DE1007441B - Magnetron mit einem der Entbuendelung der Raumladungspakete dienenden Teil der Elektronenbahn - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Entladungsröhren von der Bauart eines Magnetrons.

Ein Magnetron besitzt normalerweise eine langgestreckte Kathode, welche von einer Anode umschlossen wird, die ihrerseits aus einer Anzahl von sogenannten Anodensegmenten aufgebaut ist, deren Innenflächen eine im übrigen noch durch die Kathode begrenzte zylindrische Raumladungskammer umschließen. Wenn in dieser Kammer ein axiales magnetisches und ein radiales elektrisches Feld bestehen, werden die von der Kathode emittierten Elektronen zu einer UmI auf bewegung um die Kathode herum veranlaßt. Bei derartigen üblichen Magnetrons sind die Anodensegmente derart miteinander verbunden, daß sie Resonanzkreise bilden, so daß die elektrischen Streufelder zwischen den Anodensegmenten den rotierenden Elektronen, soweit sie sich in Phase mit diesen Feldern befinden, kinetische Energie entziehen. Die in Phase befindlichen Elektronen werden schließlich von der Anode aufgenommen. Die Bezeichnung »in Phase befindliche Elektronen« bezieht sich auf diejenigen Elektronen, welche eine Geschwindigkeitskomponente in der Richtung des Wechselfeldes besitzen, so daß sie Energie an dieses Feld abgeben müssen. Die Raumladung tritt also nacheinander in eine Reihe derartiger Felder ein, da ©in bestimmter Bruchteil der Raumladung wegen seiner Umlaufbewegung um die Kathode mehr als einmal an den Anodensegmeiiten vorbeiläuft, bis die gesamte den Elektronen durch das radiale elektrische Feld verliehene Energie an das Wechselfeld abgeführt ist. Derartige Magnetrons mit wiederholt eintretender Raumladung liefern eine große Leistung bei verhältnismäßig großem Wirkungsgrad und werden daher als Hochfrequenzoszillatoren weitgehend verwendet.

Während des Betriebes eines solchen Magnetrons wird die rotierende Raumladung zu Paketen oder Gruppen von in Phase befindlichen Elektronen und zu Paketen oder Gruppen von außer Phase befindlichen Elektronen gebündelt. Die in Phase befindlichen Elektronen wandern zur Anode und die außer Phase befindlichen zurück zur Kathode. Da diese letzteren Elektronenpakete ebenfalls wiederholt in die Wechselfelder der Resonanzkreise eintreten, müssen sie synchron bleiben, um später noch Energie an die Wechselfelder abgeben zu können. Dies erschwert die Fabrikation von Magnetronanoden für höhere Betriebsfrequenzen, weil bei diesen Frequenzen die Abmessungen der Resonanzkreise notwendigerweise klein gewählt werden müssen und infolgedessen die Anodensegmente schmaler bemessen und in größerer Zahl vorhanden sein müssen. Die Herstellungsschwierigkeiten lassen sich zwar bei Mehranodenmagnetrons weitgehend vermindern, wenn man ein neutrales An-Magnetron mit einem der Entbündelung

der Raumladungspakete dienenden Teil

der Elektronenbahn

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. Juli ,1952

Donald Aldrich Wilbur, Albany, N. Y. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

odensegment an Stelle einiger Resonanzkreissegmente benutzt und nur zwei Anodensegmente oder einige Paare von Anodensegmenten als aktive Anoden ausbildet. Jedoch geht dabei der Synchronismus der Elektronenpakete mit dem Hochfrequenzfeld während des Vorbei'laufens der Elektronenpakete an dem neutralen Anodensegment zum Teil verloren, wenn auch die Bündelung, d. h. die Paketierung, erhalten bleibt. Es entsteht infolgedessen der Wunsch, die wiederholt eintretende Raumladung nutzbar zu machen, um die in ihr enthaltene Energie vollständig zu gewinnen, ohne diese Elektronenpakete synchron mit den elektrischen Wechsel fei dem halten zu müssen.

Durch die zur Verringerung der Herstellungsschwierigkeiten üblichen neutralen Anodensegmente werden die Elektronenpakete nur ungenügend zerstreut.

Bei Magnetrons sind weiterhin Kathodenkonstruktionen bekannt, die aus einem zur Anode koaxialen Zylinder bestehen, der in einer exzentrischen Einbuchtung den geheizten Kathodenteil enthält. Diese Anordnung dient in erster Linie zur Verminderung der Rückheizung, der geheizte Kathodenteil kann dabei gegenüber einem neutralen Anodensegment (Neutrode) angeordnet sein.

Die Erfindung betrifft eine Magnetronröhre, bei welcher längs eines der Schwingungserzeugung dienenden Teils der Elektronenbahn das Verhältnis des Kathodenradius zum Radius der Anodensegmente groß ist, längs eines anderen, der Entbündelung der

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Raumladungspakete dienenden Teils der Elektrodenbahn dagegen das Verhältnis des Kathodenraddus zum Radius einer Neutrode verhältnismäßig klein ist, und beide Bahnteile wiederholt durchlaufen werden, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenoberfläche an der der Neutrode gegenüberliegenden Stelle außerhalb des Kreiszylinders liegt, der die Kathodenoberfläche an der den Anodensegmenten gegenüberliegenden Stelle umschreibt.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird die umlaufende Raumladung eines Magnetrons längs eines Teils des Umlaufweges entbündelt, ohne die Raumladungsdichte oder Energie merklich zu vermindern. Nach jedem Umlauf um die Kathode verschwindet die Modulation der Raumladung durch die Hochfrequenzfelder, so daß der Abstand zwischen dem letzten aktiven Anodensegment auf der Eintrittsseite des erwähnten Entbündelungsbereichs und dem ersten aktiven Anodensegment auf der Austrittsseite aus diesem Bereich nicht kritisch ist. Auf diese Weise werden die Vorteile einer wieder eintretenden Raumladung gewahrt, selbst wenn eine Paketierung der Raumladung stattfindet. Das Magnetron läßt sich infolgedessen besser als Oszillator verwenden, da der Verlust des Synchronismus der wieder eintretenden Raumladung den SohwingungsVorgang nicht stören kann. Das Magnetron läßt sich außerdem auch als Verstärker verwenden, da die elektronische Rückkopplung des als Ausgangselektrode dienenden Teils der Anode auf den als Eingangselektrode dienenden Teil der Anode sich ahne weiteres dadurch vermeiden läßt, daß man zwischen diesen Anoden Entbündelungseinrichtungen anbringt.

Fig. 1 zeigt eine teilweise im Schnitt gehaltene Ansicht eines erfindungsgemäßen Magnetrons;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Magnetrons nach Fig.l;

Fig. 3 ist eine Darstellung einer anderen Ausführung des Magnetrons.

Zunächst soll eine kurze Darstellung der Theorie und der bei dem Entwurf von gewöhnlichen Wanderfeld-Magnetrons auftretenden Grenzen gegeben werden.

Die Raumladungskammer oder der Raum, in weichem die Elektronen und das Feld eines gewöhnliehen Magnetrons aufeinander einwirken, wird gewöhnlich als ein zylindersymmetrisches Gebiet zwischen der Kathode und der Vielsegmentanode bezeichnet, so daß die Raumladungskammer einerseits durch die Kathode und andererseits durch die Anode begrenzt wird. Der Mittelwert der Winkelgeschwindigkeit der Raumladung um die Kathode hängt ab von dem Verhältnis des radialen elektrischen Feldes zum axialen magnetischen Feld in der Raumladungskammer. Für eine gegebene Betriebefrequenz der Re- sonanzkreise wird die Zahl der Anodensegmentpaare und die mittlere Winkelgeschwindigkeit der Elektronen so gewählt, daß die an der Anode entlanglaufende elektromagnetische Welle sich in Synchronismus mit der Raumladungsgeschwindigkek befindet. Der oder die Resonanzkreise, welche mit den Anodensegmenten gekoppelt sind, werden durch die Raumladung dann erregt, wenn die Elektronen mit den Wechselfeldern in den Anodenspalten in Phase sind und somit kinetische Energie von der Raumladung an die Resonazkreise übertragen wird. Diese Energie wird den Elektronen durch das radiale elektrische Feld zwischen der Kathode und der Gesamtanode zugeführt.

Wenn das Verhältnis von Kathodenradius zum Innenradius der Anoden zu klein ist, wird der sogenannte untere Diodenknick oder obere Knickpunkt des Stromes schon bei einem verhältnismäßig kleinen Betriebsstrom erreicht. Jenseits dieses Punktes setzen die Schwingungen aus, und auch bei einer Erhöhung der Anodenspannung kann keine Ausgangsleistung mehr erzielt werden. Es wird angenommen, daß diese Erscheinung auf das Verschwinden der Raumladungsbündelung oder der sogenannten Speichen zurückzuführen ist. Das Bild der Raumladungsspeichen beruht auf der Tatsache, daß die nutzbaren, in Phase befindlichen Elektronen, die in den Anodenzwischenräumen verzögert werden, bei ihrem Umlauf um die Kathode einen größeren mittleren Radius annehmen, bevor sie auf die Anode auftreffen. Wenn der Krümmungsradius der Kathode im Vergleich zum Krümmungsradius der Innenflächen der Anodensegmente zu klein ist, eilt der innere Teil jeder Raumladungsspeiche gegenüber dem äußeren Teil dieser Speiche, der ja eine viel größere Strecke durchlaufen muß, vor. Unter diesen Bedingungen werden die Raumladungsspeichen zerstört, und bei hoher Frequenz wird daher die Ausgangsleistung vermindert. Diese Erscheinung, nämlich die Zerstörung der Raumladungsspeichen, ist insbesondere dann zu beobachten, wenn die Zahl der Anodensegmente groß und das Verhältnis von Kathodenradius zu Anodenradius klein ist. Bei solchen Magnetrons dringen die Wechselfelder nicht sehr weit in die Raumladungskammer ein oder jedenfalls nicht so weit wie beispielsweise bei einem Zweianodenmagnetron. Wenn also das Wechselfeld nicht besonders stark ist, befindet sich nur der äußere Teil jeder Raumladungsspeiche in Synchronismus mit dem Streufeld, und die Abnahme des Streufeldes oder elektrischen Wechselfeldes in Richtung zur Kathode führt zu einer Instabilität.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Magnetrons wird die Instabilität der Elektronenpaketierung beim Vorbeilaufen der Raumladung um einen Kathodenteil von verhältnismäßig kleinem Radius nutzbar gemacht. Die Raumladungskammer besteht hierbei zum Teil aus einem aktiven oder normalen Teil, in welchem das Verhältnis von Anodenradius zu Kathodenradius optimal mit Rücksicht auf hohe Ausgangsleistung gewählt ist. Ein weiterer und räumlich mit dem ersten Teil des Raumladungsweges annähernd vergleichbarer Teil des Raumladungsweges soll ein kleines Verhältnis von Kathodenradius zu Anodenradius besitzen, so daß der obere Stromknick verhältnismäßig tief liegt. Dementsprechend werden die Elektronenpakete (d. h. die durch die Anodensegmente im erstgenannten Teil des Weges erzeugten Speichen) wieder entbündelt, wenn die Raumladung den genannten zweiten Teil ihres Weges durchläuft. Das Anodensegment oder die Anodensegmente in diesem Entbündelungsbereich dienen hauptsächlich zur Erzeugung des radialen elektrischen Feldes und werden nicht an den Ausgangskreis angekoppelt. Wenn also die in dieser Weise demodulierte Raumladung wieder in den aktiven Bereich der Raumladungskammer eintritt, so sind keine Elekronenpakete oder Speichen, die sich synchron mit den Wechselfeldern bewegen müßten, mehr vorhanden. Es braucht also längs der Anodensegmente in diesem aktiven, Teil der Raumladungskammer kein Synchronismus aufrechterhalten zu werden, und die Länge des Entbündelungsbereiches ist nicht kritisch.

In Fig. 1 und 2 ist ein Magnetron dargestellt, welches einen luftdicht abgeschmolzenen Kolben 1 enthält, der einen Teil eines Resonanzkreises, z. B. eines

aus parallelen Leitungen 2 und 3 bestehenden Wellenleiters, enthält. Diese Leitungen sind in den Röhrenkolben 1 eingeführt und über eine Spule 4 von IV2 Windungen miteinander verbunden. Innerhalb der Spule sind eine Reihe von aktiven Anodensegmenten 5 von gleicher Breite und ferner ein neutrales Anodensegment 6 von größerer Breite angebracht. Jedes Segment ist mit einem anderen Punkt der Innenseite der Spule verbunden, z. B. durch Anschweißen. Die sechs Anodensegmente 5 sind etwa über die Hälfte des Spulenumfanges verteilt, und die breite Elektrode 6 bildet den Rest der Raumladungskammer. Zwischen den Anodensegmenten liegen wie üblich die sogenannten Anodenspalte.

Innenhalb der Raumladungskammer ist eine in dieser Ausführungsform der Einfachheit halber aus zwei Teilen bestehenden Glühkathode vorgesehen. Der emittierende Kathodenteil ist in der Zeichnung als eine aus vielen Windungen bestehende Spule 7 aus Wolfram dargestellt, welche mit einem geeigneten Emissionsmaterial von bekannter Art überzogen ist. Außer diesem Kathodenteil 7 ist ein Kathodenteil 8 vorhanden, der durch einen aus Vollmaterial bestehenden Leiter gebildet werden kann, dessen Achse parallel zur Achse des ersten Kathodenteiles und der Raumladungskammer verläuft. Der letztere Kathodenteil 8, welcher den Anodensegmenten 5 gegenübersteht, besitzt vorzugsweise einen konstanten Krümmungsradius um denselben Mittelpunkt wie die Innenflächen der Anodensegmente 5. Die Wolframwicklung 7 hat einen verhältnismäßig kleinen Radius im Vergleich zum Kathodenteil 8 und befindet sich zwischen diesem Teil 8 und dem neutralen Anodensegment 5, wobei der Krümmungsmittelpunkt der Innenfläche des Segmentes 6 derselbe ist wie der Krümmungsmittelpunkt der Spule 7. Die den Anodensegmenten 5 benachbarten Teile des Segmentes 6 bilden einen allmählichen Übergang vom Krümmungsradius der Innenfläche von 6 zum Krümmungsradius der Innenflächen der Segmente 5. Das linke Ende der Spule 7 ist mit dem Kathodenteil 8 über einen Halter 9 verbunden, welcher an dem Kathodenteil 8 und einem Träger für die Spule 7 angeschweißt ist und der außerdem dem Kathodenteil 8 und der Spule 7 dieselbe Spannung zuführt. Man sieht, daß die Spule 7 auch beispielsweise durch eine zylindrische Hülse ersetzt werden kann.

Das Verhältnis des Radius der Spule 7 zum Innenradius des Segmentes 6 ist viel kleiner als das entsprechende Verhältnis des Kathodenteiles 8 zu den Innenflächen der aktiven Segmente 5. Der letztere Verhältniswert wird mit Rücksicht auf einen verhältnismäßig hohen oberen Stromknick gewählt, damit dieser einem üblichen Magnetron entsprechende Teil die gewünschten Betriebseigenschaften zeigt, während der erstere Verhältniswert so gewählt ist, daß ein tiefliegender oberer Stromknick erhalten wird. Bei dieser Ausführungsform wird die Abweichung der beiden Verhältniswerte voneinander durch eine Ungleichheit der Krümmungsradien der Kathodenteile 7 und 8 erzielt. Während also der obere Stromknick zum Teil durch entsprechende Krümmungsradien der Kathode und Anode für einen Teil des Winkelweges der Raumladung erhalten wird, ändert sich der Knickpunkt mit dem Krümmungsradius der Kathode, wenn alle Anodenteile längs des Umfanges der Kathode den gleichen oder annähernd den gleichen Abstand von der Kathode besitzen.

Die Spule 4 ist über geeignete Glas-Metall-Einschmelzungen, z. B. die konzentrisch zu den Leitungen 2 und 3 liegenden Einschmelzungen 10 und 11, angeschlossen. Die Wolframspule 7 kann in gleichartiger Weise über die Leitungen 12 und 13 mittels Glas-Metall-Einschmelzungen 14 und 15 angeschlossen werden. Die Wolframspule 7 kann fest mit i'hrer Zuleitung 12 und mit ihrer Zuleitung 13 über eine Spannfeder 16 verbunden werden. Diese Feder 16 sichert die Lage der Wolframspule gegenüber der Spule 4 und den Anodensegmenten.

Um eine schädliche Bombardierung des Kolbens 1 und der Einschmelzstellen zu vermeiden, sind Abschirmungen 17 und 18 vorgesehen, die mit den Tragdrähten 12 bzw. 13 verschweißt sind. Ferner kann mit der Zuleitung 12 oder der Abschirmung 17 ein Träger 19 für eine Getterpille vorhanden sein. Die Getterpille wird während der Evakuierung auf beliebige übliche Weise verdampft.

Die Anodensegmente 5 sind zur Bewerkstelligung der Ankopplung an den abgestimmten Ausgangskreis an verschiedene Punkte der Spirale 4 angeschlossen. Je zwei nebeneinanderliegende Segmente 5 sind dabei mit verschiedenen Windungen des in Fig. 1 oberen Teils der Spule 4 verbunden, so daß je drei Segmente längs des oberen Teiles der Spule 4 mit der einen und je drei Segmente mit der anderen der Windungen der Spule 4 verbunden sind. Wenn also die eine Halbwindung der Spule elektrisch positiv und die andere negativ ist, so besitzen die jeweils benachbarten Anodensegmente entgegengesetzte Hochfrequenzpolarität entsprechend dem üblichen π-Betrieb. Da die Breite und die Abstände der sechs Anodensegmente 5 den Breiten und Abständen in einem Zwölfschlitzmagnetron entsprechen, wird also dieselbe Schwingungsfrequenz wie bei einem Zwölfschlitzmagnetron erzielt. Diese Art des Anschlusses der aktiven Anodensegmente an den Resonanzkreis ist fabrikatorisch leicht herzustellen und ist in der USA.-Patentschrift 2 521 556 beschrieben. Das neutrale Anodensegment 6, welches auch als Neutrode bezeichnet wird, ermöglicht eine weitere Konstruktionsvereinfachung, da es nämlich eine Reihe von aktiven Anodensegmenten, in diesem Falle von sechs Anodensegmenten, entbehrlich macht. Das Anodensegment 6 ist dementsprechend, an den Mittelpunkt der Spule 4 angeschlossen, d. h. in der Zeichnung an die Mitte des unteren Spulenteiles, also an einen Punkt, an dem keine Hochfrequenzspannung auftritt. Diese Elektrode, die man als neutrale Elektrode bezeichnen kann, führt deshalb keine Hochfrequenzspannung, weil sie an einem Punkt des Wellenleiters liegt, der während der Hochfrequenzschwingungen auf dem Potential Null bleibt. Die Aufgabe dieser neutralen Elektrode besteht darin, die radiale elektrische Feldverteilung zur Aufrechterhaltung der Rotationsbewegung der Raumladung um die Kathode zu gewährleisten, und sie ermöglicht ferner eine höhere Betriebsfrequenz von Vielanodenmagnetrons mit einer kleineren Anodenzahl. Eine derartige neutrale Elektrode ist in der USA.-Patentschrift 2 462 698 beschrieben.

Für den Betrieb wird eine verhältnismäßig hohe, in Fig. 1 als Batterie 20 dargestellte Gleichspannung zwischen die Anoden und die Kathoden gelegt, und zwar mit dem negativen Pol an den Kathoden, so daß in der Raumladungskammer ein radiales elektrisches Feld entsteht. Ferner wird in der Raumladungskammer ein magnetisches, parallel zur Kathodenachse verlaufendes Feld mittels einer in Fig. 2 schematisch dargestellten Spule 21 erzeugt, die aber auch durch einen permanenten Magneten ersetzt werden kann.

Wenn die Wolframspule auf Emissionstemperatur ge-

heizt wird, so laufen also die aus ihr austretenden Elektronen in der Raumladungskammer um.

Bei der Ausfüihrungsform nach Fig. 1 und 2 besteht ein endlicher Abstand zwischen der Kathode 7 und dem Kathodenteil 8, jedoch ist dieser so klein, daß die emittierten Elektronen beide Kathodenteile umlaufen. Die Wechselwirkung zwischen der rotierenden Raumladung und den Anodensegmenten 5 erregt die mit den Anodensegmenten verbundene Schaltung bei

von in Phase befindlichen Elektronen laufen synchron, bis die Raumladung wieder in das Entbündelungsgebiet eintritt.

Da es an sich gar keinen Vorteil darstellt, wenn die in den Bereich der aktiven Segmente eintretenden Elektronen bereits gebündelt sind, wird die Herstellung des Magnetrons tatsächlich wesentlich vereinfacht. Dabei ist auch die Länge des Raumladungsweges zwsichen dem letzten aktiven Segment und dem

ihrer Resonanzfrequenz. Wie in Fig. 1 dargestellt, io ersten aktiven Segment keineswegs kritisch. Nur die kann ein verstellbarer Abstimmbügel 22 an den außer- Anordnung der aktiven Segmente selbst muß mit

halb der Röhre liegenden Teilen der Leitungen 2 und 3 angebracht werden. Die aus der Gleichstromquelle stammende und in Hochfrequenzenergie umgewandelte Leistung wird einer beliebigen, in Fig. 1 schematisch 15 durch einen Ohmschen Widerstand 23 dargestellten Belastung zwischen den Leitungen 2 und 3 zugeführt. Beim üblichen Betrieb haben die Augenblickswerte der Hochfrequenzspannung nebeneinanderliegender

Rücksicht auf den Hochfrequenzbetrieb sehr genau getroffen werden. Man kann also eine weitere konstruktive Vereinfachung durch Benutzung längerer Elektroden erreichen, d. h. durch Benutzung von Neutroden, die einen größeren Winkel umfassen und somit eine noch größere Zahl aktiver Anodensegmente ersetzen können. Es ist zwar nicht nötig, daß das Anodensegment, welches dem Kathodenteil mit dem

Anodensegmente 5 entgegengesetzte Phase, und die in 20 kleinsten Krümmungsradius am nächsten benachbart Phase befindlichen Elektronen geben also Energie an liegt, als Neutrode ausgebildet ist, jedoch kann man die elektrischen Wechselfelder ab und bewerkstelligen bei dessen Ausbildung als Neutrode zu einer entbüneine Verstärkung der Schwingungen. Gleichzeitig ge- delnden Anordnung kommen, da die Neutrode nicht zu winnen diese Elektronen, nachdem sie einen Teil ihrer den aktiven Anoden gehört, unter denen eine Bünde-Energie abgegeben haben, neue Energie aus dem elek- 25 lung stattfinden muß.

irischen Gleichfeld, und zwar dadurch, daß sie sich Man erkennt, daß die Aufteilung der Kathode in

weiter auf die Anoden Segmente 5 hin bewegen, wobei einen emittierenden Teil 7 und in einen nicht emittiesie schließlich auf die Anodensegmente auftreffen, renden Teil 8 zur Erreichung der beschriebenen Entwenn sie ihre Energie nach dem Vorbeifliegen an einer bündelungswirkung nicht notwendig ist. Jedoch erReihe von Anodenspalten allmählich abgegeben haben. 30 möglicht eine solche Aufteilung insofern eine Verein-Die in Phase befindlichen Elektronen rotieren also auf fachung der Konstruktion, als man mehr oder weniger einem größeren Durchmesser in einer speichenartigen normale emittierende Wicklungen oder Hülsen verVerteilung, während die nicht in Phase befindlichen wenden kann, ohne eine Vergrößerung des Heiz-Teile der Raumladung in den Wechselfeldern der An- stromes in Kauf nehmen zu müssen. Außerdem ist der odensegmente eine Beschleunigung erfahren und teil- 35 Kathodenteil 7 von den aktiven Anodensegmenten 5 weise zur Kathode zurückkehren. Um die Anoden- weitgehend isoliert, so daß er keiner Rückheizung Schwingungskreise dauernd anregen zu können, müssen durch die von den Anodensegmenten beschleunigten die Raumladungsspeichen sich bei ihrem Vorbeilauf Elektronen unterworfen ist. Die Betriebstemperatur an den Anodenspalten annähernd synchron mit den der Kathode wird also nicht derart ansteigen, daß der Wechselfeldern bewegen. Dies erfordert normaler- 40 aktive Kathodenbelag zerstört wird, weise eine sehr hohe Präzision in der Herstellung und In Fig. 3 ist eine Ausführungsform mit einem ein-

in der Montage der Elektroden, da deren Anordnung zigen Kathodenkörper an Stelle des zweiteiligen ja nicht linear ist, sondern ein wiederholtes Eintreten Kathodenkörpers in Fig. 1 und 2 dargestellt. Die der Raumladungsspeichen ermöglichen muß. Wenn Spule 4 und die Anodensegmente 5 entsprechen der auch eine Anzahl der Anoden Segmente 5 gegenüber 45 Anordnung nach Fig. 1 und 2. Ferner ist in Fig. 3 einem gewöhnlichen Magnetron durch die Neutrode 6 eine Neutrode 6 in demselben Sinne wie bei der ersten ersetzt ist, so besteht doch eine gewisse Tendenz für Ausführungsform enthalten.

die Raumladungsspeichen, beim Passieren des langen Zum Unterschied von Fig. 1 und 2 ist die Kathode

neutralen Segmentes außer Tritt zu fallen. Derartige 24 in Fig. 3 also einteilig ausgeführt und besitzt zum Raumladungsspeichen, welche in den Bereich der 50 Teil einen größeren und zum Teil einen kleineren aktiven Anoden asynchron eintreten, begrenzen die Krümmungsradius, wobei die beiden Krümmungs-Ausgangsleistung und können sogar den Betrieb ganz punkte gegeneinander verschoben sind, so· daß der unmöglich machen. Kathodenumfang mit dem kleineren Krümmungs-

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung werden die radius an den Umfangsteil mit dem größeren an-Raumladungsspeichen beim Vorbeilauf an dem 55 schließt. Die Anodensegmente 5 und das Anodensegment 6 besitzen Krümmungsmittelpunkte, die mit denjenigen der zugehörigen Kathodenteile zusammenfallen. Eine derartige einteilige Kathode kann in beliebiger Form zwischen einer eiförmigen Gestalt bis zu einer Gestalt ausgeführt werden, bei welcher ein kleinerer Kreiszylinder einen größeren Kreiszylinder tangiert.

Bei der dargestellten Ausführungsform stellt der
stärker gekrümmte Teil der Kathodenoberfläche eine

an

Neutrodensegment 6 entbündelt. Da dieses Segment langer ist als jedes der aktiven Anodensegmente, kann der Winkelweg um den Kathodenteil 7 verhältnismäßig groß gemacht werden, so daß eine gute Entbündelung erreicht wird. In der dargestellten Ausfüh- 60 rungsform durchläuft die Raumladung einen Winkelweg von etwa 180° um die Kathodenspule 7. Wegen des Fehlens von Wechselstromfeldern im Gebiet der Neutrode wird die Entbündelungswirkung dort ver

hältnismäßig stark. Der Elektronenstrom ist daher 65 Ausbuchtung eines größeren Zylinders dar, wobei

nach dem Austreten aus diesem Bereich im wesent- diese Ausbuchtung einen Zentriwinkel von etwa 180°

liehen demoduliert. Nach dem Eintritt in den Bereich umfaßt, so daß ein erheblicher Teil des Wirikelweges

der aktiven Segmente 5 wird die Raumladung sofort eine stärkere Krümmung besitzt. Mittels einer Heiz-

wieder durch die elektrischen Streufelder moduliert, wicklung 25 wird die Kathode, die vollständig mit

und die von neuem gebildeten Speichen oder Pakete 70 Emissionsmaterial überzogen wird, auf Emissions-

temperatur geheizt. Natürlich kann man ebenso wie in Fig. 1 und 2 auch nur einen Teil der Kathode mit einem Emissionsstoff überziehen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Magnetronröhre, bei welcher längs eines der Schwingungserzeugung dienenden Teils der Elektronenbahn das Verhältnis des Kathodenradius zum Radius der Anodensegmente groß ist, längs eines anderen, der Entbündelung der Raumladungspakete dienenden Teils der Elektrodenbahn dagegen das Verhältnis des Kathodenradius zum Radius einer Neutrode verhältnismäßig klein ist, und beide Bahnteile wiederholt abwechselnd durchlaufen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenoberfläche an der der Neutrode gegenüberliegenden Stelle außerhalb des Kreiszylinders liegt, der die Kathodenoberfläche an der den An-

odensegmenten gegenüberliegenden Stelle umschreibt.

2. Magnetron nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kathodenwendel an der der Neutrode gegenüberliegenden Stelle außerhalb eines den Anodensegmenten gegenüberliegenden kreisförmigen Kathodenkörpers angeordnet ist.

3. Magnetron nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode einen etwa birnenförmigen Querschnitt besitzt und der Teil mit geringerer Krümmung den Anodensegmenten, der Teil größerer Krümmung dagegen der Neutrode gegenüberliegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 952 707;
britische Patentschrift Nr. 582 489;
USA.-Patentsohriften Nr. 2 511407, 2 521556.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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