<B>Zusatzpatent</B> zum Hauptpatent Nr. 208654. Anordnung mit einer blagnetronröhre. Nach -dem Patentanspruch des Haupt patentes werden in Anordnungen mit einer Magnetronröhre benachbarte und h-ochfre- quenzmässig gegenphasige Anoden je paar weise durch ein Schwingungssystem verbun den und Mittel vorgesehen, um diese ,den An odenpaaren zugeordneten Schwingungssy steme phasenrichtig zu koppeln.
Als geeig nete Mittel zu einer solchen phasenrichtigen Kopplung werden nach dem $auptpatent ebenfalls Schwingungssysteme vorgeschlagen, wobei an Stelle eines der zur Kopplung die nenden Schwingungssys:teme ein angeschlos sener Verbraucher bezw. die zum Verbrau eher führende Leitung eingesetzt werden kann.
Ferner wurde im Hauptpatent angege ben, dass sowohl die den Anodenpaaren zu geordneten Schwingungssysteme als auch die zur Kapplung dienenden Schwingungssysteme als abgestimmte Lecherleitungen ausgebildet sein können.
Die Erfindung bezieht sich nun auf eine besonders vorteilhafte Ausbildung der An ordnung gemäss dem Patentanspruch des Hauptpatentes und bezweckt, den erreichba ren Wirkungsgraad und damit die abgegebene hochfrequente Nutzleistung solcher Röhren, insbesondere für cm-Wellen 2u verbessern. Nebstdem erhält man nach der Erfindung eine ausserordentlich einfache Bauart der Röhren.
Dies wird bei Röhren mit 2 n Anoden dadurch :erreicht, dass .ebenfalls 2 n Lecher- systeme, deren Länge etwa der halben Wel lenlänge der zu erzeugenden Schwingungen entspricht, mit den Anoden im Innern der Röhren .eine bauliche Einheit darstellen, in welcher jede Anodenfläche wenigstens un gefähr in der Mitte eines axial verlaufenden Leiters liegt, der mit jedem seiner benach barten Leiter je ein Lechersystem bildet, wel ches an seinen beiden Enden kurzgeschlossen ist. n bedeutet hierbei die Polpaarzahl der Röhre,
in welcher die Wellenlänge der er zeugten Schwingungen normalerweise pro portional dem Magnetfeld und umgekehrt proportional der Anodenspannung und der Polpaarzahl ist.
Der Erfindungsgegenstand wird nachfol- gend an Hand eines in der Zeichnung schema tisch dargestellten Ausführungsbeispiels nä her erläutert. In Fig. 1 ist einer der axial ver laufenden Leiter wiedergegeben. Etwa in der Mitte des rippenförmigen Leiters a ist ein radial nach innen vorstehender Ansatz b an gebracht, dessen Fläche c als Anode wirkt. Die axiale Länge dieses Ansatzes bezw. die axiale Länge der wirksamen Anodenfläche c wird zweckmässig kleiner als % der Wellen länge der zu erzeugenden Schwingungen ge wählt.
Ferner ist es wichtig, da.ss auch die Breite der Anoidenfläche noch genügend klein gegenüber dieser Wellenlänge bleibt. Für n Polpaare wird nun die die Lechersysteme und -die Anoden enthaltende Einheit aus 2 n sol cher Leiter nach Fig. 1 aufgebaut, wobei die Enden der Leiter mittels je einem, vorzugs weise kreisringförmigen, Metallstüclz d unter einander verbunden werden, wie dies in Fig. 2 für acht Leiter wiedergegeben ist.
Ebenso wie in Fig. 1 sind alle zum Verständnis der Er findung nicht wesentlichen Teile aus Grün den der Übersichtlichkeit weggelassen. Der Glaskolben der Röhre, der äussere Feldma gnet, die verschiedenen Durchführungen und Anschlüsse und dergleichen sind daher nicht. eingetragen. Die :einander gegenüberliegenden Flächen ei, e2 von zwei benachbarten Leitern a1, <I>ass</I> stellen ein Lechersystem dar, welches an seinen beiden Enden abgeschlossen ist- und dort Spannungsknoten aufweist, während in der Mitte, das heisst am Orte der Anoden, bei schwingender Röhre ein Spannungsbauch auf tritt.
Die 2 n Anoden sind also mit 2 n Le- chersystemen in der Weise beschaltet, dass n Schwingungssysteme ,die Anoden je paarweise zusammenfassen, während die restlichen n Schwingungssysteme zwischen den den An odenpaaren, zugeordneten Schwingungssyste men die phasenrichtige Kopplung vermitteln, so dass Idas Wechselpotential einer beliebigen Anode gegenüber einer ihr benachbarten An ode um<B>180'</B> in der Phase versetzt ist.
Alle ungeradzahligen Anoden führen demnach un tereinander gleichphasige Potentialänderun gen aast und ebenso die Gruppe aller gerad- zah@ligen Anoden, wobei die Potentialände- rangen der ungei#adzaliiligen Anoden gegen über den Potentialänderungen der geradzahli- gen Anoden eine Phasenverschiebung von <B>180'</B> aufweisen.
Die Schwingungseigen schaften der Anordnung sind daher im we sentlichen gleich wie bei den bekannten An ordnungen, bei denen alle gleichphasigen Anoden mittels Drahtbügel parallelgeschaltet sind und nur ein einzelnes Schwingungs system zwischen den beiden ungleichphasigen Gruppen -der Drahtbügel bezw. der Anoden gelegt ist. Der Vorteil bei der Anordnung nach der Erfindung gegenüber diesen bekann ten Magnetronröhrenanordnungen besteht in dessen darin, dass wegen der Vermeidung solcher Drahtbügel der Durchmesser der An odenzZ linderoberfläehe vergleichbar mit der Wellenlänge sein darf und daher auch bei kürzesten Wellen eine hohe Nutzleistung er halten werden kann.
Bei Röhren der beschriebenen Art hat es sich vorteilhaft erwiesen, wenn die der Ka thode f zugekehrten Oberflächen der Anoden Teile einer Kreiszylinderfläche bilden. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird ferner die Kathode f vorzugsweise ebenfalls als Kreiszylinder ausgebildet, dessen Halbmesser wenigstens "leieh der Hälfte des Halbmessers der An odenkreiszvlinderfläche ist.
Ein zwischen Anoden und Kathode angelegtes e1elitrosta- tisehes Feld erzeugt dann Feldstärken, die sich höchstens um den Faktor 2 unterschei den, wodurch die Sehwingungseigensehaften der Röhre verbessert werden. Die Kathode f wird vorzugsweise indirekt geheizt; bei sehr kleinen Wellenlängen empfiehlt sich jedoch eine direkt geheizte Kathode, damit der Durchmesser der Anodenzylinderoberfläche ebenfalls genügend klein genommen werden kann.
Damit die als Lechersysteme dienenden Leiter zu beiden Seiten der Allode nicht. einen zu hohen Emissionsstrom aufnehmen, wird der emittierende Teil der Kathode in axialer Richtung etwa auf die Ausdeh nung der wirksamen Anodenoberflächen be schränkt. In Fig. 1 ist zu erkennen, @dass die Kathode f in axialer Richtung über die als Anoden dienenden Ansätze b der Leiter a vorsteht.
Abgesehen vom besseren Wirkungs- (yrad der Röhre, ergibt eine solche Bemessung die Möglichkeit, mittels Endplatten g, die beide gegenüber der Kathode gleichphasige, niederfrequente Steuerspannungen erhalten, eine Modulation der erzeugten Hochfrequenz schwingungen durchzuführen. Diese End- platten werden mit Vorteil im Raum inner halb der rippenförmigenLeiter, jedoch ausser halb des, von den wirksamen Anodenflächen begrenzten Zylindervolumens angeordnet.
Der Verbraucher wird an wenigstens eines der Lechersysteme angekoppelt. Am besten hat sich eine induktive Ankopplung mittels einer Drahtschleife erwiesen, die parallel zu einem der Lechersysteme verläuft. Diese Drahtschleife kann sowohl im Innern der Röhre als auch ausserhalb des, Glaskolbens angeordnet sein.
Die Bauart der Röhre ge- stattet, für sämtliche Anoden nur eine ein zige Stromzuführungsleitung zu verwenden, die am Ort eines. für alle Lechersysteme ge meinsamen Spannungsknotens-, das heisst an einem der beiden Metallstücke d, die die Lei ter untereinander verbinden, im Innern der Röhre befestigt ist. Die kreisringförmigenMe- tallstücke d können zwecks Kühlung der An oden mit Kühlfahnen oder auch mit Kühl kanälen versehen sein.
Bei Verwendung flüs siger Kühlmittel werden vorzugsweise die metallischen Kühlmittelzuführungen, die normalerweise in den Glaskolben der Röhre eingeschmolzen sind, gleichzeitig als. Anoden stromzuführung verwendet. Insbesondere bei der Verwendung von Endplatten ist es häufig vorzuziehen, den Leitern a in axialer Rich tung die Form. eines stumpfen V zu geben, wobei der als.
Anode dienende Ansatz den kleinsten radialen Abstand von der Achse aufweist, während die zu beiden Seiten von der Anode angeordneten, als Lechersysteme dienenden Leiter sich gegen die Metallringe d hin kontinuierlich von der Achse entfernen.
<B> Additional patent </B> to main patent no. 208654. Arrangement with a blagnetron tube. According to the claim of the main patent, adjacent and high-frequency anodes in opposite phase are connected in pairs with a magnetron tube by a vibration system and means are provided to couple these vibration systems assigned to the anode pairs in the correct phase.
Vibration systems are also proposed as a suitable means for such a phase-correct coupling according to the main patent, whereby instead of one of the vibration systems used for coupling, a connected consumer or the line leading to consumption can be used.
Furthermore, it was stated in the main patent that both the vibration systems assigned to the anode pairs and the vibration systems used for coupling can be designed as coordinated Lecher lines.
The invention now relates to a particularly advantageous embodiment of the arrangement according to the claim of the main patent and aims to improve the achievable efficiency and thus the high-frequency power output of such tubes, especially for cm waves 2u. In addition, according to the invention, an extremely simple design of the tubes is obtained.
In the case of tubes with 2 n anodes, this is achieved in that 2 n Lecher systems, the length of which corresponds approximately to half the wavelength of the vibrations to be generated, with the anodes inside the tubes represent a structural unit in which each The anode surface is at least approximately in the middle of an axially extending conductor, which forms a Lechersystem with each of its neighboring conductors, which is short-circuited at both ends. n means the number of pole pairs of the tube,
in which the wavelength of the vibrations he generated is normally proportional to the magnetic field and inversely proportional to the anode voltage and the number of pole pairs.
The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to an embodiment example shown schematically in the drawing. In Fig. 1 one of the axially ver running conductor is shown. Approximately in the middle of the rib-shaped conductor a a radially inwardly protruding approach b is brought, the surface c acts as an anode. The axial length of this approach BEZW. the axial length of the effective anode surface c is appropriately selected to be less than% of the wave length of the vibrations to be generated.
It is also important that the width of the anoid surface remains sufficiently small compared to this wavelength. For n pole pairs, the unit containing the Lecher systems and the anodes is now constructed from 2 n such conductors as shown in FIG. 1, the ends of the conductors being connected to one another by means of a preferably circular metal piece d, as shown in FIG 2 is shown for eight conductors.
As in Fig. 1, all parts that are not essential for understanding the invention are omitted for reasons of clarity. The glass bulb of the tube, the outer Feldma gnet, the various bushings and connections and the like are therefore not. registered. The opposing surfaces ei, e2 of two adjacent conductors a1, <I> ass </I> represent a Lechersystem, which is closed at both ends and has tension nodes there, while in the middle, that is, at the location of the Anodes, when the tube vibrates, a voltage bulge occurs.
The 2 n anodes are thus connected to 2 n leakage systems in such a way that n oscillation systems combine the anodes in pairs, while the remaining n oscillation systems between the oscillation systems assigned to the anode pairs convey the correct phase coupling, so that Ida's alternating potential of any anode is shifted <B> 180 '</B> in phase with respect to a neighboring anode.
All odd-numbered anodes therefore lead to in-phase potential changes among each other, as do the group of all even-numbered anodes, with the potential changes of the odd-numbered anodes having a phase shift of <B> 180 'compared to the potential changes of the even-numbered anodes </B> have.
The vibration properties of the arrangement are therefore essentially the same as in the known arrangements in which all in-phase anodes are connected in parallel by means of wire brackets and only a single vibration system between the two out-of-phase groups -the wire bracket BEZW. the anodes is placed. The advantage of the arrangement according to the invention over these well-known magnetron tube arrangements is that because of the avoidance of such wire brackets, the diameter of the anodenzZ linder surface can be comparable to the wavelength and therefore a high useful power can be maintained even with the shortest waves.
In the case of tubes of the type described, it has proven advantageous if the surfaces of the anodes facing the cathode f form parts of a circular cylinder surface. As shown in Fig. 1, the cathode f is also preferably designed as a circular cylinder, the radius of which is at least "half of the radius of the to odenkreiszvlinderfläche.
An electrostatic field applied between the anode and the cathode then generates field strengths which differ by a factor of 2 at most, which improves the tube's visual vibration properties. The cathode f is preferably heated indirectly; For very small wavelengths, however, a directly heated cathode is recommended so that the diameter of the anode cylinder surface can also be made sufficiently small.
So that the ladder serving as Lechersystem on both sides of the allode does not. absorb too high an emission current, the emitting part of the cathode is limited in the axial direction approximately to the expansion of the effective anode surfaces be. In Fig. 1 it can be seen that the cathode f protrudes in the axial direction over the lugs b of the conductors a serving as anodes.
Apart from the better efficiency of the tube, such a dimensioning gives the possibility of modulating the generated high-frequency oscillations by means of end plates g, which both receive in-phase, low-frequency control voltages with respect to the cathode. These end plates are advantageously inside the space half of the rib-shaped conductors, but outside of the cylinder volume delimited by the effective anode surfaces.
The consumer is coupled to at least one of the Lecher systems. Inductive coupling using a wire loop that runs parallel to one of the Lechersystems has proven to be best. This wire loop can be arranged both inside the tube and outside the glass bulb.
The design of the tube allows only a single power supply line to be used for all anodes, which is at the location of one. common voltage node for all Lechersystems, i.e. on one of the two metal pieces d that connect the conductors to one another, inside the tube. The circular metal pieces d can be provided with cooling lugs or with cooling channels for the purpose of cooling the anodes.
When using liquid coolant, the metallic coolant supply lines, which are normally melted into the glass bulb of the tube, are preferably used simultaneously. Anode power supply used. In particular when using end plates, it is often preferable to shape the conductors a in the axial direction. to give a blunt V, where the as.
Anode serving approach has the smallest radial distance from the axis, while the arranged on both sides of the anode, serving as Lechersysteme conductor towards the metal rings d move away continuously from the axis.