Thermionischer Schwingungsgenerator, bei dem Schwingungen durch die Wirkung eines magnetischen Feldes erzeugt werden. Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein richtung zur Erzeugung elektrischer Schwin gungen von ausserordentlich hoher Frequenz.
Bekanntlich kann zur Erzeugung hoch- frequenter elektrischer Schwingungen ein thermionischer Generator von der Art be nutzt -erden, bei der Schwingungen durch die Wirkung eines magnetischen Feldes er zeugt werden. Generatoren dieser Art kön nen in zwei Gruppen geteilt werden. Zur ersten Gruppe gehören Generatoren mit einer um die lineare Kathode herum ange ordneten zylindrischen Anode.
Bei diesen Generatoren werden elektrische Schwingun gen mit einer Frequenz erzeugt. deren Schwingungszeit von der gleichen Grössen ordnung wie die Umlaufszeit der Elektronen innerhalb der Röhre ist. - Die Schwingungs frequenzen entsprechen den Frequenzen von in einer Dreielektrodenröhre erzeugten Schwingungen, bei der das Gitter eine höhere positive Spannung als die Anode in bezug auf die Kathode besitzt. Die zweite Gruppe umfasst die Generatoren, bei denen zwei. oder mehr Anoden eine Glühkathode umgeben. Bei dieser Gruppe tritt ein nega tiver Widerstand auf, wenn ein Potential unterschied zwischen einander gegenüber liegende Anoden gelegt wird.
Wenn nun mehr ein Schwingungskreis zwischen den einander gegenüberliegenden Anoden ange bracht ist, werden infolge des negativen Widerstandes in diesem Kreis @c@v@ingun- gen erzeugt, deren Frequenz durch die Ei genfrequenz dieses Kreises bestimmt wird.
Die Generatoren der letztgenannten Art weisen den Nachteil auf, dass keine Sch\vin- gungen unterhalb einer bestimmten Wellen länge erzeugt werden können, da bei dieser Wellenlänge die Trägheit der Elektronen das Auftreten der Schwingungen verhindert.
Die Erfindung bezweckt, eine solche Verbesserung der letztgenannten Generato ren zu schaffen, dass, mit ihnen Schwingun- gen von einer höheren Frequenz, als es bis her möglich war, erzeugt werden können.
Gemäss der Erfindung wird dies durch Anwendung eines Generators erreicht, der wenigstens zwei Anodenpaare besitzt und bei dem die Anoden derart mit einer Aus gangsimpedanz verbunden sind, dass die Wechselspannung einer jeden Anode der Wechselspannung der ihr räumlich benach barten Anoden entgegengesetzt ist.
Die Erfindung wird anhand der beilie genden Zeichnung näher erläutert, in der Fig. 1 eine Ausführungsform einer bekann ten Generatorschaltung darstellt, während in Fig. 2. ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung nach der Erfindung abgebildet ist. In diesen Figuren sind nur die zum Verständnis des Generators nach der Erfin dung erforderlichen Teile dargestellt.
In Fig. 1 sind die beiden Anoden 2 und 4 im Durchschnitt dargestellt und auf be kannte Weise innerhalb einer gegebenenfalls hochevakuierten Röhre angebracht. Sie sind symmetrisch in bezug auf eine Glühkathode 6 angeordnet, die senkrecht zur Zeichnungs ebene steht. Die Feldwicklung, die durch gleichgerichteten Wechselstrom oder Gleich strom gespeist wird und derart angeordnet ist, dass die Kraftlinien parallel zu der Ka thode verlaufen, ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Zwischen den Anoden 2! und 4 ist ein aus einer Selbstinduktion 8 und einem Kondensator 10 bestehender Schwin gungskreis vorgesehen.
Wenn angenommen wird, dass; der Generator in Schwingung be griffen ist und dass in einem bestimmten Augenblick die Spannung an der Anode 2 wächst und die Spannung an der Anode 4 abnimmt, so werden die Elektronen in der Hauptsache durch die Anode 2 angezogen. Durch eine richtige Bemessung des magne tischen Feldes wird aber durch die Elektro nen eine in der Zeichnung gestrichelt ange gebene, gekrümmte Bahn beschrieben.
Hie durch werden die durch die Anode 2 ange zogenen Elektronen die Anode 4 erreichen, wodurch sie die Abnahme der Anodenspan nung der Anode 4 unterstützen. Dies geht so weiter, bis nach einer halben Periode der Schwingungen in dem Kreis 8, 10 die Po larität der Anoden 2 und 4 sich umgekehrt und die Spannung an der Anode 4 zunimmt, die an der ,Anode 2, dagegen abnimmt. Die Elektronen werden nun eine solche Bahn beschreiben, dass sie die Anode 2 treffen und die Abahme der Spannung der Anode 2 unterstützen.
Ein Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, dass wenn die Eigenfrequenz des Schwingungskreises 8, 10 hoch ist, die durch die Anode 2 angezogenen Elektronen (wenn die Spannung an der Anode 2 zunimmt) die Anode 4 erst treffen, wenn die Spannung dieser Anode auch bereits zunimmt, dies in folge der Tatsache, dass die Zeit, während der die Elektronen von der Kathode zu der Anode wandern, grösser als die halbe Schwingungszeit der Schwingungen in dem Kreis 8, 10 ist.
Es ist klar, dass bei dieser Eigenfrequenz des äussern Schwingungskreises, bei der die halbe Schwingungszeit grösser als die Zeit ist, während der die Elektronen von der Ka thode zu der Anode fliegen, die Schwingun- gen nicht aufrecht erhalten werden.
Mit der Einrichtung nach Fig. 2 können aber erheblich höhere Frequenzen als mit der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung erzeugt werden. Die Einrichtung besitzt wenigstens vier Anoden, die abwechselnd leitend miteinander verbunden sind, wobei die Verbindung sowohl ausserhalb als auch innerhalb der Röhre hergestellt sein kann. Vorzugsweise wird diese Verbindung inner halb der Röhre hergestellt. Zwischen dem Anodenpaar 2, 4 und dem Anodenpaar 3, 5 liegt ein auf die erzeugte Frequenz abge stimmter Kreis, der zweckmässig aus gleich mässig verteilter Selbstinduktion und Kapa zität besteht.
Wenn angenommen wird, dass der Gene rator in Schwingung begriffen ist, und dass die Spannung des Anodenpaares 2, 4 zu nimmt, die des Anodenpaares 3, 5 dagegen abnimmt, so werden die durch die Anoden mit der wachsenden Spannung angezogenen Elektronen längs den gestrichelt angegebe nen Bahnen zu den Anoden 3, 5 fliegen. Die dabei von den Elektronen zurückzulegende Strecke während der halben Schwingungs zeit der Schwingungen in dem Kreis 8, 10 ist viel kürzer als bei den bekannten Schal tungen.
Die durch den Generator erzeugten Schwingungen können über eine Antenne 12? ausgesandt werden, nachdem sie gegebenen falls auf bekannte Weise in der Amplitude oder in der Frequenz moduliert worden sind.
Thermionic vibration generator, in which vibrations are generated by the action of a magnetic field. The invention relates to a device for generating electrical vibrations of extremely high frequency.
As is known, a thermionic generator of the type can be used to generate high-frequency electrical oscillations, in which the oscillations are generated by the action of a magnetic field. Generators of this type can be divided into two groups. The first group includes generators with a cylindrical anode arranged around the linear cathode.
In these generators, electrical vibrations are generated at a frequency. whose oscillation time is of the same order of magnitude as the orbital time of the electrons within the tube. - The vibration frequencies correspond to the frequencies of vibrations generated in a three-electrode tube, in which the grid has a higher positive voltage than the anode with respect to the cathode. The second group includes the generators where two. or more anodes surround a hot cathode. In this group, a negative resistance occurs when a potential difference is applied between opposing anodes.
If there is now an oscillating circuit between the opposing anodes, the negative resistance in this circuit generates @c @ v @ings, the frequency of which is determined by the natural frequency of this circuit.
The generators of the last-mentioned type have the disadvantage that no vibrations below a certain wavelength can be generated, since at this wavelength the inertia of the electrons prevents the vibrations from occurring.
The aim of the invention is to create such an improvement in the last-mentioned generators that they can be used to generate vibrations at a higher frequency than was previously possible.
According to the invention, this is achieved by using a generator which has at least two pairs of anodes and in which the anodes are connected to an output impedance such that the alternating voltage of each anode is opposite to the alternating voltage of the anodes spatially adjacent to it.
The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows an embodiment of a well-th generator circuit, while in Fig. 2. an embodiment of a circuit according to the invention is shown. In these figures, only the parts required to understand the generator according to the invention are shown.
In Fig. 1, the two anodes 2 and 4 are shown on average and mounted in a known manner within a possibly highly evacuated tube. They are arranged symmetrically with respect to a hot cathode 6 which is perpendicular to the drawing plane. The field winding, which is fed by rectified alternating current or direct current and is arranged such that the lines of force run parallel to the cathode, is not shown in the drawing. Between the anodes 2! and 4, a self-induction 8 and a capacitor 10 existing oscillation circuit is provided.
If it is assumed that; the generator is vibrating and that at a certain moment the voltage at the anode 2 increases and the voltage at the anode 4 decreases, the electrons are mainly attracted by the anode 2. By correctly dimensioning the magnetic field, however, the electrons describe a curved path indicated by dashed lines in the drawing.
Hereby the electrons attracted by the anode 2 will reach the anode 4, whereby they support the decrease in the anode voltage of the anode 4. This continues until after half a period of the oscillations in the circle 8, 10, the polarity of the anodes 2 and 4 is reversed and the voltage at the anode 4 increases, while the voltage at the anode 2 decreases. The electrons will now describe such a path that they hit the anode 2 and help reduce the voltage of the anode 2.
A disadvantage of this device is that if the natural frequency of the oscillating circuit 8, 10 is high, the electrons attracted by the anode 2 (when the voltage at the anode 2 increases) only hit the anode 4 when the voltage of this anode is also increasing This is due to the fact that the time during which the electrons migrate from the cathode to the anode is greater than half the oscillation time of the oscillations in the circle 8, 10.
It is clear that at this natural frequency of the outer oscillation circuit, at which half the oscillation time is greater than the time during which the electrons fly from the cathode to the anode, the oscillations are not maintained.
With the device according to FIG. 2, however, considerably higher frequencies can be generated than with the device shown in FIG. The device has at least four anodes which are alternately conductively connected to one another, it being possible for the connection to be made both outside and inside the tube. This connection is preferably made within the tube. Between the pair of anodes 2, 4 and the pair of anodes 3, 5 there is a circle tuned to the generated frequency, which is expediently composed of evenly distributed self-induction and capacitance.
If it is assumed that the generator is vibrating and that the voltage of the anode pair 2, 4 increases, that of the anode pair 3, 5 decreases, then the electrons attracted by the anodes with the increasing voltage are indicated by dashed lines nen orbits to the anodes 3, 5 fly. The distance to be covered by the electrons during half the oscillation time of the oscillations in the circle 8, 10 is much shorter than in the known circuits.
The vibrations generated by the generator can be transmitted via an antenna 12? are sent out after they have been modulated in amplitude or frequency, if appropriate in a known manner.