Elektronenröhre zur Frequenzvervielfachung für sehr kurze Wellen. Die Erfindung betrifft eine Röhre zur Frequenzvervielfachung nach dem Prinzip der Wanderfeldröhren. Der Mechanismus dieser Röhren beruht bekanntlich auf dem Vorgang, dass eine Elektronenströmung im Felde einer fortschreitenden Welle läuft, wo bei die Geschwindigkeit der Elektronen gleich oder angenähert gleich der Phasengeschwin digkeit der Welle ist.
Durch die Wechselwir kung zwischen Elektronenströmung und elek trischem Feldvektor der Welle entsteht eine Verstärkung, das heisst längs des gemein samen Weges von Welle und Strömung wird die dem Röhreneingang durch einen ange schlossenen Generator zugeführte Hochfre- quenzleistung verstärkt; die Amplitude und die Leistung der Welle steigen auf Kosten der kinetischen Energie der Elektronen längs dieses Weges exponentiell an. Zugleich damit entsteht auch ein exponentiell ansteigender Elektronenwechselstrom der Frequenz des Generators.
Die Welle wird bei diesem Vorgang durch eine Leitung geführt. Diese Leitung hat die Eigenschaft, die Welle gegenüber ihrer Aus breitung im freien Raum so zu verzögern., wie dies zur Erzielung der Gleichheit von Elektro nen- und Phasengeschwindigkeit erforderlich ist.
Es ist bekannt, solche Röhren durch Über steuerung, das heisst durch Ausnutzung des bei grossen Eingangssignalen vorhandenen nichtlinearen Zusammenhanges von Aus- und Eingangsleistung zur Frequenzvervielfachung auszunutzen. Wie jeder nichtlineare Steuer- vorgang hat auch -die Übersteuerung dieser Röhre die Entstehung von. Oberwellen im Elektronenstrom am Ausgang zur Folge.
Diese Ausnutzung einer Lauffeldröhre mit einer einzigen Verzögerungsleitung zur 'Fre- quenzvervielfachung hat jedoch den Nachteil sehr geringen Wirkungsgrades, das heisst das Verhältnis der Oberwellenleistung zur Steuer leistung ist klein. Dem Wunsche, eine Anord nung zu schaffen, die schon gleich die Ober wellen verstärkt abzunehmen gestattet, trägt die Erfindung Rechnung.
Die Erfindung be steht darin, dass zur Erhöhung des Wirkungs grades in Richtung des Weges de; Elektronen strömung zwei oder mehr Leitungen vorge sehen sind, wobei die erste Leitung für die ('srundfrequenz und die fohenden Leitungen für die gewünschten Oberwellen bevorzugt ausgebildet sind. Die geometrischen Abmes sungen der Leitungen werden zweckmässig entsprechend der verschiedenen Betriebsfre quenzen unterschiedlich gewählt. Es empfiehlt sieh, die Leitungen galvanisch voneinander zu trennen, um an dieselben unterschiedliche C'sleiehspannungen anlegen zu können.
Auf diese Weise ist es möglich, für die jeweiligen Betriebsfrequenzen in den einzelnen Systemen optimale Spannungsbedingungen zti schaffen.
Die wellenführenden Anordnungen kön nen in an sieh bekannter Weise ausgebildet sein. Es können Drahtwendeln verwendet wer den, denen dann durch geeignete Querschnitt form Bandpasseigenschaften gegeben werden. Es kann auch zweckmässig sein, Kettenleiter oder dergleichen vorzusehen, bei denen ein zelne Elementarvierpole in Elektronenstrahl richtung hintereinander angeordnet sind. Sol che Leitungen mit Filterstruktur sind z. B. durch Blenden beschwerte Hohlrohrleitungen oder auch koaxiale Leitungen, bei denen In nen- oder Aussenleiter mit Vertiefungen ver sehen sind, um die erforderliche Verzögerung der Welle gegenüber der Lichtgeschwindig keit zu erzielen.
Die Abmessungen der Ele- mentarvierpole dee einzelnen Leitungen kön nen gegebenenfalls hinsichtlich ihrer geo metrischen Abmessung um ein Geringes von einander unterschiedlich bemessen sein, um die gewünschte Bandpasscharakteristik zu er zielen.
Der erwähnte geringe Wirkungsgrad der Frequenzvervielfachung bei Wanderfeldröh- ren mit einer einzigen Leitung beruht auf fol gender Tatsache: Jede Leitung, die zur Füh- rung der Welle dient, hat stets einen mehr oder weniger ausgeprägten selektiven Charak ter.
Dies bedeutet: Die Wechselwirkung zwi- sehen der Elektronenströmung und dem Feld der von der Leitung geführten Welle ist Ire- quenzabhängig. Die Verstärkung einer Welle durch die Elektronenströmung ist eine Funk tion von Phasenkonstante
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und von den geometrischen Abmessungen der Verzögerungsleitung. In obiger Beziehung be deuten (o <I>= 2</I> ucf die Kreisfrequenz,<I>p</I> die Phasengeschwindigkeit der von der Leitung geführten Welle, c die Liehtgeschwindigkeit, die Wellenlänge der zu verstärkenden Fre quenz im Vakuum.
Bei der in Wanderfeldröh- ren viel benutzten Leitungsform, einer kreis zy lindrischen Wendel mit dem Radius a, ist z. B. die Verstärkung G eine Funktion von P - a,, und sie hat als Funktion von ,P, das heisst als Funktion der Frequenz etwa den Verlauf, wie er schematisch in Fig. 1 gezeich net ist.
Bei etwa ssa = 1,3<B>...</B> 1,8 hat die Wech selwirkung von Wellen und Elektronenströ mung ein Maximum. Entsprechend dem Sprachgebrauch pflegt man dies so auszu drücken, dass man sagt, die Kopplung von Welle und Elektronenströmung ist frequenz- abhängig und besitzt ein Maximum. In Fig. 1 sei nun z. B. f 1 die Frequenz des an den Ein gang der zur Frequenzvervielfachung dienen den Röhre angeschalteten Generators.
Wie aus der Kurve 1 ersichtlich ist, besteht dann für die Harmonischen 2 f 1, 3 f 1 usw. nur noch eine geringe Wechselwirkung zwischen Welle und Elektronenströmung; entsprechend sind Feldstärke und Leistung der Welle der Har monischen, die durch Übersteuerung entste hen, gering, der Wirkungsgrad der Oberwel- lenleistung klein. Erfindungsgemäss wird dieser Wirkungsgrad verbessert, indem hinter der ersten Leitung, in Richtung der Elektro nenströmung, eine zweite angeordnet wird.
Diese hat durch geeignete Wahl der Abmes sungen und der Betriebsspannung für die Kopplung G als Funktion der Frequenz einen Verlauf, wie er in Fig. 1 durch die gestrichelt gezeichnete Kurve 2 angedeutet ist. Es ist evi dent, dass durch die bei dieser sehr viel stär keren Kopplung für die zweite Harmonische die Feldstärke und damit die Leistung der Welle mit der Frequenz '2 f1 (Frequenzver- dopplung) wesentlich grösser ist. Würde man die Abmessungen dieser zweiten Leitung be reits für den Eingang der Röhre gewählt haben, so würde, wie ersichtlich, die Kopp lung für die Frequenz f 1 sehr klein sein, das heisst die Steuerleistung sehr hoch.
Die Kom bination mehrerer hintereinanderliegender Leitungen mit jeweils optimaler Kopplung für eine Oberwelle hat also den Vorteil hohen Wirkungsgrades und hoher Verstärkung, wo bei unter Verstärkung das Verhältnis der Ausgangsleistung der Oberwelle zur Steuer leistung der Grundwelle zu verstehen ist. Die strichpunktierte Kurve 3 gilt schliesslich noch für eine Leitung, die für die dritte Oberwelle bemessen ist.
Zur Erläuterung der Arbeitsweise möge folgende Beschreibung der physikalischen Vorgänge dienen: Die Röhre wird am Ein gang der ersten Leitung durch einen Genera tor der Frequenz f 1 erregt und so stark aus- gesteuert, dass der Wechselwirkungsmechanis mus zwischen Strahl und Welle nichtlinear wird. Es entstehen dann im Elektronenstrom. und in der Welle Komponenten der Frequen zen 2 f 1, 3 f 1, 4 f 1 usw. Die Feldstärke der Welle enthält um so stärker diese Komponen ten, je stärker die Kopplung von Welle und Elektronenströmung ist.
Ist dagegen die Kopplung im Grenzfall Null, so enthält zwar der Elektronenwechselstrom diese Oberwellen, nicht jedoch die von der Leitung geführte Welle, so dass man dem Wellenfeld in diesem Fall gar keine Oberwellenleistung entziehen kann. Schliesst man nun an die erste Leitung mit geringer Kopplung für die gewünschte Oberwelle nf, <I>1</I> (n = ganze Zahl) eine zweite Leitung mit hoher Kopplung für diese Ober welle n f 1 an, so erregt der Elektronenstrom der Frequenz nf i, der in diese zweite Leitung eintritt,
in dieser ein Wellenfeld der Fre quenz nf1, das im Zuge der zweiten Leitung durch Wechselwirkung mit dem Elektronen wechselstrom verstärkt wird. Anfangsampli tude des Wellenfeldes und Verstärkung sind um so höher, je stärker die Kopphzng ist.
Bei Wendeln führt die Erreichung opti maler Kopplung angenähert zur Bedingung, dass ss # a = 1,6 sein soll. Hat man also z. B. für die Eingangsfrequenz 109 Hz (2 = 30 cm) und eine Elektronengeschwindigkeit, die an genähert gleich der Phasengeschwindigkeit der Welle sein muss, entsprechend 1600 V, so folgt daraus plc = 1/12,5 also
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Die Bedingung ss <I>-</I> a <I>=</I> 1,6 wird damit durch einen Wendelradius von
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er füllt.
Soll für die zweite Oberwelle wiederum <I>></I> ss # a <I>=</I> 1,6 sein, so folgt daraus
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also für = 30 cm, A/2 = 15 cm die Bedin gung
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Dies kann man entweder bei gleicher Betriebs spannung, das heisst gleichem Verhältnis c/p durch verkleinerten Wert des Wendelradius a = 0,38 cm erreichen öder auch bei andern Werten c/p und :damit andern Betriebsspan nungen (möglich bei entsprechender Wendel steigung) und entsprechenden Werten von a <I>(z.
B.</I> clp <I>= 9,</I> a = 0,43 cm). Analoge Bedin gungen gelten, wenn. man nicht die Oberwelle 2 f 1, sondern andere Oberwellen 3<B><I>f l,</I></B> 4 f 1 usw. erzeugen will. Diese quantitativen Dimen- sionierungsbedingungen gelten nur roh und in grosser Annäherung.
Die Erfindung ist keineswegs auf die Ver wendung von Wendeln als Verzögerungslei tungen beschränkt. Sie bezieht sich auf be liebige Formen von Leitungen mit Filter struktur. Solche Leitungen besitzen Bandpass- eharakter, das heisst ihr Durehlassbereich ist im allgemeinen so schmal, dass, bei Steuerung mit der Frequenz f 1, Oberwellen der Fre quenzen nf, überhaupt nicht mehr in. ihrem Durchlassbereich liegen.
Wohl entstehen ent sprechend der obigen Erläuterung Elektro nenströme der Frequenzen nf <I>1,</I> durch die dann in den auf die Eingangsleitung folgen den Leitungen, bei entsprechender Lage von deren Durchlassbereich, Wellen. der Frequen zen nf1 angeregt werden, deren Leistung je weils aus der einzelnen Leitung ausgekoppelt werden kann.
Die erforderliche Lage des Durchlassbereiches (Fig. 2) dieser Verzöge- rungsleitimgen mit Filterstruktur kann durch geeignete Dimensionierung der * Leitungen und Anlegen geeigneter Gleichspannungen gegen die Kathode erzielt werden.
Die Verwendung solcher Filterleitungen hat weiterhin den Vorteil, dass jede Leitung praktisch nur Leistung der Harmonischen er zeugt, für die sie dimensioniert ist, da der Durchlassbereich meist so schmal ist, dass in ihm nur eine Harmonische liegt. Es tritt also zugleich eine Filterwirkung für die nicht er wünschten Harmonischen auf. Für die opti male Dimensionierung lassen sich keine so einfachen optimalen Bedingungen angeben wie die oben genannte; angenäherte Bedin gung für die Wendel.
Als Prinzip soll einzig gelten, dass in der Leitung, die zur Abnahme einer Oberwelle dient, für diese Oberwelle die Kopplung von Welle und Elektronenströ- mung fester ist als ins der an den. Steuergene rator angekoppelten Leitung für die gleiche Oberwelle.
In Fig. 3 ist ein. Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter Darstellung schematisch ver- anschaulicht. Es handelt sich dabei um eine Röhre, bei der in Richtung des Elektronen stromes zwei Leitungen hintereinanderliegen. Der Elektronenstrahl 4 wird durch eine Elek tronenkanone erzeugt.
Die Kathode ist mit 5 bezeichnet; eine Fdkussierungselektrode 6 und eine Voranode 7 sind derselben vorgelagert. Der Elektronenstrahl 4 durchläuft die beiden Leitungen 8 und 9. Gegebenenfalls können hier noch weitere Leitungen vorgesehen sein, die sich in Strahlrichtung hinter der Leitung 9 an dieselbe anschliessen. Bei dem dargestell ten Ausführungsbeispiel sind diese Leiturigen schematisch als Verzögerungsleitungen in Form von Hohlrohrleitungen mit äquidistan- ten Blenden dargestellt.
An den Eingang der ersten Leitung 8 wird der Generator 10 mit der Frequenz f 1 angekoppelt, an den Ausgang der zweiten Leitung 9 der Verbaucher 11 für die Leistung der Frequenz nf <I>1.</I> Die Lei- tungen sind so dimensioniert und an solche Gleichspannungen gelegt, dass in jeder der selben für die gewünschte Frequenz Kopp lung und Verstärkung gross sind.
Dies bedeu tet: In der zweiten Leitung 9 ist die Verstär- kung für die gewünschte Harmonische mf <I>1</I> höher als für diese Frequenz n f 1 in, der Steuer leitung B. Analoges gilt für evtl. weitere im Zuge der Röhre liegende Leitungen, die hin ter der Leitung 9, in Richtung des Elektro nenstrahls gesehen, liegen.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Form der Leitungen entsprechend Fig. 3. Beliebige Leitungsformen können benutzt werden. Sie ist ferner auch anwendbar auf Röhren vom Typ des Wanderfeldmagnetron- Verstärkers, bei der die Verstärkung der Welle in elektrostatischem Querfeld und dazu senkrechtem, zeitlich konstantem magneti- sehem Querfeld erfolgt.
Es ist zur Unterdrückung der Selbsterre gung vielfach erforderlich, jede einzelne der Leitungen in der Röhre zu dämpfen. Diese Massnahme ist bei normalen Verstärkerröhren vom Typ der Wanderfeldröhren bekannt und bedarf daher hier keiner besonderen Erläu terung.
Es ist möglich, die verschiedenen Leitun gen mit verschiedenen Dimensionen zu einer baulichen Einheit' zu vereinigen. Dies ist ins besondere dann möglich, wenn die Abmessun gen der verschiedenen Leitungen trotz der verschiedenen Frequenzen. so gewählt sind, dass ihre optimalen Betriebsspannungen gleich oder angenähert gleich sind. Vielfach muss man jedoch an die einzelnen Leitungen ver schiedene Betriebsspannungen legen, das heisst den Elektronen in ihnen verschiedene Ge schwindigkeiten erteilen.
Dann lässt sich eine bauliche Einheit aus verschiedenen Leitungen nur durch potentialmässige Trennung mit Hilfe von isolierenden Zwischenstücken her stellen.
Electron tube for frequency multiplication for very short waves. The invention relates to a tube for frequency multiplication based on the principle of traveling wave tubes. The mechanism of these tubes is known to be based on the process that an electron flow runs in the field of a progressing wave, where the speed of the electrons is equal to or approximately equal to the phase speed of the wave.
The interaction between the electron flow and the electrical field vector of the wave creates an amplification, that is, along the common path of wave and flow, the high-frequency power supplied to the tube inlet is amplified by a connected generator; the amplitude and power of the wave increase exponentially along this path at the expense of the kinetic energy of the electrons. At the same time there is also an exponentially increasing alternating current of electrons at the frequency of the generator.
During this process, the shaft is guided through a line. This line has the property of delaying the wave in relation to its propagation in free space, as is necessary to achieve equality of electron and phase velocity.
It is known to use such tubes by over control, that is, by taking advantage of the non-linear relationship between output and input power present with large input signals for frequency multiplication. As with any non-linear control process, the overloading of this tube results in. Harmonic waves in the electron flow at the exit result.
However, this use of a wave tube with a single delay line for frequency multiplication has the disadvantage of very low efficiency, that is to say the ratio of harmonic power to control power is small. The invention takes account of the desire to create an arrangement that allows the harmonics to be removed even more.
The invention be is that to increase the degree of effectiveness in the direction of the path de; Electrons flow two or more lines are provided, the first line for the ('round frequency and the fohenden lines are preferably designed for the desired harmonics. The geometric dimensions of the lines are expediently selected differently according to the different operating frequencies to galvanically separate the lines from each other in order to be able to apply different C 'line voltages to them.
In this way it is possible to create optimal voltage conditions in the individual systems for the respective operating frequencies.
The shaft-guiding arrangements can be designed in a manner known per se. Wire coils can be used, which are then given band-pass properties through a suitable cross-section. It can also be expedient to provide chain conductors or the like in which individual elementary four-poles are arranged one behind the other in the electron beam direction. Such lines with filter structure are z. B. by diaphragms weighted hollow pipes or coaxial lines, in which in inner or outer conductors are seen ver with depressions to achieve the required delay of the wave compared to the speed Lichtgeschwindig.
The dimensions of the elementary quadruple poles of the individual lines can optionally be dimensioned to be slightly different from one another with regard to their geometrical dimensions in order to achieve the desired bandpass characteristic.
The mentioned low efficiency of frequency multiplication in traveling wave tubes with a single line is based on the following fact: Every line that is used to carry the wave always has a more or less pronounced selective character.
This means: the interaction between the electron flow and the field of the wave guided by the line is frequency-dependent. The amplification of a wave by the flow of electrons is a function of phase constants
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and the geometric dimensions of the delay line. In the above relation (o <I> = 2 </I> ucf denotes the angular frequency, <I> p </I> the phase velocity of the wave guided by the line, c the light velocity, the wavelength of the frequency to be amplified in a vacuum .
In the case of the line shape that is often used in traveling wave tubes, a circular cylindrical helix with radius a, z. B. the gain G is a function of P - a ,, and it has as a function of, P, that is, as a function of the frequency approximately the course as it is shown schematically in Fig. 1 net.
At about ssa = 1.3 <B> ... </B> 1.8, the interaction of waves and electron flow has a maximum. According to the common usage, this is usually expressed by saying that the coupling of wave and electron flow is frequency-dependent and has a maximum. In Fig. 1 z. B. f 1 the frequency of the generator connected to the input of the frequency multiplier serve the tube.
As can be seen from curve 1, there is then only a slight interaction between the wave and the electron flow for the harmonics 2 f 1, 3 f 1 etc.; Correspondingly, the field strength and power of the harmonic waves that arise from overdriving are low, and the efficiency of the harmonic power is low. According to the invention, this efficiency is improved in that a second line is arranged behind the first line in the direction of the electron flow.
As a result of a suitable choice of the dimensions and the operating voltage for the coupling G, this has a course as a function of the frequency, as indicated in FIG. 1 by the curve 2 shown in dashed lines. It is evident that because of the much stronger coupling for the second harmonic, the field strength and thus the power of the wave with the frequency '2 f1 (frequency doubling) is considerably greater. If one had already chosen the dimensions of this second line for the input of the tube, then, as can be seen, the coupling for the frequency f 1 would be very small, i.e. the control power would be very high.
The combination of several consecutive lines, each with an optimal coupling for a harmonic, has the advantage of high efficiency and high gain, where under gain the ratio of the output power of the harmonic to the control power of the fundamental is to be understood. The dash-dotted curve 3 finally applies to a line that is dimensioned for the third harmonic.
The following description of the physical processes should serve to explain the operating principle: The tube is excited at the input of the first line by a generator of frequency f 1 and controlled so strongly that the interaction mechanism between beam and wave becomes non-linear. They then arise in the electron stream. and in the wave components of Frequen zen 2 f 1, 3 f 1, 4 f 1 etc. The field strength of the wave contains the stronger these components, the stronger the coupling of wave and electron flow.
If, on the other hand, the coupling is zero in the limit case, the alternating electron current contains these harmonics, but not the wave carried by the line, so that in this case no harmonic power can be extracted from the wave field. If you now connect a second line with high coupling for this harmonic nf 1 to the first line with low coupling for the desired harmonic nf, <I> 1 </I> (n = integer), the electron flow excites the frequency nf i entering this second line,
in this a wave field of the frequency nf1, which is amplified in the course of the second line by interaction with the electron alternating current. The initial amplitudes of the wave field and the gain are higher, the stronger the coupling.
In the case of coils, achieving optimal coupling leads to the approximate condition that ss # a = 1.6. So if you have z. B. for the input frequency 109 Hz (2 = 30 cm) and an electron speed, which must be approximately equal to the phase speed of the wave, corresponding to 1600 V, then plc = 1 / 12.5 follows
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The condition ss <I> - </I> a <I> = </I> 1,6 is thus given by a spiral radius of
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Fulfills.
If <I>> </I> ss # a <I> = </I> is 1.6 for the second harmonic, it follows from this
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so for = 30 cm, A / 2 = 15 cm the condition
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This can be achieved either with the same operating voltage, i.e. the same ratio c / p by reducing the value of the helix radius a = 0.38 cm, or also with other values c / p and: thus different operating voltages (possible with a corresponding helix pitch) and corresponding values of a <I> (e.g.
B. </I> clp <I> = 9, </I> a = 0.43 cm). Analogous conditions apply if. one does not want to generate the harmonic 2 f 1, but other harmonic 3 <B> <I> f l, </I> </B> 4 f 1 etc. These quantitative dimensioning conditions apply only roughly and as a rough approximation.
The invention is by no means limited to the use of coils as delay lines. It relates to any shape of lines with a filter structure. Such lines have a bandpass character, that is, their through-pass range is generally so narrow that, when controlled with the frequency f 1, harmonics of the frequencies nf are no longer in their pass range at all.
Corresponding to the above explanation, electron currents of the frequencies nf <I> 1, </I> arise through which then in the lines following the input line, with the appropriate position of their pass band, waves. of the frequencies nf1 are excited, the power of which can be decoupled from the individual line each Weil.
The required position of the passage area (Fig. 2) of these delay lines with filter structure can be achieved by suitable dimensioning of the lines and the application of suitable direct voltages to the cathode.
The use of such filter lines also has the advantage that each line practically only generates the power of the harmonics for which it is dimensioned, since the pass band is usually so narrow that there is only one harmonic in it. At the same time there is a filter effect for the harmonics that are not desired. For optimal dimensioning, it is not possible to specify such simple optimal conditions as those mentioned above; approximate condition for the helix.
The only principle that should apply is that in the line that is used to pick up a harmonic, the coupling of wave and electron flow is stronger for this harmonic than in the one to the. Control generator coupled line for the same harmonic.
In Fig. 3 is a. Exemplary embodiment illustrated schematically in its parts essential for the invention in a simplified representation. It is a tube with two lines one behind the other in the direction of the electron flow. The electron beam 4 is generated by an electron gun.
The cathode is labeled 5; a focussing electrode 6 and a pre-anode 7 are arranged in front of the same. The electron beam 4 passes through the two lines 8 and 9. If necessary, further lines can be provided here, which connect to the line 9 in the beam direction behind the line 9. In the illustrated embodiment, these ducts are shown schematically as delay lines in the form of hollow pipes with equidistant apertures.
The generator 10 is coupled with the frequency f 1 to the input of the first line 8, and the consumer 11 for the output of the second line 9 is coupled with the frequency nf 1. The lines are dimensioned in this way and applied to such DC voltages that in each of the same for the desired frequency coupling and amplification are large.
This means: In the second line 9, the gain for the desired harmonic mf <I> 1 </I> is higher than for this frequency nf 1 in, the control line B. The same applies to any others in the course of the Tube lying lines that are behind the line 9, seen in the direction of the electric nenstrahls.
The invention is not limited to the shape of the lines according to FIG. 3. Any line shapes can be used. It is also applicable to tubes of the traveling-field magnetron amplifier type, in which the amplification of the wave takes place in an electrostatic transverse field and a temporally constant magnetic transverse field perpendicular thereto.
It is often necessary to suppress self-excitation to attenuate every single line in the tube. This measure is known for normal amplifier tubes of the traveling wave tube type and therefore does not require any special explanation here.
It is possible to combine the various lines with different dimensions into one structural unit. This is particularly possible if the dimensions of the different lines despite the different frequencies. are chosen so that their optimal operating voltages are the same or approximately the same. In many cases, however, you have to apply different operating voltages to the individual lines, which means that the electrons in them have to be given different speeds.
Then a structural unit made up of different lines can only be created by isolating the potential with the help of insulating spacers.