Entladungsröhre, welche zur Erzeugung von elektrischen Schwingungen unter dem Einfiuss eines magnetischen Feldes geeignet ist. Die Erfindung bezieht sich auf eine Ent ladungsröhre, welche zur Erzeugung von elektrischen Schwingungen derjenigen Art geeignet ist, welche unter Einfuss eines magnetischen Feldes erzeugt werden. Die Schwingungen, die mit einer derartigen Röhre erzeugt werden können, lassen sich in ver schiedene Gruppen einteilen.
So können zurr Beispiel mit einer Oszil- latorröhre, die eine zylindrische Anode auf weist, die ihrerseits eine geradlinige Kathode symmetrisch umgibt, Schwingungen erzeugt werden, deren Schwingungszeit von der glei chen Grössenordnung wie die Umlaufzeit der Elektronerv in der Röhre ist. Die Frequenz dieser Schwingungen ist proportional zu der Stärke des Magnetfeldes.
Eine zweite Art von Schwingungen kann mit einer Oszillatorröhre erzeugt werden, in der zwei oder mehr Anoden symmetrisch in bezug auf eine Kathode angeordnet sind und bei der ein negativer Widerstand auftritt, wenn an zwei einander gegenüberliegenden Anoden ein Potentialunterschied angelegt wird. Wird zwischen zwei einander gegen überliegende Anoden ein Schwingungskreis angeschlossen, so werden infolge des nega tiven Widerstandes in diesem greis Schwin gungen erzeugt, deren Frequenz durch die Eigenfrequenz des Schwirrgungakreises be dingt ist. Die Frequenz dieser Schwingungen ist von der Stärke des Magnetfeldes unab hängig.
Eine dritte Gruppe von Schwingungen wird erhalten, wenn bei einer Oszillatorröhre, die ein oder mehrere eine Kathode umgeben den Anodenpaare aufweist, die zusammen einen Zylindermantel mit zu der Zylinder achse parallelen Schlitzen bilden, die Stärke des Magnetfeldes grösser als die Feldstärke gemacht wird, bei welcher der'Anodenstrom bei Abwesenheit von Schwingungen einen Mindestwert erreicht. Es werden in diesem Falle Schwingungen erhalten, deren Frequenz der Magnetfeldstärke umgekehrt proportional ist. Das Auftreten dieser Schwingungen lässt sich anhand der Bewegungsgleichungen für die Elektronen in der Röhre erklären.
Es folgt aus diesen Gleichungen, dass beim Vor handensein einer kleinen Wechselspannung zwischen den zwei Anoden einer betreffenden Oszillatorröhre die Elektronen die Anode erreichen können, nachdem sie mit gleich bleibender Winkelgeschwindigkeiteine schrau- benlinienförmige Bahn zurückgelegt haben. Es ergibt sich, dass die lineare Geschwindig keit, mit der die Elektronen auf die Anode auftreffen, viel geringer ist als die der An. odengleichspannung entsprechende Geschwin digkeit, so dass kräftige Schwingungen er zeugt werden können.
Die Frequenz der er zeugten Schwingungen wird bei einer Genera torröhre mit zwei Anoden annähernd durch die Gleichung
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bestimmt, in der Va die Anodengleichspan nung, r" den Abstand der Symmetrieachse von den Anoden und H die Stärke des Magnetfeldes bezeichnet.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ent ladungsröhre, die zwei oder mehr Anoden paare enthält und sich insbesondere zum Er zeugen von Schwingungen der letztgenannten Art eignet. Ein besonderer Vorteil dieser Art von Schwingungen ist, dass sie mit einem erheblich grösseren Wirkungsgrad erzeugt werden können, als dies bei den andern Schwingungsarten möglich ist.
Die physi kalischen Vorgänge der Schwingungserzeu gung dritter Art,, wie sie vorstehend erwähnt sind, sind in einem Schriftsatz von K. Post humus "Oszillations in a Split anode magne- tron" in der Zeitschrift "Wireless Engineer11 vom März 1935, S. 126/132 eingehend be schrieben worden.
Wird zur Erzeugung von Schwingungen der dritten Art, deren Frequenz der Magnet Feldstärke umgekehrt proportional ist, eine Oszillatorröhre verwendet, die zwei oder mehr Anodenpaare aufweist, die mit einer Aus- gangsimpedanz derart verbunden sind, dass das Potential jeder Anode dem Potential der nächstliegenden Anoden entgegengesetzt ist, so können höhere Frequenzen erhalten werden, \als dies bei Verwendung einer Oszil- latorröhre mit zwei Anoden der Fall ist. Es können nämlich bei Anwendung einer der artigen Röhre Schwingungen erzeugt werden, deren Frequenz annähernd durch die Glei chung
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bestimmt wird.
Diese Frequenz ist also etwa zweimal so hoch wie die Frequenz, die mit einer öszillatorröhre mit zwei Anoden er halten werden kann. Sind Schwingungen von noch höherer Frequenz erwünscht, so kann eine Oszillatorröhre mit drei oder mehr An odenpaaren angewendet werden, die auf ähn liche Weise mit einer Ausgangsimpedanz verbunden sind.
Es macht sich dabei jedoch der Übel stand geltend, dass bei einem bestimmten Wert der Magnetfeldstärke die Selbsterregungs- neigung um so kleiner ist, je grösser die An zahl der Anoden der Oszillatorröhre ist. Es ergab sich ausserdem, dass bei einer bestimm ten Oszillatorröhre die Selbsterregungsneigung abnimmt, wenn die Feldstärke zunimmt.
Diese Übelstände werden erfindungsgemäss dadurch beseitigt, dass eine Entladungsröhre verwendet wird, bei der die Abstände min destens eines Teils der Kathode von den Anoden unter einander verschieden sind.
Im folgenden werden anhand der Zeich nung Ausführungsbeispiele der erfindungs gemässen Röhre erläutert.
In Fig. 1 ist eine Oszillatorröhre darge stellt, die zwei Paar Anoden 2, 4 und 3, 5 aufweist, die zusammen einen Zylindermantel mit zu der Zylinderachse parallelen Schlitzen bilden und abwechselnd unmittelbar mitein ander verbunden sind. Die Verbindungen können bereits an der Röhre selbst vorhan den sein. Zwischen dem Anodenpaar 2, 4 und dem Anodenpaar 3, 5 liegt ein auf die zu erzeugende Frequenz abgestimmter Schwin gungskreis 6, der aus gleichmässig verteilter Selbstinduktion .und Kapazität besteht. Die Anodenspannungsquelle ist einerseits mit einem Punkt der zur Abstimmung des Kreises 6 dienenden Brücke 7 und anderseits mit der Kathode 8 der Oszillatorröhre verbunden.
Die Kathode 8 ist geradlinig und steht senk recht auf der Zeichnungsebene. Die Feld spule, die mit gleichgerichtetem Wechsel strom oder Gleichstrom gespeist wird und derart angeordnet ist, dass die Kraftlinien parallel zur Kathode verlaufen, ist in der Figur nicht dargestellt. Die Magnetfeldstärke in der Röhre ist so viel grösser als die Feld stärke, bei welcher der Anodenstrom bei Ab wesenheit von Schwingungen einen Mindest wert erreicht, gewählt, dass mit der beschrie benen Schaltung Schwingungen erzeugt wer den können, deren Frequenz der Magnetfeld stärke praktisch umgekehrt proportional ist. Die Abstände der Kathode 8 von den Anoden 2, 3, 4 und 5 sind verschieden, so dass das elektrische Wechselfeld zwischen den Anoden in bezug auf die Kathode unsymmetrisch ist.
Es wird dadurch erreicht, dass bereits vor dein Auftreten von Schwingungen sich Elek tronen in denjenigen Gebieten befinden, in denen ein elektrisches Wechselfeld auftritt, sobald an die beiden Anodenpaare 2, 4 und 3, 5 eine kleine Anodenwechselspannung ge langt. Infolge des Vorhandenseins der Tangen tialwechselkraft, die vom elektrischen Wech selfeld auf die Elektronen ausgeübt wird, können die Elektronen auf schraubenlinien- förmigen Bahnen die Anoden erreichen und können Schwingungen erzeugt werden.
Je grösser die Magnetfeldstärke ist, desto weiter ist das Gebiet, in dem sich die Elektronen vor dein Auftreten von Schwingungen be finden, von dem Gebiet entfernt, in dem die Tangentialwechselkraft auftritt und desto grösser muss die Exzentrizität des Glühdrahtes sein. Das Gleiche gilt für eine Entladungs röhre mit einer grösseren Anzahl von Anoden paaren, da in diesem Falle das Gebiet, in dem das elektrische Wechselfeld auftritt, mehr in der Nähe der Anoden liegt und demnach weiter von dem Gebiet entfernt ist, in dem sich die Elektronen befinden.
Bei einer zweiten Ausführungsform einbi erfindungsgemässen Entladungsröhre wird eine geradlinige Kathode verwendet, die jedoch einen gekrümmten Teil aufweist und sym metrisch in bezug auf die Anoden liegt. Eine derartige Kathode ist in Fig.2 bei spielsweise dargestellt, in der 8 die Haupt teile der Kathode und 8a den gekrümmten Teil derselben bezeichnet.
Bei einer Oszilla- torröhre mit einer derartigen Kathode wird die gewünschte Wirkung infolge des Um standes erreicht, dass sich vor dem Auftreten von Schwingungen die vom gekrümmten Teil 8a ausgesandter) Elektronen in einem Gebiet befinden, in dem beim Anlegen einer Wech selspannung an die Anoden ein elektrisches Wechselfeld auftritt.
Bei einer dritten Ausführungsform wird eine Kathode verwendet, die aus zwei oder mehr parallelen Drähten besteht. Diese Aus führungsform ist im Schnitt in Fig. 3 dar gestellt, in der die geradlinigen Teile der Kathode mit 8, 9, 10 und 11 bezeichnet sind.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird eine geradlinige Kathode verwendet, die einen Winkel mit der Symmetrieachse der Anoden bildet.