AT155899B

AT155899B - Elektronenröhre mit einem Hohlraum als Resonator.

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Publication number: AT155899B
Authority: AT
Original assignee: Pintsch Julius Kg
Priority date: 1935-08-19
Filing date: 1935-02-23
Publication date: 1939-04-11
Also published as: AT159768B

Description

Elektronenröhre mit einem Hohlraum als Resonator.
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sind. Erfindungsgemäss wird als Resonator ein von metallischen, gut leitenden Wänden möglichst allseitig begrenzter Hohlraum benutzt, dessen Eigendämpfung ausserordentlich klein gehalten werden kann. Durch eine derartige Ausbildung des Resonators wird die am meisten ins Gewicht fallende Strahlungsdämpfung praktisch zu Null gemacht. Auch die Ohmsche Dämpfung des Resonators kann bei Verwendung von den Hohlraum begrenzenden Oberflächen aus gut leitendem Metall, z. B. Silber oder Kupfer, und durch Hochglanzpolieren derselben sehr klein gehalten werden. Durch die bei den
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verluste praktisch vermieden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Wahl der Ankopplung eines Belastungswiderstandes, z. B. einer Antenne, an den als Resonator dienenden Hohlraum. Versuche und theoretische Überlegungen haben ergeben, dass bei den bekannten Schaltungen zur Anfachung ultrahochfrequenter Schwingungen, vor allem wegen der geringen Steilheit der Steuercharakteristik S'der Röhren nur ein kleiner Belastungswiderstand an den Resonator angeschlossen werden darf. Es hat sieh gezeigt,
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erhaltenen Wechselstromes zu der an den Elektroden wirksamen Resonatorweehselspannung und h eine von den Elektrodenabmessungen und den Betriebsbedingungen abhängige, von dem Wert 1 wenig verschiedene Grösse darstellt.

Da man mit Rücksicht auf die Abstände und Abmessungen der Elektroden die Kapazität C des Resonators nicht sehr klein bzw. den Wellenwiderstand IV nicht sehr
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zwischen Resonator und Belastungswiderstand erforderlich. Diese lose Kopplung kann mit einer Energieleitung mit kleinem Wellenwiderstand erreicht werden. Vorteilhaft wird eine aus zwei koaxialen Leitern bestehende Energieleitung benutzt, bei welcher keine Strahlungsverluste auftreten.

Wird eine Energieleitung verwendet, deren Länge mit der Viertelwellenlänge der anzufachenden Schwingung ungefähr übereinstimmt, und wird diese im Spannungsknoten an den Resonator angeschlossen, so tritt im Leerlauf an dem freien Ende eine Spannung auf, welche im Verhältnis der Wellenwiderstände von Energieleitung und Resonator kleiner ist als die maximale Wechselspannungsamplitude im Resonator. Ein an dem freien Ende der Energieleitung angekoppelter Belastungswiderstand stellt dann für den Resonator einen Dämpfungswiderstand dar, der im Verhältnis der Quadrate der Wellenwiderstände von Energieleitung und Resonator kleiner ist als der Belastungswiderstand.

Man hat es also dadurch, dass der die Energieleitung darstellende spaltförmig Raum genügend klein gemacht wird, also einen genügend kleinen Wellenwiderstand darstellt, absolut sicher in der Hand, den Belastungswiderstand, insbesondere den Strahler, so lose, wie es gewünscht wird, an den Hohlraum anzukoppeln.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der konstruktiven Verbindung der für die Anfachung notwendigen Elektroden mit den den Hohlraumresonator begrenzenden Metallwänden. Da zur Anfachung eines Resonators mindestens zwei Elektroden erforderlich sind, welche auf verschiedener Gleichspannung gehalten werden müssen, wird der den Resonatorraum begrenzende Hohlkörper mit metallisch leitenden Wänden aus mindestens zwei gegeneinander isolierten Teilen hergestellt. An geeigneter Stelle werden die Metallwände dann als Elektroden ausgebildet. Um eine an den Trennungsstellen auftretende dämpfende Verluststrahlung zu vermeiden, werden verschiedene Losungsgedanken angegeben, welche an Hand der Ausführungsbeispiele erklärt sind. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sieh aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und aus den Patentansprüehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 1-17 dargestellt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch und im Schnitt Hohlraumresonatoren, welche von zwei gegeneinander isolierten Metallkörpern begrenzt und zur Vermeidung von Verluststrahlung mit Kurzsehlusskondensatoren versehen sind.

Die Fig. 3 und 3 a zeigen im Längs-und Querschnitt eine Elektronenröhre zur Anfachung in der Bremsfeldschaltung mit einem Resonator entsprechend der Fig. 2.

Die Fig. 4 zeigt im Längsschnitt und die Fig. 4 a und 4 b in zwei Querschnitten eine Elektronen-
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gelangende Hohlraum von einem flasehenförmigen Behälter und einem isoliert durch den Flaschenhals in das Innere des Behälters ragenden Rohr begrenzt wird. Flaschenhals und Metallrohr bilden zusammen eine Energieleitung zur Ankopplung eines Belastungswiderstandes an den Resonator.

Die Fig. 8 a zeigt den Querschnitt durch eine Energieleitung, wie sie bei der in Fig. 8 dar- gestellten Röhre vorgesehen ist. Die Fig. 9 zeigt im Längsschnitt eine als Verstärker besonders geeignete Ultrakurzwellenröhre.

Die Fig. 10 und die Fig. 11 und 11 a zeigen Elektronenröhren, bei welchen ein den Hohlraumresonator begrenzender, möglichst allseitig geschlossener Hohlkörper eine vollständig in seinem Innern befindliche Elektrode umschliesst. Wie bei den Beispielen in den Fig. 3-9 dienen zylindrische Elek- troden zur Anregung der vorzugsweise zylindrischen Resonanzräume.

Die Fig. 12,12 a, 13 und 13 a stellen Elektronenröhren entsprechend den Fig. 10 und 11 dar, bei welchen ebene Elektroden zur Anfachung von vorzugsweise scheibenförmigen Resonanzräumen dienen.

Die Fig. 14,14 a, 15, 15 a, 16,16 a, 17, 17 a zeigen schliesslich noch Ausführungsbeispiele, bei welchen sich an die Kondensatorplatten, welche einen scheibenförmigen Resonanzraum begrenzen, senkrecht und vorzugsweise konzentriseh angeordnete Elektroden anschliessen. Die Fig. 14-15 a stellen Elektronenröhren zur Anfaehung in der Bremsfeldsehaltung, die Fig. 16-17 a solche zur Anfachung nach dem Magnetronprinzip dar.

Ein besonders einfacher dämpfungsfreier Hohlraumresonator mit verhältnismässig hohem Wellenwiderstand ist in Fig. 1 dargestellt. Er besteht aus dem Zylinderkondensator 1 und der einlagigen Toroidspule 2 als Selbstinduktion, welche durch den als Kurzschluss für die Ultrahochfrequenz dienenden Zylinderkondensator 3 unterteilt ist. Die beiden Zylinder des Kondensators 1 sollen als Elektroden dienen. Da der Abstand der Elektroden im allgemeinen mit RÜcksicht auf den Elektronenmechanismus zu wählen ist und nicht derart eng gehalten werden kann, wie dies bei dem Kondensator 3 möglich ist, empfiehlt es sich, zur Vermeidung der am offenen Ende der Elektroden auftretenden Verluststrahlung zwei Elemente entsprechend Fig. 1 zu einer Anordnung nach Fig. 2 symmetrisch zusammenzusetzen.

Die durch den Zylinderkondensator T gegebene Elektrodenkapazität schliesst dann auf jeder Seite symmetrisch an eine einlagige Toroidspule 2 bzw. 2'an, die mit Rücksicht auf die Gleichspannung zwischen den Elektroden je durch einen Kondensator 3 bzw. 3'geteilt ist. Bei solchen Anordnungen kann im Gegensatz zu einer konzentrischen Lecherleitung die Kapazität des
Schwingkreises auf ein Minimum, nämlich das durch die Elektrodenoberfläehen verlangte Minimum, beschränkt werden. Die Kapazität der an den Kondensator l'anschliessenden einlagigen Toroidspulen kann vernachlässigt werden. Die beiden Schalen des Toroides wirken praktisch wie eine Induktivität, deren magnetischer Fluss als ein Ringfluss die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Querschnitte durchläuft.

Die Verluststrahlung an den freien Enden der Kondensatoren 3 und 3'kann praktisch vernachlässigt werden. Gegenüber einer konzentrischen Lecherleitung hat die Anordnung den Vorteil, dass sie in axialer Richtung kürzer ausgebildet werden kann. Bei einer Lecherleitung wäre die Länge s in Fig. 1 bzw. Fig. 2 gleich einem Viertel der Wellenlänge zu wählen, während bei Anordnungen entsprechend Fig. 1 und 2 die Länge s wesentlich kürzer als ein Viertel der Wellenlänge gewählt werden kann.

Die Fig. 3 zeigt eine Elektronenröhre mit einem Hohlraumresonator entsprechend der Fig. 2.

In der Mitte der rotationssymmetrischen Anordnung ist eine Kathode 4 in Form eines haarnadelförmigen Glühdrahtes zwischen den zwei Bolzen 5 und 5'ausgespannt. Glühkathode und Bolzen sind konzentrisch von einem Metallrohr 6 umgeben, das in seinem mittleren Teil mit einem Gitter 7 aus parallel zur Achse verlaufenden Stäben versehen ist. Das Metallrohr 6 ist selbst wieder von einem rotationssymmetrisehen Metallkörper umgeben, dessen Teil 8 als Elektrode und Kondensator und dessen Teile 9 als einlagige Torusspulen und Selbstinduktion des Resonators dienen. Der am unteren Ende des Resonators sieh anschliessende rohrförmige Teil 10 bildet mit dem Rohr 6 einen Kurzschluss- kondensator, der am oberen Ende sich anschliessende rohrförmige Teil 11 bildet mit dem Rohr 6 eine Energieleitung von geringem Wellenwiderstand.

Die Länge der Energieleitung wird zweckmässig gleich der Viertelwellenlänge gewählt. Das obere Ende des Innenleiters 6 geht in die Àj4-Antenne 12 und das obere Ende des Aussenleiters 11 in die Platte 13 zur kapazitiven Überleitung des Antennenstromes über.

Um bei der Röhre ein besonderes Vakuumgefäss zu vermeiden, ist das obere Ende der Energieleitung mit einer Glasverschmelzung 14 vakuumdicht abgeschlossen und an den Aussenleiter des Kurz- schlusskondensators am unteren Ende ein Glasstutzen 15 angeschmolzen, durch den die Strom-
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zum Anschluss der Röhre an eine Vakuumpumpe. Als Vakuumgefäss dient demnach im wesentlichen der äussere Metallmantel der Röhre.

Um den Austritt von Verluststrahlung aus der Röhre möglichst gering zu halten, wird der Zwischenraum zwischen den beiden Rohren 6 und 10, welche den Kurzschlusskondensator am unteren Ende bilden, so klein wie möglich gewählt. Der Zwischenraum zwischen den die Energieleitung bildenden Rohren 6 und 11 wird so gross gewählt, dass durch dessen Wellenwiderstand die günstigste Anpassung der Antenne 12 an den Resonator erzielt wird. Diese günstigste Wahl des Wellenwiderstandes der Energieleitung wird am besten durch den Versuch bestimmt.

Der zur Erregung kommende Resonatorhohlraum wird begrenzt von dem Metallzylinder 6, dem Gitter 7 und dem äusseren Metallmantel, bestehend aus den Teilen 8 und 9. Der Spannungsbauch

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Gitters 1 greift das ultrahochfrequente Wechselfeld zu einem Teil auf den Innenraum des Zylinders 6 und auf die Kathode durch. Um dort eine störende Anregung von Resonanzräumen und eine Ableitung von Sehwingungsenergie über die Stromzuleitungen zu vermeiden, ist der Innenraum des Zylinders 6 mit den isoliert eingesetzten beiden Bolzen 5 und 5'versehen, deren Aussendurchmesser nur wenig kleiner als der Innendurchmesser des Rohres 6 ist.

Sie bilden daher mit dem Rohr 6 Kurz- schlusskondensatoren und begrenzen innerhalb des Gitters einen Raum, dessen Eigenfrequenz höher ist als die des zur Anfachung gelangenden Resonators. Der Raum zwischen Kathode und Gitter kann
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Zur Entdämpfung bzw. zur Sehwingungsanfaellung des Resonators können verschiedene Schaltungen benutzt werden. Vorteilhaft wird die Bremsfeldschaltung benutzt, wobei das Gitter 7 eine hohe positive und die Anode oder Bremselektrode 8 eine Spannung um Null oder eine negative Spannung bezogen auf die Kathode erhalten. Die von der Kathode ausgehenden Elektronen gelangen zum Teil direkt auf die Stäbe des Gitters ; ein anderer Teil dringt in den Raum zwischen Gitter und Anode ein.

Bei schwingender Röhre ändert sieh das Verhältnis des Elektronenstromes, der direkt auf dem Gitter endet, zum Elektronenstrom, der das Gitter durchquert, vor der Anode wendet und wieder auf das Gitter zurückkehrt. Durch die Schwingung zwischen Gitter und Anode findet also am Gitter selbst eine Steuerung des in den Gitter-Anodenraum eindringenden Elektronenstromes statt.

Der dadurch hervorgerufene Ele1. "tronenweehselstrom gibt stets mit dem zwischen Gitter und Anode vorhandenen Wechselfeld eine Leistungsabgabe, falls die Laufzeit der Elektronen vom Gitter bis zur Umkehrfläche vor der Anode ungefähr mit drei Fünftel der Periodendauer der ultrahochfrequenten Schwingungen übereinstimmt.

Die das Gitter 7 in Richtung nach der Anode 8 durchsetzenden Elektronen werden sowohl auf
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die ihnen durch das zwischen 4 und 7 vorhandene Gleichfeld erteilt wurde, auf den Resonator. Wenn die Wechselspannung, bis zu welcher der Resonator sich aufschaukelt, genügend gross ist, werden die Elektronen bereits bei ihrem Hin-und Rückgang derart stark gebremst, dass sie auf dem Gitter 7 bei ihrer Rückkehr von der Anode 8 ungefähr mit der Geschwindigkeit Null ankommen. Unter diesen
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statt.

Statt des hier geschilderten anfachenden Elektronenmechanismus mit Pendelsteuerung am Steuergitter 7 durch die Anode 8 kann um die Kathode 4 ein weiteres Steuergitter angeordnet werden, das mit der Kathode 4 zusammen einen Resonator bildet, der entweder fremd gesteuert oder vom Resonator zwischen 6, 8 und 9 rückgekoppelt angeregt wird. Es liegt dann ein anfachender Elektronen- meehanismus mit Raumladesteuerung und Rückkopplung vor. Auch eine Magnetronanordnung kann benutzt werden, indem etwa bei der Röhre nach Fig. 3 über die Anode 8 eine Spule gewickelt wird,
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nach der Anode verlassenden Elektronen in ähnlicher Weise zur Umkehr, wie für die Anordnung nach Fig. 3 dies vom Bremsfeld vorausgesetzt wurde.

Auch bei der Magnetronanordnung kann die Steuerung durch den soeben als Pendelsteuerung am Gitter bezeichneten Mechanismus geschehen. Es sind noch beliebige weitere Arten von anfachenden Elektronenmeehanismen denkbar, z. B. kann als Kathode statt einer Glühkathode die zwischen einer Glühkathode und einer Erregeranode übergehende Elektronenströmung dienen, oder es kann eine Anordnung mit Querfeldsteuerung benutzt werden, bei der ein Elektronenstrahl im Querfeld zwischen zwei Kondensatorplatten abwechselnd nach dem einen bzw. dem andern von zwei Auffängern gelenkt wird.

Auch ein Elektronenmechanismus auf Grund
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vollkommen unabhängig von der besonderen Art des anfachenden Elektronenmechanismus und erweist sich in Kombination mit jeder Art der Anfachung als günstig und von wesentlicher Bedeutung, wenn es sieh darum handelt, hohe Amplituden der Wechselspannung und hohe Schwingleistung zu erhalten.

Bei dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel bildeten die Elektroden der anfachenden Elektronenströmung Teile der Metallwandung des allseitig geschlossenen Hohlraumes, der als Resonator dient. Eine grundsätzlich andere Lösung besteht darin, dass die Elektroden des anfachenden Elektrodensystems oder diese Elektroden zusammen mit den Leiterteilen, welche das Schwinggebilde darstellen, z. B. die zwei Leiter eines Leehersystems, an sich ein offenes System bilden, welches Streustrahlung zulässt, dass aber dieses an sich offene System umgeben ist von einem allseitig geschlossenen metallischen Hohlraum, der die Streustrahlung verhindert.

In Fig. 4, 4 a und 4 b ist ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Magnetronröhre im Längsschnitt und in zwei Querschnitten x-x und y-y dargestellt. 4 sei die Kathode, u. zw. eine Haarnadelkathode.

Die Elektroden 18, 18'sind sogenannte Schlitzanoden und bilden die beiden Leiter eines an den Enden durch Kondensatoren geschlossenen Lechersystems der halben Wellenlänge (ì./2), das quer zur Leitungsachse Streustrahlung zulassen würde. Dieses System ist umgeben durch ein Metallrohr 19, welches das Entweichen der Streustrahlen verhindert und die damit verbundene Dämpfung aufhebt.

Als Kondensatoren dienen am einen Ende die Bolzen 20, 20'von halbkreisförmigem Querschnitt,

die sowohl unter sich als auch zu dem Rohr 19 in geringen, spaltförmigen Zwischenräumen angeordnet sind. Der Spalt zwischen 20, 20' dient gleichzeitig als Energieleitung. Am äusseren Ende der Bolzen 20, 20' ist der Strahler 21 angekoppelt. Das linke Ende des Resonators ist durch die von den Platten 22,23, 24
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sind gegeneinander isoliert und am Rande mit einer Glasverschmelzung 25 versehen. Ebenso ist das rechte Ende der Energieleitung mit einer Glasverschmelzung 26 versehen, so dass die Röhre ohne Anwendung eines besonderen Vakuumgefässes ausgepumpt werden kann. Zur Erzeugung eines axialen Magnetfeldes dient die Spule 27.

Bei den nun folgenden Ausführungsbeispielen sind die Kurzsehlusskondensatoren, welche bei den in Fig. 3 und 4 dargestellten Röhren durch die Leiter 6, 10 bzw. 22, 23, 24 gebildet werden, nicht mehr vorhanden. Die an diesen noch auftretenden geringen Strahlungsverluste sind daher vermieden. Der Generator der Röhre besteht aus einem flaschenförmigen, auf seiner Innenfläche metallisch leitenden Aussenleiter und einem durch den Flaschenhals ins Innere des Hohlraumes des Aussenleiters
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In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist 31 der laschenförmige Aussenleiter, 32 der Boden,
33 der Hals der Flasche.

Durch den Flaschenhals hindurch ragt ins Innere des Aussenleiters der rohr- förmige Innenleiter 34, der an dem im Innern der Flaschen befindliehen Ende 35 mit Fenstern versehen oder als Gitter ausgebildet ist und sich dem Boden der Flasche nur so weit nähert, dass keine wesentliche zusätzliche Endkapazität zwischen Innenleiter und Flaschenboden entsteht. In der Achse dieses
Innenleiters ist die Glühkathode 36 beispielsweise in Form einer Haarnadel angeordnet. Wählt man die Länge der Flasche zwischen Hals und Boden ungefähr gleich \/4, so stellen Aussen-und Innenleiter ein Lechersystem der Länge X/4 dar, welches am einen Ende über den Zylinderkondensator, der aus Flaschenhals und Innenleiter 34 gebildet wird, nahezu kapazitiv kurzgeschlossen ist.

Ein derartiger Hohlraum, wie der Feldraum zwischen Innen-und Aussenleiter im Innern der Flasche, stellt ebenfalls einen Resonator von geringer Dämpfung dar.

Notwendig dazu ist allerdings, dass im Innern des Innenleiters, durch dessen Achse die Stromzuführungen 37 zur Kathode verlaufen, geeignete Querwände 38 aus Metall angeordnet sind, welche den Innenraum des Innenleiters gegenüber der Betriebsfrequenz, ähnlich wie im Beispiel der Fig. 3, verstimmen und so einen Entzug von Schwingungsenergie über das Innere des Innenleiters verhindern. Schwingungsenergie kann also dem Hohlraum nur durch den engen Ringspalt im Hals der Flasche zwischen Innen-und Aussenleiter zugeführt oder entzogen werden. Da mit Rücksicht auf die Anfaehung zwischen Innen-und Aussenleiter eine Gleichspannung besteht, sind Innen-und Aussenleiter voneinander isoliert und beispielsweise im Hals der Flasche durch geeignete Distanzierstücke aus Isoliermaterial gegeneinander abgestützt.

Wie bei den vorhergehenden Beispielen sollen auch hier, falls besonders niedrige Dämpfungsgrade verlangt werden, die den Hohlraum begrenzenden Oberflächen hochglanz- poliert und gegebenenfalls mit einem Überzug aus einem gut leitenden Metall, z. B. Gold, Silber usw., versehen sein. Dieser Überzug wird insbesondere immer dann erforderlich sein, wenn mit Rücksicht auf vakuumtechnische Eigenschaften die Unterlage aus einem Nichtleiter (keramisches Material) oder aus einem Material relativ hoher Dämpfung (z. B. vakuumgeschmolzenes Nickel, Chromeisen, Chromnickel) besteht. Ferner ist es erforderlich, um ganz besonders niedrige Dämpfungsgrade zu erreichen, scharfe Kanten und Ecken für den Verlauf der Hochfrequenzströme an der Oberfläche des Hohlraumes zu vermeiden.

In Fig. 5 sind denn auch sämtliche mit 39 bezeichneten Ecken und Kanten sorgfältig abgerundet.

Einen besonders hohen kapazitiven Kurzschluss des Resonators erreicht man, wenn der aus Flaschenhals 33 und Innenleiter 34 gebildete Zylinderkondensator auf die Betriebsfrequenz abgestimmt, also in einer Länge von A/4, ausgeführt wird.

In vielen Fällen wird es wie bei den vorhergehenden Beispielen von Vorteil sein, den Aussenleiter direkt als Vakuumgefäss auszubilden. In diesem Falle wird in dem als Energieleitung dienenden Ringspalt im Flaschenhals ein vakuumdichter Isolator, z. B. in Form einer Glasversehmelzung, angebracht. In Fig. 5 befindet sich diese Verschmelzung 40 an dem dem Hohlraum abgewandten Ende der Energieleitung.

An den Ringspalt kann eine weitere Energieleitung oder, wie in Fig. 5, direkt eine Antenne angekoppelt werden. Als Antenne dient das zwischen 40 und 41 auf einer Länge von ungefähr /4 freiliegende Stück des Innenleiters 34. Auf den Aussenleiter ist, ebenso wie im Beispiel in Fig. 3, am äusseren Ende der Energieleitung eine Scheibe 42 aufgesetzt, welche als Gegengewicht zur Antenne dient. Um die Zuleitungen zur Kathode, insbesondere die Heizleitungen, in die Röhre einzuführen, ohne den Aussenleiter des Resonators an einer andern Stelle als am Flaschenhals durchbrechen zu müssen, sind diese Heizleitungen vom oberen Ende aus durch den Innenleiter geführt. Dies bedingt, da eine hochfrequenzfreie Stromzuführung nur in einem Spannungsknoten möglich ist, eine Verlängerung der Antenne 40-41 um A/4.

Diese Verlängerung ist durch eine übergesehobene Hülse 43, welche bei 44 am Innenleiter anschliesst, abgedeckt und trägt am offenen Ende eine der Scheibe 42 gegen- überstehende Scheibe 45. Beide Scheiben dienen zur kapazitiven Überleitung des Stromes im Aussenleiter auf die Antenne. Die Hülse 43 stellt zusammen mit dem ihr entsprechenden Stück des Innen-

leiters einen Resonator dar, welcher die Ableitung von Hoehfrequenzenergie nach den Stromzuführungen für die Heizung und die Kathode sperrt. Die Stromzuführungen können dann z. B. in einem Quetschfuss 48 durch ein bei 46 an den Innenleiter angeschmolzenes Glasrohr herausgeführt werden. An dieses Glasrohr kann auch der Stutzen 47 anschliessen, über welchen die Röhre gepumpt wird.

Eine Anfachung des aus Aussenleiter 31 und Innenleiter 34 gebildeten Hohlraumresonators durch die Elektronenströmung kann ebenso wie bei der in Fig. 3 dargestellten Elektronenröhre erfolgen, wenn dem Innenleiter gegenüber der Kathode eine positive Gleichspannung, dem Aussenleiter eine
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des in den Raum zwischen den Elektroden 35 und 31 eintretenden Elektronenstromes erfolgt in gleicher Weise, wie sie im Anschluss an Fig. 3 beschrieben wurde.

Die Länge des im Innern des flaschenförmigen Teiles befindlichen Teiles des Innenleiters könnte
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abgestimmt sein, dass sie ein einer halben Wellenlänge äquivalentes Resonanzelement bilden, welches über denjenigen Teil der Länge, über welchen der Aussenleiter fehlt, als Strahler wirkt.

Eine andere Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist in Fig. 6 dargestellt. In den Aussenleiter 31 tritt durch den Flaschenhals 33 der Innenleiter 34 ein. 31 und 34 bilden zusammen ein Lechersystem der Länge)../2, welches an seinen Enden mit Kondensatoren versehen ist, welche für die Schwingung im Resonator nahezu einen Kurzschluss darstellen. Diese Zylinderkondensatoren können vorzugsweise von der Länge)../4 gewählt werden. Auch bei kürzerer Länge, wie)../4 ; tritt eine Kurzschlusswirkung ein. In dem mittleren Teil des Hohlraumresonators, also im Spannungsbauch, ist der Innenleiter 34 mit einem Gitter oder Fenster 35 versehen, durch welches die von der Haarnadelkathode. 36 ausgehende Elektronenströmung in den Hohlraumresonator eintreten kann.

Die Stromzuführungen 37 sind hier bis in die Nähe des Spannungsknotens des Zylinderkondensators 49 geführt und durchsetzen zusammen mit einer Stromzuführung für den Innenleiter den Aussenleiter durch eine Öffnung 50, an welche ein Glasrohr 51 angeschmolzen ist, das in einem Quetsehfuss 52 für die Stromzuführungen endet. Das Innere des Innenleiters ist wiederum durch Querwände 38 verstimmt, so dass eine störende Schwingung im Innern des Innenleiters nicht auftreten kann. Am offenen Ende des Flaschenhalses erweitert sich der Aussenleiter zu der Scheibe 42, welche als Gegengewicht für die Antenne 34 dient. Das bei 53 angeschmolzen Glasrohr 54 schliesst den Hals der Röhre vakuumdicht ab. An diesem Glasrohr befindet sich die Absehmelzstelle 55 für die Pumpleitung. Der Innenleiter 34 ist im Flaschen-
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und festgehalten.

Statt dem Hohlraumresonator die Länge X/2 zu erteilen, kann ein Vielfaches von À./2- gewählt werden. Es ist dann möglich, Elektroden zur Anfaehung jeweils in einem oder mehreren Spannungsbäuchen anzuordnen und den Resonator in der entsprechenden Oberwelle anzuregen.

Statt konzentrische und zylindrische Leiter, sogenannte konzentrische Leehersysteme, zur Begrenzung der Hohlraumresonatoren zu verwenden, kann auch, wie in Fig. 7 dargestellt ist, die Kombination eines Zylinderkondensators mit einer einwindigen Torusspule zur Bildung des Resonators benutzt werden. Der Teil 56 des Aussenleiters bildet mit dem Innenleiter 34 den Zylinderkondensator, während der erweiterte Teil 57 des Aussenleiters mit den ihm entsprechenden Teil des Innenleiters 34 die einwindige Torusspule darstellt. Gegenüber einem konzentrischen Leehersystem hat ein derartiger Resonator den Vorteil der kürzeren Baulänge und eines höheren Wellenwiderstandes.

Im übrigen entspricht die Anordnung derjenigen von Fig. 5, nur dass an Stelle einer Antenne am offenen Ende des Flaschenhalses eine konzentrische Energieleitung angekoppelt ist, die am offenen Ende des Flaschenhalses einen Spannungsknoten aufweist und infolgedessen in einem Abstande von X/2 bei 58 von den Stromzuführungen zum Innenleiter und für die Heizung der Kathode durchquert werden kann. Statt eines aus Zylinderkondensator und einwindiger Torusspule bestehenden Resonanzelementes können auch eine ungerade Zahl solcher in Serie geschaltet werden zu einem Resonator, der dann in mehreren Spannungsbäuchen durch Elektronenstrome angefacht werden kann.

Bei Aneinanderreihung einer geraden Zahl von Resonanzelementen entsprechend Fig. 7 muss, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist, in den Boden des flaschenförmigen Aussenleiters in gleicher Weise wie in Fig. 6 ein Kurzschlusskondensator eingesetzt werden, der wiederum als Zylinderkondensator, beispielsweise der Länge X/4, ausgeführt sein kann.

In Fig. 8 ist ferner gezeigt, in welcher Weise die Röhre an eine quer zu ihrer Achse verlaufende Energieleitung angekoppelt wird. Der Aussenleiter 31 schliesst nämlich mit seinem offenen Ende des Flaschenhalses an den senkrecht zu ihm verlaufenden Leiter 59 eines Lechersystems an, dessen zweiter Leiter 60 mit dem Innenleiter über die Hülse 61 bei 62 in leitender Verbindung steht. Das aus dem
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und 60 oder im Innern der Hülse 61 verläuft, zusammen mit der Hülse 61 ein auf Resonanz abgestimmtes Element, welches einem Lechersystemabschnitt der Länge À./2 äquivalent ist. Die beiden Leiter 59 und 60, zwischen welchen durch die Schwingung auf dem Innenleiter 34 stehende oder laufende Wellen angefacht werden, sind in ein weiteres Rohr 63 eingeschlossen, um Strahlungsverluste zu vermeiden.

Die Stromzuführung zur Kathode kann in gleicher Weise wie in Fig. 5 über den Quetschfuss 48 geschehen. Die Fig. 8 a stellt einen Querschnitt senkrecht zur Achse der Leiter 59 und 60 an der
Kopplungsstelle mit der Röhre dar.

In vielen Fällen wird das Bedürfnis bestehen, den flaschenförmigen Aussenleiter zu erden, insbesondere in allen den Fällen, wo er mit Reflektoranordnungen, z. B. Spiegeln, fest baulich ver- einigt werden soll. Da zwischen Kathode und Aussenleiter eine im allgemeinen nicht sehr von Null verschiedene positive oder negative Gleichspannung besteht, erhält in den Fällen des geerdeten Aussenleiters die Kathode gegenüber Erde eine Gleichspannung.

Die Anordnungen nach Fig. 1-8 lassen sich ohne weiteres auch umbauen zu Elektronenröhren zur Verstärkung von ultrahochfrequenten Schwingungen. Zu diesem Zwecke wird, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist, die Kathode 36 von einem Steuergitter 64 umgeben, das sich als ein die Kathodenleitungen 37 konzentrisch umgebendes Rohr 65 fortsetzt. 37 und 65 bilden miteinander ein Lechersystem, welches an der Stelle der Kathode 36 einen Spannungsbauch aufweist. Dieses Leehersystem wird nun ins Innere des Innenleiters 34 hineingebracht, wobei der Innenleiter 34 und das Rohr 65 derart angeordnet werden, dass das Gitter bzw.

Fenster 35 des Innenleiters 34 das Steuergitter 64 umsehliesst. Ferner wird durch metallische Querwände 38 im Hohlraum zwischen dem Rohr 65 und dem Innenleiter 34 dafür gesorgt, dass in diesem Hohlraum parasitäre Schwingungen nicht auftreten können. Die zwischen den konzentrischen Leitern 37 und 65 angeregten Schwingungen ergeben nun infolge der Raumladebegrenzung eine Steuerung des aus der Kathode 36 durch das Steuergitter 64 und das Gitter bzw. Fenster 35 in den eigentlichen Hohlraumresonator eintretenden Elektronenstromes.

Der Innenleiter 34 ist dann ebenso wie in den vorhergehenden Beispielen von dem flaschenförmigen Aussenleiter 54 umgeben, der in der Fig. 9 fortgelassen wurde. Die zur Steuerung des Steuergitters erforderliche Hochfrequenzenergie, d. h. die aus 37 und 65 bestehende Doppelleitung, kann durch den Flaschenhals ins Innere der Röhre gebracht werden.

Aus der an Hand der Fig. 9 geschilderten Anordnung zur Verstärkung von ultrahochfrequenten
Schwingungen kann auch ein auf Rückkopplung beruhender selbsterregter Generator oder ein durch Rückkopplung entdämpfter Empfänger geschaffen werden. Es wird dann ein Teil der im Hohlraumresonator durch den Ringspalt im Flaschenhals entweichenden ultrahochfrequenten Schwingungenergie dem aus den Leitern 37 und 65 gebildeten Leehersystem zugeführt. Die Überleitung dieser Energie kann beispielsweise dadurch geschehen, dass durch geeignete Fenster oder Öffnungen Hoch- frequenzstreufelder in die Feldzone des aus den Leitern 37 und 65 gebildeten Leehersystems eingreifen und dieses durch Feldkopplung zu Schwingungen anfaehen.

Die in den Fig. 5-8 dargestellten Elektronenröhren haben noch den konstruktiven Nachteil, dass sich in dem Flaschenhals zwei Leiter mit grossem Spannungsunterschied in sehr geringem Abstand gegenüberstehen. Ausserdem bereitet die Ableitung der Wärme aus dem Innern der Röhre, insbesondere von dem sich hoch erhitzenden Gitter, Schwierigkeiten. Bei den nun folgenden Ausführungsbeispielen sind diese Nachteile weitgehend beseitigt. Es werden hier Elektronenröhren entsprechend der Erfindung beschrieben, bei welchen der zur Anfachung gelangende Hohlraum von einem hohlen Metallkörper begrenzt wird, welcher eine vollständig in seinem Innern befindliche Elektrode umschliesst.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Hohlraumresonator durch Wandungen gebildet werden, die entweder galvanisch miteinander verbunden sind oder aber keinen hohen Spannungunterschied aufweisen. Die umschlossene Elektrode, welche gegenüber den Wandungen des Hohlraumes eine hohe Spannung erhält, wird innerhalb des Hohlraumes durch Isolatoren abgestützt.

Zweckmässig werden diese Isolatoren zur Abstützung der umschlossenen Elektrode in Spannungsknoten der Schwingung des Hohlraumes angebracht. Die elektrischen Dämpfungsverluste werden durch diese Massnahme sehr klein gehalten.

Werden die von dem Hohlkörper umschlossenen Elektroden flächenförmig ausgebildet, insbesondere als ebene oder zylindrische Flächen, so dass sie mit ihren Schmalseiten dicht an die Wand des Hohlkörpers heranreichen, so wird der Hohlraum in Räume zerlegt, die durch die gebildeten Spalte miteinander gekoppelt sind. Wird z. B. ebenso wie bei den in den Fig. 3, 5 und 6 dargestellten Anordnungen der Resonator als ein koaxiales Lechersystem ausgebildet, so erhält die in dem Hohlraum untergebrachte Elektrode die Gestalt eines Hohlzylinders. Wird der Hohlraumresonator in seinem mittleren Teil angefacht, so bilden sich dort ein Spannungsbauch und an seinen Stirnflächen Spannungs- knoten aus.

Es fallen dann die zwischen den Stirnflächen des Hohlraumes und der umschlossenen Elektrode an den Enden gebildeten Spalte mit den Sehwingungsknoten zusammen. In der Nähe dieser Knotenlinien werden vorteilhaft auch die Isolatoren zur Befestigung sowie die Stromzuführung zu der umschlossenen Elektrode angeordnet.

Die vom Hohlraumresonator umschlossene Elektrode kann ferner auch aus mehreren Teilen bestehen, die gegeneinander isoliert sind und beispielsweise verschiedene Gleichspannungen erhalten.

Zur Anfachung der erfindungsgemässen Elektronenröhre kann ebenfalls irgendeine der bekannten Schaltungen und insbesondere die Bremsfeldschaltung angewendet werden. Soll der geschlossene Hohlraumresonator in der Bremsfeldschaltung angefacht werden, so wird zweckmässig die Gitter-

elektrode zur besseren Wärmeableitung mit den Aussenwandungen des Hohlraumresonators galvanisch verbunden. Die umschlossene Elektrode ist dann die auf negativem Potential befindliche Bremselektrode.

Die Fig. 10 zeigt eine sogenannte Flaschenröhre, ähnlich wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. Zur Anfachung kommt ein)./4-Resonator, der im wesentlichen aus dem flasehenförmigen Metallbehälter 71
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Der Innenleiter ist hohl ausgebildet, weist am Ende ein Gitter 73 und im Innern desselben eine Haar- nadelkathode 74 auf. Letztere ist durch einen Isolierkörper 75 an dem Ende des Innenleiters 72 befestigt. Die beiden Heizzuleitungen 76 sind isoliert durch den Innenleiter 72 geführt. Die zwei Metallringe 77, durch die die Heizleitungen ebenfalls isoliert hindurchgeführt sind, begrenzen im
Innern der Gitterelektrode und des hohlen Innenleiters Räume, die gegenüber dem zur Anfachung gelangenden Resonanzraum verstimmt sind.

Innerhalb des flasehenförmigen Hohlkörpers 71 befindet sich eine als Hohlzylinder ausgebildete Elektrode 78, die durch Isolierkörper 79 an den Stirnflächen innerhalb des Hohlkörpers abgestützt ist. An der Stelle 80 erhält der laschenförmige Hohlkörper eine Glasverschmelzung als Einführung für die Zuleitung 81. Der Innenleiter 72 bildet mit dem Flaschenhals 82 eine konzentrische Energieleitung der Länge)./4. Der Innenleiter geht am oberen Ende der Energieleitung in die Antenne 83, der Aussenleiter in die als Gegengewicht dienende Platte 84 über.

Um die Strahlleistung von den Heizstromzuführungen fernzuhalten, ist die gleiche Anordnung wie in Fig. 5 vorgesehen. Die Antenne 83 bildet zusammen mit der Hülse 85 einen auf die in der Röhre angefachte Schwingung abgestimmten Resonator, der nur über das zwischen den beiden Scheiben 84 gelegene Stück der Antenne Strahlung in radialer Richtung aussendet. Die Scheiben 84 dienen auch hier zur kapazitiven Überleitung des hochfrequenten Wechselstromes im Aussenleiter 82 der Energieleitung. Ein besonderes Vakuumgefäss ist bei der Röhre ebenfalls nicht erforderlich.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist ganz ähnlich, wie sie ausführlich im Anschluss an die Fig. 5 beschrieben wurde. Erhält der Innenleiter eine hohe positive Spannung und die isoliert angeordnete Elektrode 78 eine geeignete schwach positive oder negative Spannung, so kann bei entsprechender Heizung der Glühkathode 74 der aus Innen-und Aussenleiter bestehende X/4-Resonator zu Schwingungen angefacht werden. An dem Flaschenhals der Röhre bildet sich ein Schwingungsknoten, zwischen dem Boden und dem Ende des Innenleiters bildet sich ein Spannungsbauch aus.

In dem dargestellten Fall braucht dem Behälter 71 und damit auch dem Aussenleiter 82 der Energieleitung keine besondere Gleichspannung erteilt zu werden. Vorteilhaft kann man an einer geeigneten Stelle, z. B. an der Knotenstelle 86, zu Beginn des Flaschenhalses eine galvanische Verbindung zwischen dem Innen-und Aussenleiter anbringen. Die beiden Leiter der Energieleitung sind dann auf demselben Gleichpotential.

Eine noch vorteilhaftere Ausführungsform zeigen die Fig. 11 und 11 a. Hier wird zur Anfachung ein Resonator der Länge),/2 benutzt. Der zur Anfachung kommende Resonanzraum besteht aus den beiden konzentrischen Zylindern 87 und 88, die zusammen mit den Endflächen 89, 90 einen torusförmigen Hohlraum begrenzen. Der mittlere Teil des als Hohlzylinder ausgebildeten Innenzylinders ist durch eine Gitterelektrode 91 ersetzt, die aus zur Zylinderachse parallelen Drähten aus Wolfram oder Molybdän besteht. Im Innern dieser Gitterelektrode ist wiederum eine Haarnadelkathode 92 untergebracht, deren Heizzuleitungen 93 isoliert durch den Isolierkörper 94 geführt sind. Der Innenzylinder 87 erhält auf der unteren Seite einen Glasstutzen 95, durch den die Heizleitungen vakuumdicht durchgeführt sind.

Die beiden Metallringe 96 dienen wieder zur Verstimmung des die Kathode enthaltenden Hohlraumes innerhalb des Gitters 91 bzw. zur Bildung weiterer verstimmter Räume innerhalb des Innenleiters 87.

Die Haarnadelkathode 92 erhält durch die Schraubenfeder 98 eine geeignete Fadenspannung.

Die Schraubenfeder ist innerhalb des Isolierkörpers 97 untergebracht und mit ihrem oberen Ende an dem Isolierkörper befestigt. Sie greift mit dem unteren Ende über den Zugdraht 99 und den Haken 100 an der Haarnadelkathode an. Die Schraubenfeder ist in relativ grosser Entfernung von der Glühkathode und dem sich bei der Anfachung in Bremsfeldschaltung hoch erhitzenden Gitter untergebracht, um zu vermeiden, dass sie durch Erwärmung ihre Elastizität einbüsst.

Der Innenzylinder 87 und der Aussenzylinder 88 gehen am oberen Ende in eine Energieleitung von der Länge X/4 über. Der Innenleiter 101 wird durch eine)./4-Antenne 102 fortgesetzt, der Aussenleiter 103 geht am oberen Ende in eine Metallplatte 104 über, die als Gegengewicht dient. Um einen Vakuumabschluss zu erhalten, ist über die Antenne 102 ein kurzes Glasrohr 105 geschoben, das mit der Platte 104 verschmolzen ist. Um eine Berührung von Innen-und Aussenleiter 101, 103 der Energieleitung zu vermeiden, ist der Aussenleiter 103 vorteilhaft am oberen Ende und am Übergang in die Metallscheibe 104 mit einem dielektrischen Führungsring 110, z. B. aus Glas oder Glimmer, versehen.

Bei Wärmeausdehnung des Innenleiters 87 bzw. des Gitters 91 kann sieh der Innenleiter in dieser Führung bewegen. Die durch die Wärmeausdehnung hervorgerufene Abstimmungsänderung der Antenne kann bei der Konstruktion der Röhre mitberücksichtigt werden.

Im Innern des zwischen den beiden Leitern 87 und 88 gebildeten torusförmigen Hohlraumes befindet sich die als Hohlzylinder ausgebildete, allseitig umschlossene Elektrode 106. Diese ist an den Stirnflächen des zylindrischen Raumes durch Isolatoren 107 abgestützt. An der unteren Stirnfläche weist der Hohlkörper eine Glasverschmelzung 108 auf, durch die die Stromzuleitung 109 zu dem Innenzylinder geführt ist.

Der durch die Zylinder 87, 88 und die Stirnflächen ? und 90 umschlossene torusförmige Hohlraum bildet den zur Anfachung gelangenden Resonator. Er wird von der hohlzylinderförmigen Elektrode 106 in zwei Räume a und b zerlegt, die an den Stirnseiten 89 und 90 durch ringförmige
Spalte miteinander kommunizieren.

Der Aussendurchmesser der zylinderförmigen Elektrode 106 ist nur wenig kleiner als der Innendurchmesser des äusseren Mantels 88 gewählt. Der Resonatorraum b erhält dadurch im Vergleich zu dem Resonatorraum a einen kleinen Wellenwiderstand. Wesentlich frequenzbestimmend ist daher nur der Hohlraum a, während b die Kurzschlusskapazität zur Überleitung des Hochfrequenzstromes von der Innenfläche von 106 auf die Stirnflächen 89 und 90 bildet.

Bei Erregung des Resonatorraumes a in der Grundschwingung bilden sich in dem mittleren Teil an der Stelle des Gitters 91 ein Spannungsbauch und an den Enden des zylindrischen Resonatorraumes Spannungsknoten aus. Die lichte Weite zwischen den Platten 89 und 90 stimmt dann ziemlich genau mit der halben Wellenlänge der angefachten Schwingung überein. Die zur Abstützung der Elektrode 106 vorgesehenen Isolatoren 107 sowie die Spannungszuführung 109 liegen demnach in der Nähe eines Spannungsknotens der Schwingung, wodurch dielektrische und Ableitungsverluste vermieden sind.

Aus dem Schnitt A-A der Fig. 11 a ist die Abstützung der umschlossenen Elektrode 106 innerhalb des konzentrischen Hohlraumes zu erkennen. Die umschlossene Elektrode 106 weist an mehreren Stellen Einfräsungen auf, in welche die Isolatoren 107 teilweise eingelassen sind. Die umschlossen Elektrode kann auf diese Weise ihre Lage weder in axialer noch in radialer Weise ändern.

Ein besonderes Vakuumgefäss kann bei dieser Röhre ebenfalls in Fortfall kommen, da der
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Temperatur schmelzendes Metall, z. B. Wolfram oder Molybdän, und für die übrigen Wandteile des
Hohlraumes nicht ferromagnetische Metalle von guter Wärmeleitfähigkeit, z. B. Kupfer oder Silber, wählen.

Die folgenden Ausführungsbeispiele, welche in den Fig. 12, 12 a, 13 und 13 a dargestellt sind, unterscheiden sich von den vorangehend beschriebenen Röhren dadurch, dass die als Elektroden dienenden Wandteile des Hohlraumresonators einen ebenen, an seinen Rändern durch weitere Wand- teile geschlossenen Plattenkondensator bilden.

Diese Ausbildung der Elektroden gestattet es, die Einzelteile der Röhre sehr genau herzustellen und zusammenzubauen. Insbesondere können die Elektrodenabstände sehr genau eingehalten werden.

Als weiterer Vorteil ergibt sich die gute Ableitung der Wärme aus dem Innern der Röhre und ihre gedrängte Bauart. Auch können bei solchen Röhren die Dämpfungsverluste sehr klein und der Wellenwiderstand relativ gross gehalten werden.

Um bei ebener Ausbildung der Elektroden einen möglichst dämpfungsfreien, gegen den Austritt von Verluststrahlung abgeschlossenen Resonator zu erhalten, benutzt man ein achsensymmetrisches, insbesondere rotationssymmetrisches metallisches Gehäuse und einen von den Wandungen des Gehäuses umschlossenen, ebenfalls achsensymmetrischen bzw. rotationssymmetrischen metallischen Körper. Beide Teile, das Gehäuse und der von dem Gehäuse umschlossene Metallkörper, können. ähnlich wie bei den Beispielen in Fig. 10 und 11, selbst als Elektroden verwendet werden. Der umsehlossene Metallkörper wird dann ebenfalls isoliert gegen das Gehäuse abgestützt und erhält durch die Gehäusewand eine Spannungszuführung.

Zweckmässig bilden einander zugekehrte Oberflächenteile von Gehäuse und umschlossenem Metallkörper in der Umgebung der Symmetrieachse den Plattenkondensator, der das Elektrodensystem darstellt.

Um einen möglichst einfachen und leicht zu berechnenden Resonator zu erhalten, kann der mit dem Plattenkondensator verbundene Resonatorraum eine scheibenförmige, torusförmige oder zylindrische Gestalt erhalten. Die Anfachung in der Grundschwingung erfolgt in der Weise, dass sich zwischen den Wandteilen des Plattenkondensators ein Spannungsbauch und am Rande des Resonatorhohlraumes ein Spannungsknoten ausbilden. Um den Resonatorhohlraum mit einer Antenne oder einem Belastungswiderstand zu verbinden, wird an der Stelle des sieh ausbildenden Spannungsknotens ebenfalls eine Energieleitung von geringem Wellenwiderstand angeschlossen. Diese kann auch von Oberflächen des Gehäuses und des umschlossenen Metallkörpers begrenzt werden.

Die Fig. 12 und 13 zeigen solche Elektronenröhren, bei welchen der Resonator von Wandungen eines rotationssymmetrischen metallischen Gehäuses 111 und von Oberflächen eines von dem Gehäuse

umschlossenen, ebenfalls rotationssymmetrischen metallischen Körpers 112 begrenzt wird. Der als Resonator dienende Hohlraum 113 setzt in radialer Richtung den von den Wänden 114 und 115 begrenzten Raum 116 fort. Die Anfaehung erfolgt in dem homogenen Feldraum 116. In dem Beispiel der Fig. 12 ist der Resonatorraum scheibenförmig, in dem Beispiel der Fig. 13 torusförmig ausgebildet.

Die Verwendung eines scheibenförmigen Resonatorraumes ermöglicht bei vorgegebener Wellenlänge eine einfache und genaue Berechnung der Abmessungen des Resonators. Wird der scheibenförmige Hohlraum in der Weise angefacht, dass sich in der Umgebung der Symmetrieachse zwischen den Wänden 114 und 115 ein Spannungsbauch und am Rande des scheibenförmigen Hohlraumes ein Spannungsknoten der Schwingung ausbildet, so lässt sieh für die elektrische Feldstärke in Funktion des Abstandes von der Rotationsachse eine Differentialgleichung aufstellen, die durch die Besselsche Zylinderfunktion nullter Ordnung gelöst wird.

Wird mit ; t : der in geeignetem Massstab gemessene Abstand von der Rotationsachse bezeichnet, so hat die Besselsche Zylinderfunktion nullter Ordnung
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Metallgehäuse 111 eine dosenförmige Gestalt und der umschlossene Metallkörper 112 die Gestalt einer flachen Scheibe. Zweckmässig erhält der scheibenförmige Metallkörper 112 einen Durchmesser, der nur wenig kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses ist. Der von dem Gehäuse begrenzte Hohlraum wird dann in zwei Räume 113 und 117 zerlegt, die durch einen engen ringförmigen Spalt 118 miteinander in Verbindung stehen.

Der Teilraum 117 kann nun vorteilhaft gleich als Energieleitung zur Ankopplung einer Antenne oder eines Belastungswiderstandes an den Resonator benutzt werden, wenn man beachtet, dass eine möglichst lose Ankopplung der Belastung an den Resonator nötig ist. Bei zu fester Ankopplung wird, wie schon ausgeführt, dem Resonator zu viel Energie entzogen, so dass er stark gedämpft wird und an Leistungsfähigkeit einbeisst. Die lose Ankopplung der Antenne an den Resonator kann durch die Ver- stimmung von Energieleitung und Antenne und durch die Wahl eines kleinen Wellenwiderstandes der Energieleitung relativ zum Resonator erzielt werden. Macht man von der Verstimmung keinen
Gebrauch, so muss der Wellenwiderstand der Energieleitung sehr klein gewählt werden.

Die Energieleitung bildet dann für den Resonator nahezu eine Kurzschlusskapazität. Eine solche Ausbildung der Energieleitung hat aber den Vorteil, dass man einen vollkommen einwelligen Resonator von grosser Selektivität erhält.

Bei den in Fig. 12 und 13 dargestellten Röhren ist daher der Wellenwiderstand des als Energieleitung benutzten Raumes 117 klein im Vergleich zum Wellenwiderstand des Resonators gewählt worden. Dies hat man in einfacher Weise durch die Wahl eines geringen Abstandes der hauptsächlich ebenen Begrenzungsflächen des Raumes 117 erreicht. Der Metallkörper 112 trennt also den von dem
Gehäuse 111 umschlossenen Hohlraum in zwei Räume von gleicher oder nahezu gleicher Eigenfrequenz, aber verschieden grossem Wellenwiderstand. Bei der in Fig. 12 dargestellten Röhre haben die beiden Räume 113 und 117, da sie genau den gleichen Durchmesser haben, die gleiche Eigenfrequenz ; bei der in Fig. 13 dargestellten Röhre stimmen die Eigenfrequenzen nur annähernd überein.

Wird nun der als Resonator dienende Hohlraum 113 in der Grundschwingung angefacht, wobei also in der Umgebung der Achse ein Spannungsbauch und am Rande an dem Spalt 118 ein Spannungsknoten auftritt, so bildet sich in dem abgestimmten und als Kurzschlusskondensator wirkenden Raum 117 in der Umgebung der Achse ebenfalls ein Spannungsbaueh aus. Wegen des geringen Wellenwiderstandes des Raumes 117 sind die Spannungsamplituden an diesem Spannungsbaueh wesentlich kleiner als an dem Spannungsbauch in dem Resonatorraum 113.

Der nahezu als Kurzschlusskondensator wirkende Raum 117 kann daher ebenso wie eine konzentrische Lecherleitung als Energieleitung benutzt werden. Zu diesem Zweck ist in der den Kurzschlusskondensator begrenzenden Gehäusewand in der Symmetrieachse und daher im Spannungsbauch eine Öffnung 119 vorgesehen, durch die eine mit der umschlossenen Elektrode galvanisch verbundene Antenne 120 in den Aussenraum ragt. Die Antenne kann sowohl auf den Resonator abgestimmt als auch gegenüber diesem verstimmt sein. Da der als Energieleitung benutzte Kurzsehlusskondensator im Vergleich zum Resonator einen geringen Wellenwiderstand aufweist, tritt eine Spannungsreduktion ein.

Die Spannungsamplituden sind an der Stelle der angekoppelten Antenne nur ein Bruchteil der Spannungsamplituden, die zwischen den Wänden 114 und 115 des Plattenkondensators im Resonatorraum auftreten. Eine zu starke Belastung des Generators durch den Strahlungswiderstand der Antenne wird also vermieden. Man erhält also auch hier für die Anfachung günstige hohe Steuerspannungen an den Elektroden und nur geringe Wechselspannungen für die Erregung der Antenne. Durch die günstigste Anpassung der Antenne an die Röhre wird ebenso wie bei den vorausgehenden Beispielen

bei Verwendung der Röhre als Sender eine maximale Leistungsabgabe erzielt. Bei Verwendung der Röhren als Verstärker oder Empfänger kann in analoger Weise der Verstärkungsgrad bzw. die Empfangsempfindlichkeit zu einem Maximum gemacht werden.

In den dargestellten Beispielen dient die eine Gehäusewand als Gegengewicht für die Àj4-Antenne.

Um zu verhindern, dass die Aussenfläche des Gehäuses in Resonanz gerät und Verluststrahlung aussendet, ist zur Verstimmung noch ein Rand 121 vorgesehen, durch den die Gehäusewand verbreitert ist.

Da der von dem Gehäuse umschlossene Metallkörper in der Umgebung der Symmetrieachse als Elektrode dient und ein von dem Gehäuse verschiedenes Gleichpotential erhalten muss, wird er in der Nähe der Knotenlinie des elektrischen Feldes, also in der Nähe des ringförmigen Spaltes 118 durch Isolierkörper 122 gegen das Gehäuse abgestützt. In gleicher Weise erhält der von dem Gehäuse umschlossene Metallkörper 112 in der Knotenlinie des elektrischen Feldes eine Spannungszuleitung 12. 3, die das Metallgehäuse isoliert durchsetzt. Zur Isolation und zum vakuumdichten Abschluss dient eine Glasverschmelzung 124.

Die Platte 114 des Plattenkondensators ist mit einer Öffnung versehen, durch welche eine zur Anfachung dienende Elektronenströmung in den Feldraum des Plattenkondensators gelangen kann. Wie aus Fig. 12 a zu ersehen ist, hat die Platte 114 eine spaltförmig Öffnung 125 erhalten, in die senkrecht zur Spaltrichtung dünne Gitterstäbe 126 eingesetzt sind. Diese Gitterstäbe bestehen zweckmässig aus einem bei hoher Temperatur schmelzenden Material, z. B. aus Wolfram oder Molybdän, während die übrigen Teile der Kondensatorplatten ebenso wie das Gehäuse aus einem Stoff von grosser Wärmeleitfähigkeit, z. B. aus Kupfer oder Silber, bestehen. Bei der in Fig. 13 dargestellten Rohre ist, wie aus dem Schnitt in 13 a zu ersehen ist, die Öffnung als ein einfacher Spalt 127 ausgebildet.

Es können auch die zur Unterteilung der Öffnung dienenden Gitterstäbe aus flachen und zur Elektroden- fläche hochkant gestellten Stäben bestehen.

Je nach der Form der Öffnung in der Kondensatorplatte können punktförmige, drahtförmige, band-oder fläehenförmige Kathoden als Elektronenquelle benutzt werden. In dem Beispiel der Fig. 12 ist eine drahtförmige direkt zu beheizende Glühkathode 128 als Elektronenquelle vorgesehen. In dem Beispiel der Fig. 12 wird eine bandförmige Glühkathode 129 verwendet. Vorteilhaft lassen sich auch indirekt beheizte Oxydkathoden verwenden.

In den dargestellten Beispielen sind die Kathoden alle in Metallgehäuse J) 0 untergebracht, die auf eine höhere Eigenfrequenz als die des zur Anfachung gelangenden Resonators abgestimmt sind. Dies ist notwendig, da auch hier ebenso wie bei den in den vorausgehenden Beispielen dargestellten Elektronenröhren das Hoehfrequenzfeld durch die Gitterlücken in den Gitterkathodenraum durchgreift.

Bei der in Fig. 12 dargestellten Elektronenröhre schliesst sieh an das Kathodengelläuse 1. 30 noch ein Glasstutzen 131 zur vakuumdichten Durchführung der Heizleitungen 132 an. Bei der in Fig. 13 dargestellten Röhre sind isolierte vakuumdiehte Durchführungen 13. 3 unmittelbar am Kathoden- gehäuse vorgesehen. Die zur Begrenzung des Hohlraumresonators, der Energieleitung und des Kathodenraumes vorgesehenen Metallwände können also auch hier das Vakuumgefäss bilden.

Die wesentlichsten Merkmale der in den folgenden Beispielen dargestellten Elektronenröhren bestehen darin, dass als Resonator ein scheibenförmiger Hohlraum mit senkrecht zur Scheibenfläche angeordneten Elektroden dient. Vorzugsweise sind die Röhren mit einer Kathode versehen, welche zu dem den Resonator begrenzenden Plattenkondensator koaxial angeordnet ist und welche wieder koaxial von weiteren Elektroden umgeben ist.

Die noch dargestellten Röhren zeichnen sich ebenfalls durch eine gedrängte Bauart, eine gute Wärmeableitung und durch geringe Verluste aus. Besondere Vorteile zeigen sie bei Anwendung eines
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Elektroden.

In Fig. 14 und 14 a ist 141 eine haarnadelförmige Drahtkathode in der Achse der Anordnung.

Sie ist konzentrisch umgeben von einem Gitter 142, dessen Gitterstäbe achsenparallel ungefähr gleich weit sich erstrecken wie die Kathode selbst. Ausserhalb des Gitters und koaxial zur Kathode und zum Gitter befindet sich die Bremselektrode 14. 3. Kathode und Gitterstäbe sind in einer kreisförmigen Platte 144 eingesetzt, welche mindestens an ihrer Oberfläche aus gut leitendem Material besteht. Diese Platte 144 wird sowohl auf ihrer Vorder-als auch auf ihrer Rückseite nahe umgeben von metallenen Wandungen 145 bzw. 146. Die Wand 145 steht in leitender Verbindung mit der Bremselektrode J, und die Wand 146 ist am Rande mit 145 ebenfalls leitend verbunden. In der Nähe der Achse hat die Wand 146 eine Öffnung 147, aus welcher die Antenne 148, die in die Platte 144 konzentrisch eingesetzt ist, hervorragt.

Wird die Öffnung 147 durch einen mit den angrenzenden Metallteilen verschmolzenen Isolator 149 abgeschlossen, so bilden die Wandungen 143, 145, 146 gleichzeitig das Vakuumgefäss der Anordnung. Stromzuführung und Heizung der Kathode sind an der Stelle 150 beispielsweise durch eine Glasmetallverschmelzung eingeführt und verlaufen dann isoliert im Innern der Platte bis zur Achse, an welcher Stelle sie dann an die eigentlichen Kathodenelemente angeschlossen sind.

151 ist eine Einführung zum Gitter 142, welches mit der Platte 144 in leitender Verbindung steht. 152 sind Stützisolatoren, vorzugsweise aus keramischem Material, welche die Platte 144 und damit

das Gitter 142 in der konzentrischen Lage zu der Kathode 141, der Bremselektrode 143 und den Gefässwandungen 145 und 146 unverrückbar festhalten.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist im Prinzip die gleiche wie bei den vorausgehenden Beispielen.

Frequenzbestimmendes System ist der durch die Platten 144 und 145 gebildete Kondensator, u. zw. schwingt derselbe auch in der Weise, dass an seinem Rande ein Spannungsknoten, in seiner Mitte aber ein Spannungsbauch auftritt. Die Hochfrequenzspannung nimmt vom Rande dieses Kondensators nach der Mitte kontinuierlich zu, der Strom vom Rande nach der Mitte kontinuierlich ab. Wären an diesen Kondensator in der Mitte, also in Achsennähe, weder Gitter noch Bremselektrode angekoppelt, so stände der Durchmesser des Kondensators in einer einfachen Beziehung zur Wellen-
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stators, , dite Wellenlänge und die Ziffer 2'405 die erste Nullstelle der Besselfunktion nullter Ordnung bedeuten.

Diese Formel wird nun nicht streng erfüllt, weil der Zylinderkondensator, gebildet durch das Gitter 142 und die Bremseleki : rode 143, welcher an den ebenen Kondensator 144, angekoppelt ist, eine zusätzliche Kapazität darstellt, die eine Erniedrigung der Frequenz, also eine Vergrösserung der Wellenlänge zur Folge hat.

Der aus den Teilen 142 und 143 gebildete Zylinderkondensator soll selbstverständlich kürzer, insbesondere bedeutend kürzer sein als ein Viertel der Wellenlänge, so dass er als ein an den Konden- sator 144, 145 angekoppeltes periodisches Gebilde anzusprechen ist. Die Antenne 146 kann in an sich bekannter Weise abgestimmt oder, um die günstigste Belastung des Generators einzuhalten,
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Wandung 146 gebildete Ebene wie eine Mareoniantenne über die Erdoberfläche.

Fig. 15 und 15 a stellen eine mit der Ausführung nach Fig. 14 verwandte Anordnung dar. 141 ist wiederum die Kathode, 142 das um diese in gleicher Weise wie in Fig. 14 angeordnete Gitter, 143 dient als Bremselektrode. Zum Unterschied von Fig. 14 sind in Fig. 15 die Anschlüsse von Gitter und Bremselektrode vertauscht, d. h. das Gitter 142 ist an eine Aussenwand 145, die Bremselektrode 143 dagegen an eine im Innern der Röhre angeordnete Platte 144 angeschlossen. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Kühlung des Gitters 142, an welchem die grösste Wärmemenge entsteht, eine noch bedeutend bessere ist als in der Anordnung nach Fig. 14, da dieses Gitter 142 mit der Platte 145 und diese mit der Atmosphäre in direkter Verbindung steht.

Die Wirkungsweise des Elektrodensystems ist dieselbe wie bei der Anordnung nach Fig. 14.

Als Resonator dient jetzt der durch die Wandungen 144 und 145 gebildete Plattenkondensator zusammen
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bildet sich wiederum eine Knotenlinie der Spannung aus ; denn der durch die Teile 144 und 146 gebildete Kondensator soll einen relativ geringen Wellenwiderstand gegenüber dem Resonator 144, 145 aufweisen. Er dient also einerseits als Kurzschlusskapazität, welche die Bildung des Spannungsknotens am Rande des Kondensators sicherstellt und anderseits als Energieleitung, an welche der Strahler 148 verhältnismässig lose angekoppelt ist. Der Strahler 148 ist die direkte Verlängerung des Zylinders J4. 3, der als Bremselektrode dient.

Wird die Antenne 148 nicht massiv ausgebildet, so wird bei 154 zweckmässig eine Trennwand angeordnet, die verhindert, dass der Innenraum der Antenne eine Wirkung auf die Abstimmung des eigentlichen Resonators ausüben kann. Ausser der verbesserten Wärmeableitung hat die Anordnung den Vorteil einer bequemeren Zufuhr des Stromes für die Heizung der Kathode.

Ein Verlegen dieser Heizleitungen ist im vorliegenden Fall nicht erforderlich. 155 stellt einen Schirm dar, der den Horizont der Antenne 148 bildet. 152 sind wiederum Isolatoren, die den Einsatz 144, an welchem die Bremselektrode 143 und der Strahler 148 befestigt sind, in koaxialer
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Die Fig. 16,16 a, 17 und 17 a zeigen Röhren, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau mit denjenigen der Fig. 14 und 15 vergleichbar sind, die jedoch gewisse Abänderungen enthalten, um sie zur Anwendung der Magnetronsehaltung brauchbar zu machen.

In Fig. 16 ist 141 wiederum die Kathode, 156 und 157 sind die zwei Hälften einer sogenannten Splitanode, von denen 156 an der im Innern des Gefässes befestigten Scheibe 144, 157 aber an der Gefässwandung 145 angeschlossen ist. Besteht zwischen den Teilen 156 und 157 eine Wechselspannung, so hat das zur Folge, dass, sofern diese Wechselspannung in ihrer Frequenz in der Nähe der Resonanzfrequenz liegt, der Kondensator, gebildet aus 144 und 145, in Schwingungen gerät. Die Kurzschlusskapazität dieses Kondensators wird wiederum durch den Zwischenraum zwischen den Teilen 144 und 146 gebildet, an den in üblicher Weise die Antenne 148 durch die Öffnung 147 angekoppelt ist.

Fig. 16 a stellt einen Schnitt längs der Linie Z-Z durch das Elektrodensystem dar. 141 ist die haarnadelförmige Kathode, 156 und 157 sind die beiden Teile der Splitanode, welche umgeben sind von einem Zylinder 159, der mit der Platte 145 in leitender Verbindung steht und sowohl als Schirm
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dasselbe relativ hohe positive Potential gegenüber der Kathode besitzen. Alle Teile der Anordnung haben also untereinander dieselbe Gleichspannung mit Ausnahme der Kathode, die gegenüber diesen
Teilen auf einer negativen Spannung gehalten wird.

Da die Teile 144, 145 und 146 auf gleicher Gleich- spannung sich befinden, können die sonst in der Nähe der Knotenlinie vorgesehenen Stützisolatoren , ersetzt werden durch direkte metallische Stützen 158, die in möglichster Nähe der Knotenlinie ange- ordnet sind. Diese metallischen Stützen geben eine erhöhte Kühlung des im Innern der Röhre befind- lichen Körpers 144.
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Fig. 17 stellt die zu Fig. 15 analoge Anordnung dar, jedoch mit Magnetron, dessen Splitanode aus mehr als zwei Teilen, z. B. aus vier Teilen, besteht. Natürlich könnte auch das Analogon zu Fig. 14 mit einer mehr als zweiteiligen Splitanode ausgerüstet sein, ebenso wie das Analogon zu Fig. 15 eine zweiteilige Splitanode erhalten könnte.

In Fig. 17 wird die Kathode 141 von vier Teilen der Split- anode 161, 162, 163 und 164 umgeben, wie deutlich aus Fig. 17 a, die den Schnitt W-W der Fig. 17 darstellt, zu ersehen ist. Dabei sind die Teile 161 und 162 in direkter Verbindung mit der im Innern des Gefässes befindlichen Platte 144, wogegen die Teile 163 und 164 an der Wandung 165 befestigt sind. Die Teile 163 und 164 sind durch Aussparungen in der Platte 144 nach der Wand 145 geführt.

Diese Aussparungen sind in Fig. 17 a zu sehen und haben den Zweck, eine möglichst kapazitätsarme
Durchführung der Teile 163 und 164 durch die Platte 144 herbeizuführen. Am Rande des Resonators, dort, wo die Knotenlinie der Spannung verläuft, ist wiederum die Kurzschlusskapazität 144, 146 gekoppelt, welche zugleich als Energieleitung nach der Antenne 148 dient, die aus dem Horizont
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und gegenüber letzterer positiver Spannung gehalten werden. Es ist also auch hier möglich, den im Innern des Resonators angeordneten Körper 144 durch metallische Stützen 158 festzuhalten.

An Stelle einer Splitanode mit vier Teilen kann auch eine mit sechs oder acht Teilen angewandt werden, wobei jeweils alle geraden Teile, beispielsweise an die Platte 144, alle ungeraden an die Wand 145 anschliessen, in gleicher Weise, wie dies in den Fig. 17 und 17 a für die vier Teile dargestellt ist. Über dem äusseren Leiter 165 des Energiestromes sitzt die Spule 160 zur Erzeugung des axialen Magnetfeldes.
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Elektroden eingeführt sein, beispielsweise kann im Raum zwischen Kathode und der Splitanode eine drahtförmige oder irgendwie in geeigneter Weise ausgebildete axial verlaufende Elektrode vorgesehen sein, welche durch negative Aufladung die Emission und damit die Leistung der Ultrakurzwellenröhre verkleinert.

Es ist ebenfalls möglich, diese Steuerelektrode ausserhalb der Splitanode anzuordnen, so dass sie zwischen den einzelnen Teilen der Splitanode hindurch das die Emission hemmende Feld auf die Kathode ausübt.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektronenröhre zum Anfachen, d. h. Erzeugen, Verstärken oder Empfangen, von ultra-
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leitenden Hohlkörper, der einen allseitig von elektrisch leitenden Flächen umgebenen Hohlraum begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Hohlkörper als Resonator dient, dem die zur Anfachung dienenden Elektroden wenigstens teilweise angehören, und dass die Wandung dieses Hohlkörpers möglichst wenig, höchstens aber durch die Spalte eines oder mehrerer zur Festlegung von Spannungsknoten dienenden Kurzschlusskondensatoren, durch Durehführungsöffnungen für die Elektrodenzuführungsleitungen und durch eine oder mehrere Öffnungen für den Durchtritt der zur Anfachung dienenden Elektronenströmung unterbrochen ist und dass die zusammen mit der Elektronenströmung zur Anfachung dienenden,

als Elektroden wirkenden Metallflächen eine im Verhältnis zur gesamten Oberfläche des Resonators kleine Ausdehnung haben.

Claims

2. Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum allseitig von gut leitenden, insbesondere versilberten oder verkupferten Oberflächen umgeben ist.

3. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum von polierten Oberflächen umgeben ist.

4. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der den Hohlraum begrenzende Körper aus mindestens zwei Teilen besteht, die sich auf verschiedenen Spannungen befinden.

5. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen, den Hohlraum begrenzenden Teile durch als Kondensatoren wirkende Flansche mit engem, spaltförmigem Zwischenraum kapazitiv überbrückt sind.

6. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Resonator eine durch die Elektroden kapazitiv in sich geschlossene Toroidspule der Windungszahl 7 benutzt wird.

7. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein an sieh offenes Elektrodensystem und Resonatoren, z. B. die zwei Leiter eines Lechersystems, von einem leitenden Hohlkörper allseitig umschlossen werden, der den Austritt von Verluststrahlung verhindert. <Desc/Clms Page number 14>

8. Elektronenrohre nach den Ansprüchen l bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine an den Hohlraum anschliessende konzentrische Energieleitung mit geringem Wellenwiderstand für die Ankopplung der Antenne dient.

9. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Energieleitung ein ungerades Vielfaches von einem Viertel der Wellenlänge beträgt, 10. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 1 bis 9, insbesondere zum Erzeugen von ultrahochfrequenten Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Belastungswiderstand, insbesondere der Strahler, derart lose angekóppelt ist, dass er für den Resonator einen angepassten Dämpfungswiderstand darstellt.

11. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung einer konzentrischen Energieleitung zur Ankopplung einer Antenne an den Resonator der innere Leiter an dem dem Resonator abgewandten Ende über den äusseren Leiter vorsteht und als Antenne, insbesondere von einem Viertel der Wellenlänge, ausgebildet ist und der äussere Leiter in einer zur Antenne senkrecht stehenden Platte endet.

12. Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonator der Röhre durch einen flaschenförmigen, auf seiner Innenfläche metallisch leitenden Hohlkörper (Aussenleiter) EMI14.1 metallisch leitenden zweiten Körper (Innenleiter) begrenzt wird.

13. Elektronenröhre nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Schwingungsenergie nur durch den engen Ringspalt im Hals der Flasche in den Hohlraum zwischen Innen-und Aussen- leiter aus-oder eintreten kann.

14. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass Innenund Aussenleiter voneinander elektrisch isoliert sind.

15. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Innen-und Aussenleiter koaxial übereinander angeordnete Rotationskörper sind.

16. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Hohlraum zwischen Innen-und Aussenleiter angrenzenden metallisch leitenden Oberflächen hochglanzpoliert sind.

17. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die metallisch leitenden Oberflächen aus einem Überzug eines gut leitenden Metalles (Gold, Silber usw. ) auf einer EMI14.2 eisen, Chromnickel) bestehen.

18. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass für die Führung der ultrahoehfrequenten Ströme in den an den Hohlraum zwischen Innen-und Aussenleiter angrenzenden Oberflächen alle scharfen Kanten und Ecken vermieden sind.

19. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonator ein durch den Ringspalt des Flaschenhalses kurzgeschlossenes konzentrisches Lechersystem bildet.

20. Elektronenröhre nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des als Lechersystem ausgebildeten Resonators ein ungerades Vielfaches von X/4 beträgt, wobei am Flaschenhals ein Spannungsknoten und am Flaschenboden ein Spannungsbaueh der Schwingung entsteht (Fig. 5).

21. Elektronenröhre nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des als Leehersystem ausgebildeten Resonators ein Vielfaches von j2 beträgt und dass der Innenleiter mit dem Aussenleiter am Flaschenboden einen insbesondere auf Resonanz abgestimmten Kurzschlusskondensator bildet (Fig. 6).

22. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Aussen-und Innenleiter gebildete Resonator durch Reihenschaltung eines Zylinderkondensators und einer einwindigen Torusspule entsteht, wobei die Toruspule ungefähr symmetrisch zum Zylinderkondensator an den Ringspalt der Energieleitung anschliesst (Fig. 7).

23. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 12 bis 18, gekennzeichnet durch die Aneinanderreihung einer ungeraden Zahl von Resonanzelementen entsprechend Anspruch 22 (Fig. 8).

24. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 12 bis 18, gekennzeichnet durch die Aneinanderreihung einer geraden Zahl von Resonanzelementen entsprechend Anspruch 22, wobei die Torusspule am Flaschenboden ungefähr symmetrisch zum Zylinderkondensator durch einen insbesondere auf Resonanz abgestimmten Kondensator kurzgeschlossen ist (Fig. 8).

25. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Feldraum zwischen Innen-und Aussenleiter und in der Nähe eines Spannungsbauches eine Elektronenströmung zur Anfaehung übergeht.

26. Elektronenröhre nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern des Innenleiters eine in Richtung der Leitungsachse sich erstreckende Glühkathode angeordnet ist und dass die Elektronen durch ein Gitter oder Fenster in der Aussenfläche des Innenleiters in den Feldraum zwischen Innen-und Aussenleiter eintreten.

27. Elektronenröhre nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter relativ zur Kathode auf einer positiven, der Aussenleiter auf einer positiven oder negativen Spannung sich befindet. <Desc/Clms Page number 15> EMI15.1 im Innern des Innenleiters von einem Steuergitter umgeben ist und dass zwischen Kathode und diesem Steuergitter eine ultrahocfrequente Schwingung erregt wird entweder durch eine fremde Quelle ultrahochfrequenter Schwingungsenergie oder durch Rückkopplung von ultrahochfrequenter Schwin- gungsenergie, die dem Resonator über den Ringspalt im Flaschenhals entnommen wird (Fig. 9).

29. Elektronenröhre nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der in den Feldraum zwischen Innen-und Aussenleiter eintretenden Elektronen durch die ultrahochfrequente Spannungsschwankung des Aussenleiters gegenüber dem Innenleiter gesteuert wird.

30. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 12 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Strom- zuführungen zum Innenleiter und zur Kathode den Feldraum eines Kurzschlusskondensators senkrecht zur Leitungsachse des Resonators und in der Nähe eines Strombauches durchqueren und aus einer Öffnung des Aussenleiters austreten (Fig. 6).

31. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 12 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Strom- zuführungen zur Kathode für die Heizung, zu Elektroden wie Steuergitter, welche im Innern des Innenleiters angeordnet sind, den Flaschenhals innerhalb des Innenleiters durchqueren und auch im Innern der Flasche vollständig im Innern des Innenleiters verlaufen, so dass der Feldraum des Resonators nur durch den Ringspalt im Flaschenhals und die Gitter oder Fenster für den Eintritt der Elektronen mit andern Räumen in Verbindung stehen (Fig. 5, 7,8 und 9).

32. Elektronenröhre nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromzuführungen zur Kathode, welche im Innern des Innenleiters angeordnet sind, auch ausserhalb des Flaschenhalses innerhalb des Innenleiters verlaufen, u. zw. entweder bis zu einem Spannungsknoten der an den Ringspalt anschliessenden Energieleitung ausserhalb der Flasche (Fig. 7) oder bis jenseits der Zone, in welcher die Schwingungsenergie senkrecht zur Leitungsaehse des Resonators längs einer weiteren Energieleitung oder durch Strahlung weggeführt wird (Fig. 8).

33. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 12 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt im Hals der Flasche sich ausserhalb des Resonators zu einer konzentrischen Energieleitung erweitert (Fig. 7).

34. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenleiter zugleich das Vakuumgefäss darstellt.

35. Elektronenröhre nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt in der Energieleitung durch einen vakuumdichten Isolator, insbesondere durch eine Glasmetallverschmelzung, verschlossen ist.

36. Elektronenröhre nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass zur isolierten Stromeinführung am Aussenleiter oder Innenleiter angeschmolzen Quetschfüsse dienen.

37. Elektronenröhre nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass am offenen Ende der Energieleitung der Aussenleiter in ein angeschmolzenes Glasrohr übergeht, in welches der Innenleiter als Antenne, insbesondere als Antenne der Länge X/4, hineinragt.

3.8. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenleiter der Röhre geerdet ist und insbesondere mit Reflektor-oder Spiegelanordnungen in leitender Verbindung steht.

39. Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der als Resonator dienende, allseitig geschlossene Hohlraum von geringer Eigendämpfung eine vollständig in seinem Innern befindliche als Anode oder Bremselektrode dienende Elektrode umschliesst.

40. Elektronenröhre nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die allseitig umschlossene als Anode oder Bremselektrode dienende Elektrode durch Isolatoren isoliert gegen die Wandungen des Hohlraumes abgestützt ist, so dass ihr durch eine besondere Stromzuführung eine von den Wandungen des Hohlraumes abweichende Gleichspannung erteilt werden kann.

41. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 39 und 40, dadurch gekennzeichnet, dass die im Innern des Hohlraumes befindliche Elektrode flächenförmig ausgebildet ist, mit ihren Konturen in Spalten an die Wandungen des Hohlraumes anschliesst und so diesen in mindestens zwei Räume unterteilt, die durch die Spalte miteinander gekoppelt sind (Fig. 10,11).

42. Elektronenröhre nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Räume Leehersystemen der Länge À/4 oder einem Vielfachen von À/4 äquivalent sind, so dass die Konturen der umschlossenen Elektrode, mit welchen sie in Spalten an die Wandungen des Hohlraumes anschliesst, Knotenlinien des elektrischen Hochfrequenzfeldes darstellen (Fig. 10,11).

43. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 39 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den als Resonator dienenden Hohlraum eine Energieleitung, insbesondere eine konzentrische Energieleitung, ansehliesst, deren Leiter sich auf gleicher Gleichspannung befinden.

44. Elektronenröhre nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromzufuhr zu der im Innern des Hohlraumes befindlichen als Anode oder Bremselektrode dienende Elektrode in einer Knotenlinie des elektrischen Feldes erfolgt.

45. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 39 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die im [nnern des Hohlraumes befindliche als Anode oder Bremselektrode dienende Elektrode in mehrere Elektroden, welche verschiedene Gleichspannung erhalten können, unterteilt ist. <Desc/Clms Page number 16>

46. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 39 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass alle an den Hohlraum angrenzenden Oberflächen aus nicht ferromagnetischem, gut leitendem Material (Kupfer, Silber, Molybdän, Wolfram usw. ) bestehen.

47. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 39 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass der als Resonator dienende Hohlraum und die von ihm umschlossene als Anode oder Bremselektrode dienende Elektrode Rotationskörper sind.

48. Elektrodenröhre nach den Ansprüchen 39 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass der den Hohlraumresonator begrenzende Metallkörper bzw. die Energieleitung an Spannungsknoten der Schwingung galvanisch überbrückt sind.

49. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 39 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass dielektrische Führungsringe zur Führung des Innenleiters der Energieleitung vorgesehen sind, die eine Längsverschiebung des Innenleiters gestatten.

50. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 39 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolatoren zur Abstützung der umschlossenen Elektrode an relativ kühlen Stellen des Hohlraumresonators angebracht sind.

51. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 39 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass der als Resonator dienende Hohlraum durch eine konzentrische Leeherleitung von der Länge)./4 oder einem ungradzahligen Vielfachen hievon bzw. einem Halben oder einem Vielfachen hievon begrenzt wird, wobei die in dem Resonatorhohlraum untergebrachte Elektrode ein Hohlzylinder ist.

52. Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Elektroden dienenden Wandteile des Hohlraumresonators einen ebenen an seinen Rändern durch weitere Wandteile geschlossenen Plattenkondensator bilden.

53. Elektronenröhre nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraumresonator von Wandungen eines achsensymmetrischen, insbesondere rotationssymmetrischen, metallischen Gehäuses und von Oberflächen eines von dem Gehäuse umschlossenen, ebenfalls achsensymmetrischen, insbesondere rotationssymmetrischen, metallischen Körpers begrenzt wird, wobei in der Umgebung der Symmetrieachse einander zugekehrte Oberflächenteile den Plattenkondensator bilden, der das Elektrodensystem darstellt.

54. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 52 und 53, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum des Gehäuses durch den umschlossenen Metallkörper in zwei Räume von gleicher Eigenfrequenz und verschiedenem Wellenwiderstand getrennt wird, wobei der Raum mit grossem Wellenwiderstand den zur Anfachung gelangenden Resonanzraum und der Raum mit kleinem Wellenwiderstand einen Kurzsehlusskondensator für die Hochfrequenz und die Energieleitung bilden.

55. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 52 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Resonator vorzugsweise in radialer Richtung von dem als Elektrodensystem dienenden Plattenkondensator fortsetzt und einen scheibenförmigen, torusförmigen oder zylindrischen Hohlraum bildet, der durch einen ringförmigen engen Spalt mit dem als Kurzschlusskondensator dienenden Teilraum in Verbindung steht.

56. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 52 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass der als Resonator dienende Hohlraum in seiner Grundschwingung angefacht wird derartig, dass sich zwischen den Wandteilen des Plattenkondensators ein Spannungsbauch und an der Übergangsstelle in die Energieleitung bzw. in den Kurzsehlusskondensator eine Knotenlinie des elektrischen Feldes ausbilden.

57. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 52 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Gehäuse umschlossene Metallkörper, der in der Umgebung der Symmetrieachse als Elektrode EMI16.1 abgestützt ist und durch eine die Gehäusewand in der Knotenlinie durchsetzende Spannungszuführung ein von dem Gehäuse verschiedenes Gleichpotential erhält.

58. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 52 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass in der den Kurzschlusskondensator begrenzenden Gehäusewand im Spannungsknoten eine Öffnung vorgesehen ist, durch die eine mit der umschlossenen Elektrode gekoppelte, beispielsweise auf die Eigenfrequenz des Hohlraumresonators abgestimmte À/4-Antenne in den Aussenraum ragt.

59. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 52 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dass die den EMI16.2 60. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 52 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Gehäusewand gebildete Platte des Plattenkondensators mit einer Öffnung versehen ist, durch die eine zur Anfachung dienende Elektronenströmung in den Feldraum des Plattenkondensators gelangt.

61. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 52 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass sieh an die Öffnung in der einen Platte des Plattenkondensators ein weiteres Metallgehäuse anschliesst, das im Innern eine punkt-, draht-, band-oder flächenförmige Kathode als Elektronenquelle aufweist und EMI16.3 <Desc/Clms Page number 17>

62. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 52 bis 61, dadurch gekennzeichnet, dass die durchbrochene Platte des Plattenkondensators eine spaltförmig Öffnung aufweist, in die senkrecht zum Spalt Gitterstäbe eingesetzt sind.

- 63. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 52 bis 62, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung in der durchbrochenen Platte des Plattenkondensators durch zur Elektrodenfläche hochkant gestellte flache Stäbe unterteilt ist.

64. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 52 bis 63, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode als indirekt beheizte Oxydkathode ausgebildet ist.

65. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 52 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anfachung des Hohlraumresonators die Bremsfeldschaltung angewendet wird, wobei die den Resonatorhohlraum begrenzende umschlossene Elektrode als Bremselektrode dient.

66. Elektronenröhre nach den Ansprüchen 1 bis 52, mit einem als Plattenkondensator ausgebildeten Hohlraumresonator, dadurch gekennzeichnet, dass Elektrodenflächen des Resonators senkrecht zu den Kondensatorplatten angeordnet sind.

67. Elektronenröhre nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, dass das an den Plattenkondensator angekoppelte Elektrodensystem ein periodisches, insbesondere auf eine höhere Frequenz abgestimmtes Gebilde darstellt.

68. Elektronenröhre nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodensystem eine Längsausdehnung kleiner als ein Viertel der Wellenlänge hat.

69. Elektronenröhre nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode (141) koaxial zum Plattenkondensator angeordnet ist.

70. Elektronenröhre nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, dass die übrigen Elektroden rotationssymmetrisch um die Kathode herum angeordnet sind.

71. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 66 bis 70, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (142) in Fig. 14 aus in eine Kondensatorplatte (144) eingesetzten Stäben besteht.

72. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 66 bis 70, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (143) in Fig. 14 einen Teil einer Kondensatorplatte (145) bildet.

73. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 66 bis 72, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenzuführungen durch die mittlere Kondensatorplatte (144) radial hindurchgeführt sind.

74. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 66 bis 72 und 73, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodenkappe (143) in Fig. 15 in den Strahler (148) ausläuft.

75. Elektronenröhre nach Anspruch 74. dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Gitter gekoppelte Platte (145) des Kondensators mit der die Anodenplatte (144) umgebenden und als Gegengewicht des Strahlers dienenden Aussenwand (146-155) der Röhre verbunden ist (Fig. 15).

76. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 66 bis 75, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodensystem zur Erzielung einer Magnetronanregung mit einer Erregerspule (160) in Fig. 16 umgeben ist.

77. Elektronenröhre nach Anspruch 76, gekennzeichnet durch eine Splitanode, deren Teile mit den Kondensatorplatten einzeln gekoppelt sind (156, 157) in Fig. 16.

78. Elektronenröhre nach Anspruch 77, gekennzeichnet durch eine zweiteilige Splitanode, deren einer Teil (156) in Fig. 16 unmittelbar auf einer Kondensatorplatte (144) ruht und deren anderer Teil (157) durch ein Verbindungsstück mit der andern Kondensatorplatte (145) verbunden ist.

79. Elektronenröhre nach Anspruch 77, gekennzeichnet durch eine mindestens vierteilige Splitanode, deren geradzahligen Teile an die eine und deren ungeradzahligen Teile an die andere Kondensatorplatte angeschlossen sind.

80. Elektronenröhre nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Kondensatorplatte durch metallische Verbindungsstücke (158) in Fig. 16 und 17 in Spannungsknoten an ihrem Rande gehalten wird.