DE1491328C - Rückwärtswellen-Verstärkerröhre - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Rückwärtswellen-Ver- iaßbereich, insbesondere bei Frequenzen nahe den stärkerröhre mit einem Elektronenstrahlerzeuger- Grenzfrequenzen, als Ergebnis der Energiereflexton system, einem Elektronenstrahlkollektor und einer von den enden der Leitung, die durch schlecht, zwischen diesen angeordneten Verzögerungsleitung, Impedanzanpassung an die Eingangs- und Ausgangsbestehend aus einem koaxial zur Elektronenstrahl- 5 leitungen hervorgerufen wird. Dieser Fehler tritt am achse angeordneten Hohlleiter, in dessen Innerem stärksten nahe den Grenzfrequenzen auf, Ua hier die eine Vielzahl hintereinanderliegender in Ebenen Impedanz der Verzögerungsleitungen sich mit der senkrecht zur Elektronenstrahlachse angeordneter Frequenz am schnellsten ändert. Bei einer Rückwärtselektrisch leitender Scheiben vorgesehen sind, die wellenröhre tritt die Selbsterregung am leichtesten koaxial zur Elektronenstrahlachse liegende, zum io nahe der unteren Grenzfrequenz auf. Durchlaß des Elektronenstrahls dienende öffnungen Aus der deutschen Patentschrift 1116 755 ist einj (Mittelöffnungen) und weitere zu den Mittelöffnungen Laufzeitröhre der eingangs genannten Art mit einer versetzte öffnungen (Koppelöffnungen) aufweisen. Mehrzahl aufeinanderfolgender Resonatoren bekannt,

Es ist bekannt, daß die Verzögerungsleitung in einer bei welchem Kopplungen mit negativer Gegeninduk-Wanderfeldröhre mit Bandpaßeigenschaften durch 15 tivität zwischen den in Richtung des elektrischen Hochfrequenzenergie einer Frequenz, die im Durch- Hauptfeldes aufeinanderfolgenden Resonatoren vorlaßb^reich der Leilung liegt, erregt wird. Diese Ener- handen sind, welche eine solche Verbindung zwischen gie wird durch Wechselwirkung mit einem Elektronen- diesen herstellen, daß die Frequenz, bei der die elekstrahl verstärkt, der sich längs der Leitung mit einer tromagnetischen Feldkonfigurationen der gekoppelten Geschwindigkeit, die annähernd gleich der der 20 Resonatoren in Phase sind, erniedrigt wird. Grundweile oder einer der Harmonischen des in der Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift Leitung aufgebauten hochfrequenten elektromagnet!- 1 096 507 eine Rückwärtswellenröhre zur Erzeugung sehen Feldschemas ist. fortbewegt. Eine typische oder Verstärkung sehr kurzer elektrischer Wellen Bandpaßleitung besteht aus einer Reihe von Elemen- bekannt, bei welcher der Elektronenstrahl längs ten oder Zellen wie z. B. Resonanzhohlräumen, die 35 einer Verzögerungsleitung mit periodischer Struktur so gekoppelt sind, daß sie eine sich wiederholende geführt wird. Diese bekannte Rückwärtswellenröhre Folge bilden. In einigen Fällen sind alle Zellen iden- zeichnet sich daduich aus, daß die Verzögerungstisch, in anderen Fällen haben benachbarte Zellen elemente, welche die Verzögerungsleitung bilden, verschiedene Resonanzfrequenzen >n sich zyklisch derart ausgebildet und angeordnet sind, daß der wiederholenden Folgen, wie z. B. /,/.. fj₂ oder /,/_ä/₃ 30 Kopplungswiderstand zwischen der Verzögerungs-/ιΑ·4' wobei /,, /₂ und /₃ verschiedene Resonanz- leitung und dem Elektronenstrahl längs eines ersten frequenzen sind. Bei einer einfachen !Leitung mit Abschnitts der Verzögerungsleitung fortlaufend zuidentischen Zellen kann die Phasenverschiebung B_n nimmt.

pro Zelle für die einzelnen elektromagnetischen Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine

Wellen durch die Gleichung 35 Rückwärtswellen-Verstärkerröhre J?r eingangs ge

θ ™ Θ ^J 2 /η nannten Art zu schaffen, welche eine besonders gc-

" ' ringe Neigung zur Selbsterregung zeigt.

beschrieben werden, wobei η die Zahl der Harmo- Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung nischen ist und Null oder eine positive oder negative vor, daß die Größe der fluchtend hintereinandcrganze Zahl sein kann und H die Phasenverschiebung 40 liegenden Koppelöffnungen in den elektrisch leitender Grundwelle pro Zelle ist und jeden Wert zwischen den Scheiben in Bewegungsrichtung der Elektronen 0 und π annehmen kann. Der Durchlailbereich der des Elektronenstrahls gesehen allmählich zunimmt. Leitung liegt zwischen der Frequenz, für die θ = 0 Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der ist (Null-Grenzmodus) und der Frequenz, für die Erfindung sieht vor, daß die Koppelöffnungen θ = η (π-Grenzmodus) ist. Natürlich sind auch 45 Schlitze sind.

andere Formen von Bandpaß-Leitungen ifür Wander- Der gemäß der Erfindung erreichbare technische feldröhren bekannt. Bei einer Rückwärtswellenröhre Fortschritt besteht im wesentlichen darin, daß die wandert die Welle längs der Leitung in entgegenge- Energie bei einer Frequenz nahe der unteren Grenzsetzter Richtung zu der des Elektronenstrahls, das frequenz, bei welcher eine Selbsterregung am leichverstärkte Ausgangssignal wird an dem oder nahe 50 testen auftritt, im wesentlichen daran gehindert wird, dein Ende der Leitung in der Nachburschaft der sich über die gesamte Länge der Verzögerungs-Sirahlquelle abgeleitet und die Eingangssignale wer- leitung auszubreiten und daher keine starke Wechden an dem oder nahe dem anderen Ende zugeführt. selwirkung mit dem Elektronenstrahl zeigen kann.

Eine ernsthafte Schwierigkeit, die bei bekannten Die Neigung zur Selbsterregung wird daher insbe-

Rückwärtswellenröhren mit Bandpaöverzögerungs- 55 sondere im Bereich dieser unteren Grenzfrequenz

leitungen auftritt, besteht darin, über den gesamten stark herabgesetzt.

Frequenzbereich eine gute Impedanzanpassung an Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung den Eingangstransformator oder andere Impedanz- mit den Zeichnungen beschrieben, anpassungsglieder für die Einspeisung der Eingangs- Fig. 1 zeigt eine Rückwärtswellenverstärkerröhre signale und Ableitung des verstärkten Ausgangs- 60 gemäß der Erfindung, bei der die Untertcilungssignals zu schaffen. Diese Schwierigkeit ist am groß- scheiben perspektivisch dargestellt sind, um ihre Konten bei Frequenzen nahe den Bandpaßgrenzfrequen- struktion besser zeigen zu können; zen. Es entspricht üblicher Praxis, die Impedanz- Fig. 2 ist eine erläuternde graphische Darstellung, anpassung nahe der Mitte des Durchlaßbereichs so Die in Fig. 1 dargestellte Röhre hat ein zylingut wie möglich durchzuführen, jedoch haben be- 65 drisches Gehäuse, das aus drei koaxialen Metallkartnte Röhren, wenn sie für hohe Verstärkungen Gehäuseteilcn 1, 2 und 3 besteht, die in üblicher verwendet werden, eine ausgeprägte Tendenz zur Weise durch Glasschmelzringe 4 miteinander ver- ; bei bestimmten Frequenzen im Durch- bunden sind. Im Gehäuseteil 1 befindet sich eine EIek-

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tronenkanone 5, die auf die Kollektorelektrode 6 im Gehäuseteil 3 ausgerichtet ist. Zwischen dem Elektronenstrahlerzeugersystem S und der Kollektorelektrode 6 befindet sich eine Reihe von elektrisch leitenden Scheiben 7 (bei der dargestellten Ausführung sind es sechs), die quer zur Röhrenachse angeordnet sind und miteinander fluchtende Öffnungen 8 (Mittelöffnungen) in ihrer Mitte aufweisen, um den Elektronenstrahl, der durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, hindurchtreten zu lassen.

Die Eingangsleitung 9 befindet sich auf der Kollektorseite der Verzögerungsleitung und die Ausgangsleitung 10 auf der gegenüberliegenden Seite. Die Scheiben 7 weisen außer den fluchtenden Mittelöffnungen 8 schlitzförmige Öffnungen 88 auf, die in einer Linie parallel zur Fluchtlinie der Mittelöffnungen 8 ebenfalls fluchten. Die Szhlitze 88 verlaufen zueinander parallel, wobei ihre Längsrichtung im wesentlichen senkrecht zum Radius der Scheiben steht. Sie haben unterschiedliche Längen, wobei sich der längste Schlitz in der Scheibe, die der Kollektoreiektrude am nächsten ist, befindet und die Länge von Scheibe zu Scheibe abnimmt bis zum kürzesten Schlitz in der der Elektronenstrahlerzeugersystem 5 am nächsten befindlichen Scheibe Diese Schlitze sind aj so bemessen, daß eine Welle einer Frequenz nahe der unteren Frequenz des Durchlaßbereiches sich nicht über die volle Länge der Leitung ausbreiten kann, da die untere Grenzfrequenz beispielsweise des letzten Drittels der Leitung auf der Kollektorseite über der unteren Grenzfrequenz des übrigen Teiles der Verzögerungsleitung liegt.

Fig. 2 zeigt für eine Rückwärtswellenröhre der in Fig.! dargestellten Art den Verlauf der Frequenz über die Phasenverschiebung pro Zelle, um die Ausbreitungseigenschaften einer Bandpaß-Verzögerungsleitung in einer Rückwärtswellen-Verstärkerröi re nach Fig. 1 aufzuzeigen. Die voll ausgezogene Kuive zeigt dabei die Ausbreitungseigenschaften der Verzögerungsleitung an ihrem Kollektorenende und die gestrichelte Kurve stellt die Ausbreitungseigenschaften der Verzögerungsleitung an ihrem zur Elektronenkanone hin gelegenen Ende dar. In der Kurvendarstellung ist der Durchlaßbereich sowie der normalerweise verwendete Betriebsbereich angedeutet.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Rückwärtswellen-Veistärkerröhre mit einem ElektronenstrahlerzL-ugersystem, einem Elektrone.istrahlkollektor und einer zwischen diesen angeordneten Verzögerung-titling, bestehend aus einem koaxial zur Elektronen trahlachse angeordneten Hohlleiter, in dessen Innerem eine Vielzahl hintereinanderliegender in Ebenen senkrecht zur Elektronenstrahlachse angeordneter elektrisch ieitender Scheiben vorgesehen sind, die koaxi.i! zur Elektronenstrahlachse liegende, zum Durchlaß des Elektronenstrahls dienende Öffnungen (Mittelöffnungen) und weitere zu den Mitielöffnungen versetzte Öffnungen (Koppelöffnungenj aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der fluchtend hintercinanderliegcnden Koppelöffnungcn in den elektrisch leitenden Scheiben in Bewegungsrichtung der Elektronen des Elektronenstrahls gesehen allmählich zunimmt.

2. Rückwärtswellen-Verstärkerröhrc nach An

spruch t, dadurch gekennzeichnet, d'.ß die Koppelöffnungcn Schlitze sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen