CH215600A - Anordnung mit einer Magnetronröhre. - Google Patents
Anordnung mit einer Magnetronröhre.Info
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- H01J25/587—Multi-cavity magnetrons
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Description
Zusatzpatent zum Hauptpatent Nr. 208654. Anordnung mit einer Nagnetronröhre. Nach dem Patentanspruch des Haupt patentes werden in Anordnungen mit einer Magnetronröhre benachbarte und hochfre- quenzmässig gegenphasige Anoden je paar weise durch ein Schwingungssystem verbun den und Mittel vorgesehen, um diese den Anodenpaaren zugeordneten Schwingungs systeme phasenrichtig zu koppeln. Als geeig nete Mittel zur einer solchen phasenrichtigen Kopplung werden nach dem Hauptpatent ebenfalls Schwingungssysteme vorgeschlagen, wobei an Stelle eines der zur Kopplung die nenden Schwingungssysteme ein angeschlos sener Verbraucher bezw. die zum Verbraucher führende Leitung eingesetzt werden kann. Ferner wurde im Hauptpatent angegeben, dass sowohl die den Anodienpaaren zugeord neten Schwingungssysteme als auch die zur Kopplung dienenden Schwingungssysteme als abgestimmte Lecherleitungen ausgebildet sein können. Die Erfindung bezieht sich nun auf eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Anord nung gemäss Patentanspruch des Hauptpaten- tes und bezweckt, den erreichbaren Wir kungsgrad und damit die abgegebene hoch- frequente Nutzleistung solcher Röhren ins besondere für cm-Wellen zu verbessern. Nebstdem erhält man nach der Erfindung eine ausserordenttlicb einfache Bauart der Röhren. Dies wird bei Röhren mit 2 n An oden daadurch erreicht, @dassebenfalls 2 n Le- chersysteme mit den Anoden im Innern der Röhre eine baulliche Einheit bilden, in wel cher jede Anode der Röhre mit den beiden ihr benachbarten Anoden: an je ein abge- stimmtes Lechersystem angeschlossen ist und ,diese Lechersysteme in radialer Richtung, von den Anoden aus nach aussen verlaufend, angeordnet sind. n bedeutet hierbei die Pol paarzahl der Röhre, in welcher die Wällen länge der erzeugten Schwingungen normaler weise proportional dem Magnetfeld und um gekehrt proportional der Anodenspannung und der Polpaarzahl ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 das. elektrische Ersatz- schaltbild, während an Hand der Fig. 2 und 3 eine beispielsweise konstruktive Ausfüh rungsform des Erfindungsgegenstandes er läutert wird. In Fig. 1 ist eine Anordnung mit vier Pol paaren, dass heisst acht Anoden a, bis a$ wie dergegeben. Die Kathode b kann indirekt mittels nicht eingezeichneter Heizfäden er hitzt werden. Der äussere Glaskolben .der Röhre, die Zuführungen zu den Heizdrähten und allgemein alle zum Verständnis der Er findung nicht wesentlichen Teile der Röhre sind aus Gründen der Übersichtlichkeit weg gelassen. Je zwei benachbarte Anoden sind an ein gemeinsames Lechersystem angelegt, wel ches zum Beispiel in üblicher Weise aus. zwei parallelen Drähten bestehen kann. So ist bei- spielsweise den Anoden a,, a, das Lecher- system cl, den Anoden a<B>_</B> , a@ hingegen das Lechersystem e2 zugeordnet. Die Eigen frequenz dieser Lechersysteme wird nun der art gewählt, dass ihre längstmögliche Eigen frequenz etwa gleich der Frequenz der zu er zeugenden Schwingungen ist. Bei den ein getragenen Lechersystemen, die an ihren von ,den Anoden abgewandten Enden durch die Kurzschlussbügel d, bis ds abgeschlossen sind, muss demnach die Länge jeder, der beiden par allelen Leiter etwa gleich einem Viertel der zu erzeugenden Wellenlänge .sein, wenn zwi schen den Leitern Vakuum herrscht oder ein Dielektrikum mit einer Dielektrizitätskon- stanten von etwa. 1 angeordnet ist. An Stelle der eingetragenen Lechersysteme, die am Orte des Kurzschlussbügels einen Spannungs knoten aufweisen, können auch Leeher- systeme Verwendung finden, welche an ihren von den Anoden abgewandten Enden einen Spannungsbauch haben und daher eine Länge aufweisen müssen, die einer halben Wellen länge der zu erzeugenden Schwingungen ent spricht. Bei 2 n Anoden sind in letzterem Fall ebenfa"lds 2 n Drosseilspulen notwendig, über die die Anoden mit der Anodenspannungs- quel"le verbunden werden. Bei der beschrie benen Anordnung werden daher Lecher- systeme vorgezogen, die an ihren von den Anoden abgewandten Enden einen Kurz- schlussbügel und demzufolge einen Span nungsknoten aufweisen. Wie aus der Fig. 1 zu entnehmen ist, wird hierdurch erreicht, dass sämtliche Lechersysteme und sämtliche Anoden einen in sich zusammenhängenden Leiter darstellen. Die Stromzuführung von der Anodenspannungsquelle kann dann für sämtliche Anoden gemeinsam erfolgen, wobei eine Zuführungsleitung einfach an den Kurz- sehlussbüg & "1 eines der Lechersysteme, in Fig. 1 an den Bügel d,, des Lechersystems c, angelegt wird. Der Verbraucher kann mittels einer Leitung an wenigstens eines der Lecher- systeme angekoppelt werden. In Fig. 1 ist eine galvanische Ankopplung der zum Ver braucher führenden Leitung e an das Lecher- system c., angegeben. Die Ankopplun,g kann aber auch kapazitiv erfolgen. Am besten hat sich eine induktive Ankoppdung des Verbrau chers erwiesen, bei welcher eine Drahtschleife in der Nähe des Kurzschlussbügels eines der Schwingungssysteme vorbeigeführt wird. Die zum Verbraucher führende Leitung kann auch an mehrere der Lechersysteme, zum Beispiel an die Lechersysteme c, und c;, gleichzeitig induktiv angekoppelt werden, wenn man eine entsprechende phasenrichtige Spannungsverteilung längs der Leitung, bei spielsweise durch symmetrische Ausbildung derselben bezüglich der 1.echersysteme, ein- 11311t. Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 ist nun folgende: Mittels der Schwin- gungssysteme c,,<I>c.,,</I> e" c, werden die Anoden a, bis ca, je paarweise zusammengefasst. Die weiteren Schwingungssysteme e2, c.,, ce, es be wirken eine phasenrichtige Kopplung zwi schen sämtlichen Anoden in der Weise, dass -das Wechselpotential einer beliebigen der Anoden gegenüber einer ihr benaehbart-en Anode um<B>1.80'</B> in der Phase versetzt ist. Es haben beispielsweise die Anoden a. und age- genüber der Anode a, je 180 e Phasendrehung; die Anoden a., a,, a", as führen untereinander demnach gleichphasige, gegenüber den An oden a,, a3, a5, a; jedoch gegenphasige Poten tialänderungen aus. Die Schwingungseigen schaften der Anordnung sind daher im we- sentlichen gleich wie bei den bekannten An ordnungen, bei denen alle gleichphasigen An oden mittels Drahtbügel parallelgeschaltet und nur ein einzelnes Schwingungssystem zwischen die beiden ungleichphasigen Grup pen der Drahtbügel bezw. der Anoden gelegt ist. Der Vorteil bei der Anordnung nach der Erfindung gegenüber diesen bekannten Ma gnetronröhren besteht indessen darin, dass wegen der Vermeidung solcher Drahtbügel der Durchmesser der Anod@enzylinderfläche vergleichbar mit der Wellenlänge sein darf und daher auch bei kürzesten Wellen eine hohe Nutzleistung erhalten werden kann. In Fig. 2 ist eine beispielsweise Ausfüh- rungs@form des Zusammenbaues der Anoden und der Lech-emsysteme nach dem Prinzip- schaltbild der Fig. 1 schematisch dargestellt. Die Lechersysteme und Anoden werden vor zugsweise aus einem planparallelen Metall stück f herausgearbeitet. Die einander gegen überliegenden Flächen<I>g, h</I> jedes der radial gerichteten, von der Öffnung i ausgehenden Schlitzes bilden je ein Lechersystem, welches an seinem äussern Ende kurzgeschlossen ist. Als Anodenflächen wirken die zwischen die sen Schlitzen in @d@er Umfangsrichtung der zentralen Öffnung verlaufenden Zylinder- filächenabschnitte al bis a8. Besonders vor teilhaft ist bei der Ausführung die Ableitung der an den Anoden erzeugten Wärmemenge über die sektorförmigen Teile des Metall stückes.. Der Rand des Metallstückes f kann mit Kühlflügeln versehen oder auch mit nach aussen führenden Kühlkanälen für ein strö mendes Kühlmittel durchzogen sein, um die in Wärme umgesetzte Verilustleistung aus dem Innern der Röhre durch Strahlung bezw. Leitung zu entfernen. Fig. ä zeigt den Schnitt k durch das die Anoden und Lechersysteme enthaltende Me- talletück f. Wie in Fig. 2 sind sämtliche nicht massgebenden Teile, wie zum Beispiel der äussere Glaskolben, die Kühlmittelzuführun- gen und die elektrischen Durchführungen für Anoden, Kathode und Heizfäden, nicht ein getragen. Bei Röhren der beschriebenen Art hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wie dies in Fig, 2 und 3 eingetragen ist, wenn die der Kathode b zugekehrten OberfQä chen der An oden Teile einer Kreiszylinderfläche bilden. Ferner wird die Kathode vorzugsweise eben falls als Kreiszylinder ausgebildet, dessen Halbmesser wenigstens, gleich der Hälfte des Halbmessers der Anodenkreiszylinderfläche ist. Ein zwischen Anoden und Kathode an gelegtes elektrostatisches Feld erzeugt dann Feldstärken, die sich höchstens um den Fak.- to@r 2 unterscheiden, wodurch die Schwin gungseigenschaften der Röhre verbessert wer den. Die Dicke des Metallstückes f und die Ausbildung der Kathode b in axialer Rich tung soll dabei. .grössenordnungsmässig gleich dem Durchmesser der Kathode und jedenfalls kleiner sein als die halbe Wellenlänge der zu erzeugenden Schwingungen. Bei einer solchen Bemessung ergibt sich eine einfache und zu verlässige Modulationseinrichtung, welche aus vorzugsweise kreisförmigen Endplatten m besteht, die beide gegenüber der Kathode gleichphasige, niederfrequente Steuerspan nungen erhalten können. Die Zuführungslleitung zur Ano,denspan- nungsquelle wird in einem Spannungsknoten eines der schlitzförmigen Lechers:ysteme, also am besten am Rand des Metallstückes f be- festigt, so dass sich eine einfache und über sichtliche Bauart ergibt. Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Konstruktion resultiert aus den geringen axialen Abmessungen der Röhre, wodurch die Dimensionen für den Feld magnet, zwischen dessen Pole die Röhre ein gesetzt wird,, in erwünschter Weise klein ge halten werden können. Wegen der geringen axialen Dimensionen ist es ferner möglich, die Drahtschleife zur induktiven Ankopplung des Verbrauchers ausserhalb des Glaskolbens anzubringen, ohne dass eine zu schwache Kopplung mit den innerhalb der Röhre be findlichen Lechersystemen zu befürchten wäre.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH: Anordnung mit einer Magnetronröhre, die eine ;gerade Anzahl von Anoden, wenigstens jedoch vier Anoden aufweist, nach dem. Pa- tentanspruch,des Hauptpatentes, dadurch ge- kennzeichnet, dass bei Röhren mit 2 n Anoden ebenfalls 2 n Lechersysteme mit den Anoden im Innern der Röhre eine bauliche Einheit bilden,in welcher jede Anode der Röhre mit den beiden ihr benachbarten Anoden an je ein abgestimmtes Lechersystem angeschlossen ist und diese Lechersysteme in radialer Rich tung, von den Anoden aus nach aussen ver laufend, angeordnet sind. UNTERAN SPRüCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die längstmögliche Eigenfrequenz wenigstens eines Teils der 2 n Lechersyste:me etwa. gleich der Frequenz der zu erzeugenden Schwingungen gewählt ist. 2.Anordnung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, @dass wenigstens ein Teil der Lechersysteme an den von den An oden abgewandten Enden kurzgeschlossen ist und eine Länge aufweist, die etwa einem Viertel der zu erzeugenden Wellenlänge ent spricht. 3. Anordnung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass für alle Anoden eine gemeinsame Stromzuführungsleitung vorgesehen ist, die an dem kurzgeschlossenen, einen} Spannungsknoten bildenden Ende einer der Lecherleitungen .angebracht ist. 4.Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Verbraucher an wenigstens eines der Lechersysteme in duktiv angekoppelt ist. 5. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass sämtliche Lecher- systeme und sämtliche Anoden einen in .sich zusammenhängenden Leiter darstellen.. 6.Anordnung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass die Lechersystem.e und die Anoden aus einem planparallelen Metallstück herausgearbeitet sind, in dem die Lechersysteinedurch von einer zentralen Öffnung ausgehende, radiail gerichtete Schlitze gebildet werden, während als An odenflächen die zwischen diesen Schlitzen in der Umfangsrichtung der zentralen Öffnung verlaufenden Zylinderflächenabschnitte wir ken. 7.Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die der Kathode zugeke:hrt.en Oberflächen der Anoden Teile einer zylinderförmigen Oberfläche sind und die Kathode einen hierzu axialen Zylinder bildet, dessen Halbmesser mindestens gleich der Hälfte des Halbmessers der genannten Anodenzylinderoberfläche ist. B.Anordnung nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, da.ss die Ausdehnung der Kathode in radialer Richtung grössenord nungsmässig gleich. ihrer axialen Länge ist und wenigstens eine Endplatte vorhanden ist, an welcher gegenüber der Kathode Steuer spannungen zwecks Modulation der erzeugten Hochfrequenzschwingungen angelegt werden. 9. Anordnung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die induktive An- kopphing des Verbrauchers mittels einer Drahtschleife erfolgt, die ausserhalb des Ent ladungsgefässes der Röhre angeordnet ist.
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