrichtung nach der Erfindung eine Entladungsröhre verwendet, deren Elektroden zylindrisch und längs einer gemeinsamen, mit der Bewegungsrichtung der Elektronen übereinstimmenden Achse angeordnet sind. 



   Die Wirkungsweise der Vorrichtung kann durch Fokussierung des Elektronenbündels verbessert werden, indem man z. B. die Röhre in einem der gemeinsamen Achse der hintereinanderliegenden Elektroden entsprechend gerichteten magnetischen Feld anordnet. 



   In der Zeichnung ist die Erfindung durch ein Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht. 



   Die Entladungsröhre 1 enthält in einer   Hülle.   3 hintereinander einen zum Erzeugen des Elektronenbündels dienenden Elketrodensatz, der aus einer mittels einer Batterie. 39 und eines Glühdrahtes 37 erhitzten Kathode 5, einer Steuerelektrode 7 und einer Anode 9 besteht, eine Anzahl als Hohlzylinder ausgebildeter Elektroden   11,   13,   15, 17   und 19 und eine Auffangelektrode 21. Sämtliche Elektroden sind längs einer gemeinsamen Achse angeordnet. Von einem Elektromagnet 23 wird ein magnetisches Feld in Richtung der gemeinsamen Achse erzeugt. Die aufeinanderfolgenden Elektroden 11, 13, 15, 17 und 19 sind abwechselnd mit den Enden 31 bzw. 33 eines Schwingungskreises 25 verbunden, der aus 

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 einer Spule 27 und einem einstellbaren Kondensator 29 besteht.

   Die mittlere Anzapfung der Spule 27 ist ebenso wie die Anode 9 mit dem Pluspol einer Batterie 35 verbunden. Die Auffangelektrode 21 weist ein gegen die Kathode positives Potential auf, das kleiner als das der   Zwischen elektroden 11, 13,   15, 17 und 19 oder der Anode 9 sein kann. Der Wirkungsgrad der Vorrichtung wird durch den zwischen der Steuerelektrode 7 und der Kathode 5 angeschlossenen, aus einem einstellbaren Kondensator 45 und einer mit dem Schwingungskreis 25 fest gekoppelten Spule 43 bestehenden Schwingungskreis   41   wesentlich verbessert. 



   Die Wirkungsweise der Vorrichtung kann man sich wie folgt vorstellen : Die von der Kathode 5 ausgesandten Elektronen werden von der Anode 9 stark beschleunigt und kommen in den Bereich der ersten der nun folgenden Zwischenelektroden 11. Es sei angenommen, dass die Elektrode 11, die mit dem Ende 31 des Schwingungskreises 25 verbunden ist, in dem betrachteten Augenblick ein gegen die   Anode negatives Potential aufweist. Die Elektronen verlieren in diesem Fall einen Teil ihrer Bewegungs-   energie und stossen den Sehwingungskreis 25 an. Der Schwingungskreis 25 wird somit erregt, so dass nach Ablauf einiger Zeit die zweite der Zwischenelektroden 13 ein gegen die Anode 9 negatives Potential erhält.

   Der gegenseitige Abstand und die Länge der Elektroden 11 und 13 werden zweckmässig derart bemessen, dass gerade in dem Augenblick, in dem die Elektronen die Elektrode 13 erreichen, diese ein gegen die Kathode negatives Potential erhält. Die Elektronen geben auf diese Weise wieder einen Teil ihrer Bewegungsenergie ab, so dass die Schwingungen im Schwingungskreis 25 verstärkt werden. Nach Vorbeigang an der Elektrode 13 erreichen die Elektronen das Feld der Elektrode 15, das, wenn die Entfernung der Elektroden 13 und 15 voneinander richtig bemessen ist, die Bewegung der Elektronen, ähnlich wie bei den vorhergehenden Elektroden, wieder schwächt.

   Die Elektronen geben somit ihre Bewegungsenergie stufenweise an die mit dem Schwingungskreis verbundenen Elektroden ab und erreichen,   nachdem siepraktisch ihre ganze Bewegungsenergie abgegeben haben, die Auffangelektrode 22.   



   Damit die Elektronen, die an der Anode 9 vorbeigehen, das Feld der ersten der aufeinanderfolgenden Zwischenelektroden genau im richtigen Zeitpunkt erreichen, ist die Steuerelektrode 7 mit dem Schwingungskreis 41 verbunden, der mit dem Schwingungskreis 25 fest gekoppelt ist. Falls die Phase richtig ist, wird das Gitter 7 die Elektronen derart beschleunigen oder verlangsamen, dass sie die erste der Zwischenelektroden in dem Augenblick erreichen, in dem diese ein gegen die Anode 9 negatives Potential erhält. 



   Die aufeinanderfolgenden Zwischenelektroden sind hinsichtlich ihrer Länge verschieden und weisen voneinander verschiedene gegenseitige Abstände auf, die derart bemessen sind, dass die Laufzeit der Elektronen von einem gewissen Punkt einer der Elektroden bis zu einem bezüglich der Bewegungsrichtung der Elektronen entsprechend liegenden Punkt der darauffolgenden Elektrode der halben Schwingungszeit bzw. einem ungeraden Vielfachen der halben Schwingungszeit der in den Schwingungskreisen auftretenden Schwingungen entspricht. Die Laufzeit der Elektronen ist u. a. von der Länge der aufeinanderfolgenden Elektroden sowie von dem Gleichstrompotential, das diese Elektroden aufweisen, abhängig. 



   Die im Schwingungskreis 25 auftretenden Schwingungen können mittels einer mit diesem Sehwingungskreis gekoppelten Spule 47 einem Verbraucher zugeführt werden. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Verstärken bzw. Erzeugen von Hochfrequenzschwingungen mit einer Entladungsröhre, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entladungsröhre zwischen einem zur Erzeugung eines Elektronenbündels dienenden Elektrodensatz und einer Auffangelektrode wenigstens zwei hintereinanderliegende Elektroden (Zwischenelektroden) angeordnet sind, die mit einem schwingungsfähigen Gebilde verbunden sind oder einen Teil eines solchen Gebildes bilden, dessen Eigenfrequenz der Anfangsgeschwindigkeit der Elektronen und der Länge und dem gegenseitigen Abstand der hintereinanderliegenden Elektroden entsprechend derart gewählt ist, dass die Elektronen ihre Bewegungsenergie nahezu völlig stufenweise an diese Elektroden abgeben und dabei das   schwingungsfähige   Gebilde anstossen.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinanderliegenden EMI2.1 oder mit entsprechenden Enden mehrerer miteinander gekoppelter Schwingungskreise verbunden sind.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangsgeschwindigkeit der Elektronen und der gegenseitige Abstand und die Länge der hintereinanderliegenden Elektroden derart bemessen sind, dass die Laufzeit der Elektronen von einem gewissen Punkt einer jeden dieser Elektroden bis zu einem bezüglich der Bewegungsrichtung der Elektronen entsprechend gelegenen Punkt der darauffolgenden Elektrode ein ungerades Vielfaches der halben Schwingungszeit der in dem Schwingungskreis bzw. den Sehwingungskreisen auftretenden Schwingungen beträgt.

   4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Erzeugung des Elektronenbündels dienende Elektrodensatz ein Steuergitter enthält, dem Steuerspannungen zugeführt werden, die eine bestimmte, zweckmässig einstellbare Phase in bezug auf die im schwingungsfähigen Gebilde auftretenden Schwingungen aufweisen. <Desc/Clms Page number 3>

   5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungskreis, mit dem die Zwischenelektroden verbunden sind mit einem zweiten im Steuergitter- kreis des zum Erzeugen des Elektronenbündels dienenden Elektrodensatz liegenden Schwingungskreis gekoppelt ist.

   6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Zwischenelektroden eine in bezug auf die Kathode positive Vorspannung erteilt wird.

   7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelektroden das gleiche Gleichstrompotential wie die Anode des zum Erzeugen des Elektronen- bündels dienenden Elektrodensatzes aufweisen.

   8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungsröhre in einem magnetischen Feld angeordnet ist, dessen Richtung mit der Bewegungs- richtung der Elektronen übereinstimmt.

   9. Entladungsröhre, insbesondere für die Einrichtung nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem zum Erzeugen eines Kathodenstrahlbündels dienenden Elektrodensatz und einer Auffangelektrode wenigstens zwei hintereinanderliegende Elek- troden (Zwischenelektroden) angeordnet sind, deren Abstand von der jeweils vorhergehenden Elek- trode um so geringer ist, je weiter sie von dem zum Erzeugen des Elektronenbündels dienenden Elek- trodensatz entfernt sind.

   10. Entladungsröhre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der hintereinander- liegenden Zwischenelektroden um so geringer ist, je grösseren Abstand diese von dem zur Erzeugung des Kathodenstrahlbündels dienenden Elektrodensatz haben.

   11. Entladungsröhre nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinander- liegenden Elektroden zylindrisch sind und eine gemeinsame, mit der Bewegungsrichtung der Elektronen übereinstimmende Achse aufweisen. EMI3.1