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Magnetronröhre, bei der die Kathode nicht vollständig von der Anode bzw. den Anoden- teilen umgeben ist
Die Erfindung betrifft eine Magnetronröhre, bei der die Kathode nicht vollständig von der
Anode bzw. den Anodenteilen umgeben ist, mit einem aus Isolierstoff hergestellten Vakuum- gefäss. Derartige Magnetronröhren sind aus den deutschen Patentschriften Nr. 672510 und 695781 bekannt. Bei der Erzeugung von Schwingungen mit einer solchen Röhre bereitet es gewisse
Schwierigkeiten, eine ausreichende Frequenz- konstanz zu erreichen.
Wenn parallel zu einer Magnetronröhre ein abgestimmter Kreis geschaltet wird, so werden bei hinreichend geringer Dämpfung des Kreises
Schwingungen erzeugt, deren Frequenz in der Nähe der Resonanzfrequenz des Kreises liegt.
Die Frequenz der erzeugten Schwingungen wird aber auch durch die Bauart der Röhre und die Betriebsspannungen bedingt, so dass bei Änderung der Betriebsverhältnisse, etwa durch Änderung der Speisespannung und/oder Modulationsspannungen, auch die Frequenz der erzeugten Schwingungen einer Änderung unterliegt.
In dem Masse, als die Dämpfung des abgestimmten Kreises geringer und dessen Resonanzkurve schärfer ist, sind die Änderungen der Frequenz der erzeugten Schwingungen geringer, da die frequenzbestimmende Wirkung des Kreises um so stärker ist, je fester der Kreis mit den Ausgangselektroden der Röhre gekoppelt ist.
Die Erfindung bezweckt eine in elektrischer und baulicher Hinsicht günstige Magnetronröhre der erwähnten Art herzustellen, mit der bei Anwendung eines Kreises mit sehr geringer Dämpfung, nämlich eines Topfkreises oder eines Hohlraumresonators als frequenzbestimmende Impedanz, bei einfachster Konstruktion eine günstige Kopplung mit dem Kreis zu verwirklichen ist, wobei keine störende zusätzliche Dämpfung durch Zuführungsleitungen od. dgl. herbeigeführt wird.
Erfindungsgemäss sind bei Magnetronröhren, bei denen die Kathode nicht vollständig von der Anode bzw. den Anodenteilen umgeben ist, mit einem aus Isolierstoff hergestellten Vakuumgefäss ausserhalb dieses Vakuumgefässes, dort wo die Kathode nicht von der Anode bzw. den Anodenteilen umgeben ist, wenigstens zwei Elektroden vorgesehen.
Die erfindungsgemässe Magnetronröhre zeichnet sich dadurch aus, dass die von dem Vakuumgefäss umschlossene eigentliche Röhre geringe Abmessungen besitzen kann und einfach herzustellen ist.
Durch Verbindung benachbarter und ausserhalb des Vakuumgefässes angebrachter Elektroden mit entgegengesetzte Spannungen führenden Punkten eines Hohlraumresonators wird eine sehr feste Kopplung erhalten, so dass die frequenzbestimmende Wirkung optimal ist.
Weiterhin zeigt diese Vorrichtung den Vorteil, dass die Magnetronröhre, die naturgemäss eine beschränktere Lebensdauer hat als der sie umschliessende Hohlraumresonator, an sich leicht ausgewechselt werden kann.
Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Magnetronröhre 1 im Schnitt nach einer Ebene senkrecht zur Kathode 2.
Innerhalb der Isolierhülle 3, die z. B. aus Glas bestehen kann, und parallel dazu ist eine Anode 4 angeordnet, welche einen Teil einer Zylinderfläche bildet, die sich im wesentlichen koaxial zur Kathode 2 erstreckt. Diese Anode umschliesst die Kathode aber nicht vollständig und dort, wo sie die Kathode nicht umgibt, sind in der unmittelbaren Nähe der Aussenseite der Glaswand und parallel dazu zwei Elektroden 6 und 7 angeordnet.
Die Anode 4 hat infolge einer in die Verbindungsleitung zwischen dieser Anode und der Kathode eingeschalteten Batterie 8 eine positive Spannung gegenüber der Kathode. Die beiden Elektroden 6 und 7 sind mit einem abgestimmten Kreis 9 verbunden, der in einem Symmetriepunkt 10 geerdet ist.
Es wird angenommen, dass ein Magnetfeld üblicher Stärke im wesentlichen parallel zur Kathode vorhanden ist. Die Wirkungsweise der neuen Magnetronröhre entspricht grundsätzlich jener der bekannten Ausführungen und kann kurz wie folgt beschrieben werden : Unter Zusammenwirken des elektrischen Feldes zwischen der Kathode und der Anode und des
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magnetischen Feldes, dessen Kraftlinien sich im wesentlichen senkrecht zu den elektrischen
Kraftlinien erstrecken, werden sich die bei
Erhitzung von der Kathode ausgesandten Elek- tronen in Bahnen ringsum die Kathode bewegen, wobei, wenn an den Elektroden 6 und 7 eine
Hochfrequenzwechselspannung geeigneter Fre- quenz auftritt, die Elektronen infolge der in den
Schlitzen zwischen den Elektroden 4, 6 und 7 erzeugten Hochfrequenzfelder in Gruppen geteilt werden.
Die auf diese Weise gebildeten Elektronengruppen werden, falls die Phasenverhältnisse richtig sind, durch Induktion den Elektroden 6 und 7 Energie abgeben, wodurch die ursprünglichen an den Elektroden 6 und 7 auftretenden Spannungen verstärkt werden ; infolgedessen arbeitet die Röhre als Generator.
Dann ist bekanntlich erforderlich, dass ein bestimmter Zusammenhang zwischen der elektrischen und magnetischen Feldstärke einerseits und der Frequenz, auf welche der Kreis 9 abgestimmt ist, anderseits besteht. Durch die Energieabgabe werden die Elektronen verzögert, so dass sie schliesslich auf die als Auffangelektrode wirkende Anode 4 gelangen.
Eine andere derartige Schaltung einer Magnetronröhre ist in Fig. 2 dargestellt, bei der aber in der Hülle zwei Anodenteile 4 und 5 vorhanden sind und sich immer eine ausserhalb der Hülle angeordnete Elektrode zwischen zwei in der Hülle untergebrachten Anodenteilen befindet. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung entspricht übrigens jener der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform und bedarf mithin keiner weiteren Erläuterung.
Bekanntlich müssen bei Schaltungen mit einer Magnetronröhre die Leiter, welche den abgestimmten Kreis mit den Energie-AbnahmeElektroden verbinden, durch die Glaswand der Röhre hindurchgeführt werden.
Infolge der Impedanz dieser Leiter wird die Kopplung zwischen dem Kreis 9 und der Ausgangselektrode der Röhre geschwächt, und es werden die insbesondere bei hohen Frequenzen beträchtlichen Verluste solcher durch Glas hindurchgeführten Zuführungsleitungen eine erhebliche Dämpfung des abgestimmten Kreises herbeiführen, wodurch die Frequenzkonstanz der Schaltung beeinträchtigt wird. Demgegenüber werden jedoch bei Verwendung einer erfindunggemässen Magnetronröhre die den abgestimmten Kreis mit den Abnahmeelektroden verbindenden Leiter nicht durch die Glaswand hindurch- geführt, so dass die erwähnten Verluste nicht auftreten. Ausserdem kann der Drahtquerschnitt dieser Leiter beliebig gross gewählt werden, so dass die Frequenzkonstanz geradezu ausschliesslich durch die Eigenschaften des Kreises bedingt wird.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Zuführungsleitungen ganz in Wegfall kommen, ist in Fig. 3 schematisch dargestellt., bei der die ausserhalb der Hülle angeordneten Elektroden einen Teil eines abge- stimmten Hohlraumresonators 11 bilden. Ein solcher Hohlraumresonator hat aber eine sehr geringe Dämpfung und daher eine sehr hohe
Frequenzstabilität. Weil keine Zuführungs- leitungen verwendet werden müssen, kommen die günstigen Eigenschaften eines solchen Hohl- raumresonators vollständig zur Wirkung. Die
Hochfrequenzenergie kann auf bekannte Weise dem Kreis mittels einer in einer Schleife 12 endigenden Übertragungsleitung 13 entnommen werden. Durch eine Öffnung im Hohlraum- resonator kann den Anodenteilen 4 und 5 eine gegenüber der Kathode 2 positive Spannung zugeführt werden.
In den Fig. 4 a und 4 b ist eine andere Aus- führungsform einer erfindungsgemässen Mag- netronröhre dargestellt, bei der ebenfalls die ausserhalb der Hülle angeordneten Elektroden einen Teil eines Hohlraumresonators bilden.
Die Schaltung dieser Ausführungsform unter- scheidet sich von bekannten Anordnungen da- durch, dass die vier Anodenteile 4,4', 5 und 5' die Kathode nicht vollständig umgeben und dass dort, wo die Kathode von ihnen nicht umgeben ist, Elektroden, u. zw. 5, 6'und 7,7' ausserhalb einer Röhre angeordnet sind.
Bei der Ausführungsform nach der Erfindung werden die vier ausserhalb der Röhre liegenden Elektroden 6, 6', 7,7'mit einem Hohlraumresonator 12, u. zw. derart verbunden, dass bei Erregung des Hohlraumresonators an nebeneinanderliegenden Elektroden eine entgegengesetzte Hochfrequenzspannung auftritt.
Der Hohlraumresonator 12 ist, wie in Fig. 4 a dargestellt ist, als ein Hohlzylinder ausgebildet, bei dem an der oberen Fläche und an der Unterfläche je zwei einander diametral gegenüberliegende Elektroden 6, 7 und 6', 7'derart befestigt sind, dass die Abstände zwischen den Streifen untereinander gleich sind. In Fig. 4 b ist die Aufstellung der Magnetronröhre in bezug auf den Hohlraumresonator in einem Schnitt senkrecht zur Zylinderachse dargestellt. Die Magnetronröhre ist mit vier Anodenteilen 4,4', 5 und 5'versehen, die die Kathode nicht vollständig umgeben, und es ist der Hohlraumresonator 12 in bezug auf die Röhre derart angeordnet, dass sich die Elektroden 6, 6'und 7,7' dort befinden, wo die erwähnten Anodenteile die Kathode nicht umgeben.
Weil die Spannungen an der oberen und unteren Fläche des Hohlraumresonators 12 immer in Gegenphase sind, ist dies ebenfalls mit Spannungen an den Elektrodenpaaren 6, 7 und 6', 7'der Fall. Die Elektroden 6 und 7 haben, ebenso wie die Elektroden 6'und 7'untereinander, immer die gleiche Phase.
In den dargestellten Ausführungsformen haben die in der Röhre untergebrachten Anodenteile, denen eine in bezug auf die Kathode positive Spannung zugeführt wird, nahezug keine hochfrequente Wechselspannung. Die Schaltung kann aber derart geändert werden, dass auch zwischen
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PATENTANSPRÜCHE :
1. Magnetronröhre, bei der die Kathode (2) nicht vollständig von der Anode (Fig. 1, 4) bzw. den Anodenteilen (4, 5 ; 4, 4' ; 5, 5') umgeben ist, mit einem aus Isolierstoff hergestellten Vakuumgefäss (3), dadurch gekennzeichnet, dass ausserhalb dieses Vakuumgefässes, dort wo die Kathode nicht von der Anode bzw. den Anodenteilen umgeben ist, wenigstens zwei
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