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Mischschaltung für Zentimeterwellen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Mischschaltung für Zentimeterwellen, bei der eine Wanderwellenverstärkerröhre verwendet wird.
Eine bekannte Ausbildung einer solchen Röhre, die zur Verstärkung von Zentimeterwellen dient, enthält ein System zur Erzeugung eines Elektronenbündels, sowie einen wendelförmigen Leiter, längs dem die zu verstärkenden Wellen fortschreiten und in dessen Achse die Elektronen des Bündels sich bewegen. Die zu verstärkenden Wellen werden hiebei dem Ende der Wendel zugeführt, das der Elektronenquelle zunächst liegt, wobei der Wickelschritt der Wendel und der Durchmesser der Windungen sowie die zur Erzeugung des Elektronenbündels verwendeten Spannungen derart gewählt sind, dass die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wellen längs der Wendelachse gemessen etwas kleiner ist als die mittlere Geschwindigkeit der Elektronen des
Bündels.
Unter diesen Umständen geben die
Elektronen den Wellen Energie ab, so dass die Wellen an dem von der Elektronenquelle abgewendeten Ende der Wendel verstärkt abgenommen werden können.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine nach diesem Prinzip wirkende Röhre mit einer gewissen Änderung als Mischröhre für
Zentimeterwellen benutzt werden kann.
Nach der Erfindung werden zu diesem Zweck die zu mischenden Schwingungen (z. B. Empfangs- welle und Hilfsschwingung) dem wendelförmigen
Leiter derart zugeführt, dass sie Wanderwellen längs der Wendel erzeugen, die sich in gleicher
Richtung wie die Elektronen, u. zw. in der Wendel- achse gemessen mit gleicher oder etwas geringerer
Geschwindigkeit wie diese fortbewegen, wobei die Elektronen, nachdem sie die Wendel durchsetzt haben, mittels eines Elektrodensystems, zwecks
Entnahme der Zwischenfrequenzschwingungen, nach Geschwindigkeit getrennt werden.
Die Elektronen erleiden beim Durchlaufen der
Wendel einen verschiedenen Geschwindigkeits- verlust, so dass sich eine Trennung der Elektronen nach ihrer Geschwindigkeit und somit eine
Schwingung von der Differenzfrequenz im Aus- gangskreis ergibt.
Die zu mischende Schwingung und die Hilfs- schwingung können gemeinsam dem der Elek- tronenquelle zunächst liegenden Ende der gleichen Wendel zugeführt werden. In diesem Fall' braucht die Röhre nur einen einzigen wendelförmigen Leiter zu enthalten. Auch können zwei oder mehrere solche Leiter vorhanden sein und die zu mischende Schwingung und die Hilfsschwingung verschiedenen dieser Leiter zugeführt werden. Um Ausstrahlung von Schwingungen von der Frequenz der Hilfsschwingung aus einer gegebenenfalls an den Eingangskreis angeschlossenen Antenne zu verhüten, ist hiebei vorzugsweise die Wendel, der die Empfangsschwingung zugeführt wird, näher zur Elektronenquelle angeordnet als die Wendel, der die Hilfsschwingungen zugeführt werden. Die Hilfsschwingung kann gegebenenfalls in dei Röhre selbst erzeugt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwei Wendeln verwendet werden, ist in
Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. Die hier dar- gestellte Röhre 1 enthält ein System 2 zur Er- zeugung eines Elektronenbündels, zwei koaxial zur Röhre angeordnete und in Flucht liegende
Wendeln 10 und 11, sowie ein zur Trennung der
Elektronen nach ihrer Geschwindigkeit be- stimmtes System, das aus der zylindrischen
Elektrode 3 und einer etwas schräg in bezug auf die Röhrenachse angeordneten Fangelektrode 4 besteht. Es ist hiebei günstig, die zylindrische
Elektrode 3 mit einer Spannung zu beauf- schlagen, die wenig vom Erdpotential verschieden ist und der Elektrode 4 eine etwas positive
Spannung zu erteilen. Die dazu erforderlichen
Spannungsquellen sind einfachheitshalber in der
Zeichnung weggelassen.
Das auf der Seite der
Elektronenquelle liegende Ende der Wendel 10 ist über eine Impedanz 5, an der die den
Klemmen 12 zugeführten Eingangsschwingungen auftreten, geerdet. Das andere Ende dieses
Leiters ist über eine Impedanz 6 geerdet, deren
Wert etwa dem Wellenwiderstand der Schraube 10 entspricht, so dass sich auf ihr von links nach rechts bewegende Wanderwellen und keine Re- flexionen ausbilden. Zwischen dem linken Ende der Wendel und Erde ist die Quelle 7 für die
Hilfsschwingung geschaltet, während das andere
Ende dieser Wendel ebenfalls über eine Im- pedanz 8, deren Wert der Wendel 11 angepasst ist, geerdet ist, so dass in der Wendel 11 laufende
Wellen von der Hilfsfrequenz auftreten, die sich
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t'oenfaiis von links nach rechts bewegen.
Die Fangelektrode 4 ist über den auf die Zwischenfrequenzschwingungen abgestimmten Kreis 9 geerdet. Wie durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, bewegt sich der Elektronenstrom etwa längs der Achse der Schrauben 10 und 11 und des Zylinders 3.
Die Wirkungsweise der Schaltung wird an Hand von Fig. 2 erläutert. In dieser Figur ist eine Kurve dargestellt, die den Zusammenhang zwischen dem Strom , der von der Elektrode 4 zum Ausgangskreis fliesst, und der Geschwindigkeit der Elektronen des Bündels darstellt. In dem Masse, wie diese Geschwindigkeit geringer ist, werden mehr Elektronen des Bündels vom Zylinder 3 angezogen und wird also ein geringerer Teil zur Elektrode 4 wandern. Da der Zusammenhang zwischen dem Ausgangsstrom und der Elektronengeschwindigkeit nicht linear ist, wird das Elektrodensystem 3,4 eine Trennung der Elektronen nach ihrer Geschwindigkeit bewirken.
Durch die Wendel 10 und 11 erreichen die aufeinanderfolgenden Elektronen des Bündels, entsprechend der Intensität der auf den Wendeln 10 und 11 vorhandenen Wellen verschiedene Geschwindigkeiten, so dass im Ausgangskreis 9 eine Schwingung auftreten kann, deren Frequenz dem Unterschied der Frequenzen der zu mischenden Schwingung und der Hilfsschwingung entspricht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mischschaltung für Zentimeterwellen mit einer Elektronenbündelröhre, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhre (1) einen oder mehrere wendelförmige Leiter (10, 11) enthält, längs deren Achse sich der Elektronenstrom bewegt und denen die zu mischenden Schwingungen (Empfangswelle und Hilfsschwingung) zugeführt werden, wobei die Ausführung derart ist, dass sie Wanderwellen längs der wendelförmigen Leiter (10, 11) erzeugen, die sich in gleicher Richtung wie die Elektronen und in der Wendelachse gemessen mit gleicher oder etwas geringerer Geschwindigkeit als diese fortbewegen, wobei die Elektronen, nachdem sie die Wendel fjfC, durchsetzt haben, mittels eines Elektrodensystems (3, 4) zwecks Entnahme der Zwischenfrequenzschwingungen nach Geschwindigkeit getrennt werden.