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Die Erfindung betrifft Wanderfeldröhren mit gekreuzten statischen
und magnetischen Feldern zur Erzeugung oder Verstärkung extrem kurzer elektromagnetischer
Wellen, bei welchen der Elektronenstrahl eine Wechselwirkungsstrecke durchsetzt,
die seitlich von einer Verzögerungsleitung und einer gegenüber der Verzögerungsleitung
mit einem höheren Gleichpotential beaufschlagten, gegenüber der Verzögerungsleitung
also positiv gehaltenen Bezugselektrode ohne Verzögerungseigenschaften (Leitelektrode)
begrenzt ist, und innerhalb welcher die Strahlelektronen zumindest zu Beginn der
Wechselwirkungsstrecke auf ausgeprägten Zykloidenbahnen verlaufen.
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Bei Wanderfeldröhren dieser Art, welche beispielsweise aus der französischen
Patentschrift 976 677 bekannt sind, wird der Elektronenstrahl nahe der Verzögerungsleitung
in die Wechselwirkungsstrecke eingeführt und durch Anlegen eines gegenüber demjenigen
der Leitelektrode negativen Potentials an die Verzögerungsleitung dafür Sorge getragen,
daß keine Strahlelektronen an der Verzögerungsleitung absorbiert werden, so daß
die Strahlelektronen in einem in der Wechselwirkungsstrecke auftretenden Hochfrequenzfeld
eine Phasenfokussierung erfahren und in Energieaustausch mit dem genannten Hochfrequenzfeld
treten.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß die mit einer gegenüber der Leitelektrode
negativ gehaltenen Verzögerungsleitung erzielbare Phasenfokussierung bei den bekannten
Wanderfeldröhren zu einer phasenungünstigen Dichtemodulation des Elektronenstrahls
führt.
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Andererseits wird zwar bei gegenüber der Leitelektrode positiv gehaltener
Verzögerungsleitung eine günstige Dichtemodulation des Elektronenstrahls durch Phasenfokussierung
erhalten, doch ergibt sich auf Grund einer starken Absorption von Strahlelektronen
aus einer beispielsweise gemäß der deutschen Patentschrift 873 726 gegenüber der
Leitelektrode positiv gehaltenen Verzögerungsleitung ein schlechter Wirkungsgrad
dieser bekannten Röhren.
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Durch die Erfindung soll demgemäß die Aufgabe gelöst werden, in Wanderfeldröhren
der eingangs genannten Art eine günstige Dichtemodulation des Elektronenstrahls
bei gleichzeitiger Verbesserung des Wirkungsgrades derartiger Röhren zu erzielen.
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Dise Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Ausnutzung eines Elektronenauswahleffekts
zur Strahldichtemodulation erzielt. Im einzelnen wird die genannte Aufgabe dadurch
gelöst, daß bei Wanderfeldröhren der oben kurz beschriebenen Art die Anordnung und
Bemessung der statischen Felder so ist, daß durch das angefachte (im Fall der Erzeugung)
oder zu verstärkende (im Fall der Verstärkung) Wellenfeld solche Zykloidenbahnen
hervorrufbar sind, daß zu Beginn der Wechselwirkungsstrecke ein Großteil der hinsichtlich
des Wellenfeldes der Verzögerungsleitung in ungünstigen Phasenbereichen gelegenen
Strahlelektronen von der Verzögerungsleitung absorbiert wird (intensivierte Strahldichtemodulation
durch Elektronenauswahl).
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Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist die Wanderfeldröhre
eine zusätzliche Steuerelektrode (Phaseneinstellelektrode) auf, die nahe dem strahlerzeugerseitigen
Ende der Leitelektrode in einem - Ausschnitt der Leitelektrode gleichstrommäßig
von dieser isoliert angeordnet und mit einem vom Gleichpotential der Leitelektrode
verschiedenen Gleichpotential beaufschlagt ist.
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Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierbei wird auch der erfindungsgemäß
zur Anwendung kommende Elektronenauswahleffekt im einzelnen beschrieben und erklärt.
In den Zeichnungen stellt dar F i g. 1 eine schematische Abbildung einer Wechselwirkungsstrecke
mit negativ geladener Verzögerungsleitung zur Erläuterung des Phasenfokussierungseffekts,
F i g. 2 eine schematische Abbildung einer Wechselwirkungsstrecke mit negativ geladener
Verzögerungsleitung zur Erläuterung des Elektronenauswahleffekts, F i g. 3 den grundsätzlichen
Aufbau einer Wanderfeldröhre, in welcher von dem Elektronenauswahleffekt Gebrauch
gemacht wird, F i g. 4 eine abgewandelte Ausführungsform einer Wanderfeldröhre nach
der Erfindung mit einer Phaseneinstellelektrode und F i g. 5 eine weitere Form einer
erfindungsgemäßen Wanderfeldröhre mit kreisförmig gekrümmter Wechselwirkungsstrecke.
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F i g. 1 zeigt eine Wechselwirkungsstrecke, die seitlich von einer
Verzögerungsleitung 15 und einer im folgenden als Leitelektrode bezeichneten Bezugselektrode
16 ohne Verzögerungseigenschaften begrenzt ist. Die Verzögerungsleitung 15 ist gegenüber
der Leitelektrode 16 auf negativem Potential gehalten. Durch die Wechselwirkungsstrecke
bewegen sich Elektronen längs einer Bahn 25 mit der Geschwindigkeit VE, welche mit
der Geschwindigkeit der Grundwelle eines Hochfrequenzfeldes übereinstimmt, das sich
längs der Verzögerungsstrecke 15 in gleicher Richtung mit der Bewegung der Srahlelektronen,
beispielsweise also von links nach rechts, ausbreitet. Das sich hierbei einstellende,
im wesentlichen mit der Geschwindigkeit der Strahlelektronen nach rechts laufende
Feldbild ist in F i g. 1 wiedergegeben. Außerdem wird durch geeignete Mittel, beispielsweise
durch einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten, ein Magnetfeld B erzeugt,
dessen Feldlinien senkrecht zu den Kraftlinien des zwischen Leitelektrode 16 und
Verzögerungsleitung 15 wirksamen, mit EDc bezeichneten statischen elektrischen Feldes
verlaufen. Für ein Elektron, dessen Geschwindigkeit
ist, erscheint also das Hochfrequenzfeld stationär. Man erkennt aus F i g. 1, daß
die transversale KomponenteE, des Hochfrequenzfeldes in den Bereichen a und c die
gleiche, im Bereich b die entgegengesetzte Richtung wie das statische elektrische
Feld EDC aufweist, so daß das resultierende elektrische Feld in den Bereichen
a und c stärker, im Bereich b jedoch schwächer als das statische elektrische
Feld EDC ist.
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Wird also ein Elektron, dessen Bewegung keine Kreisbahnkomponente
enthält, im Punkt 17 mit einer Geschwindigkeit eingeschossen, die der Phasengeschwindigkeit
der Wanderwelle gleich ist, so wird dieses Elektron auf Grund des im Bereich a durch
das Hochfrequenzfeld verstärkten elektrischen Feldes beschleunigt, da
gilt. Dieses Elektron bewegt sich dann längs der Kurve 18 senkrecht zu den Kraftlinien,
bis es auf die Verzögerungsleitung auftrifft und dort absorbiert wird. Entsprechende
überlegungen
zeigen, daß ein Elektron im Punkt 19 verzögert wird
und sich längs der Kurve 20 gegenüber dem Hochfrequenzfeld bewegt, bis es an der
Verzögerungsstrecke absorbiert wird. Ein Elektron erfährt im Punkte 21 eine Beschleunigung,
wandert gegenüber dem Hochfrequenzfeld längs der Kurve 22 und wird schließlich ebenfalls
an der Verzögerungsstrecke absorbiert.
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Diese Wirkung des Hochfrequenzfeldes auf die Strahlelektronen ist
der bekannte Phasenfokussierungseffekt, welcher jedoch zu einer Konzentration der
Elektronen im ungünstigen Phasenbereich führt, wo die Elektronen gegen die negativ
gehaltene Verzögerungsleitung hin getrieben werden und folglich keine potentielle
Energie an das Hochfrequenzfeld abgeben können.
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In F i g. 2 der Zeichnungen stimmen die Orientierung der statischen
Felder und das von der Grundwelle des Hochfrequenzfeldes erzeugte Feldbild mit den
Verhältnissen nach F i g. 1 der Zeichnungen überein. Im Gegensatz zu der Darstellung
nach F i g. 1 besitzen jedoch längs der Bahn 25 in die Wechselwirkungsstrecke eingeschossene
Strahlelektronen außer der in Richtung der Wechselwirkungsstrecke weisenden Geschwindigkeitskomponente
VE eine Kreisbahnkomponente, welche sich in dem sich nach rechts bewegenden Feldbild
gemäß F i g. 2 der Zeichnungen jeweils als geschlossene Kreisspur 24 bzw. 27 darstellt.
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Es sei zunächst ein Elektron 23 betrachtet, welches sich in einem
günstigen Phasenbereich des Hochfrequenzfeldes befindet und sich auf der Kreisbahn
24 bewegt. Das Elektron 23 wird unter dem Einfluß des günstigen Phasenbereichs des
Hochfrequenzfeldes nach oben gegen die positiv geladene Leitelektrode 16 bewegt,
so daß das Elektron im unteren Umkehrpunkt der Kreisbahn die Verzögerungsleitung
nicht mehr tangiert und folglich von dieser nicht absorbiert wird. Allmählich verschiebt
sich die Kreisbahn des Elektrons 23 immer näher gegen die Leitelektrode 16 hin,
wobei Energie an das Hochfrequenzfeld abgegeben wird. Da das Hochfrequenzfeld unmittelbar
an der negativ geladenen Verzögerungsleitung die größte Intensität und an der Leitelektrode
die geringste Intensität hat und weil die Elektronen im Mittel in ziemlicher Nähe
der Verzögerungsleitung in das Feld eingeschossen werden, findet zu Anfang eine
starke Wechselwirkung zwischen den Strahlelektronen und dem Hochfrequenzfeld statt.
Die Wechselwirkung wird allmählich in dem Maße schwächer, in welchem sich die Elektronen
im günstigen Phasenbereich mehr und mehr gegen die positive Leitelektrode 16 hin
bewegen.
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Betrachtet man nun das Elektron 27, welches sich mit Bezug auf das
Hochfrequenzfeld in einem ungünstigen Phasenbereich desselben auf der Kreisbahn
27 bewegt, so zeigt sich, daß dieses Elektron unter dem Einfluß des Hochfrequenzfeldes
nach unten gegen die Verzögerungsleitung 15 gedrängt wird, so daß die Kreisbahn
27 schließlich die Verzögerungsleitung an einer Stelle schneidet und das Elektron
absorbiert wird. Es findet also eine Elektronenauswahl durch Absorption der in ungünstigen
Phasenbereichen befindlichen Strahlelektronen an der Verzögerungsleitung statt,
wobei die Elektronen mit verminderter kinetischer Energie auf die Verzögerungsleitung
auftreffen und dadurch eine bedeutend geringere Erwärmung der Verzögerungsleitung
verursachen. Die im Elektronenstrahl verbleibenden Elektronen befinden sich nach
dieser Auswahl hauptsächlich in einem günstigen Phasenbereich, so daß eine phasengünstige
Dichtemodulation des Elektronenstrahls erzielt wird. Es sei noch darauf hingewiesen,
daß Raumladungseinflüsse die Wirksamkeit der Elektronenauswahl unterstützen, so
daß außerordentlich stabile Verhältnisse vorliegen.
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Der grundsätzliche Aufbau einer erfindungsgemäßen Wanderfeldröhre
ist in F i g. 3 der Zeichnungen dargestellt. Man erkennt die verschiedenen Elektroden
einer Wanderfeldröhre des M-Typs und die an die Elektroden angeschlossenen Spannungsquellen.
Das Elektronenstrahlerzeugungssystem ist durch die Kathode 41 und eine Beschleunigungselektrode
42 angedeutet und liegt am einen Ende der Röhre, eine Kollektorelektrode 43 liegt
an dem gegenüberliegenden Ende. Eine Verzögerungsleitung 44 ist im Abstand
von einer Leitelektrode 45 eingebaut. Die beiden Elektroden 44 und 45 sind an eine
Gleichspannungsquelle, beispielsweise eine Batterie 46, angeschlossen, so daß die
Verzögerungsleitung gegenüber der Leitelektrode negativ geladen ist. Damit wird
ein elektrisches Feld EDC zwischen diesen beiden Elektroden erzeugt. Senkrecht zu
dem elektrischen Feld EDC liegt ein magnetisches Gleichfeld B, so daß die Elektronen
dem kombinierten Einfluß der gekreuzten Felder ausgesetzt sind und sich, von dem
Elektronenstrahlerzeugungssystem kommend, durch die gekreuzten Felder hindurch gegen
die Kollektorelektrode 43 hin bewegen. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem ist
so aufgebaut, daß die Bewegung der ausgesandten Elektronen eine Kreisbahnkomponente
erhält. Somit bewegen sich die Elektronen auf Zykloidenbahnen, da die Elektronenbewegung
sich unter dem Einfluß der gekreuzten Felder aus einer Kreisbewegung und einer gleichzeitig
stattfindenden translatorischen Bewegung zusammensetzt. Wenn keine anderen Felder
vorhanden sind, bewegt sich ein Elektron fortwährend auf einer Zykloidenbahn, sobald
es auf einer bogenförmigen Bahn aus der Kathode ausgetreten ist, wie dies durch
die gestrichelte Linie 47 angedeutet ist.
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Eine sich entlang der Verzögerungsleitung 44 ausbreitende Welle
hat jedoch ein Hochfrequenzfeld, unter dessen Einfiuß die Elektronen sich auf die
Verzögerungsleitung hin- oder von ihr wegbewegen. Die Bewegungsrichtung hängt davon
ab, in welchem Phasenbereich des Hochfrequenzfeldes die Elektronen sich befinden.
Wenn sich daher eine elektromagnetische Welle längs der Verzögerungsleitung ausbreitet,
bewegt sich ein Teil der der Bahn 47 folgenden Elektronen gegen die negativ geladene
Verzögerungsleitung 44 und wird dort absorbiert, während ein anderer Teil nach oben
in Richtung der positiv geladenen Leitelektrode 42 gezogen wird und mit dem Hochfrequenzfeld
in Wechselwirkung steht. Elektronen, welche die Wechselwirkungsstrecke zwischen
der Leitelektrode und der Verzögerungsleitung vollständig durchlaufen haben, werden
an der Kollektorelektrode 43 absorbiert. Diese liegt an einer kleineren Spannung
als die Leitelektrode 45. Die Kollektorelektrode muß allerdings nicht unbedingt
ein unabhängiges Bauelement sein, sondern kann auch einen Teil der Leitelektrode
45 bilden. Wenn man jedoch eine unabhängige Kollektorelektrode verwendet, kann der
Strahl bei einer kleineren Spannung aufgefangen werden; dadurch wird die entstehende,
von
der Röhre abzuleitende Wärme verringert. Wenn die Röhre nach
F i g. 3 als Oszillator benutzt wird und die Verzögerungsleitung 44 entsprechend
ihrem Aufbau eine Rückwärtsgrundwelle erregt, kann die Ausgangsschwingung über ein
Ausgangskoppelglied 48 abgenommen werden, welches an das kathodenseitige Ende der
Verzögerungsleitung angeschlossen ist. Da jedoch das zu der Rückwärtswelle der Verzögerungsleitung
gehörige Hochfrequenzfeld an dem kathodenseitigen Ende seine größte Intensität und
an dem kollektorseitigen Ende seine geringste Intensität aufweist, wird durch das
intensive Hochfrequenzfeld an dem kathodenseitigen Ende der Verzögerungsleitung
eine unmittelbar wirksame Elektronenauswahl bewirkt, sobald der Elektronenstrahl
aus dem Strahlerzeugungssystem austritt.
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Beim anfänglichen Eintritt eines Elektronenstrahls in die Wechselwirkungsstrecke,
werden durch Störbereiche im Strahl in der Verzögerungsleitung Wellen erregt, so
daß ein Hochfrequenzfeld im wesentlichen gleichzeitig mit dem Elektronenstrahl auftritt.
Auf diese Weise erfolgt bei Oszillatorröhren der Anstoß zur Elektronenauswahl. Eine
Oszillatorröhre mit negativ geladener Verzögerungsleitung ist besonders vorteilhaft;
weil die Elektronen auf einer in der Nähe der Verzögerungsleitung verlaufenden bogenförmigen
Bahn eingeschossen werden und daher mit dem zunächst schwachen Hochfrequenzfeld
in unmittelbarer Nähe der Verzögerungsleitung in Wechselwirkung treten können, bevor
die Schwingungen eine größere Stärke erreicht haben.
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Wenn die Röhre nach F i g. 3 eine Verzögerungsleitung zur Erregung
einer Rückwärtsgrundwelle enthält und als Verstärkerröhre verwendet wird, wird das
Eingangssignal über das Koppelglied 49 an die Verzögerungsleitung 44 gelegt,
so daß in der Wechselwirkungsstrecke sogleich ein Hochfrequenzfeld merklicher Stärke
vorhanden ist. In diesem Fall kann die Bahn des Elektronenstrahls etwas weiter von
der Verzögerungsleitung entfernt sein als bei der vorerwähnten Oszillatorröhre,
da bei der Verstärkerröhre das Hochfrequenzfeld der sich an der Verzögerungsleitung
ausbreitenden Welle die Elektronen noch in beträchtlichem Abstand von der Verzögerungsleitung
beeinflussen kann und dadurch die Elektronenauswahl bewirkt.
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F i g. 4 der Zeichnung zeigt eine weitere Ausführungsform der Wanderfeldröhre
nach der Erfindung mit gegenüber einer Leitelektrode 64 mittels einer Batterie 65
negativ geladener Verzögerungsstrecke 63. Die Verzögerungsleitung 63 kann so aufgebaut
sein, daß sie eine Komponente der Grundwelle in Vorwärts- oder in Rückwärtsrichtung
hat. Eine geeignete Einrichtung, beispielsweise ein Elektro- oder Permanentmagnet,
erzeugt ein konstantes magnetisches Gleichfeld B, dessen Feldlinien senkrecht zu
denen des elektrischen Feldes verlaufen, welches sich zwischen der Verzögerungsleitung
63 und der Leitelektrode 64 aufbaut. Ein aus einer Kathode 66, einem Gitter 77 und
einer Beschleunigungselektrode 67 bestehendes Elektronenstrahlerzeugungssystem
schießt dieElektronenmit einerKreisbahnkomponente auf einer Kurve 68 in die Auswahlstrecke
ein. Wenn Sie Röhre als Oszillatorröhre benutzt wird, berührt die Spitze der Zykloidenbahn
68 die Oberfläche der i Verzögerungsleitung in einem Sammelpunkt 69. Bei der in
F i g. 4 dargestellten Anordnung weist die Wechselwirkungsstrecke einen Auswahlabschnitt
auf, welcher eine solche Ausdehnung besitzt, daß die Elektronen in einem ungünstigen
Phasenbereich in einem zweiten Punkt 70 gesammelt werden können, welcher
von dem ersten Sammelpunkt um eine Zykloidenperiode entfernt ist. Das Hochfrequenzfeld
im Auswahlabschnitt lenkt Elektronen in dem günstigen Phasenbereich nach oben, Elektronen
in dem ungünstigen Phasenbereich nach unten ab, wie schon oben im Zusammenhang mit
der Erörterung von F i g. 2 erläutert wurde. Die im Auswahlabschnitt nach unten
abgelenkten Elektronen werden aus dem Elektronenstrahl entfernt, indem sie auf die
Verzögerungsleitung 63 auftreffen und von dieser absorbiert werden. Um eine Sekundärelektronenemission
zu verhindern, ist die Verzögerungsleitung über den Bereich des Auswahlabschnittes
mit Graphit oder einem anderen geeigneten Material mit geringer Sekundärelektronenemission
belegt. Nach dem Durchgang durch den Auswahlabschnitt treten die in dem Strahl verbliebenen
Elektronen in eine Störungszone ein, in der ein durch eine Phaseneinstellelektrode
71 erzeugtes Störungsfeld auf den Strahl einwirkt. Der Strahl bewegt sich von da
an auf einer begradigten Bahn gegen die Kollektorelektrode 72 hin. Die Phaseneinstellelektrode
71 liegt isoliert innerhalb der positiven Leitelektrode 64. Nachdem eine einstellbare
Spannungsquelle 73 zwischen der Phaseneinstellelektrode und der Leitelektrode 64
ein elektrisches Feld erzeugt, wirkt auf die Bahn des Elektronenstrahl ein Störungseinfluß,
so daß ihre Form von einer gekrümmten in eine mehr gerade gerichtete Gestalt übergeht.
Der Elektronenstrahl gelangt durch die Störungszone in den Verstärkerabschnitt der
Wechselwirkungsstrecke, in welchem der dichtemodulierte Elektronenstrahl Energie
auf die sich entlang der Verzögerungsleitung ausbreitende Welle überträgt. Indem
die Elektronen des Strahls Energie an die Wanderwelle abgeben, bewegen sich auch
mehr gegen die positive Leitelektrode 64 hin. Der Großteil der Elektronen folgt
daher im Verstärkerabschnitt der Wechselwirkungsstrecke einer durch die Linie 74
angedeuteten Bahn und wird durch die Kollektorelektrode 72 absorbiert, deren Potential
einen kleineren positiven Wert als das Potential der Leitelektrode hat, um die durch
den auftreffenden Strahl erzeugte Wärmeenergie zu vermindern. Nicht alle in den
Verstärkerabschnitt der Wechselwirkungstrecke eintretenden Elektronen werden durch
die Kollektorelektrode absorbiert; viehmehr verliert ein merklicher Bruchteil der
Elektronen seine potentielle Energie im Verstärkerabschnitt vollständig und trifft
auf die positiv geladene Leitelektrode 64 auf. Ihre kinetische Energie wird dabei
in Wärme umgewandelt. Diese muß also über die positive Leitelektrode abgeführt werden,
damit die Röhre nicht zerstört wird. Da die Leitelektrode im wesentlichen aus einer
ebenen Platte besteht, kann sie leicht durch eine Kühlflüssigkeit, welche durch
Kanäle in der Platte fließt, gekühlt werden. Demgegenüber ist die Verzögerungsleitung
komplizierter aufgebaut und kann nicht so leicht gekühlt werden. Versuche zeigten,
daß die bei einer positiv geladenen Verzögerungsleitung an dieser in Wärme umgesetzte
Leistung etwa ein- bis dreimal größer ist als die von der Röhre abgegebene Ausgangsleistung.
An einer negativ geladenen Verzögerungsleitung nach F i g. 4 werden hingegen nur
etwa ein bis drei Zehntel der Ausgangsleistung in Wärme umgesetzt. Bei Röhren mit
vergleichbarer Ausgangsleistung ist daher die Wärmemenge,
die über
die Verzögerungsleitung abgeführt werden muß, für eine Röhrentype nach F i g. 4
ungefähr zehnmal kleiner als für Röhrentypen mit positiv geladener Verzögerungsleitung.
Infolgedessen können Wanderfeldröhren mit einer negativ geladenen Verzögerungsleitung
nach F i g. 3 oder 4 für Ausgangsleistungen gebaut werden, welche bei weitem größer
sind als die Ausgangsleistungen vergleichbarer Wanderfeldröhren mit positiv beladener
Verzögerungsleitung. Da der Elektronenauswahleffekt unter den gegenwärtig bekannten
Erscheinungen als einziger den Bau mit hoher Leistung betreibbarer Wanderfeldröhren
mit negativ geladener Verzögerungsleitung erlaubt, sind die Vorteile der Erfindung
unverkennbar.
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Man kann die in F i g. 4 dargestellte Wanderfeldröhre je nach der
Konstruktion der Verzögerungsleitung 63 als Vorwärtswellenverstärker oder -oszillator
bzw. als Rückwärtswellenverstärker oder -oszillator benutzen. Wenn die Röhre als
Vorwärtswellenverstärker oder -oszillator verwendet werden soll, wird die Verzögerungsleitung
so gebaut, daß die Grundwellenkomponente ihres Feldes sich in derselben Richtung
wie der Elektronenstrahl ausbreitet. Die Ausgangsleistung einer Vorwärtswellenröhre
wird über das Koppelglied 75 abgenommen. Dieses ist am kollektorseitigen Ende der
Röhre mit der Verzögerungsleitung verbunden. Die Signalenergie gelangt über das
am kathodenseitigen Ende der Röhre an die Verzögerungsleitung angeschlossene Koppelglied
76 in die Röhre. Wenn die Röhre als Rückwärtswellenverstärker oder -oszillator benutzt
werden soll, muß sich die Grundwellenkomponente entlang der Verzögerungsleitung
entgegengesetzt zur Richtung des Elektronenstrahls ausbreiten. Der Ausgang einer
Rückwärtswellenröhre wird über das Koppelglied 76 abgenommen, während die Eingangssignale
über das Koppelglied 75 in die Röhre eingegeben werden.
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Die F i g. 3 und 4 der Zeichnungen zeigen Ausführungsformen der Erfindung
in Form linearer Röhren; die Erfindung kann jedoch zweckmäßig auch bei kreisförmigen
Röhren angewandt werden. Eine kreisförmige Röhre entsteht im wesentlichen aus einer
linearen Röhre, beispielsweise nach F i g. 3 oder 4, einfach dadurch, daß man sich
dieselbe in Kreisform gebogen denkt. In F i g. 5 erkennt man eine solche Röhre,
welche ähnlich wie eine lineare Röhre mit negativ geladener Verzögerungsleitung
aufgebaut ist. Man erkennt, daß innerhalb der Außenwand 80 der kreisförmigen Röhre
eine Verzögerungsleitung 81 liegt, welche vorzugsweise als Interdigitalleitung ausgeführt
ist und eine Rückwärts-Grundwellenkomponente erregt. Weiterhin ist konzentrisch
zu der Verzögerungsleitung radial weiter innen eine Leitelektrode 82 angeordnet.
Innerhalb der Leitelektrode liegt isoliert eine Phaseneinstellelektrode 83. Schließlich
ist eine Kollektorelektrode 86 und ein aus einer Kathode 84, einem Gitter 88 und
einer Beschleunigungselektrode 85 bestehendes Elektronenstrahlerzeugungssystem vorhanden.
Die Spannungen dieser verschiedenen Elektroden sind ähnlich wie die Spannungen der
Elektroden in F i g. 4 gewählt. Die Verzögerungsleitung 81- ist mechanisch mit dem
metallischen Röhrenmantel 80 verbunden und muß daher aus Sicherheitsgründen zusammen
mit diesem geerdet werden. Da die Verzögerungsleitung 81 gegenüber der Leitelektrode
negativ geladen ist, ist für die Leitelektrode ein hohes, positives Potential erforderlich.
Wenn man die positiv geladene Leitelektrode 82 im Inneren der kreisförmigen Röhre
anordnet, ergibt sich daraus der Vorteil, daß ein etwas schwächers Magnetfeld B
erforderlich ist, als der Fall wäre, wenn die negativen und positiven Elektroden
in ihrer Lage in der kreisförmigen Röhre miteinander vertauscht wären. Dies rührt
daher, daß die mittlere Geschwindigkeit der Elektronen des Strahles dem Verhältnis
gleich ist, wobei Eoc die Feldstärke des elektrischen Gleichfeldes und B die Feldstärke
des Magnetfeldes bedeuten. Der auf die Elektronen wirkenden elektrischen Kraft hält
die von der Bewegung der Elektronen in dem Magnetfeld herrührenden Lorentz-Kraft
das Gleichgewicht. Auf die auf einer Kreisbahn 84 umlaufenden Elektronen wirkt außerdem
die Zentrifugalkraft. Diese wirkt bei einer Anordnung nach F i g. 9 in gleicher
Richtung wie die Lorentz-Kraft, welche auf das in dem Magnetfeld B umlaufende Elektron
einwirkt. Daher kann die Intensität B des Magnetfeldes um den Betrag vermindert
werden, welcher der Wirkung der Zentrifugalkraft entspricht. Infolgedessen kann
ein kleinerer Magnet für die Erzeugung des erforderlichen Magnetfeldes Anwendung
finden.