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OS(3TITATEf,i HAiûTE rIREQUENCE.
La présente invention concerne une diode utilisable à la généra- tion d'oscillations hyperfréquenceso Cette diode comporte une cathode fonc- tionnant au-dessous du courant de saturation et une anode disposée, ainsi qu'il est connue à une distance telle de la cathode, que des oscillations puissent être entretenues. La forme géométrique de la structure diode est réalisée, suivant l'invention, de façon que le gradient de potentiel continu entre la cathode et l'anode ne soit pas constant, le champ électrique conver- geant vers l'anode.
On sait qu'une diode fonctionnant à un débit inférieur au courant de saturation présente; moyennant certaines conditions relatives au temps de transit des électrons,le phénomène dit de l'inversion. Ce phénomène est le suivant : la partie réelle de 1?impédance interne du tube, positive lorsque les temps de transit des électrons sont négligeables devant la durée de la période d'oscillation, devient négative moyennant ces conditions, Le premier de ces changements de signe de l'impédance, correspondant à l'effet de plus sensible, se produit pour des angles de transit voisin de 2,5 @,
l'angle de transit étant de 2 @ fois le rapport-durée du trajet cathode-anode divisé par la période de l'oscillation. On peut en principe faire usage de ce phé- nomène physique pour engendrer des oscillations hyperfréquences, la simpli- cité de?la diode favorisant la réalisation du circuit. Cet oscillateur n'a pas été utilisé pratiquement parce que le rendement obtenu est extrémement faible dans le cas des oscillateurs connus jusqu'à ce jour. Dans ces tubes, en effet,le champ électrique accélérateur est homogène dans l'espace catho- de-anode. Il est facile de préciser en quelques mots les raisons du faible rendement d'un tel tube.
Les électrons émis par la cathode sont soumis à l'influence du champ électrique, le champ continu accélérateur et le champ hyperfréquence établis dans l'espace interélectrode. L'énergie hyperfréquence engendrée
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pésulte de l'interaction entre les' électrons !et la composante hyperfréquence du champ électrique. Etant donné la durée du parcours correspondant au fonc- tionnement du tube en auto-oscillateur, quelle que soit la phase du champ alternatif au voisinage de la cathode, lorsque les électrons sont émis, ceux- ci sont successivement accélérés et ralentis par le champ hyperfréquence, puisque leur trajet correspond à une durée supérieure à une période de ce champ.
L'énergie cédée par les électrons au champ hyperfréquence correspond à la différence entre l'énergie cédée aux électrons par le champ pendant leur phase d'accélération et celle cédée au champ par les électrons pendant la phase de r alentissement.
Il y a donc compensation partielle et ce n'est que par une ana- lyse très préciserdu fonctionnement que l'on peut montrer que, en moyenne, les électrons cèdent au champ plus d'énergie que celui-ci ne leur en commu- nique, lorsque les angles de transit ont des valeurs correctes.
Conformément à la présente inventipn, on améliore l'interaction énerg6tique entre les électrons et le champ hyperfréquence, cette interaction ne se produisant pas d'une façon uniforme pendant tout le trajet électroni- que mais, de préférence, pendant une fraction de cette durée. La forme et la disposition géométrique des électrodes sont choisies de façon que legra- dient de potentiel entre la cathode et l'anode aille en croissant de la pre- mière à la deuxième des électrodes nommées, De la sorte, les électrons tra- versentt une zone où le gradient de potentiel est faible pendant la plus gran- de durée de leur transit entre les électrodes.
En effet, le champ électrique continu étant faible,la vitesse moyenne-,des électrons reste faible dans la plus grande partie de l'espace interélectrodes. Ils entrent ensuite dans une zone où le gradiant de potentiel est plus important; c'est dans cette zone qu'ils cèdent, en moyenne, de l'énergie à la composante alternative du champ, leur phase d'entrée dans cette zone s'étant ajustée à l'optimum au cours de la fraction précédente de leur parcours.
Un gradient de potentiel non uniforme s'établit dans toutes struc- tures géométriques différentes de la disposition plane. Les structures in- téressant l'invention concernant uniquement celles qui assurent une conver- gence du champ vers l'anode. On a représenté sur les figures 1 et 2, deux exemples de structures donnant une telle répartition du gradient de potentiel':
Les surfaces extérieures "c" constituent les cathodes, les surfaces intérieu- res "a" jouant le rôle d'anodes. Ces deux exemples de structures sont don- nées à titre d'exemple non limitatif et l'invention !!rouvre toutes les diodes dont la distance interélectrode est calculée en fonction de la fréquence d'os- cillation, de façon que la condition d'angle de transit soit vérifiée, et dans lesquelles le champ électrique converge vers l'anode.
On peut définir ces systèmes géométriquement en ce que les rayons issus des bords de la sur- faceranodique, vue de la cathode ou de toute électrode à un potentiel infé- rieur au potentiel anodique et dirigés vers toute électrode ou conducteur à un potentiel inférieur au potentiel anodique, découpent dans une surface intermédiaire S une ombre projetée, de surface inférieure à celle de cette 'électrode ou conducteur. La figure 3 représente une disposition diode con- forme à la définition précédente et comportant deux électrodes planes. Ce système est de symétrie axiale autour de l'axe b. La cathode c est émissi- ve sur sa face avant et constitue l'une des surfaces de base d'une structure tronconique dont les côtés sont constitués par le cône métallique p et la deuxième base par l'anode a.
Les rayons r projetant l'anode a sur une surface telle que , découpent dans celle-ci une surface s inférieure à la surface des électrodes c et p portées à un potentiel inférieur au potentiel anodique.
L'émission cathodique restant inférieure au courant de saturation de la diode, le gradient de champ est uniforme dans l'espace interélectrode et, en particulier, il ne se produit pas de discontinuité de champ au voisi- nage de la cathode.
L'utilisation d'un champ électrique continu convergent permet
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de réaliser approximativement, dans une lampe à deux électrodes, la distri- bution de champ réalisée dans une lampe à trois électrodes, notamment dans les oscillateurs hyperfréquence décrit dans le brevet belge n 483.472 déposé par la Demanderesse le 25 juin 1948 (comme 2 perfectionnement au 479.160 du 31 décembre 1947),
Afin de bien faire comprendre le principe de fonctionnement de , l'oscillateur conforme à l'invention, on va comparer les caractéristiques de l'oscillateur diode et de la triode oscillatrice dont il vient d'être question.
La figure 4a représente, d'une façon schématique, l'oscillateur triode comportant une cathode 1 reliée par une capacité interne 2 à la grille 3 et une anode 4. Le circuit résonnant associé à l'oscillateur est consti- tué par l'inductance 5 et la capacité grille-anode du tube. Le condensateur 2 joue le rôle de court circuit à la fréquence d'oscillatione On sait que , pour obtenir un rendement appréciable, il faut que la plus grande partie du temps de transit des électrons entre la cathode et l'anode corresponde::-au trajet cathode-grille. Dans cet espace, le gradient de potentiel continu est faible par suite de l'action de la grille qui joue le rôle d'un écran partiel. La figure 5a représente schématiquement une diode conforme à l'in- vention, la cathode 7 et l'anode.8 étant de forme généralement cylindrique ou sphérique.
La capacité anode-cathode et l'inductance 9 constituent le circuit résonnant du tube, un condensateur 10 assure l'isolement, du point de vue continu, entre les potentiels de la cathode et de l'anode. On a représenté respectivement en 6 et en 11 les lignes de force du champ électri- que continu établi dans les deux tubes.
Les figures 4b et 5B représentent, pour les tubes correspondants, les valeurs des potentiels continus en fonction de la distance du plan consi- déré à la cathode. Afin que ces courbes soient comparables, on mesure les potentiels en valeurs relatives, potentiel du plan considéré divisé par les potentiels anodiques d'une part, et les distances en valeurs relatives, dis- tance du plan considéré à la cathode divisée par la distance anode-cathode, d'autre part. On remarquera que la courbe de la figure 4b est constituée approximativement par deux droites de pentes différentes, le point de discon- tinuité se produisant dans le plan\'de la grille 3. La pente correspondant au gradient de potentiel entre la grille et l'anode est beaucoup plus élevée que le gradient de potentiel entre cathode et grille.
Dans l'oscillateur diode,il est vrai, la courbe 12 représentant les variations du gradient de potentiel est une courbe à pente variable croissant à mesure que l'on se rap- proche de l'anode, l'allure de cette courbe se rapproche de celle obtenue dans le cas de la triode. On a représenté par la courbe pointillée 13, la répartition des potentiels dans le cas d'un oscillateur diode à champ continu uniforme. On voit que cette courbe, d'allure presque linéaire, digère par essence des courbes obtenues dans le cas de l'invention et dans le cas de la triode. Pour des amplitudes faibles du champ hyperfréquence, l'allure des courbes est très légèrement modifiée.
On peut donc déduire de l'examen de ces courbes qu'il est possi- ble de se rapprocher, dans une diode oscillatrice conforme à l'invention, des rendements obtenus dans les triodes oscillatrices décrites dans le brevet ci-dessus. Il est bon de noter cependant que le rendement de la triode peut être supérieur 1 celui de la diode puisque la grille 3 peut être portée à un potentiel négatif par rapport 9. la cathode, ce qui permet de se placer dahs des conditions de fonctionnement correspondant au fonctionnement d'un amplificateur en classe B ou C (courant anodique pulsé) tandis que la diode fonctionne nécessairement en classe A (courant alternatif superposé à un cou- rant dontinu constant). Cependant, cet inconvénient est amplement compensé par la simplicité de réalisation des diodes oscillatrices conformes à l'in- vention.
Cette simplicité apparaîtra mieux en se reportant à la description suivante et aux figures qui l'accompagnent, données à titre d'exemple de réalisation non limitatif de l'invention et dans lequelles ;
La figure 6 représente une diode à structure cylindrique.
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La figure 7 est une diode à structure sphérique.
La diode cylindrique de la figure 6 est constituée, d'une anode 14 et d'une cathode 15 associées à une cavité résonnante. L'anode constitue le prolongement de la structure rentrante 16, tandis que la cathode est connectée par capacité, au conducteur extérieur 17 délimitantlla cavité.
Ce condensateur de couplage, assurant l'isolement vis-à-vis des tensions con- tinues, est constitué par l'épaississement 18 de la cavité, la bague cylin- drique isolante 19 et une lame annulaire 20 fixée sur sa périphéries intérieure à la cathode. Le matériau constituant la lame 20 et son épaisseur sont choi- sis de manière à rendre minimum le refroidissement de la cathode. Seule, la face interne 21 de celle-ci est émissive. Elle est chauffée par le fila- ment 22 dont l'une des extrémités 23 est reliée à la cathode. La cathode est délimitée vers le' bas par une pièce cylindrique 24, en un métal mauvais conducteur de la chaleur, dont l'extrémité supérieure est soudée à la cathode.
La cavité est soudée, par l'intermédiaire d'un manchon conducteur 25 dont l'épaisseur diminue vers le bas, à l'extrémité inférieure 26 de ll'enveloppe réalisée en verre et comportant le pied 27 traversé par les conducteurs 28 & 29 du filament èt de la cathode.
L'énergie hyperfréquence peut être extraite de la cavité au moyen de la boucle 30 dont l'extrémité libre traverse la cavité au droit d'une ou- verture autour de?laquelle est soudé le tube 31. Ce conducteur est isolé de la cavité par le passage en verre 32 scellant d'une façon étanéhe l'ex- trémité du tube 31. La tension d'alimentation anodique, fournie par la sour- ce 33, est appliquée entre la cavité et le conducteur de cathode; la source de tension de chauffage 34 est connectée entre les conducteurs 28 & 29. La chaleur dissipée sur l'anode est évacuée par la structure rentrante 16 vers l'extérieur de la cavité.
Dans la réalisation que représente:la figure 7, la diode sphéri- que est associée à un espace résonnant, formé d'un tronçon de ligne coaxiale, dont le conducteur intérieur 35 est libre aux deux extrémités: La longueur du tronçon est choisie de sorte qu'il oscille en demi-onde. Le noeud de ten- sion se trouve alors au centre, ce qui permet de maintenir le conducteur 35 en son milieu par deux tiges métalliques 36 & 37 solidaires du conducteur extérieur 39. L'une des extrémités 40 de 35 présente une forme convenable, telle une calotte sphérique, un cône, un paraboloide, etc., et constitue la surface anodique de la diode.
La cathode 41, dont la surface émissive 42 est en forme de calotte sphérique, est reliée capacitivement au circuit ré- sonnant ainsi qu'il est décrit dans la réalisation précédente. On reconnaît en 43 la lame annulaire solidaire, sur sa périphérie' intérieure, de la catho- de ; en 44, on a figuré la rondelle isolante reposant sur un épaississement du conducteur extérieur 39. Celui-ci est spudé, par l'intermédiaire dn man- dhon 45 dont l'épaisseur diminue vers le bas, à -la partie isolante 46 cons- tituant le pied du tube, traversée par les conducteurs 47 & 48 du filament 49. La cathode est connectée à 1?une des extrémités du filament.
L'extré- mité supérieure du résonateur coaxial est fermée, d'une façon étanche, par la membrane métallique 50 dont l'ouverture centrale est obturée par une fe- nêtre 51.
L'énergie hyperfréquence peut ainsi être recueillie par une ligne coaxiale dont le conducteur extérieur 52 est vissé sur le filetage porté par la partie supérieure de 39; le conducteur intérieur 53 de cette ligne est disposé à une distance plus ou moins grande de la fenêtre 51 ce qui permet d'obtenir un couplage optimum entre la charge et l'oscillateur. En donnant à la charge une composante réactive, on peut, en ajustant le couplage, modi- fier la fréquence de résonance de l'ensemble. La source d'alimentation ano- dique 54 est connectée entre le circuit résonnant et le conducteur 47; la source de tensinn de chauffage est réunie aux conducteurs 47 & 48. La cha- leur dissipée sur l'anode est évacuée à l'extérieur du tube par le conducteur 35 et les supports 36 & 37.
La figure 8 représente d'une façon schématique, une diode oscil- lante utilisable dans la gamme des hyperfréquences. Le circuit oscillant
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est constitué par la uavité 101 dont une partie rentrante 102 joue le rôle d'anode. La cathode 103 est reliée capacitivement à la cavité 101 et chauf- fée par un filament 104 alimenté par une 'source convenable, représentée d'une façon schématique par la pile 105. L'enveloppe du tube est constituée par un pied de verre 106 rendu solidaire de la cavité par tout moyen approprié connu de l'homme de l'art.
La liaison capacitive entre la cathode et.'les parois de la cavité métallique 101 est assurée par le condensateur constitué par le conducteur 107, solidaire de la structure cathodique, et l'épáulement 108 prévu dans la paroi inférieure de la cavité 1010 Une rondelle diélectrique 109 assure l'isolement du point de vue des différences de potentiel continues, entre la structure cathodique et la cavité, tout en assurant en hyperfréquence la continuité de la paroi de la cavité comportant la structure cathodique .
Une source de tension anodique 110 est connectée entre la cavité et la catho- de.
Ainsi que Inexpérience l'a montré, la réalisation de la capacité de couplage entre la cathode et la cavité présente de grandes difficultés techniques. Il n'est pas possible de réaliser une capacité de valeur élevée entre la cathode et la cavité par suite du jeu mécanique qu'il est nécessaire de prévoir entre la cathode, qui chauffe au cours du fonctionnement, et la cavité, qui ne subit pratiquement pas d'échauffement. D'autre part, du point de vue électrique, il est nécessaire de prévoir une capacité relativement im- portante pour assurer la continuité du circuit électrique; il faut donc dis- poser, entre la capacité élevée et la cathode, une structure intermédiaire constituant une zone de refroidissement et qui, par sa forme géométrique ou son élasticité, tienne compte des déformations subies par la-cathode au cours du fonctionnement.
Cette structure auxiliaire, habituellement constituée par un isolant thermique, mauvais conducteur de l'électricité, est le siège de pertes d'énergie haute fréquence importantes.
Conformément à la présente invention, cette difficulté est éli- minée,la nécessité du condensateur de blocage étant supprimée; elle consiste essentiellement à disposer, dans le circuit oscillant hyperfréquence, un nom- bre pair de structures anodiques coopérant avec une même structure cathodique et disposées en des points du circuit tels que les deux structures anodiques d'une même paire soient portées, à chaque instant, à des potentiels haute fréquence en opposition de phase. La structure cathodique peut présenter différentes surfaces émissives élémentaires ou une seule surface émissive associée à toutes les structures anodiques.
Suivant une réalisation parti- culièrement simple, les structures anddiques sont constituées par des portions rentrantes d'une cavité résonnan'te dont la forme géométrique est choisie de façon à satisfaire à la condition énoncée plus haut. On réalise un ensemble de paires d'oscillateurs fonctionnant en push-pull, de sorte que les charges induites sur la cathode par les champs anodiques alternatifs se compensent.
La compensation est parfaite, pour une structure rigoureusement symétrique, dans le cas où l'amplitude du champ hyperfréquence reste très faible. Dans ces conditions, en effet les composantes résistive et capacitive des impé- dances internes des deux éléments de chaque paire sont égales.
Dans le cas où l'amplitude des champs hyperfréquences augmente, la non-linéarité de la composante résistive de l'impédance interne tend à rendre inégales les impédances des deux systèmes élémentaires oscillant en opposition de phase ; on peut montrer par le calcul que, si la diode fonctionne en auto-oscillatrice, c'est-à-dire avec un temps de transit des électrons égal à 2 @, la composante capacitive de l'admittance l'emporte notablement sur la conductance de sorte que la composante dissymétrique du courant est négligeable devant la composante capacitive, symétrique par cons- truction.
Il n'est donc plus indispensable de connecter la cathode au cir- cuit anodique par une impédance très faible, comme c'était le cas pour une diode simple; de faibles dissymétries géométriques, telles qu'elles se pro- duisent en pratique, ne provoquent que des dissymétries électriques du même ordre de grandeur, même pour des impédances très élevées mises entre la ca- thode et le point milieu du circuit anodique.
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Conformément à l'invention, on peut donc disposer entre la catho- de et la masse, une impédance de valeur quelconque.
Il sera souvent favorable de choisir une valeur d'impédance de connexion aussi élevée que possible, de façon à diminuer les pertes d'énergie hyperfréquence qui pourraient se produire dans les conducteurs d'amenée qui sont,par suite de leur température élevée, des conducteurs électriques de qualité relativement mauvaise en hyperfréquence.
Les mêmes considérations président à la réalisation des connexions du filament à son conducteur d'amenée, parce que celui-ci constitue avec la cathode, dans la plupart des cas, un conducteur unique à la fréquence de fonc- tionnement, étant donnée la capacité importante existant entre la cathode et son filament. Selon une variante préférée de l'invention, les connexions d'amenée de cathode et('du filament constituent un filtre passe-bas, ou plus exactement un piège, évitant toute fuite d'énergie hyperfréquence de la cavité vers l'extérieur. Il est préférable également de disposer les fils de connexion dans le plan de symétrie électrique du système, pour éviter toute influence des champs magnétiques hyperfréquences sur le dit conducteur.
Il est également prévu de disposer, entre les conducteurs d'amenée du filament et le champ hyperfréquence,un écran électrostatique constitué, par exemple, par une structure solidaire des conducteurs eux-mêmes, afin d'éviter des interactions entre les champs magnétiques d'alimentation et hy- perfréquence.
L'invention sera bien comprise en se reportant à la description suivante et aux figures qui l'accompagnent, données à titre d'exemple non limitatif et dans lesquelles - les figures 9a et 9b représentent une réalisation de l'invent- tion comportant une cathode cylindrique.
- les figures 10a et lOb une variante de réalisation comportant une cathode sphérique.
- la figure Il représente une vue agrandie d'une réalisation pos- sible des structures cathodique et anodique.
- les figures 12a et 12b représentent une réalisation de l'inven- tion selon laquelle trois paires de diodes oscillantes sont groupées dans une même enveloppe.
- les figures 13a et 13b représentent une variante de réalisation selon laquelle le circuit oscillant associé à la diode est constitué par un tronçon de ligneà deux conducteurs.
Les figures 9a et 9b représentent une diode ôscillatrice double dont la structure cathodique est conçue de fagon que les surfaces émissives se présentent sous la forme de deux demi-cylindres concaves faisant ,'face aux anodes. La figure 9a représente la vue en coupe suivant le plan 113-114 de la figure 9b et la figure 9b représente une vue en coupe suivant le plan 111-112 de la fig. 9a. L'enveloppe du tube est entièrement métallique, elle comporte un cylindre 115 et deux disques terminaux 116 & 117, le disque 117 étant constitué partiellement tout au moins, par une membrane déformable.
Deux pièces à profil rentrant 118 & 119 sont soudées, ou brasées, à l'enveloppe cylindrique; elles délimitent une cavité résonnante dans laquelle est placée la structure cathodique 120. Seules les portions concaves de celles-ci sont émissives. Des plaquettes de mica 121 & 122, fixées aux pièces anodiques, maintiennent la cathode. Le filament 123 est relié à l'une de ses extrémi- tés à l'intérieur de la cathode; l'autre extrémité du filament traverse, grâ- ce aux passages isolés 124 & 125, l'enveloppe métallique du tube. A l'exté- rieur du tube, les conducteurs sont connectés par; capacité en un point de l'enveloppe à un potentiel hyperfréquence nul, pour en assurer le découplage.
Ces capacités sont formées par des plaques métalliques dont l'une d'elles, 126, relative au filament, est visible sur la figure 9a. Cette plaque métal- lique, solidaire du conducteur, repose, par l'intermédiaire d'un diélectrique
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127, sur le disque terminal 116. Les passages son± disposés dans le plan de symétrie de la cavité. La longueur des conducteurs d'amenée comprise en- tre la cathode et le filament d'une part, et les condensateurs de l'autre, est voisine d'un quatt d'onde. Ces cohducteurs présentent donc une impédance maximum à la fréquence d'oscillation au droit des connexions avec le filament; leur extrémité opposée étant en contact hyperfréquence avec la cavité.
La cavité peut être accordée au moyen d'une pièce métallique mobile 128 solidai- re de la membrane déformable 117. En déplaçant 128, on rapproche .plus ou moins son extrémité des structures anodiques ce qui fait varier la fréquence d'accord et la,,-valeur de la capacité du circuit oscillant équivalent à la cavité.
Les figures 10a et 10b représentent des vues en coupe, suivant les deux plans de symétrie verticaux, d'une variante de réalisation d'un oscillateur comportant une cathode à surface émissive sphérique et une paire de diodes. Les pièces anodiques 129 et 130 solidaires de l'enveloppe cylin- drique 115 ont une forme conique. La cathode 131 est fixée au moyen des pat- tes 132 dans l'orifice d'une feuille de mica 133.qui coulisse dans des sup- ports 134 & 135, prévus à cet effet, et solidaires du cylindre 115. La con- nexion de cathode qui assure en même temps le positionnement de celle-ci est constituée par le tube métallique 137.
La collerette périphérique 138 repose sur.un anneau en diélectri- que 139 placé sur le fond 116 de l'enveloppe. Le filament 140 est connecté à l'une de ses extrémités à la cathode; l'autre extrémité 141 passe à l'in- térieur du tube 137. Les conducteurs de cathode et du filament traversent l'enveloppe du tube par des passages isolés 142 & 143.
Ainsi qu'il apparaît, on a constitué avec les conducteurs d'ame- née du filament et de la cathode, un tronçon de ligne coaxiale. La longueur de cette ligne est-voisine d'un quart d'onde à la fréquence d'oscillation.
L'extrémité de cette ligne est connectée, du point de vue haute fréquence, à l'enveloppe métallique du tube, de sorte que la ligne 'Présente, au niveau de la cathode une impédance très élevéeo
La figure 11 montre, en perspective partiellement coupée, un dé- tail de réalisation permettant d'obtenir une augmentation des surfaces catho- dique et anodique actives. On a figuré, pour plus de simplicité, les deux pièces anodiques 144 & 145 solidaires d'une cavité résonnante et la structu- re cathodique associée 146. Des secteurs de la cathode et de l'anode 145 ont été coupés de façon à rendre plus apparent le profil de celles-ci. Les surfaces en regard tant du côté anodique que du côté cathodique présentent des ondulations.
Les profils sont mis en face à face de façon qu'une arête de l'une des surfaces soit disposée au niveau d'une rainure de l'autre. Afin que le champ électrique converge de la cathode vers l'anode, il faut que le rayon des courbures de la cathode 146, par rapport à l'axe 147 du système, soit plus grand que le rayon de courbure des rainures 148. Il reste une certaine fraction de la surface cathodique au voisinage de laquelle le champ converge vers la cathode, c'est la surface des arêtes cathodiques. On peut prévoir que ces portions de la surface cathodique ne soient pas émissives.
Dans le cas contraire, le rapport entre la surface des arêtes et la surface globale émissive est si faible que le fonctionnement de l'oscillateur ne peut pas être perturbé.
Les figures 12a et 12b représentent une réalisation d'un oscil- lateur comportant trois paires d'éléments diodes. La figures 12a est une vue en coupe de la structure suivant le plan 149-150 de-la figure 12b. La figure 12b est une vue en coupe de la structure suivant le plan 151-152 de la figure 12a. e tube comprend six éléments disposés circulairement, deux éléments voisins ainsi que deux éléments diamétralement opposés oscillant en Rush-pull.' La cavité est formée par une enveloppe métallique constituée d'un cylindre 115 èt de disques terminaux 116 et 117, les six structures ano- diques 153 à 158 y sont fixées par tout moyen approprié. La cathode 159 est creusée de six rainures longitudinales concaves disposées en regard des six pièces anodiques.
Pour rendre impossible toute oscillation de la structure
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ainsi constituée sur un mode parasite, les anodes sont reliées électriquement de deux en deux par deux bagues concentriques 160 & 161, ainsi qu'il est d'u- sage dans les magnétrons à cavités multiples. La cathode est maintenue par deux supports en mica 162 & 163, le support 163 étant fixé directement sur les anodes 153 & 156, tandis que le support 162 s'appuie sur des languettes solidaires de la baguette 160. Les conducteurs de la cathode et du filament traversent l'enveloppe par des passages isolés tels 164 & 165, situés dans un plan de symétrie électrique.
A l'intérieur de l'enveloppe, les fils de connexion sont réunis par capacités à celle-ci ainsi qu'il a été décrit - plus haut, La cavité peut être accordées en déplaçant la pièce 128 qui peut être plus ou moins rapprochées des deux bagues, le déplacement de 128 étant assuré par l'élasticité du disque 117.
@
Les figures 13a & 13b représentent deux vues en coupe d'une réa- lisation très simple de l'invention, utilisable notamment à des fréquences plus faibles que les réalisations précédentes , soit par exemple à des lon- gueurs d'ondé supérieures à 15 cm. Le circuit hyperfréquence est formé non plus d'une cavité résonnante mais par un tronçon de ligne à deux conducteurs.
Disposé dans une, enveloppe de verre 166, le tronçon de ligne est.constitué par un conducteur unique recourbé en fer à cheval en son milieu. La partie médiane 167 est,constituée par une lame flexible, tandis que les parties ter- minales 168 & 169"portant les anodes 170 & 171 sont rigides. Les 'parties extrêmes 168 & 169 sont maintenues en place chacune par deux pas sages, rigides tels 172 & 173, 174 & 175, traversant le pied pressé 176 du tube. Deux supports en mica 177 & 178 assurent d'une part, l'écartement entre 168 & 169 et, d'autre part, la mise en place de la cathode 179 présentant deux surfaces concaves émissives. Les conducteurs reliés à la cathode et à l'extrémité libre du filament, traversent le tube au droit des passages 180 & 181 dispo- sés dans le plan de symétrie électrique du système.
Par l'intermédiaire des passages isolés 173 à 176, on peut connecter le tronçon de ligne en coutt-cir- cuit à l'extrémité 167, disposé à l'intérieur de l'enveloppe du tube, à un circuit auxiliaire extérieur de façon à ajuster la fréquence propre du sys- tème. La charge de l'oscillateur peut être couplée au circuit extérieur.
Les fuites d'énergie hyperfréquence qui pourraient se produire par rayonne- ment des conducteurs de cathode et de filament sont évitées-en disposant des impédances convenables dans les parties de ces conducteurs situées à l'exté- rieur de l'ampoule. L'évacuation de la chaleur dissipée sur les anodes est assurée par les ailettes 182 solidaires du conducteur constituant la ligne et par conductibilité thermique des conducteurs d'amenée.
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OS (3TITATEf, i HAiûTE rIREQUENCE.
The present invention relates to a diode which can be used for the generation of microwave oscillations. This diode comprises a cathode operating below the saturation current and an anode arranged, as is known at such a distance from the cathode, that oscillations can be maintained. The geometric shape of the diode structure is produced, according to the invention, so that the continuous potential gradient between the cathode and the anode is not constant, the electric field converging towards the anode.
It is known that a diode operating at a rate lower than the saturation current present; subject to certain conditions relating to the transit time of the electrons, the so-called inversion phenomenon. This phenomenon is as follows: the real part of the internal impedance of the tube, positive when the transit times of the electrons are negligible compared to the duration of the period of oscillation, becomes negative under these conditions. The first of these changes of sign impedance, corresponding to the effect of more sensitive, occurs for transit angles close to 2.5 @,
the transit angle being 2 times the time-ratio of the cathode-anode path divided by the period of oscillation. In principle, use can be made of this physical phenomenon to generate microwave oscillations, the simplicity of the diode favoring the construction of the circuit. This oscillator has not been used in practice because the yield obtained is extremely low in the case of oscillators known to date. In these tubes, in fact, the accelerating electric field is homogeneous in the cathode-anode space. It is easy to specify in a few words the reasons for the low efficiency of such a tube.
The electrons emitted by the cathode are subjected to the influence of the electric field, the accelerating DC field and the microwave field established in the interelectrode space. The microwave energy generated
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results from the interaction between 'electrons' and the microwave component of the electric field. Given the duration of the journey corresponding to the functioning of the tube as an auto-oscillator, whatever the phase of the alternating field in the vicinity of the cathode, when the electrons are emitted, they are successively accelerated and slowed down by the microwave field. , since their journey corresponds to a duration greater than a period of this field.
The energy given up by the electrons to the microwave field corresponds to the difference between the energy given to the electrons by the field during their acceleration phase and that given to the field by the electrons during the surrounding phase.
There is therefore partial compensation and it is only by a very precise analysis of the operation that it can be shown that, on average, the electrons give up more energy to the field than the latter communicates to them. , when the transit angles have the correct values.
In accordance with the present invention, the energetic interaction between electrons and the microwave field is improved, this interaction not occurring uniformly throughout the electron path, but preferably for a fraction of this time. The shape and geometrical arrangement of the electrodes are chosen so that the gradient of potential between the cathode and the anode increases from the first to the second of the named electrodes. In this way, the electrons cross a zone where the potential gradient is low during the greatest duration of their transit between the electrodes.
In fact, the DC electric field being weak, the average speed of the electrons remains weak in most of the interelectrode space. They then enter a zone where the potential gradient is greater; it is in this zone that they give up, on average, energy to the AC component of the field, their phase of entry into this zone having adjusted to the optimum during the preceding fraction of their journey .
A non-uniform potential gradient is established in all geometrical structures other than the planar arrangement. The structures of interest to the invention relate only to those which ensure convergence of the field towards the anode. There is shown in Figures 1 and 2, two examples of structures giving such a distribution of the potential gradient ':
The outer surfaces "c" constitute the cathodes, the inner surfaces "a" acting as anodes. These two examples of structures are given by way of nonlimiting example and the invention reopens all the diodes whose interelectrode distance is calculated as a function of the oscillation frequency, so that the condition of transit angle is verified, and in which the electric field converges towards the anode.
We can define these systems geometrically in that the rays coming from the edges of the surface anode, seen from the cathode or any electrode at a potential lower than the anode potential and directed towards any electrode or conductor at a potential lower than the potential. anode, cut in an intermediate surface S a projected shadow, surface area smaller than that of this' electrode or conductor. FIG. 3 represents a diode arrangement conforming to the preceding definition and comprising two flat electrodes. This system is of axial symmetry around the axis b. The cathode c is emissive on its front face and constitutes one of the base surfaces of a frustoconical structure, the sides of which are formed by the metallic cone p and the second base by the anode a.
The rays r projecting the anode a onto a surface such that, cut in the latter a surface s smaller than the surface of the electrodes c and p brought to a potential lower than the anode potential.
Since the cathode emission remains less than the saturation current of the diode, the field gradient is uniform in the interelectrode space and, in particular, no field discontinuity occurs in the vicinity of the cathode.
The use of a converging DC electric field allows
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to achieve approximately, in a lamp with two electrodes, the field distribution produced in a lamp with three electrodes, in particular in the microwave oscillators described in Belgian Patent No. 483,472 filed by the Applicant on June 25, 1948 (as a second improvement in 479.160 of December 31, 1947),
In order to understand the operating principle of the oscillator according to the invention, we will compare the characteristics of the oscillator diode and of the oscillator triode which has just been discussed.
FIG. 4a schematically represents the triode oscillator comprising a cathode 1 connected by an internal capacitor 2 to the grid 3 and an anode 4. The resonant circuit associated with the oscillator is formed by the inductance 5 and the grid-anode capacity of the tube. The capacitor 2 acts as a short circuit at the oscillation frequencye It is known that, in order to obtain an appreciable efficiency, the greater part of the transit time of the electrons between the cathode and the anode must correspond: - to the cathode-grid path. In this space, the continuous potential gradient is weak as a result of the action of the gate which acts as a partial screen. FIG. 5a schematically represents a diode according to the invention, the cathode 7 and the anode 8 being of generally cylindrical or spherical shape.
The anode-cathode capacitance and the inductor 9 constitute the resonant circuit of the tube, a capacitor 10 ensures the isolation, from the continuous point of view, between the potentials of the cathode and of the anode. The lines of force of the continuous electric field established in the two tubes have been shown respectively at 6 and 11.
FIGS. 4b and 5B represent, for the corresponding tubes, the values of the DC potentials as a function of the distance of the plane in question from the cathode. So that these curves are comparable, we measure the potentials in relative values, potential of the considered plane divided by the anode potentials on the one hand, and the distances in relative values, distance from the considered plane to the cathode divided by the anode distance -cathode, on the other hand. It will be noted that the curve of FIG. 4b is formed approximately by two straight lines with different slopes, the point of discontinuity occurring in the plane \ 'of the grid 3. The slope corresponding to the potential gradient between the grid and the anode is much higher than the potential gradient between cathode and grid.
In the diode oscillator, it is true, the curve 12 representing the variations of the potential gradient is a curve with a variable slope increasing as one gets closer to the anode, the shape of this curve gets closer. of that obtained in the case of the triode. The dotted curve 13 shows the distribution of the potentials in the case of a diode oscillator with a uniform DC field. It can be seen that this curve, of almost linear appearance, essentially digests curves obtained in the case of the invention and in the case of the triode. For low amplitudes of the microwave field, the shape of the curves is very slightly modified.
It can therefore be deduced from the examination of these curves that it is possible, in an oscillating diode in accordance with the invention, to approximate the efficiencies obtained in the oscillating triodes described in the above patent. It is good to note, however, that the efficiency of the triode can be greater than that of the diode since the grid 3 can be brought to a negative potential with respect to the cathode, which makes it possible to be placed under the corresponding operating conditions. to the operation of an amplifier in class B or C (pulsed anode current) while the diode necessarily operates in class A (alternating current superimposed on a constant non-continuous current). However, this drawback is amply compensated by the simplicity of production of the oscillating diodes in accordance with the invention.
This simplicity will appear better by referring to the following description and to the figures which accompany it, given by way of non-limiting example of embodiment of the invention and in which;
FIG. 6 represents a diode with a cylindrical structure.
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FIG. 7 is a diode with a spherical structure.
The cylindrical diode of FIG. 6 consists of an anode 14 and a cathode 15 associated with a resonant cavity. The anode constitutes the extension of the re-entrant structure 16, while the cathode is connected by capacitance, to the outer conductor 17 delimiting the cavity.
This coupling capacitor, ensuring isolation from direct voltages, is formed by the thickening 18 of the cavity, the insulating cylindrical ring 19 and an annular blade 20 fixed on its inner periphery to the cathode. The material constituting the blade 20 and its thickness are chosen so as to minimize the cooling of the cathode. Only the inner face 21 thereof is emissive. It is heated by the filament 22, one of the ends 23 of which is connected to the cathode. The cathode is bounded downwards by a cylindrical piece 24, of a poor heat conductor metal, the upper end of which is welded to the cathode.
The cavity is welded, by means of a conductive sleeve 25, the thickness of which decreases downwards, to the lower end 26 of the casing made of glass and comprising the foot 27 through which the conductors 28 & 29 of the filament and cathode.
The microwave energy can be extracted from the cavity by means of the loop 30, the free end of which passes through the cavity at the right of an opening around which the tube 31 is welded. This conductor is isolated from the cavity by the glass passage 32 sealingly sealing the end of the tube 31. The anode supply voltage, supplied by the source 33, is applied between the cavity and the cathode conductor; the heating voltage source 34 is connected between the conductors 28 & 29. The heat dissipated on the anode is evacuated by the re-entrant structure 16 towards the outside of the cavity.
In the embodiment represented by: FIG. 7, the spherical diode is associated with a resonant space, formed of a section of coaxial line, of which the inner conductor 35 is free at both ends: The length of the section is chosen so that it oscillates in half-wave. The tension node is then located in the center, which makes it possible to maintain the conductor 35 in its middle by two metal rods 36 & 37 integral with the outer conductor 39. One of the ends 40 of 35 has a suitable shape, such as a spherical cap, a cone, a paraboloid, etc., and constitutes the anode surface of the diode.
Cathode 41, whose emissive surface 42 is in the form of a spherical cap, is capacitively connected to the resonant circuit as described in the previous embodiment. One recognizes in 43 the integral annular blade, on its inner periphery, of the cathode; in 44, there is shown the insulating washer resting on a thickening of the outer conductor 39. The latter is spudged, by means of man- dhon 45, the thickness of which decreases downwards, to the insulating part 46 cons- the foot of the tube, crossed by the conductors 47 & 48 of the filament 49. The cathode is connected to one end of the filament.
The upper end of the coaxial resonator is closed, in a sealed manner, by the metal membrane 50, the central opening of which is closed by a window 51.
The microwave energy can thus be collected by a coaxial line whose outer conductor 52 is screwed onto the thread carried by the upper part of 39; the inner conductor 53 of this line is placed at a greater or lesser distance from the window 51, which makes it possible to obtain optimum coupling between the load and the oscillator. By giving the load a reactive component, it is possible, by adjusting the coupling, to modify the resonant frequency of the assembly. The anode power source 54 is connected between the resonant circuit and the conductor 47; the source of heating voltage is joined to the conductors 47 & 48. The heat dissipated on the anode is evacuated outside the tube by the conductor 35 and the supports 36 & 37.
FIG. 8 schematically represents an oscillating diode which can be used in the microwave range. The oscillating circuit
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consists of the uavity 101, a re-entrant part 102 of which acts as an anode. The cathode 103 is capacitively connected to the cavity 101 and heated by a filament 104 supplied by a suitable source, shown schematically by the cell 105. The casing of the tube consists of a foot of glass 106 rendered. integral with the cavity by any suitable means known to those skilled in the art.
The capacitive connection between the cathode and the walls of the metal cavity 101 is provided by the capacitor consisting of the conductor 107, integral with the cathode structure, and the shoulder 108 provided in the lower wall of the cavity 1010 A dielectric washer 109 ensures isolation from the point of view of continuous potential differences, between the cathode structure and the cavity, while ensuring at microwave frequency the continuity of the wall of the cavity comprising the cathode structure.
An anode voltage source 110 is connected between the cavity and the cathode.
As Inexperience has shown, achieving the coupling capacity between the cathode and the cavity presents great technical difficulties. It is not possible to achieve a capacitance of high value between the cathode and the cavity owing to the mechanical clearance which it is necessary to provide between the cathode, which heats up during operation, and the cavity, which is practically not subjected no warm-up. On the other hand, from the electrical point of view, it is necessary to provide a relatively large capacity to ensure the continuity of the electrical circuit; an intermediate structure must therefore be placed between the high capacitor and the cathode, constituting a cooling zone and which, by virtue of its geometric shape or its elasticity, takes account of the deformations undergone by the cathode during operation.
This auxiliary structure, usually constituted by a thermal insulator, a poor conductor of electricity, is the site of significant high-frequency energy losses.
In accordance with the present invention, this difficulty is eliminated, the need for the blocking capacitor being eliminated; it essentially consists in placing, in the microwave oscillating circuit, an even number of anode structures cooperating with the same cathode structure and arranged at points of the circuit such that the two anode structures of the same pair are carried, at each instant , at high frequency potentials in phase opposition. The cathode structure can have different elementary emissive surfaces or a single emissive surface associated with all the anode structures.
According to a particularly simple embodiment, the anddic structures are formed by re-entrant portions of a resonant cavity, the geometric shape of which is chosen so as to satisfy the condition stated above. A set of pairs of oscillators operating in push-pull is made, so that the charges induced on the cathode by the alternating anode fields are compensated for.
The compensation is perfect, for a rigorously symmetrical structure, in the case where the amplitude of the microwave field remains very low. Under these conditions, in fact the resistive and capacitive components of the internal impedances of the two elements of each pair are equal.
In the case where the amplitude of the microwave fields increases, the non-linearity of the resistive component of the internal impedance tends to make the impedances of the two elementary systems oscillating in phase opposition unequal; we can show by calculation that, if the diode operates in self-oscillating mode, that is to say with an electron transit time equal to 2 @, the capacitive component of the admittance significantly outweighs the conductance so that the asymmetric component of the current is negligible compared to the capacitive component, symmetrical by construction.
It is therefore no longer essential to connect the cathode to the anode circuit by a very low impedance, as was the case for a single diode; low geometric dissymmetries, as they occur in practice, only cause electrical dissymmetries of the same order of magnitude, even for very high impedances placed between the cathode and the midpoint of the anode circuit.
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According to the invention, it is therefore possible to have an impedance of any value between the cathode and the ground.
It will often be favorable to choose a connection impedance value as high as possible, so as to reduce the losses of microwave energy which could occur in the supply conductors which are, due to their high temperature, conductors. relatively poor quality microwave power.
The same considerations govern the making of the connections of the filament to its supply conductor, because the latter constitutes with the cathode, in most cases, a single conductor at the operating frequency, given the large capacity existing between the cathode and its filament. According to a preferred variant of the invention, the cathode and filament supply connections constitute a low-pass filter, or more exactly a trap, preventing any leakage of microwave energy from the cavity to the outside. It is also preferable to arrange the connection wires in the electrical plane of symmetry of the system, in order to avoid any influence of microwave magnetic fields on said conductor.
It is also planned to have, between the supply conductors of the filament and the microwave field, an electrostatic screen constituted, for example, by a structure integral with the conductors themselves, in order to avoid interactions between the magnetic fields of food and microwave.
The invention will be clearly understood by referring to the following description and to the figures which accompany it, given by way of non-limiting example and in which - Figures 9a and 9b represent an embodiment of the invention comprising a cathode cylindrical.
- Figures 10a and 10b an alternative embodiment comprising a spherical cathode.
FIG. II represents an enlarged view of a possible embodiment of the cathode and anode structures.
FIGS. 12a and 12b represent an embodiment of the invention according to which three pairs of oscillating diodes are grouped together in the same envelope.
FIGS. 13a and 13b represent an alternative embodiment according to which the oscillating circuit associated with the diode consists of a section of line with two conductors.
Figures 9a and 9b show a double oscillating diode, the cathode structure of which is designed so that the emissive surfaces are in the form of two concave half-cylinders facing the anodes. FIG. 9a represents the sectional view taken along the plane 113-114 of FIG. 9b and FIG. 9b represents a view in section taken along the plane 111-112 of FIG. 9a. The casing of the tube is entirely metallic, it comprises a cylinder 115 and two end discs 116 & 117, the disc 117 being formed at least partially by a deformable membrane.
Two parts with re-entrant profile 118 & 119 are welded, or brazed, to the cylindrical casing; they delimit a resonant cavity in which the cathode structure 120 is placed. Only the concave portions thereof are emissive. Mica plates 121 & 122, attached to the anode parts, hold the cathode. The filament 123 is connected at one of its ends inside the cathode; the other end of the filament passes through the insulated passages 124 & 125 through the metal casing of the tube. On the outside of the tube, the conductors are connected by; capacitance at a point of the envelope at zero microwave potential, to ensure its decoupling.
These capacitors are formed by metal plates, one of them, 126, relating to the filament, is visible in FIG. 9a. This metal plate, integral with the conductor, rests, via a dielectric
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127, on the terminal disc 116. The passages are ± arranged in the plane of symmetry of the cavity. The length of the supply conductors between the cathode and the filament on the one hand, and the capacitors on the other, is close to a quatt of a wave. These cohducers therefore have a maximum impedance at the oscillation frequency at the connections with the filament; their opposite end being in microwave contact with the cavity.
The cavity can be tuned by means of a movable metal part 128 integral with the deformable membrane 117. By moving 128, its end is brought closer or less to the anode structures, which varies the tuning frequency and the. , -value of the capacity of the oscillating circuit equivalent to the cavity.
FIGS. 10a and 10b represent sectional views, along the two vertical planes of symmetry, of an alternative embodiment of an oscillator comprising a cathode with a spherical emissive surface and a pair of diodes. The anode parts 129 and 130 integral with the cylindrical casing 115 have a conical shape. The cathode 131 is fixed by means of the tabs 132 in the orifice of a sheet of mica 133. Which slides in supports 134 & 135, provided for this purpose, and integral with the cylinder 115. The connection cathode which at the same time ensures the positioning of the latter is formed by the metal tube 137.
The peripheral flange 138 rests on a dielectric ring 139 placed on the bottom 116 of the casing. The filament 140 is connected at one of its ends to the cathode; the other end 141 passes inside tube 137. The cathode and filament conductors pass through the tube shell through insulated passages 142 & 143.
As it appears, a section of coaxial line has been formed with the lead conductors of the filament and of the cathode. The length of this line is close to a quarter wave at the frequency of oscillation.
The end of this line is connected, from the high frequency point of view, to the metal casing of the tube, so that the line 'presents, at the cathode a very high impedance o
FIG. 11 shows, in partially cut away perspective, an embodiment detail making it possible to obtain an increase in the active cathodic and anodic surfaces. For the sake of simplicity, the two anode parts 144 & 145 integral with a resonant cavity and the associated cathodic structure 146 have been shown. Sectors of the cathode and of the anode 145 have been cut so as to render more apparent the profile of these. The facing surfaces both on the anode side and on the cathode side exhibit undulations.
The profiles are placed face to face so that an edge of one of the surfaces is disposed at a groove of the other. In order for the electric field to converge from the cathode towards the anode, the radius of the curvatures of the cathode 146, relative to the axis 147 of the system, must be greater than the radius of curvature of the grooves 148. It remains. a certain fraction of the cathode surface in the vicinity of which the field converges towards the cathode, it is the surface of the cathode ridges. Provision can be made for these portions of the cathode surface not to be emissive.
Otherwise, the ratio between the area of the edges and the overall emissive area is so low that the operation of the oscillator cannot be disturbed.
Figures 12a and 12b show an embodiment of an oscillator comprising three pairs of diode elements. FIGS. 12a is a sectional view of the structure taken on the plane 149-150 of FIG. 12b. Figure 12b is a sectional view of the structure taken along the plane 151-152 of Figure 12a. The tube comprises six elements arranged in a circle, two neighboring elements as well as two diametrically opposed elements oscillating in rush-pull. ' The cavity is formed by a metal casing consisting of a cylinder 115 and terminal discs 116 and 117, the six anodal structures 153 to 158 are fixed there by any suitable means. The cathode 159 is hollowed out by six concave longitudinal grooves arranged opposite the six anode parts.
To make any oscillation of the structure impossible
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thus formed in a parasitic mode, the anodes are electrically connected two by two by two concentric rings 160 & 161, as is customary in multi-cavity magnetrons. The cathode is held by two mica supports 162 & 163, the support 163 being fixed directly on the anodes 153 & 156, while the support 162 rests on tabs integral with the rod 160. The conductors of the cathode and of the filament pass through the envelope through isolated passages such as 164 & 165, located in a plane of electrical symmetry.
Inside the casing, the connection wires are joined by capacitance to it as described above - the cavity can be tuned by moving the part 128 which can be more or less close to the two rings, the displacement of 128 being ensured by the elasticity of the disc 117.
@
Figures 13a & 13b show two sectional views of a very simple embodiment of the invention, usable in particular at lower frequencies than the previous embodiments, ie for example at wavelengths greater than 15 cm. . The microwave circuit is no longer formed of a resonant cavity but of a section of line with two conductors.
Arranged in a glass envelope 166, the line section is made up of a single conductor curved into a horseshoe in its middle. The middle part 167 is made up of a flexible blade, while the end parts 168 & 169 "carrying the anodes 170 & 171 are rigid. The end parts 168 & 169 are each held in place by two stiff, rigid steps. such as 172 & 173, 174 & 175, passing through the pressed tube foot 176. Two mica supports 177 & 178 ensure, on the one hand, the spacing between 168 & 169 and, on the other hand, the installation of the cathode 179 having two emissive concave surfaces The conductors connected to the cathode and to the free end of the filament pass through the tube in line with the passages 180 & 181 arranged in the plane of electrical symmetry of the system.
Via the isolated passages 173 to 176, it is possible to connect the section of line in coutt-circuit at the end 167, disposed inside the casing of the tube, to an external auxiliary circuit so as to adjust the natural frequency of the system. The oscillator load can be coupled to the external circuit.
Leakage of microwave energy which might occur by radiating from the cathode and filament conductors is avoided by providing suitable impedances in the portions of these conductors located outside the bulb. The heat dissipated on the anodes is removed by the fins 182 integral with the conductor constituting the line and by thermal conductivity of the supply conductors.