DE1099091B - Rueckwaertswellenoszillatorroehre mit gekreuzten elektrischen und magnetischen Feldern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Oszillatorröhren für Ultrahochfrequenz- oder Dezimeterwellen, die im allgemeinen unter der Bezeichnung »Carcinotron« (eingetragenes Warenzeichen) bekannt sind, und zwar »Carcinotrone« vom M-Typ, d. h. Rückwärts wellenoszillatorröhren mit gekreuzten elektrischen und magnetischen Feldern, bei denen eine auf positivem Gleichpotential liegende Verzögerungsleitung, die an dem der Auffangelektrode benachbarten Ende bedämpft ist, einer auf negativem Gleichpotential liegenden glatten Elektrode (Leitelektrode) parallel gegenüberliegt und mit dieser den Wechselwirkungsraum begrenzt.

Bei diesen Oszillatorröhren wird die Ultrahochfrequenzenergie an dem dem Strahlerzeugungssystem benachbarten Ende der Verzögerungsleitung entnommen. Das andere Ende der Verzögerungsleitung, welches der Auffangelektrode benachbart ist, ist mit einer Dämpfung versehen, um Reflexionen der Ultrahochfrequenzenergie an diesem Ende so weitgehend wie möglich zu verhindern.

Die zur Dämpfung verwendeten Materialien haben im allgemeinen körnige Struktur. Da diese Materialien dem im Wechselwirkungsraum herrschenden elektrischen Gleichfeld ausgesetzt sind und gleichzeitig durch den Elektronenbeschuß erwärmt werden, geschieht es im besonderen bei Hochspannungsoszillatorröhren, daß Teilchen des Dämpfungsmaterials sich lockern oder lösen und Lichtbogen hervorrufen, was für die einwandfreie Funktion und die Lebensdauer der Röhre nachteilig ist. Außerdem bleibt der Dämpfungswert unter diesen Bedingungen im Laufe der Zeit nicht konstant.

Ziel der Erfindung ist, eine Röhre zu schaffen, bei der der bedämpfte Teil der Verzögerungsleitung praktisch keinem elektrischen Gleichfeld und keinem Elektronenbeschuß ausgesetzt ist, so daß das Dämpfungsmaterial sich nicht lockern oder lösen kann, eine Lichtbogenbildung infolge lockerer Dämpfungsteilchen daher ausgeschlossen ist.

Erfindungsgemäß ist eine Rückwärtswellenoszillatorröhre des eingangs erwähnten Typs dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leitelektrode nur gegenüber dem ungedämpften Abschnitt der Verzögerungsleitung erstreckt, während dem bedämpften Abschnitt der Verzögerungsleitung eine von der Leitelektrode elektrisch isolierte glatte Elektrode (Hilfselektrode) parallel gegenüberliegt, die mit wenigstens etwa dem gleichen positiven Gleichpotential beaufschlagt ist wie die Verzögerungsleitung.

Bei einer derartigen Anordnung ist der bedämpfte Teil der Verzögerungsleitung praktisch keinem elektrischen Gleichfeld und keinem Elektronenbeschuß ausgesetzt. Ein weiterer Vorteil der Röhre gemäß der

Rückwärtswellenoszillatorröhre

mit gekreuzten elektris dien

und magnetischen Feldern

Anmelder:

Compagnie Generale de Telegraphie
sans FiI, Paris

Vertreter: Dr. W. Müller-Bore

und Dipl.-Ing. H. Gralfs, Patentanwälte,

Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 12. Februar 1958

Maurice Favre, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

Erfindung sind verbesserte Dämpfungswerte, d. h. eine größere Dämpfung pro Längeneinheit im bedämpften Teil der Verzögerungsleitung.

Die Erfindung ist in der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer üblichen bekannten Rückwärtsoszillatorröhre,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Rückwärtswellenoszillatorröhre nach der Erfindung, und

Fig. 3 und 4 zeigen Teillängsschnitte von abgeänderten Ausführungsformen einer Rückwärtswellenoszillatorröhre nach der Erfindung.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet. Der Typ und die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Rückwärtswellenoszillatorröhre ist im besonderen in der deutschen Patentschrift 966 271 beschrieben.

Die in Fig. 1 dargestellte Verzögerungsleitung, die aus mehreren Verzögerungselementen 2 und 2' zusammengesetzt ist, ist parallel zu der auf negativem Gleichpotential liegenden glatten Elektrode 3, die gewöhnlich als Leitelektrode bezeichnet wird, im Inneren eines Vakuumgehäuses 1 angeordnet. Die Verzögerungselemente 2', die figürlich gewöhnlich mit den

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Verzögerungselementen 2 der Verzögerungsleitung''^: potential wie die Verzögerungsleitung 2, 2' liegt, ist identisch sind, sind mit einem dämpfenden Stoff be- offensichtlich kein elektrisches Gleichfeld zwischen deckt, der in den Fig. 1 bis 4 allgemein schwarz dem bedämpften Teil 2' der Verzögerungsleitung und markiert ist. Eine Elektronenemissionskathode 4, die der Hilfselektrode 13 vorhanden, da die Elektrode 13 von einem Heizdraht 5 geheizt wird, ist einer auf 5 lediglich eine \^rerlängerung der Auffangelektrode 8 positivem Gleichpotential liegenden Hilfselektrode 6 ist. Der Wechselwirkungsraum 7 der Fig. 1 ist daher zugewandt. Die Verzögerungsleitung 2, 2' und die in Fig. 2 in zwei Teile 7 a und 7 b aufgeteilt. Der Leitelektrode 3 begrenzen zwischen sich einen vom erste TeM 7a ist dabei der eigentliche Wechsel-Elektronenstrahl 12 durchlaufenen Wechselwirkungs- Wirkungsraum (Bereich der gekreuzten elektrischen raum 7, dessen von der Kathode 4 abliegendes Ende io und magnetischen Felder). Im zweiten Teil 7 b von einer Auffangelektrode 8 begrenzt ist. Das der existiert ausschließlich ein magnetisches Feld, da dort Kathode 4 benachbarte Ende ider Verzögerungsleitung das elektrische Gleichfeld Null ist. Es folgt daraus, ist mit einem Anschluß element 9 verbunden, das daß die Elektronen des Elektronenstrahls 12 nach dem durch eine Glasverschmelzung 10 hindurchgeführt ist. Durchqueren des Wechselwirkungsraumes 7 a direkt Ein permanenter Magnet oder ein Elektromagnet, der 15 auf den Anfangteil der Hilfselektrode 13 auftreffen, in der Zeichnung nicht dargestellt ist, erzeugt ein ohne darüber hinaus in den Raumteil 7 b einzudringen, magnetisches Feld H senkrecht zu der Ebene der Infolge dieser Anordnung nach der Erfindung ist Fig. 1, während eine geeignete Spannungsquelle 11 es nicht mehr möglich, daß Elektronen auf die ermöglicht, daß die verschiedenen Elektroden der Elemente 2' der Verzögerungsleitung auftreffen, Rückwärtswellenoszillatorröhre geeignete Gleich- 20 welche Dämpfungsmaterial tragen. Außendem sind Potentiale führen, wobei ein Teil dieser Spannungs- · die Elemente 2' der Verzögerungsleitung nicht mehr quelle 11 die Energie zum Heizen des Heizdrahtes 5 einem elektrostatischen Feld unterworfen. Die Gefahr liefert. Die Leitelektrode 3 kann mit der Kathode 4, der Beeinträchtigung des Dämpfungsmaterials ist daher wie in Fig. 1 gezeigt wird, verbunden sein oder auch mit allen daraus resultierenden Mangeln und Nachvon der Kathode 4 isoliert sein und mittels einer ge- 25 teilen beseitigt. Weiterhin läßt · das Fehlen des eigneten Verbindung (nicht dargestellt) auf einem Elektronenstrahles innerhalb des bedämpften Begegen die Kathode unterschiedlichen Gleichpotential reiches der Verzögerungsleitung eine Erhöhung der gehalten werden. Dämpfung pro Längeneinheit dadurch zu, daß inner-Die soweit beschriebene Oszillatorröhre ist bekannt. halb des Teiles, in dem das elektrische Geichfeld Es ist auch bekannt, daß in diesem Röhrentyp der von 30 Null ist, zusätzliche Dämpfungselemente angeordnet der Kathode 4 emittierte Kathodenstrahl 12 durch sind, wie beispielsweise in den Ausführungsformen Energieaustausch mit einer negativen Raumharmo- nach Fig. 3 und 4 gezeigt ist (die Fig. 3 und 4 stellen nischen der in der Röhre angefachten Welle ultra- nur den Teil der Röhre dar, der die bedämpften hochfrequente Schwingungen erzeugt, wobei die Ent- Elemente2' der Verzögerungsleitung umfaßt),
nähme der ultrahochfrequenten Schwingungsenergie 35 In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Seite mittels des Anschlußelementes 9 erfolgt. der Hilfselektrode 13, die den bedämpften Elementen 2' Obgleich der größere Teil der von der Kathode 4 der Verzögerungsleitung zugewandt ist, ebenfalls mit ausgesandten Elektronen die Auffangelektrode 8 einem Dämpfungsmaterial 14 derart bedeckt, daß die erreicht, weicht doch eine verhältnismäßig große Dämpfung des Bereiches 7 6 erhöht wird. Außerdem Anzahl Elektronen von der mittleren Flugbahn 40 ist dort die Dicke der Hilfselektrode 13 vergrößert, (parallel zu der Leitelektrode 3) ab und trifft auf die wodurch der Raumteil 7 b zwischen der Elektrode 13 Elemente der Verzögerungsleitung auf, im besonderen und der Verzögerungsleitung 2' verkleinert ist, d. h., auf ihre Elemente 2', die mit Dämpfungsmaterial be- die Abmessung d in Fig. 3 ist verkürzt. Zusätzlich deckt sind. Die Dämpfungsmaterialien sind somit dem kann es vorteilhaft sein, die Größe d so zu wählen, Elektronenbeschuß unterworfen, der um so stärker 45 daß innerhalb des Bereiches 7 b die Verzögerungsist, je höher die in der Röhre verwendete Gleich- leitung bei ihrer Grenzfrequenz arbeitet. Bekanntlich spannung ist. Andererseits tragen auch die von den wird unter diesen Bedingungen die Dämpfung pro hohen Gleichspannungen erzeugten elektrostatischen Längeneinheit sehr groß und die Länge des Bereiches Felder zur Beeinträchtigung der aus körnigem Stoff 7 b kann dadurch beträchlich reduziert wenden. Es bestehenden Dämpfungsschichten bei. Infolgedessen 50 soll auch bemerkt werden, daß die Erhöhung der werden deren Teilchen abgelöst und erzeugen so Dämpfung die niedrigste Frequenz der Betriebsband-Störungen hinsichtlich der Funktion und Arbeitsweise breite der Röhre beeinflußt; gerade an diesem Ende der Röhre, wobei auch die vorhandene Anpassung der des Spektrums hat die Dämpfung normalerweise Scheinwiderstände zunichte gemacht und die gesamte einen verhältnismäßig kleinen Wert.
Dämpfung in Unordnung gebracht wird. 55 In der abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 4 Diese Mangel lind Nachteile der bekannten Technik umfaßt der Bereich 7& zusätzlich zu den bedämpften werden in den verbesserten Röhren nach der Erfin- Verzögerungsleitungselementen 2' einen Hilf steil 15 dung beseitigt,, die in den Ausfühningsformen der der Verzögerungsleitung, der auf dem gleichen Gleich-Fig. 2, 3 und 4 dargestellt sind. potential wie die Verzögerungsleitung 2,2' liegt, von Die Röhre nach Fig. 2, die erfoadungsgemäß ver- 60 der er -einfach eine davon zurückgebogene Verlängebessert ist, unterscheidet sich von der Röhre nach rung sein kann.

Fig. 1 dadurch, daß die darin befindliche Leit- Es kann eine zusätzliche Dämpfung in dem Bereich

elektrode 3 kürzer ist und sich nicht über den unge- 7 b auch dadurch erzielt wenden, daß in dem Bereich

dämpften T«il 2 der Verzögerungsleitung hinaus 7b Elemente, wie beispielsweise aus keramischem

erstreckt. Als Verlängerung der Leitelektrode 3, 65 Material bestehende Platten geeigneter Form, die mit

jedoch davon isoliert ist eine Hilfselektrode 13 vor- einem dämpfenden Material bedeckt sind, angeordnet

banden, die einen Teil der Auffangelektrode 8 bildet werden.

und so angeordnet ist, daß sie dem bedämpften Teil 2' Obgleich mehrere Ausführungsforxnen nach der

der Verzögerungsleitung parallel gegenüberliegt. Da Erfindung dargestellt sind, ist diese selbstverständ-

die Auffaftgelektrode 8 auf dem gleichen Gleich- 70 lieh nicht, darauf begrenzt, sondern es können viele

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Abänderungen und Modifikationen im Rahmen des Erfindungsgedankens vorgenommen werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rückwärtswellenoszillatorröhre mit gekreuzten elektrischen und magnetischen Feldern, bei der eine auf positivem Gleichpotential liegende Verzögerungsleitung, die an dem der Auffangelektrode benachbarten Ende bedämpft ist, einer auf negativem Gleichpotential liegenden glatten Elektrode (Leitelektrode) parallel gegenüberliegt und mit dieser den Wechselwirkungsraum begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leitelektrode nur gegenüber dem ungedämpften Abschnitt der Verzögerungsleitung erstreckt, während dem bedämpften Abschnitt der Verzögerungsleitung eine von der Leitelektrode elektrisch isolierte glatte Elektrode (Hilfselektrode) parallel gegenüberliegt, die mit wenigstens etwa dem gleichen positiven Gleichpotential beaufschlagt ist wie die Verzögerungsleitung.

2. Rückwärtswellenoszillatorröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode auf ihrer der Verzögerungsleitung zugewandten Oberfläche mit Dämpfungsmaterial überzogen ist.

3. Rückwärtswellenoszillatorröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiteres Dämpfungsmaterial im Raum zwischen dem bedämpften Verzögerungsleitungsabschnitt und der Hilfselektrode vorgesehen ist.

4. Rückwärtswellenoszillatorröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Raum zwischen dem bedämpften Verzögerungsleitungsabschnitt und der Hilfselektrode ein zusätzlicher bedampfter Verzögerungsleitungsteil vorhanden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen