DE1033794B - Anordnung mit einer Diode fuer sehr kurze elektrische Wellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Dicde für sehr kurze elektrische Wellen, insbesondere Zentimeterwellen, bei der die Diode im Zuge einer Hochfrequenzleitung liegt und die Kathode und, die Anode der Diode an zwei in Richtung der elektrischen Feldstärke gegenüberliegenden Stellen der Hochfrequenzleitung in derart geringem gegenseitigem Abstand angeordnet sind, daß für die übergehende Elektronenströmung der Laufzeiteinfluß vernachlässigbar klein ist.

Für den Zweck der Rauschleistungserzeugung ist eine Diode bekanntgeworden, bei der im Innern, eines Koaxialleitungsabschnittes eine den Innenleiter der Koaxialleitung im wesentlichen umschließende schleifenförmige Wolframkathode angeordnet ist. Diese Wolframdrahtschleife ist mit dem Innenleiter unmittelbar verbunden und erstreckt sich gegen den Außenleiter hin, der zugleich, als Anode dient. Bei dieser bekannten Anordnung besitzt einerseits die Schleife aus Wolframdraht einen im allgemeinen nicht mehr vernachlässigbaren Blindwiderstand im Gebiet der höheren Frequenzen, und des weiteren, ist der Abstand zwischen der Schleife und. dem als Anode dienenden Außenleiter kritisch in der Einstellung. Im Gebiet der Zentimeterwellen versagt diese Anordnung, da dort Koaxialleitungen meist nicht tragbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, der die Anwendung von elektrischen Entladungsröhren nach Art der Diode auch in dem Gebiet der sehr kurzen Wellen, insbesondere Zentimeterwellen, ermöglicht, ohne die Nachteile der bekannten Anordnungen mit sich zu bringen.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, da,ß die Hochfrequenzleitung eine Hohlrohrleitung ist und daß die Hohlrohrleitung im Bereich der Elektronenströmung derart ausgebildet ist, daß die Kathode und die Anode wenigstens angenähert koplanar mit den jeweils zugehörigen Wandungsteilen der Hohlrohrleitung in diese eingebettet sind.

Es ist an sich bekannt, eine im Zuge einer konzentrischen Leitung liegende Diode zur Spannungsmessung zu verwenden. In dieser Anordnung sind die zylindrische Kathode und Anode konzentrisch zueinander angeordnet, eine Anordnungsweise, die für eine Hohlrohrleitung — und damit für besonders kurze Wellen, insbesondere Zentimeterwellen —, nicht brauchbar ist.

Es ist weiter bekannt, eine Diodenstrecke in das Innere eines Hohlraumresonators einzufügen und da,-bei den Abstand zwischen Kathode und Anode so- gering zu wählen, daß für die übergehende Elektronenströmung der Laufzeiteinfluß vernachlässigbar klein ist. Bei dieser bekannten Anordnung ist praktisch eine übliche Diode mit bogenförmig verlängerter Anordnung mit einer Diode
für sehr kurze elektrische Wellen

Anmelder:

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

Horst Gerlach, Neu-Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt worden

Anode in einen Hohlraumresonator eingesetzt, so daß weder Anode noch Kathode koplanar mit den zugehörigen Wandungsteilen sind. Das hat aber zur Folge, daß einerseits leicht unerwünschte Schwingungsarten im Hohlraum entstehen, andererseits eine stark frequenzabhängige Kopplung zwischen der Diodenstrecke und dem Hohlraum gegeben ist. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind hingegen diese Nachteile vermieden.

Nachstehend wird an Hand von Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert.

Die Abb. 1 zeigt im Längsschnitt und Querschnitt eine erfindungsgemäß ausgebildete Diodenanordnung, bestehend aus einem Hohlrohrleitungsabschnitt rechteckigen Querschnittes. Die Entladungsanordnung umfaßt eine Kathode 1, die mittels eines Brenners 2 auf die für thermische Emission erforderliche Temperatur gebracht wird. Diese Kathode 1 ist flächenartig ausgebildet und mit einer zylinderförmigen Fortführung 3 versehen. In dieser zylinderförmigen Fortführung 3 sind an sich bekannte Wärmedrosseln 4 eingefügt, um eine unerwünschte Aufheizung von Teilen zu vermeiden, die nicht zur Emission vorgesehen sind. Außerhalb der Hohlrohrleitung ist ferner ein die Kathodenfortführung 3 über die Länge einer Viertelbetriebswellenlänge hin, umschließender Ansatz 6 vorgesehen, der zusammen mit einer etwa eine Viertelbetriebswellenlänge langen Umstülpung 7, der Kathodenfortführung 3 und einem in radialer Richtung elektrisch eine Viertelbetriebswellenlänge langen Flansch 8 einen hochfrequenten Kurzschluß zwischen der Emissionsfläche der Kathode 1 und der mit dieser koplanaren Innenfläche der Hohlrohrwandung 5 sicherstellt. Eng benachbart und der Kathode planparallel gegenüberstehend ist die Anode 9 vorgesehen, die zugleich die Begrenzung der Hohlrohrleitung in

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dieser Richtung bildet. Es entsteht so, wie besonders bildenden Längssteg langsam und stetig in Abschnitdeutlich aus dem Querschnitt A-A' der Abb. 1 er- ten 11' auslaufen zu lassen, wodurch sich der gekennbar, ein Hohlrohrleitungsabschnitt mit sehr ge- wünschte Übergang auf den. Wellenwiderstand der ringer Höhenabmessung, jedoch normaler Breiten- unbelasteten Leitungsteile einstellt, abmessung. Dieser Leitungsteil besitzt einen relativ 5 Die Verwendung einer kapazitiv belasteten HoW-geringen Wellenwiderstand, der beispielsweise in der rohrleitung gegenüber einer unbelasteten Hohlrohr-Größenordnung zwischen, 30 und 50 Ω liegen kann. leitung bringt darüber hinaus noch den Vorteil, daß Der Abstand zwischen der Kathodenoberfläche und bei gleichem Abstand zwischen. Kathodenflache und der hierzu planparallelen, als Anode dienenden Hohl- Anodenfläche der Wellenwiderstand in diesem Abrohrwandung ist derart klein gewählt, daß in Ab- io schnitt wesentlich höher ist, z. B. in der Größenordhängigkeit von der Betriebsspannung der Dioden- nung zwischen 50' und 80 Ω, wodurch sich das Transanordnung die Laufzeiteinnüsse in der Entladungs- formationsverhältnis im Übergangsabschnitt auf eine strecke bezüglich ihrer Wirkung noch vernachlässig·- übliche unbelastete Hohlrohrleitung, die einen bär gering sind. Dies ist etwa bis zu Laufzeitwinkeln Wellenwiderstand in der Größenordnung zwischen in der Größenordnung von π/2 hinreichend gut erfüllt. 15 350- und 400' Ω besitzt, wesentlich im günstigen Sinne Bei Zugrundelegung einer derartigen Dimensionie- vermindert.

rung liegt der Abstand zwischen Kathodenfläche und Die Abb. 3 zeigt eine Anordnung, welche im Grundhierzu pl anparallel er Anode für Anodengleichspan- prinzip ähnlich der in Abb. 2 dargestellten arbeitet, nungen in der Größenordnung um 600 Volt etwa bei der jedoch der die kapazitive Belastung bildende zwischen ¹Za und 1 mm. ao Längssteg 11, so wie aus. dem Querschnitt erkennbar, Da in der Praxis Hohlrohrleitungen mit Wellen- keilförmig in die Hohlrohrleitung hineinragt. Diese widerständen in der Größenordnung zwischen 30 und Anordnung zeigt darüber hinaus auch mehr konstruk-50'Ω im allgemeinen nicht üblich sind, empfiehlt es tive Einzelheiten bezüglich des Vakuumgefäßes wie sich, SO' wie in der Abb. 1 dargestellt, an den Lei- die vorausgehendn, mehr schematischen Darstelluntungsabschnitt mit geringem Wandungsabstand 25 gen. So wird der Vakuumabschluß im Hohlrohr-Transformationseinrichtungen anschließen zu lassen, leitungsabschnitt durch sogenannte Koppelfenster 13 die den Übergang auf eine Hohlrohrleitung mit dem sichergestellt, bei denen jeweils eine Metallfolie 12 üblichen Seitenverhältnis 1 :2 ermöglichen (worunter vorgesehen ist, mit welcher das Kopplungsfenster verstanden wird, daß sich die Höhe zur Breite der durch Anglasung verbunden ist. Die Kathodenseite Hohlrohrleitung in einer Querschnittsebene wie 1 : 2 30 der Anordnung ist durch einen Behälter 14 gegen verhalten). Beim Ausführungsbeispiel der Abb. 1 ist äußere Einflüsse abgeschirmt. Zum Anschluß dienen dies dadurch erreicht, daß die die Anode bildende in an sich bekannter Weise Durchführungsstifte durch Hohlrohrwandung 9 langsam und stetig von der den Metallboden 15 des Abschirmgehäuses 14, die mit Hohkohrwandung 5 weggeführt ist bis zu dem Nor- den entsprechenden Teilen verbunden, sind, malquerschnitt, wo die Hohlrohrleitung in eine solche 35 Im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen, der mit den üblichen Seitenabmessungen, übergeht. Zur Abb. 1 und 2 wird bei dem Ausführungsbeispiel der Herstellung des Vakuumabschlusses sind in dem Ab- Abb. 3 die Emissionsfläche der Diodenkathode nicht schnitt mit üblichen Seitenabmessungen an sich be- mittels eines Brenners, sondern in an sich bekannter kannte Kopplungsfenster vorgesehen, welche die Ver- Weise mittels auftreffender Elektronen, auf die erforbindung der Hohlrohrleitung mit anderen Hoch- 40 derliche Temperatur gebracht. Dies wird dadurch erfrequenzgeräten ermöglichen. Kathodenseitig kann reicht, daß ein gesondertes Entladungssystem, besteder \^rakuumabschluß durch eine Anglasung zwischen hend aus Kathode 16 und Beschleunigungselektrode dem Flansch 8 und dem die Kathodenfortführung 3 17, außerhalb der Hohlrohrleitung vorgesehen ist. Als umschließenden Ansatz 6 hergestellt werden. Anode dieses zusätzlichen Systems dient die Aus Gründen der mechanischen, Stabilität empfiehlt 45 Kathode 1 der Diodenanordnung. Durch Wahl der es sich, so wie in der Abb. 1 bereits eingezeichnet, des Strahlstromstärke und der Auftreffgeschwindigkeit weiteren eine Versteifung, z. B. in Form einer Rippe der Elektronen, auf die Kathode 1 läßt sich deren 10, innerhalb des sich verjüngenden Hohlrohrleitungs- Temperatur in beliebiger Weise einstellen. Dabei geabschnittes vorzusehen, die jedoch auch durch andere nügen unter Umständen schon relativ geringe Ströme, Konstruktionen dieser Art ersetzt werden kann. 50 die bei entsprechend hoher Beschleunigungsspannung Die Abb. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer er- eine ausreichende Aufheizung der Diodenkathode 1 findungsgemäßen Entladungsanordnung, bei der der bewirken. Eine derartige Ausführung empfiehlt sich Hohlrohrleitungsabschnitt mit geringem Wandungs- vor allem dann, wenn es sich darum handelt, die abstand dadurch hergestellt ist, daß eine Hohlrohr- Diodenkathode 1, wie bei Rauschleistungserzeugung leitung mit üblichen Abmessungen, im Innern mit 55 häufig erforderlich, im Sättigungsbereich zu betreieinem Längssteg 11 versehen ist, welcher eine kapazi- beil, wofür im allgemeinen Thoriumoxyd- oder WoIftive Belastung der Hohlrohrleitung bildet. An sich ramkathoden Verwendung finden.. Diese Kathodensind derartige Hohlrohrleitungen bekannt, doch ver- arten arbeiten nämlich auf so hohen Temperaturen, wendet man sie bisher für andere Zwecke. Die katho- daB sie bei indirekter Heizung einen ungewöhnlich denseitige Ausführung der in Abb. 2 gezeigten An- 60 groß dimensionierten Brenner benötigen wurden, Ordnung ist ähnlich der in Abb. 1 dargestellten. Es dessen. Lebensdauer wegen der zu fordernden hohen ist lediglich der der Kathodenfläche unmittelbar be- Brennertemperatur meist relativ kurz sein würde, nachbarte Viertelbetriebswellenlängenabschnitt in Die Abb. 4 zeigt eine weitere mögliche Ausradialer Richtung verlegt, um die Bauhöhe der An- führungsform für eine derartige Kathodenheizung, bei Ordnung geringer halten zu können. Der Übergang 65 der des weiteren zugleich der hochfrequente Kurzvon dem Leitungsstück mit niederem Wellenwider- schluß zwischen der Emissionsfläche der Kathode 1 stand auf das unbelastete Leitungsstück gestaltet sich und der mit dieser koplanaren Innenfläche der Hohlbei einer derart ausgebildeten, Anordnung insofern rohrwandung 5 durch eine elektrisch eine Viertelbesonders einfach, als es lediglich erforderlich ist, in betriebswellenlänge (oder ein. ungerades Vielfaches an sich bekannter Weise den die kapazitive Belastung 70 hiervon) lange Leitung erzwungen wird, die an beiden

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Enden offen ist. Beim Ausführungsbeispiel ist diese daß der Längssteg 11 mit einer relativ großen Boh-Leitung drei Viertelbetriebswellenlängen lang. Zu rung versehen wird, in die Scheiben 31 aus dielektridiesem Zweck ist die Kathode 1 mit einer kurzen schem Material, vorzugsweise Keramik, unter Zwirohrförmigen Fortführung 18 versehen, an welche schenlage von zweckmäßigerweise in das Teil 11 einsich ein scheibenartiges Metallteil 19 anschließt, wel- 5 geschraubten Metallringen· 32 eingelegt sind. Die Abches zweckmäßig ebenso wie die Fortführung 18 mit masse der Scheiben 31, der Bohrung im Teil 11 und Wärmedrosseln, versehen wird. Das scheibenartige der Metallzwischenlagen 32 werden zweckmäßig der-Metallteil 19 geht an seinem äußeren Rand in einen art gewählt, daß sich die in der Abb. 5 eingezeichnekurzen, nach innen umgewinkelten zylinderformigen ten elektrischen Längen ergeben. Aus Gründen der Teil 20 über, der unter Zwischenlage von Dielektri- io exakten und zentrischen Halterung ist der Anodenkum 21 in einem napfförmigen Ansatz 22 an der bolzen 27 mit einem Flansch 33 versehen, der eben-Außenseite der Hohlrohrwandung 5 befestigt ist. Die falls unter Zwischenlage von Dielektrikum in die Zwischenlage des Dielektrikums 21 hat zweierlei Wir- Bohrung 11 eingeschoben ist. Als äußerstes Glied kungen, nämlich einerseits wird die erforderliche verschließt die Bohrung 11 ein ringförmiges Metallelektrische Länge von einem ungeradzahligen Viel- 15 teil 34, welches gegebenenfalls die einzelnen in der fachen einer Viertelbetriebswellenlänge wegen der Bohrung angeordneten Elemente unter Druck zuverkürzenden Wirkung des Dielektrikums bei sehr sammenhalten kann. Der Flansch 33 wird zusammen geringer geometrischer Länge erreicht, so daß die An- mit dem der Zentrierung dienenden Dielektrikum Ordnung klein wird, und des weiteren ergibt sich so zweckmäßig derart bemessen, daß durch den zugeeine genaue Zentrierung für die Kathode 1 in bezug 20 ordneten 2/4-Abschnitt ein hochfrequenter Kurzauf die Durchtrittsöffnung in der Hohlrohrwandung 5. Schluß entsteht. Es werden dadurch besonders gün,-Die Kathodenfortführung 18 kann an ihrem unteren stige elektrische Bedingungen bezüglich der Verrin-Ende mittels eines Gitters 23 abgeschlossen werden, gerung des eventuell noch möglichen, an sich jedoch welches als Beschleunigungsgitter dient. Um die bereits sehr geringfügigen Entweichens von Hoch-Stromübernahme dieses Beschleunigungsgitters 23 25 frequenzenergie geschaffen.

gering zu halten, empfiehlt es sich, dieses flachstrebenr Durch Wahl des radialen Abstandes zwischen; der

artig auszubilden, ähnlich den z. B. für Klystrons be- Wandung- des Anodenbolzens 27 und der inneren kannten Gittern. Der Brenner 24 ist innerhalb der Wandungsbegrenzung des Teiles 11 läßt sich die Kathodenhülse 25 auf der beispielsweise aus Metall Kapazität zwischen Anodenbolzen 27 und dem die bestehenden Grundplatte 15 befestigt, in ähnlicher 30 kapazitive Belastung der Hohlrohrleitung bildenden, Weise etwa, wie es in der Abb. 3 dargestellt ist. Längssteg 11 an sich beliebig klein halten, so daß Zwischen der Emissionsfläche der Kathodenhülse 25 z. B. für die Zwecke der Zuführung einer Hoch- und dem Beschleunigungsgitter 23 wird zweckmäßig frequenzspannung, wie es bei Überlagerungsanordwenigstens ein Steuergitter 26 zur Einstellung der nungen erforderlich ist, z. B. einer Spannung mit Stromstärke vorgesehen, die für die Aufheizung der 35 einer Frequenz in der Größenordnung von einigen Kathode 1 mit maßgebend ist. Die Einstellung der 100 MHz, die elektrischen Verhältnisse in günstiger Emissionstemperatur der Kathode 1 erfolgt demnach Weise gegeben sind.

durch Inbetriebnahme des durch die Kathode 25j das Die Abb. 6 zeigt eine Ausführungsform, die es er-

Steuergitter 26 und die Diodenkathode 1 gebildeten möglicht, diese Kapazität gegebenenfalls noch kleiner Triodensystems. Die Anodenspannung für dieses 40 zu machen, und zwar dadurch, daß der Anodenbolzen Triodensystem ist dabei an einer derartigen Stelle der 35 in einer relativ weiten öffnung 36 innerhalb des mit der Kathode 1 verbundenen Metallteile vorzu- Teiles 11 vorgesehen ist und ein Entweichen von sehen, daß der beabsichtigte hochfrequente Kurz- Hochfrequenzenergie aus der Hohlrohrleitung durch schluß von Emissionsflächen der Kathode 1 und Einsetzen eines sperrtopfartigen Ringes 37 verhindert Innenseite der Hohlrohrwandung 5 nicht beeinträch- 45 wird. Zur Erzielung einer Zentrierung des Anodentigt wird. Beispielsweise kann man die Anodenver- bolzens 35 sind dabei an der Stelle des Sperrtopfes bindung am Teil 20 vorsehen,, z. B. an einer elektrisch 37 zwei Keramikringe 38, 39 vorgesehen, denen eine halbe Betriebs wellenlänge von der kathoden- mehrere Aufgaben zufallen. Einerseits dienen, sie der seitigen Kurzschlußebene entfernten Stelle. Zentrierung des Anodenbolzens, andererseits ergeben

Bei den, bisherigen Ausführungsformen ist stets die 50 sie zugleich die Möglichkeit für vakuumdichte Meta,U-Anode gleichstrommäßig unmittelbar mit der einen keramikverbindungen, um an dieser Stelle den Hohlrohrwandung verbunden. Vakuumabschluß sicherzustellen, und des weiteren

Die Abb. 5 und 6 zeigen Ausführungsbeispiele, bei verkürzen sie die geometrische Länge des etwa eine denen im Gegensatz hierzu die Anode nur hoch- Viertelbetriebswellenlänge, langen Sperrgebildes. Ein frequent mit dem entsprechenden Hohlrohrwandungs- 55 Entweichen von Hochfrequenz wird dadurch sicher teil in Verbindung steht. Bei der Anordnung nach vermieden, daß im Spalt 40 (zwischen Anodenbolzen Abb. 5, bei welcher aus Gründen der übersichtliche- 35 und unterer Begrenzung des die kapazitive Beren Darstellung die Ausbildung der Hohlrohrleitung lastung bildenden Längssteges 11) bei der in der ähnlich der Abb. 2 gewählt ist, ist als Anode ein Abb. 6 eingezeichneten Bemessung ein Kurzschluß ge-Metallbolzen 27 vorgesehen, der mit seiner unteren ⁶° geben ist. Der an diesem Spalt 40 anschließende, den Begrenzungsfläche der Kathode 28 planparallel und Anodenbolzen 35 umgebende Raum ist nämlich an, der eng benachbart gegenüberstehend angeordnet ist. Zur dem Spalt 40 abgewendeten Seite durch die Serien-Erzwingung eines hochfrequenten Kurzschlusses schaltung des unendlich hohen Eingangswiderstandes zwischen der unteren Begrenzungsfläche 29 des die des nach dem Spalt 40 hin offenen Sperrtopfgebildes kapazitive Belastung bildenden Längssteges 11 und 65 37 (mit dem Dielektrikum 39) und den in Serie hierder unteren Begrenzungsfläche 30 des Bolzens 27 sind zu liegenden sehr kleinen, Eingangswiderstand des in den Spalt zwischen Bolzen 27 und Längssteg 11 in ,1/4-Abschnittes, welcher durch das Dielektrikum 38 Serie mehrere hohe Impedanzen eingeschaltet. Diese ausgefüllt ist, abgeschlossen. Es erscheint somit der Impedanzen werden aus Gründen geringer geometri- sehr weite Λ/4-Abschnitt 36 an seinem dem Spalt 40 scher Abmessungen zweckmäßig derart ausgebildet, 7° abgewendeten Ende stets durch eine sehr hohe Impe

danz abgeschlossen, was bekanntlich so wirkt, als wäre der Spalt 40 hochfrequenzmäßig kurzgeschlossen bzw. überbrückt. Die Kathode ist in, Abb. 6 wiederum mit 1 bezeichnet.

Die einzelnen bisher beschriebenem Ausführungsbeispiele zeigen des weiteren, stets die konstruktive Vereinigung des Hohlrohrleitungsabschnittes mit geringem Wandungsabstand mit den zum Übergang auf eine Hohlrohrleitung üblichen Querschnittes erforderlichen Transformationsabschnitten. Dies ist in der Praxis, wenn es auch zweckmäßig ist, nicht unbedingt erforderlich. Es kann vielmehr auch in manchen Fällen empfehlenswert sein, lediglich den Hohlrohrleitungsabschnitt mit geringem Wandungsabstand mit der Entladungsanordnung baulich, zu vereinigen. Ein Ausführungsbeispiel hierzu zeigt die Abb. 7. Hierbei ist wieder der Fall der Verwendung einer kapazitiv belasteten Hohlrohrleitung ähnlich den Ausführungsbeispielen der Abb. 2 oder 3 angenommen. Aus Gründen der für hohe Belastbarkeit erforderlichen guten Wärmeleitung ist der Längssteg 41 im Bereich der Elektronenströmung massiv ausgebildet. Im allgemeinen könneni jedoch derartige massiv ausgebildete Teile nicht ohne weiteres mit einer vakuumdichten Anglasung versehen werden,, weshalb es sich empfiehlt, so wie in Abb. 7 auch dargestellt, U-förmig ausgebildete Durchfuhrungsleiter 42 bzw. 42' vorzusehen, welche Weiterführung des die kapazitive Belastung darstellendenLängssteges 41 bilden. Im Bereich dieser U-förmigen Fortführungen ist es dann ohne weiteres möglich, die Vakuumabschlüsse 43, 43' anzuordnen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in der Abb. 7 noch zwei Schnitte A-A' und B-B' durch die im Längsschnitt gezeichnete Anordnung mit dargestellt.

In manchen Fällen, insbesondere für die Verwendung im Bereich der längeren Wellen, empfiehlt es sich des weiteren, Übergangsstücke von der Hohlrohrleitung auf Koaxialleitungen vorzusehen, wodurch vor allem der Anschluß weiterer Hochfrequenzgeräte wesentlich erleichtert wird. Vor allem ist dies empfehlenswert, wenn die Koaxialleitung etwa, den gleichen Wellenwiderstand aufweist wie die (beispielsweise kapazitiv belastete) Hohlrohrleitung, z. B. 60 Ω.

Des weiteren kann an Stelle der Hohlrohrleitung mit nur einem eine kapazitive Belastung bildenden Längssteg auch eine solche mit zwei symmetrisch angeordneten Längsstegen vorgesehen werden:. Derartige kapazitiv belastete Hohlrohrleitungen sind ebenfalls an sich bekannt und z.B. in der Arbeit »Properties of Ridge Wave Guide« (abgedruckt in der Zeitschrift »Proceedings of the IRE« 1947, S. 783 bis 788) ausführlich behandelt.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Entladungsröhre kann für die verschiedensten Zwecke der Hochf requenztechnik Verwendung finden, so beispielsweise, wie bereits angedeutet, als Überlagerungsstufe (Mischstufe) für eine Hochfrequenzspannung hoher Frequenz mit einer Hochfrequenzspannung wesentlich niedrigerer Frequenz. Dies kann so geschehen, daß die Hochfrequenzspannung hoher Frequenz der Hohlrohrleitung unmittelbar und die Hochfrequenzspaniiung wesentlich niedrigerer Frequenz dem Anodenstromkreis der Diodenstrecke zugeführt wird. Das gewünschte Mischprodukt kann dann aus der Hohlrohrleitung oder aus dem Anodenstromkreis der Diode, zweckmäßig unter Zwischenschaltung von Filtern, entnommen werden,.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist ferner auch als Rauschgenerator, insbesondere für Empfindlichkeitsmessungen an Empfängern und Verstärkern für sehr kurze elektromagnetische Wellen,, anwendbar, und zwar in verschiedener Weise. Entweder wird das eine Ende der Hohlrohrleitung mit dem Wellenwiderstand der Hohlrohrleitung reflexionsfrei abgeschlossen, und das andere Leitungsende an das zu untersuchende Gerät angeschaltet, wobei auf Anpassung auch an diesem Leitungsende zu achten ist. Die Messung der Empfindlichkeit vollzieht sich dann in ähnlicher Weise wie bei den an sich bekannten Rauschdiodenmeßanordnungen, d. h. durch Bestimmung des Anodenstromes bei Sättigungsbetrieb, für den ein bestimmtes Signal zu Rauschleistungsverhältnis vorliegt. Eine andere Methode hingegen besteht darin, daß das nicht mit dem zu untersuchenden Gerät verbundene Leitungsende derart total reflektierend abgeschlossen wird, daß das zu untersuchende Gerät ein Maximum an Rauschleistung angeboten bekommt. Dies hat den Vorteil, daß vor allem bei geringer Empfindlichkeit des zu. untersuchenden Gerätes die für die Messung zur Verfügung stehende Rauschenergie doppelt so groß ist wie bei einseitig reflexionsfreiem Abschluß der Hohlrohrleitung.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Anordnung mit einer Diode für sehr kurze elektrische Wellen, insbesondere Zentimeterwellen, bei der die Diode im Zuge einer Hochfrequenzleitung liegt und die Kathode und die Anode der Diode an zwei in Richtung der elektrischen Feldstärke gegenüberliegenden, Stellen der Hochfrequenzleitung in derart geringem gegenseitigem Abstand angeordnet sind, daß für die übergehende Elektronenströmung der Laufzeiteinfluß vernachlässigbar klein ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzleitung eine Hohlrohrleitung ist und daß die Hohlrohrleitung im Bereich der Elektronenströmung derart ausgebildet ist, daß die Kathode und die Anode wenigstens angenähert koplanar mit den jeweils zugehörigen Wandungsteilen der Hohlrohrleitung in diese eingebettet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Elektroden galvanisch und die andere der Elektroden nur hochfrequenzmäßig leitend mit der jeweils zugehörigen Wandung der Hohlrohrleitung verbunden ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kathode eine indirekt geheizte Oxydkathode vorgesehen ist, die flächenhaft ausgebildet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kathode eine für den Sättigungsbetrieb der Diode geeignete Emissionsquelle vorgesehen ist, die vorzugsweise flächenhaft ausgebildet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein außerhalb der Hohlrohrleitung angeordnetes weiteres Entladungssystem vorgesehen ist, dessen vorzugsweise steuerbare Elektronenströmung zur Aufheizung der Emissionsfläche der Dioden-Kathode vorgesehen ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Vakuumabschluß der Hohlrohrleitung an sich bekannte Koppelfenster aus dielektrischem Material vorgesehen sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung

des kleinen Abstandes der Wandungsteile der Hohlrohrleitung im Bereich der Elektronenströmung eine durch wenigstens einen Längssteg kapazitiv baiastete Hohlrohrleitung vorgesehen ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) die kapazitive Belastung bildende(n) Längssteg(e) im Anschluß an den Bereich geringen Wandungsabstandes zumindest auf der einen Seite der Hohlrohrleitung derart fortgeführt ist (sind), daß sich ein wenigstems angenähert reflexionsfreier Übergang auf einen unbelasteten Hohlrohrleitungsabschnitt mit vorzugsweise gleichen Seitenabmessungen, wie der belastete Hohlrohrleitungsabschnitt ergibt.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlrohrleitungsabschnitt mit kleinem Wandungsabstand zumindest an dem einen Ende mit einer Widerstandstransformationsvorrichtung zur Anpassung an eine Hohlrohrleitung größeren WandUngsabstandes versehen ist, vorzugsweise an eine Hohlrohrleitung mit dem Seitenverhältnis 1 :2.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlrohrleitung zumindest auf der einen Seite mit einer an »5 sich bekannten Übergangsvorrichtung zum Anschluß einer Koaxialleitung versehen ist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ihre Verwendung als Rauschgenerator in der Weise, daß an einem Leitungsende die durch Sättigungsbetrieb der Diode erzeugte Rauschleistung entnommen¹ wird und daß das andere Leitungsende entweder reflexionsfrei oder total reflektierend abgeschlossen ist, bei total reflektierendem Abschluß vorzugsweise derart, daß an den Verbraucher ein Maximum an Rauschenergie abgegeben wird.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ihre Verwendung als Leistungsmischstufe zur Überlagerung einer Hochfrequenzspannung hoher Frequenz mit einer Hochfrequenzspannung wesentlich niedrigerer Frequenz in der Weise, daß die Hochfrequenzspannung hoher Frequenz der Hohlrohrleitung zugeführt ist und die Hochfrequenzspannung wesentlich niedrigerer Frequenz in den Anodenstromkreis der Diodenstrecke eingespeist ist und daß das gewünschte Mischprodukt der Hohlrohrleitung oder dem Anodenstrotnkreis der Diode, zweckmäßig unter Zwischenschaltung von Filtern, entnommen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 847 300, 928 190.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

® 809 560/378 7.58