DE1005198B

DE1005198B - Elektrische Entladungsroehre nach dem Lauffeldprinzip

Info

Publication number: DE1005198B
Application number: DET10332A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans H Klinger
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1954-12-11
Filing date: 1954-12-11
Publication date: 1957-03-28

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine elektrische Entladungsröhre nach dem Lauffeldprinzip. Derartige Entladungsröhren besitzen bekanntlich eine Verzögerungsleitung, welche die zu verstärkenden Wellen mit einer Elektronenströmung derart in Wechselwirkung bringt, daß die Phasengeschwindigkeit der Wellen und die Elektronengeschwindigkeit etwa übereinstimmen.

Die Verzögerungsleitung wird bei einer bekannten Ausführungsform derartiger Röhren beispielsweise als logarithmische Spirale ausgebildet, und die Elektronenströmung wird vom Innern der Spirale radial nach den Randgebieten hin geführt. Durch geeignete Bemessung der Spiralsteigung wird erreicht, daß die Elektronen, welche gleichmäßig von der Kathode ausgesendet werden, mit zunehmendem radialem Abstand von derselben mehr und mehr dichtemoduliert werden, wodurch dann in der an sich bei Lauffeldröhren bekannten Weise eine Verstärkung der auf der spiralförmigen Verzögerungsleitung fortschreitenden Wellen bewirkt wird.

Die Ausbildung der Spirale nach einem logarithmischen Gesetz ist erforderlich, damit die radiale Ausbreitungsgeschwindigkeit des Elektronenstrahles und die der Welle gleich sind. Dies ist beispielsweise durch die deutschen Patentschriften 808 130 und 812 807 hinreichend bekannt.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß trotz logarithmischer Ausbildung der spiralförmigen Verzögerungsleitung der erzielbare Wirkungsgrad bei derartigen Anordnungen weit unter dem theoretisch berechneten Wert bleibt.

Zweck der Erfindung ist, den Wirkungsgrad bei Lauffeldröhren mit spiralförmiger Verzögerungsleitung zu erhöhen, wobei davon ausgegangen wird, daß die Verzögerungsleitung in an sich bekannter Weise wenigstens angenähert nach einem logarithmischen Gesetz ausgebildet ist, also nach dem Spiralinnern hin aufeinanderfolgende Spiralwindungen einen abnehmenden radialen Abstand aufweisen.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Kathode und den Elektronenauffänger der Entladungsröhre derart anzuordnen, daß die Elektronenströmung beim Betrieb der Entladungsröhre von den Randbezirken nach dem Innern der logarithmischen Spirale verläuft.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es für die Erhöhung des Wirkungsgrades bei derartigen Lauffeldröhren, ebenso wie bei den bekannten Klystronanordnungen, darauf ankommt, den Laufzeitwinkel im Auskoppelbereich wesentlich geringer zu wählen als im Einkoppelbereich. Es ist dies an sich für Laufzeitröhren nach Art des Klystrons bekannt, bei denen zur Einkopplung und Auskopplung jeweils ein einziger Hohlraumresonator vorgesehen ist. Bei

Elektrische Entladungsröhre
nach dem Lauffeldprinzip

Anmelder:

Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dipl.-Ing. Hans H. Klinger, Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt worden

diesen bekannten Entladungsröhren findet jedoch keine Wechselwirkung zwischen fortschreitenden Wellen und einer Elektronenströmung statt, so daß die allgemeine Wirkungsweise dieser bekannten Röhren wesentlich von der des Anmeldungsgegenstandes verschieden ist.

Nachfolgend wird an Hand eines Ausführungsbeispieles die Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Entladungsröhre nach dem Lauffeldprinzip dargestellt. Die Entladungsröhre besitzt eine Verzögerungsleitung nach Art einer logarithmischen Spirale, die beispielsweise an den Stellen 1 bis 5 mit Durchtrittsöffnungen für eine Elektronenströmung versehen ist. Außerhalb der Spirale ist ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 6 angeordnet, demgegenüber im Innern der Spirale sich der Elektronenauffänger 7 befindet. Das Strahlerzeugungssystem kann in an sich bekannter Weise ausgebildet sein, ebenso wie der Elektronenauffänger.

Bei dem Ausführungsbeispiel verläuft die Elektronenströmung wenigstens angenähert radial vom Randgebiet der Spirale zu dem im Innern angeordneten

Auffänger hin. Es können jedoch auch weitere Elektronenströmungen längs dem Umfang der Spirale radial nach innen geführt sein oder ein die gesamte Spirale umfassendes Strahlerzeugungssystem, welches einen scheibenartigen Elektronenstrahl nach dem Spiralinnern hin richtet, verwendet werden. Ebenso können zweckmäßigerweise die bei den bekannten Ausführungsformen üblichen elektronenoptischen Einrichtungen, wie Magnetfelder und zusätzliche Bündelungselektroden u. dgl., Anwendung finden. Auch kann die Verzögerungsleitung ohne weiteres zweiteilig ausgebildet werden, so wie es beispielsweise die deutsche Patentschrift 877 915 in Abb. 1, 3 und 5 zeigt, d. h., es können zwei mit ihren flachen Seiten einander eng benachbart gegenüberstehende spiral-

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artige Verzögerungsleitungen verwendet werden, zwischen denen die Elektronenströmung radial von außen nach innen verläuft.

Bekanntlich ist bei einer logarithmischen Spirale im Innern der Abstand von Windung zu Windung erheblich geringer als in den Randgebieten. Ordnet man daher das Strahlerzeugungssystem in den Randgebieten bzw. außerhalb der Spirale an und läßt die Elektronenströmung nach dem Zentrum der Spirale hin verlaufen, so ist im Einkoppelbereich, das ist beispielsweise — um diesen Bereich etwa anzudeuten — der Bereich, der in der Abbildung zwischen den Windungen 1 bis 3 liegt, der Laufzeitwinkel wesentlich größer als im sogenannten Auskoppelbereich, der sich beispielsweise zwischen den Windungen 3 bis 5 erstreckt.

Die erfindungsgemäße Anordnung besitzt daher nicht nur wie die bekannten Ausführungsformen den Vorteil gleicher radialer Ausbreitungsgeschwindigkeit von Elektronenströmung und Welle längs der Verzögerungsleitung, sondern darüber hinaus noch den Vorteil eines höheren Wirkungsgrades, was durch die besondere Anordnung des Strahlerzeugungssystems und die radiale Strahlführung nach dem Innern der Spirale hin erreicht wird.

Ebenso wie bei den bekannten Anordnungen von Lauffeldröhren ist es bei reinen Verstärkeranordnungen zweckmäßig, in den Zug der Verzögerungsleitung, gleichmäßig verteilt oder auch in gewissem Maße streng lokalisiert, so wie für normale Lauffeldröhren bekannt, eine Dämpfung einzufügen, deren Dämpfungswert größer, zweckmäßig bedeutend größer als die Bruttoverstärkung der Röhre ist. Bezüglich der Ein- und der Auskopplung können ebenfalls die bei den bekannten Lauffeldröhren üblichen Anordnungen Verwendung finden.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Elektrische Entladungsröhre nach dem Lauffeldprinzip mit einer Verzögerungsleitung nach Art der logarithmischen Spirale, bei der eine im wesentlichen in radialer Richtung verlaufende Elektronenströmung mit dem Feld einer längs der Spirale fortschreitenden elektromagnetischen Welle in Wechselwirkung tritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode der Entladungsröhre und der Elektronenauffänger derart angeordnet sind, daß die Elektronenströmung vom Außenbereich der Spirale nach deren Innern hin verläuft.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 808 130, 812 807,
915.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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