Générateur de courant alternatif à haute fréquence. La présente invention a pour objet un générateur de courant alternatif à haute fré quence, pouvant s'appliquer particulièrement dans les installations de radio-signalisation.
Dans le fonctionnement d'oscillateurs à radiofréquence il est d'usage d'employer un tube triode à vide avec une paire de circuits inductivement reliés, l'un, entre l'anode et la cathode et, l'autre, entre l'électrode de com mande (grille) et la cathode. Ces circuits sont mis en relation opérative l'un avec l'autre de façon à occasionner le développement d'os cillations entretenues. Des appareils de ce genre fonctionnent très bien à des fréquences de l'ordre de grandeur de 1500 kilopériodes, ou moins, mais à mesure que la fréquence engendrée est augmentée, la capacité entre l'anode et la grille prend une importance plus grande dans l'appareil.
Par conséquent, pour obtenir un potentiel de grille suffisant, il faut amener un courant de charge de plus en plus grand aux électrodes de l'appareil.
En faisant constituer l'anode par une por tion de la paroi du récipient évacué, les dif- ficultés de conduire le courant oscillatoire à l'appareil et depuis celui-ci peuvent être ré duites à un minimum, mais cet artifice n'a pas été trouvé utilisable comme moyen pour conduire le courant de charge à la grille. Au contraire, on a trouvé nécessaire d'amener le courant à la grille par un fil scellé dans une portion de verre du récipient. Avec une triode typique capable de fonctionner avec des éner gies de l'ordre de grandeur de 10 kilowatts à 2000 kilopériodes, le courant de charge de la grille peut atteindre une valeur de 10 am pères ou davantage.
Cependant une intensité de courant aussi élevée que celle-là n'est sup portée par un scellement de métal en verre qu'avec beaucoup de difficultés.
Le générateur de courant alternatif qui fait l'objet de cette invention comprend deux sections triodes ayant une enveloppe commune, et il se caractérise par le fait que les deux électrodes de commande de ces sections triodes sont reliées ensemble par un conducteur in ductif qui est entièrement logé à l'intérieur de l'enveloppe. Par ces dispositions, on évite la limitation imposée aux oscillateurs triodes par la méthode usuelle d'amener. le courant de charge aux grilles de ceux-ci. Il en ré sulte que le générateur suivant l'invention peut convenir à la production d'oscillations de fréquences extrêmement élevées et à sup porter des énergies très grandes.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, -plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention La fig. 1 est une coupe longitudinale axiale d'une première forme d'exécution ; La fig. 2 est une vue schématique des jeux d'électrodes de celle-ci et de leurs con nexions de circuit ; La fig. 3 est une coupe d'une autre forme d'exécution, propre à la génération et au rayonnement d'oscillations de fréquences ex trêmement élevées;.
La fig. 4 est une coupe schématique d'une troisième forme d'exécution, qui convient pour des fréquences légèrement moindres.
En se référant à la fig. 1, le gérférateur de courant alternatif comporte une paire d'a nodes métalliques tubulaires 1, à extrémités amincies, pour s'y sceller dans des pièces de verre creuses formant ensemble une enveloppe close. Les pièces de verre de bout 2 se rac cordant aux extrémités extérieures des anodes 1 portent, chacune, une portion tubulaire ren trante 3, sur laquelle est montée une struc ture de filament 4 constituant une cathode. Des grilles 5 sont encore montées sur une double paroi des portions tubulaires rentran tes 3. La pièce de verre centrale 6, élargie en 7 en forme de corps cylindrique réunit les extrémités internes des anodes 1.
L'enveloppe ainsi constituée par les par ties 1, 2, 6, 7 est hermétiquement close et est évacuée par un orifice 8 scellé après l'opéi a- tion d'évacuation.
Les grilles 5 sont reliées l'une à l'autre, à leurs extrémités libres, par un conducteur 9 enroulé de façon à former une hélice 10. Un conducteur 11 est relié à l'hélice 10 à peu près au milieu de celle-ci et passe par un passage scellé 12 de la paroi de l'enve loppe à l'extérieur de celle-ci. L\rr autre con ducteur, en hélice, 14, est disposé autour du corps cylindrique 7 et est relié par ses ex trémités aux anodes respectives 1. Une prise de courant 15 est prévue au milieu de cette hélice 14.
Ces connexions sont clairement représen tées à la fig. 2, oii l'on n'a pas représenté l'enveloppe. Les cathodes 4 sont reliées en série entre elles et avec un générateur de courant 16 au moyen de fils 17, 18 et 19. La prise 15 tir milieu de l'hélice 14 est re liée à la borne positive d'un générateur 21, dont la borne négative est reliée au fil de cathode 19. Le fil de grille 11 partant de l'hélice 10 interconnectant les grilles 5 est relié à des moyens de polarisation de grille 22, représentés ici par une source de poten tiel ou batterie, mais pouvant aussi être cons titués par une résistance de grille, et dont l'autre borne est reliée au fil 17 du circuit de cathode.
Lors du fonctionnement de l'appareil, de l'énergie est fournie par le générateur 21 ai] circuit d'anodes et par le générateur 16 au circuit de chauffage des cathodes. De faibles changements dans le flux de courant provo quent des changements de flux dans l'hélice 14 et, en conséquence, de l'énergie sera élec- tromagnétiqueri?ent fournie de l'hélice 14 à l'hélice 10, provoquant une élévation de potentiel à une extrémité de l'hélice 10 et un abaisse ment de potentiel à son extrémité opposée. Les grilles 5 étant reliées respectivement aux extrémités de l'hélice 10, le potentiel de cha cune d'elles sera obligé de s'élever et de s'a baisser de façon correspondante.
Simultané ment, la capacité relative entre les électrodes occasionnera un retour d'énergie électrostati que qui augmente l'amplitude et la certitude des oscillations.
Les changements dans le potentiel des grilles font changer l'importance du courant d'électrons passant entre les cathodes 4 et les anodes 1 aux extrémités respectives de l'ap pareil. Ce changement de flux de courant d'électrons occasionnera une redistribution du flux de courant dans l'hélice 14 et, étant de signe approprié, provoquera des oscillations entretenues dans l'appareil d'une manière si milaire à celle qui se produit dans les ins tallations génératrices d'oscillations connues.
Dans l'appareil décrit, les capacités grille- plaque de chaque jeu d'électrodes font partie d'un circuit résonant contenant en outre les hélices 10 et 14.
La batterie de grille 22, représentée en fig. 2, sert à maintenir la tension des grilles 5 à la valeur moyenne convenable pour que l'appareil fonctionne sur la portion rectiligne de sa courbe caractéristique. Le fil 11 n'est pas requis pour conduire des courants oscillatoi res; il porte seulement le faible courant de grille correspondant aux électrons qui arri vent aux grilles. De même, le fil 15 sert seu lement à l'admission de courant continu qui est de voltage élevé et de faible intensité.
Quand l'appareil est utilisé pour la géné ration d'ondes extrêmement courtes avec les fréquences extrêmement élevées correspondan tes, une radiation de ces oscillations peut être obtenue le plus avantageusement par l'emploi de capacitances reliées aux anodes, comme dans l'exemple de la fig.3. Dans cette figure, ces capacitances sont désignées par. 23, 24 et sont assemblées aux anodes de façon à s'étendre en sens opposés à partir des anodes respectives. Elles servent de moyens de rayonnement d'oscillations et permettent d'engendrer et de rayonner des ondes de très courte longueur.
Dans la variante de la fig. 4, les capaci- tances 23 et 24 sont remplacées par une an tenne 25 et une mise à terre 26. Dans ces conditions, l'appareil convient à la génération et an rayonnement des ondes commerciales les plus courtes actuellement en usage, aussi bien que pour des ondes plus longues, si on le désire. Par les dispositions sus-décrites, il est possible d'obtenir une puissance plus grande que jusqu'à maintenant, à partir d'une seule et même unité.
Si les jeux d'électrodes ou triodes sont établis d'après les données com merciales actuelles, où une triode est capable de transmettre environ 10 kilowatts, les ap pareils décrits sont aptes à transmettre l'é nergie double, c'est-à-dire 20 kilowatts, sans qu'ils soient plus -difficiles à construire que les appareils ordinaires ; les nouveaux appa reils sont d'ailleurs susceptibles d'engendrei des puissances considérables de fréquences qu'on n'engendre dans la pratique actuelle que sous des puissances par tube relativement très faibles.
High frequency alternating current generator. The present invention relates to a high frequency alternating current generator, which can be applied particularly in radio signaling installations.
In the operation of radiofrequency oscillators it is customary to employ a triode vacuum tube with a pair of inductively connected circuits, one between the anode and the cathode and the other between the electrode. control (grid) and cathode. These circuits are put into operative relation with one another so as to cause the development of sustained bone cillations. Devices of this kind work very well at frequencies of the order of magnitude of 1500 kiloperiods, or less, but as the frequency generated is increased, the capacitance between the anode and the grid assumes greater importance in the 'apparatus.
Therefore, to obtain a sufficient gate potential, it is necessary to supply an increasingly large charge current to the electrodes of the apparatus.
By having the anode constitute a portion of the wall of the evacuated container, the difficulties of conducting the oscillatory current to and from the apparatus can be reduced to a minimum, but this artifice has not been found useful as a means to conduct the charge current to the grid. On the contrary, it has been found necessary to bring the current to the grid by a wire sealed in a glass portion of the container. With a typical triode capable of operating with energies on the order of magnitude of 10 kilowatts to 2000 kiloperiods, the grid charge current can reach a value of 10 amps or more.
However, such a high current intensity as this is only supported by a metal-to-glass seal with great difficulty.
The alternating current generator which is the object of this invention comprises two triode sections having a common envelope, and it is characterized by the fact that the two control electrodes of these triode sections are connected together by an ductless conductor which is entirely housed inside the envelope. These arrangements avoid the limitation imposed on the triode oscillators by the usual driving method. the charge current at the gates thereof. The result is that the generator according to the invention can be suitable for the production of oscillations of extremely high frequencies and for supporting very high energies.
The accompanying drawing represents, by way of example, several embodiments of the object of the invention. FIG. 1 is an axial longitudinal section of a first embodiment; Fig. 2 is a schematic view of the sets of electrodes thereof and of their circuit connections; Fig. 3 is a section of another embodiment, suitable for the generation and the radiation of oscillations of extremely high frequencies ;.
Fig. 4 is a schematic sectional view of a third embodiment, which is suitable for slightly lower frequencies.
Referring to fig. 1, the alternating current manager comprises a pair of tubular metal nodes 1, with thinned ends, to be sealed therein in hollow glass pieces together forming a closed envelope. The end glass pieces 2 connecting to the outer ends of the anodes 1 each carry a re-entering tubular portion 3, on which is mounted a filament structure 4 constituting a cathode. Grids 5 are also mounted on a double wall of the retractable tubular portions 3. The central piece of glass 6, enlarged to 7 in the form of a cylindrical body brings together the internal ends of the anodes 1.
The envelope thus formed by parts 1, 2, 6, 7 is hermetically sealed and is evacuated through an orifice 8 sealed after the evacuation operation.
The grids 5 are connected to one another, at their free ends, by a conductor 9 wound up so as to form a helix 10. A conductor 11 is connected to the helix 10 approximately in the middle of the latter. and passes through a sealed passage 12 in the wall of the casing outside thereof. The other helical conductor 14 is arranged around the cylindrical body 7 and is connected by its ends to the respective anodes 1. A socket 15 is provided in the middle of this helix 14.
These connections are clearly shown in fig. 2, where the envelope has not been shown. The cathodes 4 are connected in series with one another and with a current generator 16 by means of wires 17, 18 and 19. The socket 15 firing the middle of the propeller 14 is connected to the positive terminal of a generator 21, of which the negative terminal is connected to the cathode wire 19. The grid wire 11 starting from the helix 10 interconnecting the grids 5 is connected to grid bias means 22, represented here by a source of potential or battery, but being able to also be constituted by a grid resistor, and the other terminal of which is connected to wire 17 of the cathode circuit.
During operation of the apparatus, energy is supplied by the generator 21 ai] anode circuit and by the generator 16 to the cathode heating circuit. Small changes in current flow will cause changes in the flow in propeller 14 and, as a result, energy will be electromagnetically supplied from propeller 14 to propeller 10, causing a rise in pressure. potential at one end of helix 10 and a potential drop at its opposite end. The grids 5 being connected respectively to the ends of the helix 10, the potential of each of them will be forced to rise and fall correspondingly.
Simultaneously, the relative capacitance between the electrodes will cause a return of electrostatic energy which increases the amplitude and the certainty of the oscillations.
The changes in the potential of the gates change the magnitude of the current of electrons passing between the cathodes 4 and the anodes 1 at the respective ends of the apparatus. This change in electron current flow will cause a redistribution of the current flow in helix 14 and, being of appropriate sign, will cause sustained oscillations in the apparatus in a manner so similar to that which occurs in the inserts. known oscillations generating installations.
In the apparatus described, the grid-plate capacitances of each set of electrodes form part of a resonant circuit further containing the helices 10 and 14.
The grid battery 22, shown in FIG. 2, serves to maintain the tension of the grids 5 at the average value suitable for the apparatus to operate on the rectilinear portion of its characteristic curve. Wire 11 is not required to conduct oscillatory currents; it carries only the weak gate current corresponding to the electrons arriving at the gates. Likewise, the wire 15 is used only for the admission of direct current which is of high voltage and low intensity.
When the apparatus is used for the generation of extremely short waves with the corresponding extremely high frequencies, a radiation of these oscillations can be obtained most advantageously by the use of capacitances connected to the anodes, as in the example of fig. 3. In this figure, these capacitances are designated by. 23, 24 and are assembled to the anodes so as to extend in opposite directions from the respective anodes. They serve as oscillation radiation means and make it possible to generate and radiate waves of very short length.
In the variant of FIG. 4, the capacitors 23 and 24 are replaced by an antenna 25 and a ground 26. Under these conditions, the apparatus is suitable for the generation and radiation of the shortest commercial waves currently in use, as well as for longer waves, if desired. By the arrangements described above, it is possible to obtain greater power than up to now, from a single unit.
If the sets of electrodes or triodes are based on current commercial data, where a triode is capable of transmitting about 10 kilowatts, the devices described are able to transmit double energy, that is to say say 20 kilowatts, without being more difficult to build than ordinary appliances; the new devices are moreover capable of generating considerable powers of frequencies which, in current practice, are generated only under relatively very low powers per tube.