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Die Erfindung betrifft eine Elektronenstrahlröhre mit Geschwindigkeitsmodulation
und mit rein elektrostatischer Strahlfokussierung, einem einen Elektronenvollstrahl
erzeugenden Elektronenstrahlerzeugungssystem (Strahlerzeuger) am einen und einer
Auffangelektrode am anderen Röhrenende, bei der der vom Strahlerzeuger kommende
Elektronenstrahl einen Steuerspalt, einen Triftrohrabschnitt und einen Auskopplungsspalt
(Arbeitsspalt) durchsetzt und der von der Kathode aus stark konvergierende Elektronenstrahl
etwa in der Mitte zwischen dem Steuerspalt und dem Arbeitsspalt seinen Kleinstdurchmesser
besitzt.
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Derartige Elektronenstrahlröhren sind grundsätzlich bekannt. Die Schwierigkeit
bei ihnen besteht darin, trotz des Nichtvorhandenseins eines fokussierenden Magnetfeldes
den Strahl in genügender Weise sowohl im Steuerspalt als auch im Arbeitsspalt fokussiert
zu halten, um die beim Aufspreizen des Strahles auf benachbart angeordnete Röhrenteile
auftreffenden Elektronen zu verringern. Das Auftreffen solcher Elektronen auf benachbarte
Röhrenteile führt einerseits zu einer Herabsetzung des Röhrenwirkungsgrades, andererseits
zu einem unerwünschten Rauschen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Fokussierung derartiger Elektronenstrahlröhren
zu verbessern. Das Problem ist besonders schwerwiegend bei Röhren mit einer Großkathode,
weil selbst bei günstigstem Aufbau des Strahlerzeugers der Elektronenstrahl doch
eine bestimmte Querabmessung erreicht und im Steuerspalt der bekannten defokussierenden
Wirkung unterliegt. Diese defokussierende Wirkung ist um so größer, je größer der
Durchmesser des Strahls im Steuerspalt ist.
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Ausgehend von diesen Gegebenheiten wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung
dadurch gelöst, daß der Elektronenstrahl derart fokussiert ist, daß die vom Kathodenrandbereich
emittierten Elektronen, und nur diese, die Strahlachse in der Umgebung des genannten
Kleinstdurchmesser schneiden und in den Arbeitsspalt an zu den Kathodenemissionsstellen
diametral gegenüberliegenden Stellen eintreten.
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Die vom Randbereich der Kathode stammenden Elektronen »überrollen«
damit sozusagen den Strahl, und die defokussierende Wirkung im Steuerspalt wird
damit ausgenutzt zu einer refokussierenden Wirkung, die sich nachher im Arbeitsspalt
bemerkbar macht.
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Die Elektronenstrahlröhre gemäß der Erfindung kann durch zweckmäßige
Weiterbildungen an diese Konzeption angepaßt werden. Dabei wird einmal Vorsorge
getroffen, das Feld im Bereich des Arbeitsspaltes besonders auszubilden, um eine
weitere fokussierende Wirkung zu erzeugen, und andererseits wird dafür Sorge getragen,
daß die aus dem aufspreizenden Strahl doch einmal auf die Metallteile des Triftrohres
auftreffenden Elektronen und die dabei erzeugten Sekundärelektronen einen möglichst
geringen nachteiligen Einfluß auf die Funktion der Röhre ausüben.
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Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher erläutert werden.
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F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Elektronenstrahlröhre
gemäß der Erfindung; F i g. 2 stellt grafisch das Phänomen des »Überrollens« der
vom Kathodenrandbereich stammenden Elektronen dar; F i g. 3 zeigt schematisch den
Strahlerzeuger und den Triftrohrabschnitt einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes;
F i g. 4 zeigt in ähnlicher Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform und F
i g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes mit einem zwei
Triftrohre umfassenden Triftrohrabschnitt.
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Die in F i g. 1 gezeigte Ausführungsform der Röhre gemäß der Erfindung
umfaßt eine zylindrische topfförmige Metallhülse 12 und einen angeschmolzenen Glassockel.
Ein Strahlerzeuger 16 umfaßt die konkave Kathode 52 und die Fokussierungselektrode
44 sowie die Beschleunigungsanode 26. Eine metallische Trennwand 22 begrenzt einerseits
den Hohlraumresonator 20, andererseits die Auffangelektrode 18 (Kollektor). Es ist
ersichtlich, daß das Volumen des Kollektorraumes 18 groß ist, verglichen mit der
Größe des Durchlasses, der in ihn hineinführt. Diese Anordnung ist als ein »Fly-trap«-Kollektor
bezeichnet worden und verhindert den Austritt von Sekundärelektronen, die beim Auftreffen
des Strahles auf die innere Fläche des Kollektorraumes 18 erzeugt werden.
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Ein Triftrohr 30 mit einer etwa zylindrischen Innenbohrung 32 ist
in dem Hohlraumresonator 20 koaxial angeordnet, so daß die Wechselwirkungsspalte
34 und 36 ausgebildet werden. Das Triftrohr 30 ist mittels einer oder mehrerer Metallstangen
38 gehalten, die sich radial von dem Triftrohr 30 nach außen erstrecken und mit
dem äußeren Ende an der Wandung verlötet sind.
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Die Wechselwirkungsspalte dienen als Steuer- (34) und Arbeitsspalt
(36); die Funktion des Klystrons wird dabei als bekannt vorausgesetzt. Die Fokussierungselektrode
44 besitzt doppelkonische Innenflächen, deren jeweils kleinerer Durchmesser der
Kathode bzw. der Beschleunigungsanode zugekehrt ist.
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Im Hohlraumresonator 20 ist wie üblich eine Kopplungsschleife 72 vorgesehen.
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Die Stützstange 38 für das Triftrohr 30 hat einen kleinen Durchmesser
und ist innerhalb des Hohlraumresonators 20 so angeordnet, daß sie mit Bezug auf
die elektromagnetischen Felder innerhalb des Hohlraumresonators 20 als »nicht vorhanden«
angesehen werden kann; die dargestellte Röhre arbeitet also als Oszillator. Alle
Ausführungsformen in den Figuren zeigen Oszillatorröhren; entsprechend sind aber
auch Verstärkerröhren auszubilden, wenn die Stützstange 38 durch eine feste Wandung
ersetzt wird.
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In F i g. 2 ist das erfindungsgemäße Konzept schematisch dargestellt.
Der Strahlerzeuger wird veranlaßt, einen überfokussierten Strahl oder, wie er nachfolgend
genannt wird, »Überrollstrahl« zu erzeugen. Bei den üblichen Klystrons wird ein
Strahl gegebener Fokussierung erzeugt. Mit anderen Worten, der Strahl wird veranlaßt,
an einem gegebenen Punkt sich einem Minimaldurchmesser zu nähern und dann zu divergieren.
Die Divergenz des Strahles wird durch verschiedene Faktoren bestimmt. Ein Faktor
ist die wechselseitige Abstoßung der Elektronen des Strahles. So tritt bei den bekannten
Klystrons der Elektronenstrahl aus dem Strahlerzeuger aus und konvergiert, um sich
einem Minimaldurchmesser am Steuerspalt zu nähern, und beginnt dann zu streuen.
Um einen fokussierten Strahl am Arbeitsspalt sicherzustellen, kann man sich vorstellen,
daß der Strahlerzeuger, der Arbeits- und der Steuerspalt so angeordnet sein könnten,
daß der Strahl in dem Steuerspalt konvergieren und seinen Kleinstdurchmesser im
Arbeitsspalt einnehmen würde. Dies ist jedoch unerwünscht, weil der Steuerspalt
eine radiale Defokussierung
des Strahles verursacht, wie oben erwähnt.
Die radiale Defokussierung des Strahles, die von dem Steuerspalt eingeführt wird,
ändert sich, wie gefunden wurde, direkt mit dem Durchmesser des Strahles am Steuerspalt.
Mit anderen Worten, je größer der Strahldurchmesser am Steuerspalt ist, um so größer
wird die radiale Ausbreitung des Strahles auf Grund der Wirkung des Steuerspaltes
sein. Wenn deshalb der Strahl im Steuerspalt auf einen Durchmesser konvergiert wird,
der zur Bildung eines Minimaldurchmessers im Arbeitsspalt führt, wäre die Defokussierung
durch den Steuerspalt bei einem Strahl mit verhältnismäßig großem Durchmesser so
ausgeprägt, daß im Endeffekt eine Streuung des Strahles im Arbeitsspalt erfolgte.
Oder mit anderen Worten, die radiale Defokussierung des Steuerspaltes überwiegt
die konvergierende Wirkung des Strahlerzeugers. Wenn andererseits dieser so ausgebildet
ist, daß der Minimaldurchmesser im Steuerspalt erreicht wird, hat der Strahl offensichtlich
die Neigung, auf Grund der Raumladungsabstoßung der Strahlelektronen sich aufzuspreizen,
ehe der Strahl im Arbeitsspalt eintrifft. Bisher wurde eine Kompromißlösung als
bestmögliche Anordnung gefunden. Gemäß einer solchen Kompromißlösung wurde der Punkt
des Minimaldurchmessers des Strahles in die Mitte zwischen den Steuerspalt und den
Arbeitsspalt gelegt. Auf diese Weise ist der Aufspreizeffekt des Steuerspaltes geringer,
als wenn der Strahl im Arbeitsspalt fokussiert wird, wodurch sich ein geringerer
Strahldurchmesser im Arbeitsspalt ergibt. Dieser Kompromiß wird gemäß der Erfindung
noch weiter verbessert.
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Auch der »Überrollstrahl« gemäß der Erfindung besitzt seinen Minimaldurchmesser
an einem Punkt etwa in der Mitte zwischen Steuerspalt und Arbeitsspalt. Hier werden
jedoch die Elektronen von den Randbereichen der Kathode veranlaßt, die Mittellinie
des Strahls zu überqueren (überrollen) und auf der Seite des Strahles zu erscheinen,
die der Kathodenseite, von der sie kommen, gegenüberliegt. Mit anderen Worten, das
Elektron von Punkt A der Kathode in F i g. 2 durchläuft den Arbeitsspalt bei A',
vorn Punkt B bei B', vom Punkt C bei C und vom Punkt D
bei
D'. Die Elektronen, die längs des Teiles B-C der Kathodenfläche emittiert
werden, bleiben auf den entsprechenden Seiten der Achse; die Elektronen, die nahe
den Punkten A und D emittiert werden, überrollen die Strahlachse.
Die Schleife 100 illustriert, wie die Elektronen vom Randbereich A-D den
Arbeitsspalt überqueren. (Natürlich wäre die von den Elektronen gebildete Schleife
an sich nur von oben, etwa von der Auffangelektrode aus, zu »sehen«, der einfachen
Erläuterung halber ist aber die Schleife hier so dargestellt, um die Auslenkung
aller Elektronen zu zeigen, die vom Kathodenrandbereich A-D emittiert werden.) Wenn
nun die Röhre oszilliert und der Strahl durch den Steuerspalt geht, wird er radial
durch die Wirkung des Steuerspalts defokussiert. Aber nunmehr werden die Elektronen,
die aus dem Kathodenrandbereich emittiert werden, in Richtung auf die Achse gezogen
(wodurch sich der äußere Durchmesser des Strahles im Arbeitsspalt verkleinert),
und die Elektronen, die von dem Teil B-C der Kathode emittiert werden, werden von
der Achse weggestoßen (weshalb sich der Innendurchmesser der Schleife vergrößert
und die Enden der Schleife nach innen in Richtung auf die Achse des Strahles wandern,
so daß die Schleife 100' entsteht). Diese Überlagerung. von Überroll- und Steuerspalteffekt
hat zur Folge, daß die Elektronen im Arbeitsspalt in der Nähe der Peripherie des
Strahles konzentriert werden und daß die Wechselwirkung des Strahles mit dem Arbeitsspalt
erhöht wird.
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Es ist ersichtlich, daß am Ort des Kleinstdurchmessers des Elektronenstrahles
die Richtung der einzelnen Elektronen weitgehend variiert, wobei einige der Elektronen
die Strahlachse überqueren und andere der Elektronen im wesentlichen parallel zu
der Strahlachse verlaufen. Dagegen wird aber der Defokussiereffekt des Steuerspaltes
umgewandelt in einen Fokussiereffekt im Arbeitsspalt, wie bereits beschrieben.
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Um eine maximale Abkopplung von dem Elektronenbündel im Strahl im
Arbeitsspalt zu erhalten, ist es bekannt, daß die Elektronenlaufzeit zwischen den
Spalten eine Dreiviertelperiode plus ein ganzzahliges Vielfaches einer vollen Periode
betragen muß.
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Jedoch beträgt bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach F i g.1
die durchschnittliche Elektronenlaufzeit 7/4 Perioden der Betriebsfrequenz. Diese
Länge ist durch eine Anzahl von Bedingungen bestimmt einschließlich beispielsweise
der gewünschten Strahlspannung und der Strahlperveanz, mit der die Röhre betrieben
werden soll. Dabei sollte die Spannung am Steuerspalt geringer sein als am Arbeitsspalt.
Die richtige Hochfrequenzspannungsteilung zwischen dem Arbeitsspalt und dem Steuerspalt
für Oszillation oder Verstärkung wird erhalten, indem das Verhältnis der Arbeitsspaltkapazität
zu der Steuerspaltkapazität kleiner als 1 gewählt wird. Da die Kapazität eines Spaltes
umgekehrt proportional der Spaltlänge ist, ergibt eine geringere Länge eine größere
Kapazität. Deshalb ist es das übliche Verfahren, um das Kapazitätsverhältnis zwischen
dem Arbeitsspalt und dem Steuerspalt kleiner als 1 zu halten, die Steuerspaltlänge
sehr viel kleiner als die Arbeitsspaltlänge zu machen. Somit ist die Hochfrequenzspannung,
die an dem Steuerspalt durch die Schwingung innerhalb des Hohlraumresonators erzeugt
wird, kleiner als die Hochfrequenzspannung, die an dem Arbeitsspalt durch diese
Schwingungen erzeugt wird.
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Bei einer Elektronenstrahlröhre gemäß F i g. 1 ist das Triftrohr mechanischen
Schwingungen ausgesetzt. Solche Schwingungen führen dazu, die Länge bei einem der
Spalte zu vergrößern und die Länge bei dem anderen Spalt zu verringern. Wenn jedoch
die Steuerspaltlänge kleiner ist als die Arbeitsspaltlänge, führt die Schwingung
zu einer größeren relativen Änderung der Kapazität bei dem Steuerspalt als bei dem
Arbeitsspalt, wodurch sich eine gewisse Änderung in der Gesamtkapazität des Hohlraumresonators
ergibt. Das führt zu einer Änderung der Betriebsfrequenz der Vorrichtung.
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Dieses Problem ist in F i g. 1 dadurch überwunden, daß ein konisch
sich aufweitender Schurz 81 an dem Endabschnitt des Triftrohres 30 in der Nähe des
Steuerspaltes 34 vorgesehen ist, welcher Schurz sich über den Steuerspalt erstreckt
und den Endteil 28 der Beschleunigungsanode umgibt. Mit anderen Worten, anstatt
die Steuerspaltlänge kleiner zu machen als die Arbeitsspaltlänge, um die Kapazität
des Steuerspaltes größer als die Kapazität des Arbeitsspaltes zu machen, erhält
das Triftrohr 30 einen größeren Außendurchmesser in der Nähe des Steuerspaltes 34
als in der
Nähe des Arbeitsspaltes 36, und zwar mit Hilfe des konisch
sich verjüngenden Schurzes. Die Wirkung eines solchen vergrößerten Durchmessers
in der Nähe des Steuerspaltes ist es, die Kapazität an diesem Steuerspalt zu vergrößern,
ohne die Steuerspaltlänge zu vermindern. Dies ermöglicht es, die Steuerspaltlänge
und die Arbeitsspaltlänge gleichzuhalten, und eine axiale Auslenkung des Triftrohres
30 führt nicht zu einer Änderung der Gesamtkapazität des Hohlraumresonators, da
einer Kapazitätszunahme des Steuerspaltes gleiche relative Kapazitätsabnahme des
Arbeitsspaltes entspricht, da sie gleiche Spaltlänge besitzen.
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Eine weitere in F i g. 1 gezeigte Verbesserung ist die konische Ausbildung
der Innenfläche des Schurzes 81, die die Ausnehmung 82 bildet. Der Zweck einer solchen
konischen Ausnehmung ist es, den »Multipactor«-Effekt auf Grund der Vervielfachung
der Strahlelektronen, die auf die Kanten des Triftrohres am Steuerspalt 34 auftreffen,
zu vermindern. Ferner bildet der Schurz 81 einen Schild um den Steuerspalt 34, welcher
das Entweichen von Strahlelektronen aus dem Steuerspalt in den Hohlraumresonator
20 verhindert, wo sie Störresonanzen erzeugen könnten.
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In F i g. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das
Mittel zum Vermeiden der Rufspreizung des Elektronenstrahles am Ende des Triftrohres
30 aufweist. Hier ist die Bohrung 32 des Triftrohres 30 mit einem vergrößerten Durchmesser
in der Nähe des Arbeitsspaltes 36 versehen, so daß die Innenwand des Triftrohres
weiter von der Rohrachse entfernt ist. Dieser Teil mit vergrößertem Durchmesser
ermöglicht den Einbau eines metallischen Radialvorsprungs 91 zum Konzentrieren des
Feldes. Es ist bekannt, daß das elektrische Feld, das durch die Hochfrequenzspannung
längs eines Wechselwirkungsspaltes erzeugt wird, sich in den feldfreien Raum im
Triftrohr erstreckt. Dieses hochfrequente elektrische Feld nimmt schnell längs der
axialen Länge des Triftrohres ab. Jedoch in einem Abstand von dem Wechselwirkungsspalt
gleich demjenigen Abstand, den ein Elektron in derjenigen Zeit durchläuft, die für
eine halbe Periode der Hochfrequenzschwingungen erforderlich ist, hat das Hochfrequenzfeld
innerhalb des Triftrohres immer noch einige Prozent seines Wertes am Wechselwirkungsspalt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel in F i g. 3 haben die elektrostatischen Feldkonzentriermittel
die Form eines radial nach innen vorspringenden Metallringes 91, der an seinem größeren
Umfang mit dem Triftrohr verbunden ist, so daß er Triftrohrpotential führt. Der
Ring 91 ist innerhalb des vergrößerten Teiles des Triftrohres 30 mit einem axialen
Abstand von dem Arbeitsspalt 36 angeordnet, der gleich dem Abstand ist, den ein
Elektron während einer halben Periode der Arbeitsfrequenz durchläuft. Elektrostatische
Feldlinien 92, die in das Triftrohr einzudringen versuchen, enden an dem Metallring
91, weil die Feldlinien sich an der schärfsten Kante des kürzesten Weges konzentrieren,
so daß ein konzentriertes Feld in der Nähe der scharfen Kante des Metallringes 91
entsteht. Da nun der Arbeitsspalt 36 dem Strahl Energie entnimmt, gelangen die Elektronenbündel
durch den Arbeitsspalt, wenn das elektrostatische Feld an dem Arbeitsspalt entgegengesetzt
der Bewegung der Bündel ist. Die Bündel gelangen durch den Ring 91 eine halbe Periode
vor der Zeit, in der die Bündel durch den Arbeitsspalt gehen. Zu diesem Zeitpunkt
haben die hochfrequenten Feldlinien 92
entgegengesetzte Richtung gegenüber
den elektrostatischen Feldlinien am Arbeitsspalt, wenn die Bündel dort hindurchlaufen.
Da das elektrostatische Feld, das an dem Ring 91 konzentriert ist, einen beträchtlichen
Wert hat, werden die Bündel dort beschleunigt und radial in einem sehr viel stärkeren
Maße fokussiert, als sie bei einem üblichen Triftrohr 30 mit flachem Ende fokussiert
werden würden. Es ist daher ersichtlich, daß die Bündel am Aufspreizen gehindert
werden, bevor sie in den Arbeitsspalt 36 eintreten, so daß der Wirkungsgrad der
Röhre erhöht wird. Mit erhöhter Schwingungsamplitude nimmt auch die Fokussierwirkung
zu.
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In F i g. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
bei dem dasselbe Konzept wie in F i g. 3 benutzt wird. Jedoch sind andere Mittel
vorgesehen, um die elektrostatische Feldkonzentration an der Stelle zu bewirken,
wo der Ring 91 (F i g. 3) sich befand. Diese Mittel bestehen aus einer Zuleitung
93, die sich durch eine Öffnung 94 in der Seitenwand des Triftrohres 30 erstreckt,
und einem galvanisch mit der Zuleitung verbundenen Metallring 91, der von dem Triftrohr
30 isoliert und mit einer (nicht gezeigten) äußeren Spannungsquelle verbunden ist.
Beispielsweise kann die Zuleitung an der Wandung des Hohlraumresonators an einer
solchen Stelle enden, daß sie Energie aus dem Hohlraumresonator entnimmt und sie
in den Ring leitet, welche Stelle in richtiger Phasenbeziehung mit dem Durchgang
der Elektronenbündel durch den Ring sein muß. Diese Energie führt zu einer Verstärkung
der Feldlinien zwischen dem Ring und der Auffangelektrodenseite des Arbeitsspaltes,
so daß die Fokussierwirkung des Ringes 91 auf die Bündel verstärkt wird, wenn diese
den Ring passieren. Eine Schwierigkeit bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 4 besteht
darin, daß eine Kapazität durch die Durchführung der Zuleitung durch das Triftrohr
30 eingeführt wird. Diese Kapazität macht die konstruktive Auslegung, bei der dem
Ring 91 Hochfrequenzenergie zugeführt wird, äußerst schwierig. Jedoch führt ein
negatives Gleichpotential gegen Masse am Ring 91 ebenfalls zu einer verstärkten
Fokussierung, bevor die Elektronenbündel in den Arbeitsspalt eintreten.
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Das in F i g. 5 veranschaulichte Ausführungsbeispiel der Erfindung
weist einen Triftrohrabschnitt auf, der in zwei Triftrohre 30' und 30" unterteilt
ist, wodurch sich ein Zwischenspalt 110 zwischen dem Steuerspalt 34 und dem Arbeitsspalt
36 ergibt. Im übrigen ist die Elektronenröhre in F i g. 5 ähnlich der in F i g.
1, und gleiche Bezugszeichen bezeichnen die entsprechenden Teile. Die Elektronenlaufzeit
zwischen dem Steuerspalt 34 und dem Arbeitsspalt 36 beträgt auch hier 7/4 Perioden
der Betriebsfrequenz. Der Zwischenspalt 110 liegt genau in der Mitte zwischen
dem Steuerspalt und dem Arbeitsspalt, oder mit anderen Worten, im Laufzeitabstand
von 7/s Perioden der Frequenz. Es wurde gefunden, daß an dieser Stelle der Zwischenspalt
drei Funktionen ausüben kann. Erstens entnimmt er dem modulierten Strahl Leistung,
die den Schwingungen innerhalb des Hohlraumresonators 20 hinzugefügt wird.
Zweitens führt er zu einem Anstieg der Strahlbündelung. Und drittens führt er zu
einer radialen Fokussierung des Strahles. Wenn der Zwischenspalt 110 entweder dichter
an den Steuerspalt 34 oder weiter von ihm weg bewegt wird, wird eine oder mehrere
der obenRenannten
Wirkungen auf Kosten einer oder mehrerer der
anderen Wirkungen verbessert. Daher ergibt sich, daß die Lage des Zwischenspaltes
in der Mitte zwischen dem Arbeitsspalt und dem Steuerspalt den besten Kompromiß
darstellt, um die vorteilhaftesten Ergebnisse durch diesen Zwischenspalt zu erzielen.
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Ferner sind das erste Triftrohr 30' und das zweite Triftrohr 30" mit
Schurzen 81' bzw. 81" versehen, wodurch die Kapazität über dem Zwischenspalt genau
mit Bezug auf die Kapazität über den Arbeitsspalt 36 eingestellt werden kann. Weiter
wird der Schurz 81' des ersten Triftrohrs 30' benutzt, um die Spannung am Steuerspalt
34 mit Bezug auf die Spannung an den beiden anderen Spalten einzustellen. Diese
Schurze arbeiten in der gleichen Weise, wie es mit Bezug auf die F i g. 1 beschrieben
worden ist. Außerdem ist das zweite Triftrohr 30" mit einer größeren konisch geformten
Bohrung in der Nähe des Arbeitsspaltes 36 versehen. Dieser vergrößerte Durchmesser
macht die Feldkonzentration an der Innenkante 112 möglich, wodurch sich der in Verbindung
mit den F i g. 3 und 4 beschriebene Fokussiereffekt ergibt. Es ist ersichtlich,
daß nicht die gleiche Konstruktion wie in F i g. 3 verwendet werden kann, da das
von dem Zwischenspalt 110 in das zweite Triftrohr eindringende Feld ebenfalls an
dem Ring 91 konzentriert werden würde. Dieses Feld würde dazu neigen, entgegen dem
vom Arbeitsspalt aus eindringenden Feld zu wirken und würde die Konzentrationswirkung
des vom Arbeitsspalt eindringenden Feldes aufheben. Deshalb ist die einzige Feldkonzentriervorrichtung
in F i g. 5 die Kante 112 an der Verbindungsstelle der größeren konisch geformten
Bohrung mit der kleineren Bohrung, so daß das Hochfrequenzfeld, das von dem Zwischenspalt
110 eindringt, einer kontinuierlichen Fläche gegenübersteht, während das Hochfrequenzfeld,
das von dem Arbeitsspalt 36 in den Triftrohrabschnitt eindringt, eine scharfe Kante
112 in kürzestem Abstand vor sich sieht, so daß sich das elektrostatische Feld dort
konzentriert.
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Es ist erwähnt worden, daß die beschriebenen Merkmale der Ausführungsbeispiele
bei üblichen Klystronverstärkern ebenso wie bei den dargestellten Strahlröhrenoszillatoren
verwendet werden können: Der einfache Ersatz der Stützstangen für die Triftrohre
durch feste Scheiben bildet getrennte Hohlraumresonatoren, welche die Röhre als
Verstärker benutzbar machen. Natürlich würde es notwendi¢ sein, den Eingangsresonator
in der Nähe des Steuerspaltes anzuregen, um eine Verstärkung der Schwingungen in
dem Auskoppelresonator in der Nähe des Arbeitsspaltes zu erhalten. Dies würde jedoch
keines der erfindungsgemäßen Merkmale abwandeln mit Ausnahme derjenigen, die sich
auf den Abstand der Wechselwirkungsspalte zueinander beziehen, da dann die Phasenbeziehungen
der verschiedenen Hohlräume nicht notwendigerweise identisch sein müssen.
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Elektronenstrahlröhren gemäß der Erfindung sind insbesondere für bewegliche
Geräte, beispielsweise für die Luftfahrt, geeignet, und zwar insbesondere wegen
ihres geringen Gewichts und des kleinen Platzbedarfs und außerdem wegen der Tatsache,
daß keine Hilfsmagnetkreise oder Abschirmungen erforderlich sind. Es wird angenommen,
daß eine Röhre gemäß der Erfindung in dieser Hinsicht sogar besser ist als ein Ref(exklystron,
und zwar wegen ihres höheren Wirkungsgrades, der in der Größenordnung von 20'% gegenüber
1 bis 2 % bei Reflexklystrons gemessen wurde.