DE1213060B

DE1213060B - Rueckwaertswellenoszillatorroehre

Info

Publication number: DE1213060B
Application number: DES38583A
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Veith
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-04-06
Filing date: 1954-04-06
Publication date: 1966-03-24

Description

Rückwärtswellenoszillatorröhre Das Hauptpatent betrifft eine Rückwärtswellenoszillatorröhre, bei der als Verzögerungsleitung eine Wendel dient, die so bemessen ist, daß in nahezu gleichem Abstand von der Elektronenquelle liegende Wendelleiterabschnitte hinsichtlich der mit der Elektronenströmung in Wechselwirkung tretenden Welle stark unterschiedliche Phasenlagen besitzen, und bei der die längs der Wendel gebündelt geführte Elektronenströmung solcher Art ist, daß die Elektronen von einander benachbarten Elektronenbahnen durch das Wellenfeld der Wendel längs derselben ohne wesentliche gegenseitige Beeinflussung gesteuert werden.
Es hat sich beim Arbeiten mit einer solchen Röhre herausgestellt, daß bei der Erzeugung von Hochfrequenzleistungen in der Größenordnung von einigen Watt bei einem Aufwand an Gleichstromleistung von 50 bis 100 Watt, d. h. bei einem Wirkungsgrad von 5 bis 10 %, die Frequenz nicht von der nominellen Wendelgleichspannung bestimmt wird, sondern von der Gleichspannung, auf die die Elektronenströmung bis zum Ende ihres Weges längs der Wendel infolge der Wechselwirkung »abgebremst« wurde. Der Unterschied an kinetischer Energie ist es, der in Hochfrequenzenergie umgewandelt werden kann und den obenerwähnten Wirkungsgrad bestimmt. Dieser Wirkungsgrad ist jedoch dadurch begrenzt, daß bei größeren kinetischen Energieunterschieden die Elektronenströmung und die mit ihr in Wechselwirkung tretende (Phasen-)Welle nicht mehr den geforderten Synchronismus zeigen.
Aus dieser Erkenntnis heraus ist nach der Erfindung in Weiterbildung des Gegenstandes des Hauptpatentes eine Rückwärtswellenoszillatorröhre der eingangs erwähnten Art durch eine solche Ausbildung der Wendel gekennzeichnet, daß deren Verzögerungsmaß längs der einzelnen Elektronenbahnen in Richtung der Elektronenströmung zunimmt. Unter »Verzögerungsmaß« wird dabei das Verhältnis clv" verstanden; c = Lichtgeschwindigkeit, v" = (axiale) Phasengeschwindigkeit der längs der Wendel fortschreitenden, mit der Elektronenströmung in Wechselwirkung tretenden Welle (Phasenwelle).
Die Zunahme des Verzögerungsmaßes kann an sich kontinuierlich oder sprunghaft vorgenommen werden. Es ist aber in den meisten Fällen vorteilhafter, eine kontinuierliche Zunahme des Verzögerungsmaßes zu bewirken. So kann z. B. die Wendelsteigung allmählich abnehmend bemessen sein.
Wenn bei einer Rückwärtswellenoszillatorröhre nach dem Hauptpatent die Wendelsteigung in Richtung der Elektronenströmung kontinuierlich so vermindert wird, daß sich hinsichtlich der Phasengeschwindigkeit der mit der Elektronenströmung in Wechselwirkung tretenden Welle der Faktor 2 zwischen Wendeleintritts- und Wendelaustrittsstelle der Elektronenströmung ergibt, so entspricht dies einem Spannungsverhältnis von 1 : 4; d. h., es kann dann (infolge der Wechselwirkung) ein Elektronenstrahl von 1000 V Elektronengeschwindigkeit auf einen Wert von 250 V Elektronengeschwindigkeit abgebremst werden, während bei einer Röhre mit konstanter Wendelsteigung lediglich eine Abbremsung von 1000 auf 900 V möglich wäre. Durch die erfindungsgemäße Anwendung der an sich bei Wanderfeldverstärkerröhren (Vorwärtswellenröhren) schon bekannten Maßnahme (Erhöhung des Verzögerungsmaßes der Wendel in Richtung der Elektronenströmung, vergleiche z. B. die britische Patentschrift 686 593), auch bei der Rückwärtswellenoszillatorröhre nach dem Hauptpatent, gelingt es also, den Wirkungsgrad einer solchen Röhre um den Faktor 7,5 zu steigern. Dadurch ist es möglich, Wirkungsgradwerte in der Größenordnung von 30 bis 60% zu erreichen.

Claims

Patentansprüche: 1. Rückwärtswellenoszillatorröhre nach Patent 1102 289, bei der als Verzögungsleitung eine Wendel dient, die so bemessen ist, daß in nahezu gleichem Abstand von der Elektronenquelle liegende Wendelleiterabschnitte hinsichtlich der mit der Elektronenströmung in Wechselwirkung tretenden Welle stark unterschiedliche Phasenlagen besitzen, und bei der die längs der Wendel gebündelt geführte Elektronenströmung solcher Art ist, daß die Elektronen von einander benachbarten Elektronenbahnen durch das Wellenfeld der Wendel längs derselben ohne wesentliche gegenseitige Beeinflussung gesteuert werden, g e -kennzeichnet durch eine--solche@Aüsbildung der Wendel, daß deren Verzögerungsmaß längs der einzelnen Elektronenbahnen- in-Richtung der Elektronenströmung zunimmt. " - -2. Rückwärtswellenoszillatorröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunahme des Verzögerungsmaßes kontinuierlich erfolgt. - _ 3. Rückwärtswellenoszillatorröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahme. des Verzögerungsmaßes- dadurch bewirkt ist, daß die Wendelsteigung und/oder der Wendeldurchmesser entsprechend unterschiedlich bemessen sind/ist. 4. Rückvvärtswellenoszillatorröhre nach den Ansprüchen 1 bis -3, dadurch gekennzeichnet; daß die Zunahme des Verzögerungsmaßes so ist, daß bis zu einer durch die Wechselwirkung bedingten 'Abbremsung der Elektronenströmung auf etwa ein Viertel der bei ihrem Eintritt in den Wendelbereich vorhandenen Elektronengeschwindigkeit eine Wechselwirkung möglich ist. - In- Betracht gezogene Druckschriften: -Französische Patentschrift Nr. 944 500; britische Patentschrift Nr. 686 593.