DE1117780B - Elektronenstrahlroehre nach dem parametrischen Prinzip zur Verstaerkung elektrischer Signale sehr hoher Frequenz - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. 21g 13/17

INTERNATIONALE KL. PATENTAMT H 01 j; H 03f

N17888IXd/21g

ANMELDETAG: 15. F E B RU AR 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 23. NOVEMBER 1961

Die Erfindung betrifft eine Elektronenstrahlröhre nach dem parametrischen Prinzip zur Verstärkung elektrischer Signale sehr hoher Frequenz, die (in Elektronenstrahlrichtung gesehen) einen Elektronenstrahlerzeuger, eine Signaleinkopplungsvorrichtung, eine Signalauskopplungsvorrichtung und eine Auffangelektrode sowie eine vor oder hinter der Signaleinkopplungsvorrichtung angeordnete Einkopplungsvorrichtung für die Pumpfrequenz aufweist.

Es sind bereits Elektronenstrahlröhren nach dem parametrischen Prinzip bekannt, bei denen das zu verstärkende Signal zwischen dem Elektronenstrahlerzeuger und der Auffangelektrode einer Einkopplungsvorrichtung zugeführt und das verstärkte Signal einer weiter vom Elektronenstrahlerzeuger entfernten Auskopplungsvorrichtung entnommen wird. Außerdem wird bei diesen Röhren einer weiteren Einkopplungsvorrichtung ein Pumpsignal zugeführt. Bisher war es üblich, bei solchen parametrischen Verstärkern das Pumpsignal einem getrennten Generator zu entnehmen. Da die Abmessungen des Generators aber meist wenigstens ebenso groß sind wie die des parametrischen Verstärkers selbst, war die Gesamtvorrichtung zu groß und verwickelt.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Elektronenstrahlröhre der eingangs erwähnten Art begegnet diesem Nachteil. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpfrequenz einem innerhalb der Röhre zwischen der Signalauskopplungsvorrichtung und der Auffangelektrode angeordneten, vom Elektronenstrahl der Röhre durchsetzten Oszillatorteil entnommen wird. Dieser Oszillatorteil wird vorzugsweise als Rückwärtswellen-Oszillator ausgeführt. Das von diesem Oszillator erzeugte Pumpsignal wird entweder über innerhalb oder außerhalb der Röhre liegende Mittel der Einkopplungsvorrichtung für die Pumpfrequenz zugeführt. Der Ort dieser Einkopplungsvorrichtung hängt von der gewählten Art des parametrischen Verstärkers ab. Es gibt Arten, bei denen das Pumpsignal zwischen der Signaleinkopplungsvorrichtung und der Signalauskopplungsvorrichtung zugeführt wird. Auch ist es möglich, wie es nachfolgend noch näher beschrieben wird, das Pumpsignal zwischen dem Elektronenstrahlerzeuger und der Signaleinkopplungsvorrichtung zuzuführen.

Wird bei der Elektronenstrahlröhre nach der Erfindung mit der schnellen Raumladungswelle gearbeitetet, so ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Elektronenstrahlerzeuger und der am nächsten liegenden Einkopplungsvorrichtung eine das Rauschen der schnellen Raumladungswelle herabsetzende Vorrichtung angeordnet ist. Eine solche Vorrichtung kann Elektronenstrahlröhre

nach dem parametrischen Prinzip

zur Verstärkung elektrischer Signale

sehr hoher Frequenz

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 17. Februar 1959 (Nr. 5474/59) und 4. Februar 1960

Peter Granville Evertt, Redhill, Surrey,

und David Harry Odams Allen,

East Grinstead, Sussex (Großbritannien),

sind als Erfinder genannt worden

in an sich bekannter Weise z. B. aus einer Verzögerungsleitung mit einem angepaßten Belastungswiderstand bestehen. Auch kann ein den Elektronenstrahl umschließendes Röhrchen aus Widerstandsmaterial angewendet werden.

In den nachfolgenden Ausführungsformen einer Elektronenstrahlröhre nach der Erfindung sind die darin verwendeten Verzögerungsleitungen einfachheitshalber als Schraubenleitungen (Wendern) gestaltet. Es ist einleuchtend, daß auch andere bekannte Strukturen, die die gewünschten Phasengeschwindigkeiten ergeben, anwendbar sind.

Weiterhin sind die Signaleinkopplungsvorrichtung und die Signalauskopplungsvorrichtung über eine Verzögerungsleitung miteinander gekoppelt bzw. verbunden. Es ist aber auch möglich, diese beiden Kopplungsvorrichtungen nur über den Elektronenstrahl zu koppeln; in diesem Falle kann das Pumpsignal ein-

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Claims (3)

1. fach zwischen den beiden Signalkopplungsvorrich- Elektronenstrahlröhre H eine zusätzliche Verzöge-

   tungen zugeführt werden. rungsleitung A zwischen dem Elektronenstrahlerzeu-

   Die Erfindung wird an Hand zweier in den Zeich- ger G und der nächstliegenden Einkopplungsvorrichnungen dargestellter Ausführungsformen näher er- tung. Die Verzögerungsleitung .4 dient zum weitgeläutert. 5 henden Dämpfen des Rauschens der schnellen Raum-

   Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform und ladungswelle. Sie ist an beiden Enden mit HoH-

   Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, die nur darin leitern M gekoppelt, die je mittels eines angepaßten

   von der nach Fig. 1 abweicht, daß zum weitgehenden Belastungswiderstandes RA reflexionsfrei abgeschlos-

   Unterdrücken des Rauschens der schnellen Raum- sen sind.

   ladungswelle im Anschluß an den Elektronenstrahl- io Sowohl die Verzögerungsleitung A in Fig. 2 als

   erzeuger zusätzliche Mittel vorgesehen sind. auch die Verzögerungsleitung B in Fig. 1 und Fig. 2

   Die Ausführungsform nach Fig. 1 enthält eine sind derart ausgebildet, daß sie unter »Kompfner-dip«- Elektronenstrahlröhre H mit einem Elektronenstrahl- Verhältnissen wirken; d. h., die Dämpfung der Vererzeuger G. Dieser erzeugt einen Elektronenstrahl, zögerungsleitung ist monoton über ihre Länge verweicher nacheinander eine erste Verzögerungs- 15 teilt, und die Summe der am Ende entstehenden zwei leitung B, eine zweite Verzögerungsleitung C und Wellen, von denen die eine direkt von der am Aneine dritte Verzögerungsleitung D durchläuft. Die fang zugeführten Welle herrührt und die andere durch Verzögerungsleitungen B, C und D sind schrauben- Induktion der entstandenen Bündelmodulation auf linienförmig gestaltet. Eine Auffangelektrode E ist der Verzögerungsleitung entsteht, ist fast Null (vgl. hinter der dritten VerzögerungsleitungD angeordnet. 20 R. Kompfner, »Journal of the British Institution

   Die Verzögerungsleitung D wirkt wie ein Rück- of Radio Engineers«, Bd. 10, 1950, S. 283 bis 289). wärtswellen-Oszillator. Das rechte Ende der Lei- Die rechten Enden der Verzögerungsleitungen B tung D ist durch einen angepaßten Belastungswider- und D in Fig. 1 und 2 und die Enden der Verzögestand RD reflexionsfrei abgeschlossen. Die Ausgangs- rungsleitung A in Fig. 2 sind als mit Hohlleitern geschwingungen dieses Oszillators werden am Ende des 25 koppelt dargestellt, welche durch angepaßte BeIa-Anpassungsabschnittes F entnommen und über einen stungswiderstände RA, RB bzw. RD reflexionsfrei Hohlleiter L oder über eine andere geeignete Leitung, abgeschlossen sind. Diese Verzögerungsleitungen wie ein koaxiales Kabel, dem Eingang der Verzöge- können aber auch auf andere Weise abgeschlossen rungsleitung B zugeführt. Der Ausgang der Verzöge- werden, da die richtigen Widerstände z. B. auch darungsleitung B enthält den angegepaßten Belastungs- 30 durch erzielbar sind, daß die Enden der Schraubenwiderstand RB. Die Signaleinkopplungsvorrichtung leitungen mit einer geeigneten Menge Widerstandsbesteht aus dem Hohlleiter J, der an den Eingang der material, z. B. Kohle, bedeckt werden.
   Schraubenleitung C angekoppelt ist. Der Ausgang der Bemerkt wird, daß die spezielle Verwendung eines Schraubenleitung C ist mit der gleichfalls als Hohl- Rückwärtswellen-Oszillators nicht notwendig ist und leiter ausgebildeten Signalauskopplungsvorrichtung/?: 35 jede geeignete Form eines mit dem Elektronenstrahl gekoppelt. der Röhre zusammenwirkenden Oszillatorteils ver-

   Die Wirkungsweise ist derart, daß der Elektronen- wendet werden kann. So kann man z. B. an Stelle des strahl beim Durchlaufen der Verzögerungsleitung B Rückwärtswellen-OsziUatorsDeinenKlystron-Oszillavon den dem Rückwärtswellen-Oszillatorteil entnom- tor in die Röhre aufnehmen. Auch die Verzögerungsmenen Ausgangsschwingungen moduliert wird. Der 40 leitungen A, B und C können durch andere den modulierte Elektronenstrahl passiert dann die Ver- Elektronenstrahl beeinflussende Mittel, z. B. Hohlzögerungsleitung C, deren Eingang das zu verstär- raumresonatoren, ersetzt werden,
   kende Signal zugeführt wird. Das verstärkte Signal Wenn zwei oder mehrere aufeinanderfolgende Abwird über den Hohlleiter K am Ende der Verzöge- schnitte A, B, C oder D als Schraubenleitungen ausrungsleitung C entnommen. 45 gebildet sind, kann es in gewissen Fällen geeignet

   Beispielsweise sei erwähnt, daß das zu verstärkende sein, diese Abschnitte an dieselbe Gleichspannung Signal z. B. eine im Frequenzband zwischen 3600 anzuschließen. Es ist dann nicht erforderlich, daß sie und 4200 MHz liegende Frequenz hat und daß die als getrennte Schraubenleitungen ausgebildet sind. Frequenz der vom Rückwärtswellen-Oszillatorteil D So können z. B. die drei Abschnitte A, B und C einer erzeugten Schwingungen etwa 8000 MHz beträgt. Bei 50 durchgehenden Schraubenleitung angehören und mit einer bestimmten Ausführungsform hatte die Schrau- Hilfe von einen Teil der Schraubenleitung bildenden benleitungß eine Länge von 170 mm und bestand Drosselspulen aus Wolframdraht voneinander geaus Draht von 0,1 mm Durchmesser, der mit 30 Win- trennt sein,
   düngen pro Zentimeter gewickelt war; der Innendurchmesser der Schraubenleitung war 1,25mm. Im 55 PATENTANSPRÜCHE:
   übrigen ergab sich, daß die Länge auch viel kürzer,
   z. B. gleich 60 mm, gewählt werden kann. 1. Elektronenstrahlröhre nach dem parametri-

   Die Schraubenleitung C hatte eine Länge von sehen Prinzip zur Verstärkung elektrischer Signale 75 mm und einen Innendurchmesser von 1,67 mm; sehr hoher Frequenz, die (in Elektronenstrahlsie war aus Draht von 0,1 mm Durchmesser mit 60 richtung gesehen) einen Elektronenstrahlerzeuger, 36 Windungen pro Zentimeter gewickelt. eine Signaleinkopplungsvorrichtung, eine Signal-Für die Schraubenleitung D des Rückwärtswellen- auskopplungsvorrichtung und eine Auffangelek-Oszillatorteils wurde eine Normalausführung für trode sowie eine vor oder hinter der Signalein-8000 MHz verwendet. kopplungsvorrichtung angeordnete Einkopplungs-

   Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 haben die 65 vorrichtung für die Pumpfrequenz aufweist, da-

   entsprechend Fig. 1 bezeichneten Teile die gleiche durch gekennzeichnet, daß die Pumpfrequenz

   Wirkung wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1. einem innerhalb der Röhre zwischen der Signal-

   Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 enthält die auskopplungsvorrichtung und der Auffangelek-

   trade angeordneten, vom Elektronenstrahl der Röhre durchsetzten Oszillatorteil entnommen wird.
2. 2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillatorteil als Rückwärtswellen-Oszillator ausgebildet ist.
3. 3. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Elektronenstrahlerzeuger und der am nächsten liegenden Einkopplungsvorrichtung eine das Rauschen der schnellen Raumladungswelle herabsetzende Vorrichtung angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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