DE1025532B - Konstruktiver Aufbau einer als Verstaerker oder Schwingungserzeuger dienenden Wanderfeldmagnetronroehre - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf als Verstärker oder Schwingungserzeuger gebaute Wanderfeldröhren mit gekreuzten magnetischen und elektrischen Feldern und einem kreisir'ingförmigen Wechselwirkungsraum. Bekanntlich wird bei diesen Röhren eine Wechselwirkung zwischen einer entlang einer Verzögerungsleitung sich fortpflanzenden elektromagnetischen Welle und einem Elektronenstrahl hervorgerufen, der sich in dem elektrischen Feld dieser Welle ausbreitet und gleichzeitig der Wirkung eines magnetischen Gleichfeldes und eines elektrischen Gleichfeldes unterliegt. Diese beiden Felder sind senkrecht zueinander und zu dem Elektronenstrahl und zeitlich konstant. Eine Verstärkerröhre dieser Art ist in der USA.-Patentsehrift 2 511407 und in einem Aufsatz in den »Proe. Inst. Radio Engineers«, Mai 1950, S. 486, beschrieben.

Ferner ist eine Schwingungserzeugerröihre dieser Art in einem Aufsatz in den »Comptes Rendus de l'Academie des Sciences«, Bd. 235, S. 236 bis 238, beschrieben. Dort ist sie als »CarcinotrotM-Röhre bezeichnet.

Beim Bau dieser Rohren ergeben sich gewisse Schwierigkeiten, und die vorliegende Erfindung hat das Ziel, diese Schwierigkeiten zu überwinden. Die Schwierigkeiten betreffen unter anderem die Anoirdnung der Verzögerungsleitung, die Zentrierung der negativen Elektrode und die Anpassung der Verzögerungsleitung an die Ausgangs- und Eingangsanschlußleitung.

Insbesondere ist es erforderlich, daß der Abstand zwischen der Verzögerungsleitung und der negativen Elektrode so< gleichmäßig wie möglich eingehalten wird. Wenn beispielsweise dieser Abstand von der Größenordnung 3 mm ist, dürfen: die Unregelmäßigkeiten 5 % nicht übersteigen. Ferner muß es nach dem Zusammenbau der Röhre noch möglich sein, die Verzögerungsleitung auf die Anscblußleitung oder Anschlußleitungen abzustimmen.

Bei den bekannten Elektronenröhren, die als Wanderfeldröhren-Verstärker oder -Schwingungserzeuger mit gekreuzten elektrischen und magnetischen Feldern und kreisringförmigem Wechselwirkungsraum gebaut sind, bilden die Entkopplungsmittel mit dem Röhrenmantel einen starren Block. Sie ragen radial in den zentralen Bereich der Röhre hinein, und zwar durch einen Schlitz in der Innenelektrode, so daß eine Verdrehung der letzteren unmöglich ist. Eine solche Verdrehung erleichtert aber die Einregelung der Röhre bei der Fabrikation wesentlich.

Deshalb ist der konstruktive Aufbau einer als Verstärker oder Schwingungserzeuger dienendem Wanderfei dmagnetronr öhre, die aus einem im wesentlichen zylindrischen Mantel besteht, innerhalb dessen; eine erste Elektrode in Form einer kreisförmig gebogenen

als Verstärker oder Schwingungserzeuger dienenden Wanderfeldmagnetronröhre

Anmelder:

Compagnie Generale de Telegraphie
sans FiI, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz, Patentanwalt,
München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 29. November 1952

Robert Warnecke und Harry Huber, Paris,
sind als Erfinder genannt worden

Verzögerungsleitung, eine zur ersten Elektrode koaxiale zweite Elektrode, die den Wechselwirkungsraum zwischen der ersten und der zweiten Elektrode bestimmt, eine Kathode, eine positive Fokussierungselektrode, ein Kollektor, Kopplungs- und Anpassungsmittel an wenigstens einem Ende der Verzögerungsleitung sowie Entkopplungsmittel zwischen den Enden der Verzögerungsleitung angeordnet sind, und bei welcher die Verzögerungsleitung, die Kopplungsmittel, der Kollektor· und die Fokussierungselektrode starr mit dem Mantel verbunden sind, wodurch ein erster Block gebildet wird, während die Kathode starr mit der zweiten Elektrode verbunden ist, wodurch ein zweiter Block gebildet wird, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsmittel vom Kollektor getrennt und mit dem zweiten. Block starr verbunden sind, daß der zweite Block innerhalb des ersten Blödes drehbar angeordnet ist und daß Mittel zur Sicherung der beiden Blöcke gegen eine unerwünschte Verdrehung vorgesehen sind.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der Zeichnung nachfolgend beschrieben. Hierbei ist

Fig. 1 ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße Verstärkerröhre,

Fig. 2 ein Schnitt durch dieselbe Röhre entlang der Linie A-B in Fig. 1,

Fig. 3 eine abgewickelte Darstellung der in der Röhre der Fig. 1 verwendeten Verzögerungsleitung, um die ineinandergreifenden Zähne zu zeigen,

Fig. 4 eine Einzelheit der Röhre aus Fig. 1,

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Fig. 5 bis 8 Schnitte von. Abänderungen der Röhre nach Fig. 1 und 2,

Fig. 9 ein Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Schwingungserzeuger derselben Bauart wie der Verstärker nach Fig. 1,

Fig. 10 in schematischer Darstellung ein anderer Schwingungserzeuger derselben Bauart,

Fig. 11 in stark vereinfachter Darstellung ein anderer Verstärker gemäß der Erfindung ähnlich Fig. 1 und

Fig. 12 und 13 Schnitte durch zwei andere Ausführungsarten in Ringbauart.

Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsart bezieht sich auf die erwähnte Wanderfei dverstärkerröhre.

In einer Verstärkerröhre dieser Art sind bekanntlich folgende Teile enthalten:

a) eine Verzögerungsleitung 1, beispielsweise mit schirm 9 und die Kathode 5 sind an der negativen Elektrode 3 befestigt.

Diejenigen Zähne der Verzögerungsleitung 1, die den Ein- und Ausgangsanschlüs'sen 12 und 13 am nächsten stehen, besitzen jeder eine Zunge27 (Fig.4), die zur Anpassung der \^rerzögerungsleitung 1 an die entsprechende nach außen führende Leitung dient. Diese Zunge ist beispielsweise mit Nieten an dem Zahn befestigt, und vorzugsweise ist die Länge der ίο Zunge 27 gleich der Hälfte der Wellenlänge, die der mittleren Frequenz des Frequenzbandes entspricht, für das die Röhre entworfen wurde.

Die beschriebene Anordnung hat viele Vorteile. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, bilden der Mantel 8., die Verzögerungsleitung 1, der Kollektor 7 und die positive Foikussierungselektrode 6 eine erste vollkommen starre Einheit. Ferner bildet die negative Elektrode 3, die auf dem Zapfen 22 befestigt ist, mit den verschiedenen von ihr getragenen Elementen eine

ineinandergreifenden Gliedern, die mit einer 20 weitere starre Einheit. Die Zentrierung dieser zweiten Dämpfunigszone versehen ist, welche bei einem Einheit innerhalb der ersten Einheit ist leicht möglich,

~ ~ und der Abstand zwischen der negativen Elektrode 3

Verstärker sich im mittleren Teil der Leitung befindet,

b) eine negative Elektrode 3, die zusammen mit der Verzögerungsleitung den Wechselwirkungsrauim bestimmt,

c) ein elektronenoptisches System 4, das geeignet ist, einen Elektronenstrahl zu erzeugen, und eine Kathode 5 und eine positive Fokussierungselektrode 6 besitzt,

d) ein Elektronenikollektor 7, der starr mit dem Mantel 8 der Röhre verbunden, ist,

e) ein. Entkopplungsschirm 9, der zwischen den beiden Enden der Verzögerungsleitung angeordnet ist,

f) in einem Fuß 11 untergebrachte Zuleitungen 10 zur Zuführung der Spannungen zu den Elektroden,

g) ein Eingangsanschluß 12 und h) ein Ausgangsanschluß 13.

und der Verzögerungsleitung 1 kann, sehr genau eingestellt werden und bleibt vollkommen konstant.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt in der Tatsache, daß die negative Elektrode 3 um den Zapfen 22 drehbar ist. Dies erleichtert die Anpassung der Röhre an die Außenleitungen 12 und 13.

Um diese Anpassung zu bewerkstelligen, wird die Zunge 27 verformt, bis man eine geeignete Anpassung für den ganzen Arbeitsbereich der Röhre erhält. Um Zugang zu der Zunge 27 zu gewinnen, wird die negative Elektrode 3 um den. Zapfen 22 gedreht, so daß sie das Ende der Verzögerungsleitung 1 freigibt. Wenn, die Röhre auf die Außenleitungen abgestimmt ist, wird die negative Elektrode 3 in die richtige Stellung zurückgebracht. Hierauf werden der Kollektor 7 und das Seitenglied 29 angebracht. Der so gebildete Block wird auf irgendeine Weise, z. B. mittels einer Mutter 28, festgelegt. Dann wird der Deckel 30 aufgesetzt. Wenn die Röhre geschlossen ist, wird die darin enthaltene Luft durch den Pumpstutzen 14 ausgepumpt.

Die besondere Bauart der Röhre erleichtert ferner die Wärmeabfuhr, da die einzelnen Elemente, die eine Einheit mit dem Mantel 8 bilden, in enger Berührung miteinander stehen. Der Mantel 8 besitzt ferner einen Wassermantel 31 mit einem Einlaßstutzen 32 und

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Wie oben erwähnt, werden Röhren der betrachteten Bauart in einem längs der Achse der Röhre gerichteten magnetischen. Feld untergebracht. Im Fall der Röhre nach Fig. 1 wird dieses Feld durch, einen schematisch bei M (Fig. 2) gezeigten Magnet erzeugt.

In der Röhre gemäß der Erfindung besitzt der
Mantel 8, der aus einem Kupferblock ausgearbeitet
ist, an seiner Innenwand ringförmige Vertiefungen
(Schultern) 15 und 16 (Fig. 2). Zwei kreisrunde
Ringe 17 und 18, die eine ineinandergreifende Ver- 50 einem Auslaßstutzen, 33. Der Einlaßstutzen ist gegenzögerungsleitung bilden, sind starr, beispielsweise über dem Kollektor 7 angebracht. In der in Fig. 1 durch Schrauben oder Hartlöten, auf den durch die gezeigten Ausführungsart besteht die Wand 31 aus Vertiefungen 15 und 16 gebildeten Schultern, befestigt. einem Messing- oder Kupferband, das an beiden Die beiden Ringe besitzen Zähne 19, so. daß jeder von Enden mit zwei Teilen 35 versehen ist, die mit Hilfe ihnen einen Kamm bildet und die beiden Kämme eine 55 von Schrauben 36 und einem Kupplungsstück 38 ineinandergreifende Verzögerungsleitung 1 ergeben. kräftig zusammengezogen werden.

Fig. 9 zeigt einen Oszillator, dessen Aufbau mit demjenigen des Verstärkers aus Fig. 1 übereinstimmt, ausgenommen daß anstatt einer Eingangsleitung 12 und einer Ausgangsleitung 13 nur eine einzige Ausgangsleitung 13ο vorhanden ist. Ferner ist der gedämpfte Teil an dem der Ausgangsleitung gegenüberliegenden Ende der Verzögerungsleitung angebracht. Offensichtlich können zahlreiche Abänderungen des

Auf diesem Zapfen befindet sich frei drehbar eine 65 beschriebenen Aufbaus vorgenommen werden. So Hülse 23, deren beide Enden mit zwei Scheiben; 24 kann die Verzögerungsleitung eine andere Bauart und 25 verbunden sind. In diesen beiden Scheiben sind haben.

drei Isolatoren 26, beispielsweise auis Quarz, befestigt. Fig. 11 zeigt stark vereinfacht eine Verstärker-

Diese Isolatoren tragen die negative Elektrode 3, wie röhre, ähnlich der in Fig. 1 gezeigten. Sie weicht von in der Zeichnung dargestellt. Der Entkopplungs- 7° der Verstärkerröhre nach Fig. 1 darin ab, daß die

Die Ringe 17 und 18 sind mit den Zähnen 19 aus einem Block aus Kupfer oder einem anderen festeren, nichtmagnetischen Material, beispielsweise Molybdän, ausgearbeitet.

An« den Ringen 17 und 18 sind Seitenglieder 29 und 20, die durch Deckel 30 und 21 bedeckt sind, angebracht. In dem Seitenglied 20 ist ein längs der Achse des Mantels 8 angeordneter Zapfen 22 befestigt.

Anschlußleitungen 12 und 13 tangential zum Mantel 8 angebracht sind.

Einige Abänderungen der erfindungsgemäßen Röhre sind in Fig. 5 bis 8 dargestellt.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung, die im wesentlichen mit der in Fig. 1 und 2 gezeigten übereinstimmt. Die die negative Elektrode 3 tragenden Stifte 39 sind hier jedoch mit den Seitengliedern 20 und 29 verbunden. Das aus dem Seitenglied 20 und der von ihm mittels der Stifte 39 und der Isolatoren 26 getragenen negativen Elektrode 3 bestehende System kann zur Anpassung innerhalb des Mantels 8 auf der Schulter

16 gedreht werden. Wenn die endgültige Anpassung der Röhre wie oben beschrieben ausgeführt ist, wird das Seitenglied 29 angebracht und erstens am Ring

17 mittels der Schrauben 40 (entsprechendes geschieht mit dem Seitenglied 20 und dem Ring 18) und zweitens an. den Stiften, 39 und dem Mittelstift 41 befestigt. Die Deckel 21 und 30 werden daraufhin angebracht.

In der Ausführungsform nach Fig. 6 sind die Seitengl'ieder 20 und 29 weggelassen und der Mittelzapfen 22 sowie die Stifte 39 zur Halterung der negativen Elektrode 3 im Deckel 30 eingeschraubt. Die im Deckel 21 liegenden Enden, der Teile 22 und 39 besitzen, kein Gewinde. Abgesehen von diesen Einzelheiten ist die Anordnung dieselbe wie in Fig. 5. In, der in Fig. 7 dargestellten Abänderung ist ein Isolator 62 zwischen dem Zapfen 22 und der negativen Elektrode 3 vorgesehen. Im übrigen stimmt sie mit der Anordnung nach Fig. 5 überein.

Fig. 8 zeigt eine andere Abänderung der erfindungsgemäßen Röhre. Diese Ausführungsart ist ähnlich mit derjenigen nach Fig. 2. Jedoch ist das Seitenglied 29 weggelassen, und der Zapfen 22 ist abgeschnitten und reicht nicht bis zu dem Deckel 30. Wenn: die Anpassung der Röhre vorgenommen ist, wird die negative Elektrode 3 in ihrer richtigen Stellung durch Muttern 42 und 43 festgelegt. Ferner ist der Ring 18 unmittelbar auf dem Seitenglied 21 befestigt. Der Hauptunterschied zwischen den in Fig. 2 und 8 dargestellten Ausführungsarten, besteht in der Art der Wasserkühlung. Der äußere Wassermantel ist hier durch die folgende Anordnung ersetzt: Das Wasser wird bei 44 der Röhre zugeführt und läuft durch eine in dem Zapfen 22 vorgesehene Bohrung 45, einen spiralförmig in dem Deckel 21 angeordneten Kanal und verläßt dann, die Röhre bei 46.

Fig. 10 zeigt eine andere Ausführungsart eines erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers. Bei dieser Ausführung besteht der Mantel der Röhre aus einem Topf 47 und einer Grundplatte 48. Der Mittelzapfen hat hier die Form eines verhältnismäßig massiven Blockes 49. Eine Hälfte 18 der Verzögerungsleitung ist in die Grundplatte 48 und die andere Hälfte 17 in den Block 49 eingebettet. Die negative Elektrode 3 hat ebenfalls die Form eines Topfes und ist mittels einer Hülse 50 drehbar auf dem Block 49 angeordnet und wird nach Anpassung der Röhre durch eine Schraube 51 in der richtigen Stellung festgehalten.

Wie man aus der Zeichnung ersieht, sind die Anschlußleitung 13 a und der Fuß 10 längs der Achse der Röhre angeordnet und erstrecken sich durch Polschuhe 52 und 53 hindurch, die zu diesem Zweck mit Öffnungen versehen sind.

Fig. 12 und 13 zeigen, zwei andere Ausführungsarten der erfindungsgemäßen Röhre. Sie beziehen sich auf Röhren mit einem hohlzylindrischen Mittelzapfen bzw. einem Mittelring (Ringbauart), in welchem ein Permanentmagnet 54 sitzt. Diese Röhren sind im wesentlichen mit der in Fig. 7 dargestellten Röhre identisch. Der einzige wesentliche Unterschied liegt darin, daß der Zapfen 22 durch die ringförmige Mittelelektrode mit dem Magnet 54 ersetzt ist. Im Fall der Fig. 13 sind die Deckel 55 und 56 aus magnetischem Material.

Im Fall der Fig. 12 sind Polschuhe 57 und 58 vorgesehen, die die Seitenglieder 59 bzw. 60 der Röhre bedecken.

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Konstruktiver Aufbau einer als Verstärker oder Schwingungserzeuger dienenden, Wanderfei dmagnetronröhre, die aus einem im wesentlichen zylindrischen Mantel besteht, innerhalb' dessen eine erste Elektrode in Form einer kreisförmig gebogenen Verzögerungsleitung, eine zur ersten Elektrode koaxiale zweite Elektrode, die den Wechselwirkungsraum zwischen der ersten und der zweiten Elektrode bestimmt, eine Kathode, eine positive Fokussierungselektrode, ein Kollektor, Kopplungs- und Anpassungsmittel an, wenigstens einem Ende der Verzögerungsleitung sowie Entkopplungsmittel zwischen den Enden, der Verzögerungsleitung angeordnet sind, und bei welcher die Verzögerungsleitung, die Kopplungsmittel, der Kollektor und die Fokussierungselektrode starr mit dem Mantel verbunden sind, wodurch ein erster Block gebildet wird, während die Kathode starr mit der zweiten Elektrode verbunden ist, wodurch ein zweiter Block gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsmittel (9) vom Kollektor (7) getrennt und mit dem zweiten Block starr verbunden sind, daß der zweite Block innerhalb des ersten Blocks drehbar angeordnet ist und daß Mittel zur Sicherung der beiden, Blöcke gegen, eine unerwünschte Verdrehung vorgesehen sind.

2. Wanderfeldmagnetronröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmittel tangential zum Mantel angebracht sind.

3. Waniderfeldlmagnetrooaröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel axial in bezug auf den Mantel angebracht sind.

4. Wanderfeldmagnetronröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem der beiden Blöcke ein zum Mantel koaxialer Stift fest verbunden ist und der andere Block um diesen. Stift drehbar angebracht ist.

5. Wanderfeldmagnetronröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Block eine Bodenplatte fest verbunden ist, in der der Stift befestigt ist, und daß der zweite Block zwischen zwei Platten angeordnet und mit diesen fest verbunden ist, welche drehbar um den Stift angeordnet sind und von. diesem getragen, werden.

6. Wanderfeldmagnetronröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift mit seinem einen Ende mit dem ersten Block fest verbunden ist, während das andere Ende frei ist und den zweiten Block trägt.

7. Wanderfeldmagnetronröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Stiftes Mittel zur Kühlung vorgesehen sind.

8. Wanderfeldmagnetronröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift aus einem Permanentmagnet besteht.

9. Wanderfeldmagnetronröhre nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußdeckel

des zylindrischen Mantels aus magnetischem Material bestehen.

10. Wanderfeldmagiietronröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode, die Form eines die Verzögerungsleitung teilweise umgebenden Topfes hat.

11. Wanderfeldmagnetronröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung aus zwei ähnlichen Teilen besteht, deren jeder aus· einem kreisringförmigen, mit Zähnen versehenen (kammartigen) Körper besteht und bei der die Zähne des einen Teils mit den Zähnen des anderen Teils im Eingriff stehen, und daß der Mantel auf der Innenseite zwei längs seines Umfanges angebrachte ringförmige Vertiefungeni (Schultern) besitzt, an denen die Körper der erwähnten zwei Teile der. Verzögerungsleitung befestigt sind.

12. Wanderfeldmagnetronröhre nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens jeweils derjenige Zahn der Verzögerungsleitung, der den Kopplungsmitteln am nächsten ist, länger als die anderen Zähne ist.

13. Wanderfeldmagnetronröhre nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Zahn um die Hälfte der der mittleren Frequenz des von der Röhre überstrichenen Frequenzbandes entsprechenden Wellenlänge länger ist als die übrigen Zähne.

14. Wanderfeldmagnetronröhre nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit diesem Zahn innerhalb des Mantels ein verformbares Element verbunden ist, welches derart ausgebildet ist, daß mittels Verformung des Elements Anpassung bewirkt werden kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 983108, 993194, 802, 1005 951.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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