Magnetron Die Erfindung bezieht. sich auf ein Ma- gnet.ron, welches eine gerade Anzahl von An oden enthält, von denen jeweils zwei bei.iaeh- ba.rte gegenphasig schwingen.
Die Anoden sind dabei Teile eines Schwingsystems, wel ches entweder aus einer Mehrzahl von Resona- toren (sogenanntes Multicavity-lviagnetron) oder aus einem einzigen Resonator besteht (sogenanntes Interdigital-Magnetron). Es ist ein Multieavity-Magnetron -bekannt, welches ein sogenanntes Gitter enthält. Die ses Gitter besteht aus je einer st.abförmigen Steuerelektrode in jedem zwischen je zwei be nachbarten Anoden liegenden Zwischenraum.
,Alle diese Steuerelektroden sind galvanisch miteinander verbunden (siehe die Figur, wel che einen zur Achse senkrechten Schnitt durch ein Hagnetron darstellt. Die schraffier ten. Fliehen bezeichnen die Anoden, der zen trale Kreis symbolisiert die Kathode, die kleinen ausgefüllten und leeren Kreise zeigen die Lagen der Steuerelektroden).
Werden die sem Gitter niederfrequente Spannungen zu- P (r<B>-</B> führt, so bewirkt es eine Amplitudenmodu lation der vom 'Magnetron erzeugten Hoch- frequenzsehwingung. Werden dem Gitter aber IIochfrequenzspannungen passender Frequenz zugeführt, so kann es zur Synchronisierung der vom Magnetron erzeugten Schwingung finit der zugeführten Spannung verwendet werden.
Während nun eine Amplitudenmodulation mit gutem Erfolg erzielbar ist, gelingt die Synchronisierung der vom Magnetron erzeug ten Schwingung nur in einem relativ sehr kleinen Frequenzbereich, dessen Breite in der Grössenordnung von einem Tausendstel der mittleren Frequenz liegt. Der Grund dafür zeigt sich bei einer genaueren Untersuchung des durch die Steuerelektroden auf den Elek tronenmechanismus ausgeübten Einflusses.
Es ergibt sich dabei nämlich, dass die Wirkungen von zwei aufeinanderfolgenden Steuerelektro den auf die Elektronen einander entgegenge setzt gerichtet sind und einander daher zu mindest teilweise kompensieren. Qualitativ lässt sich der Grund für die geringe Wirk samkeit des Gitters bei der Synchronisierung schon aus der Tatsache ersehen, dass jeweils zwei benachbarte Anoden gegenphasig schwin gen, zwei benachbarte Steuerelektroden aaber, obwohl sie denselben Zentrierwinkel. ein schliessen wie die Anoden,
von der zugeführ ten Hochfrequenzspannung gleichphasig ge speist werden.
Die Erfindung bezweckt eine Verbesse rung dieser Verhältnisse. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Steuerelektroden so anzuordnen resp. zu betreiben, dass keine Steuerelektrode der von einer andern Steuer elektrode auf die Elektronen ausgeübten Wir kung entgegenarbeitet. Dazu muss vermieden werden, dass gleichphasig gespeiste Steuerelek- troden sieh in benaehba.rten Zwischenräumen oder allgemein in einem Abstand voneinander befinden, der eine ungerade Anzahl von An oden enthält.
Ein erstes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemässes llagnetron weist halb so viele Steuerelektroden. wie Anoden auf. Die Steuerelektroden sind gleichmässig verteilt, derart, dass zwischen je zwei aufeinanderfol- genden Steuerelektroden sieh zwei Anoden befinden (siehe Figur: man denke sieh die Steuerelektroden beispielsweise nur bei den vollen Kreisen). Alle Steuerelektroden sind galvanisch miteinander verbunden und arbei ten daher gleichphasig. Aus diesem Beispiel lassen sieh weitere Bauarten ableiten, welche weniger Steuerelektroden enthalten.
Deren Anzahl kann zum Beispiel ein Viertel, ein Sechstel usw. der Anodenzahl betragen, wobei sie mit Vorteil wiederuni gleichmässig verteilt angeordnet sind. In gewissen Fällen kann eine einzige Steuerelektrode genügen, insbesondere in einem Interdigital-Mag netron, dessen An- oden über das einzige vorhandene hochfre- quente Magnetfeld eng miteinander gekoppelt sind.
Ein anderes Ausführungsbeispiel weist Steuerelektroden auf, welche gegenphasig ge speist werden. Beispielsweise werden einerseits die durch die leeren Kreise der Figur, ander seits die dureli die vollen Kreise symbolisier- ten Steuerelektroden zu je einer Gruppe zu sammengefasst und innerhalb der Gruppe gal vanisch miteinander verbunden. Die beiden Gruppen werden von der synchronisierenden Hoehfrequenzspannung in C#egenpliase ge speist.
Diese Ausführungsform zeigt den für die Verwendbarkeit der Magnetronröhre we sentlichen Vorteil, dass die beiden Gruppen ausserhalb der Röhre auch parallel geseha.ltei, werden können. Diese kann dann, wie das be kannte Magnettun mit Gitter, zur Erzeugung amplitudenmodulierter Schwingringenver- wendet werden.
Aueli aus diesem Beispiel lassen sich wei tere Bauarten ableiten, welche weniger Steuer elektroden bis hinunter zur Anzahl zwei ent halten. Stets niuss zwischen zwei gleichphasig schwingenden, das heisst innerhalb der Röhre galvanisch miteinander verbundenen Steuer elektroden eine gerade Anzahl von Anoden liegen, zwischen zwei gegenphasig schwingen den Steuerelektroden jedoch eine ungerade Anzahl von Anoden.
Zusammenfassend ist also ein erfindungs gemässes Magnetron dadiireh gekennzeichnet, dass in mindestens einem Zwischenraum zwi schen zwei benachbarten Anoden eine Steuer elektrode angeordnet ist, wobei, wenn meh rere Steuerelektroden vorhanden sind, diese derart zusammengefasst sind, da.ss sich zwi schen je zwei galvanisch miteinander verbun denen Steuerelektroden eine gerade Anzahl von Anoden befindet.
Die Steuerelektroden können, wie im be kannten Magnettun, am einfachsten durch Stäbe gebildet werden, welche parallel zur Achse des Magnetrons angeordnet sind. 'Mit Vorteil sind diese Stäbe etwas weiter von der Kathode entfernt als die der Kathode zuge wandten Anodenflächen, damit. die Steuer elektroden von möglichst wenigen Elektronen getroffen werden.
Magnetron The invention relates. on a magnet.ron, which contains an even number of anodes, two of which oscillate out of phase with each other.
The anodes are parts of an oscillating system which either consists of a plurality of resonators (so-called multicavity lviagnetron) or of a single resonator (so-called interdigital magnetron). A multi-avity magnetron is known which contains a so-called grid. This grid consists of a rod-shaped control electrode in each space between two adjacent anodes.
, All of these control electrodes are galvanically connected to one another (see the figure, which shows a section through a hagnetron perpendicular to the axis. The hatched lines denote the anodes, the central circle symbolizes the cathode, the small filled and empty circles show the Positions of the control electrodes).
If this grid is supplied with low-frequency voltages, it causes an amplitude modulation of the high-frequency oscillation generated by the magnetron. If, however, high-frequency voltages of a suitable frequency are supplied to the grid, synchronization can occur the oscillation generated by the magnetron can be used finite with the applied voltage.
While amplitude modulation can now be achieved with good success, the synchronization of the oscillation generated by the magnetron is only possible in a relatively very small frequency range, the width of which is on the order of a thousandth of the mean frequency. The reason for this becomes apparent on closer examination of the influence exerted by the control electrodes on the electron mechanism.
The result is that the effects of two successive control electrodes on the electrons are directed opposite to one another and therefore at least partially compensate one another. Qualitatively, the reason for the low effectiveness of the grid during synchronization can already be seen from the fact that two adjacent anodes vibrate out of phase, but two adjacent control electrodes, although they have the same centering angle. close like the anodes,
be fed in-phase by the supplied high-frequency voltage.
The invention aims to improve these relationships. The invention is based on the idea of arranging the control electrodes, respectively. to operate so that no control electrode counteracts the effect exerted on the electrons by another control electrode. To this end, it must be avoided that in-phase fed control electrodes are located in adjacent spaces or generally at a distance from one another that contains an uneven number of anodes.
A first exemplary embodiment for a magnetron according to the invention has half as many control electrodes. like anodes. The control electrodes are evenly distributed in such a way that two anodes are located between each two consecutive control electrodes (see figure: think of the control electrodes, for example, only with the full circles). All control electrodes are galvanically connected to one another and therefore work in phase. From this example you can derive other designs which contain fewer control electrodes.
The number of these can be, for example, a quarter, a sixth, etc. of the number of anodes, whereby they are again evenly distributed with advantage. In certain cases, a single control electrode can be sufficient, in particular in an interdigital magnet, the anodes of which are closely coupled to one another via the only high-frequency magnetic field that is present.
Another embodiment has control electrodes which are fed out of phase. For example, the control electrodes symbolized by the empty circles of the figure on the one hand and the full circles symbolized on the other hand are combined into a group and galvanically connected to one another within the group. The two groups are fed by the synchronizing high frequency voltage in C # egenpliase.
This embodiment shows the advantage, which is essential for the usability of the magnetron tube, that the two groups can also be seen in parallel outside the tube. This can then be used, like the known magnet tuning with grating, to generate amplitude-modulated oscillating rings.
From this example, other designs can be derived which contain fewer control electrodes down to the number two. There must always be an even number of anodes between two control electrodes that vibrate in phase, i.e. an even number of anodes that are galvanically connected within the tube, but an odd number of anodes between two control electrodes that vibrate in opposite phase.
In summary, a magnetron according to the invention is characterized in that a control electrode is arranged in at least one space between two adjacent anodes, and if several control electrodes are present, these are combined in such a way that two each are galvanically connected to one another verbun which control electrodes are an even number of anodes.
As in the known magnet tuning, the control electrodes can most easily be formed by rods which are arranged parallel to the axis of the magnetron. These rods are advantageously a little further away from the cathode than the anode surfaces facing the cathode, thus. the control electrodes are hit by as few electrons as possible.