DE4119517A1 - Elektronenkanone zur Erzeugung von in kurzen Impulsen gruppierten Elektronen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenkanone zur Er­ zeugung von in kurzen Impulsen mit der vorbestimmten Folge­ frequenz f_o gruppierten Elektronen.

In zahlreichen Anwendungsfällen ist es notwendig, Elektronen zu liefern, die in kurzen Paketen gruppiert sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn diese Elektronenpakete in lineare Hochenergie-Beschleunigungssysteme injiziert werden sollen.

Herkömmliche Lösungen machen von Elektronenkanonen Gebrauch, die eine Triodenstruktur aufweisen und in einer Linie liegend von einer emittierenden Katode, einem Gitter und einer Anode gebildet sind. Die Elektronen werden während der Zeitperioden geliefert, in denen eine Freigabespannung an das Gitter ange­ legt wird, wobei die Katode und die Anode von Gleichspannun­ gen gespeist werden.

Ein bedeutender Nachteil dieser Lösungen ist mit der Freigabe des Gitters während einer sehr kurzen Zeitperiode, beispiels­ weise unter einer Nanosekunde, verbunden. Die Anwesenheit unvermeidbarer Störkapazitäten führt in den Freigabeschaltun­ gen zu Zeitkonstanten, die nur schwer zu verkürzen sind. Wenn außerdem, wie es in gewissen Anwendungsfällen zutrifft, Elek­ tronen erhalten werden sollen, die in extrem kurzen Zeitperi­ oden in der Größenordnung von 10 bis 100 ps gruppiert sind, muß eine Geschwindigkeitsmodulation mit einem Zusätzlichen Hohlraum angewendet werden, was die Kompliziertheit und die Kosten der Vorrichtung weiter in die Höhe treibt.

Mit Hilfe der Erfindung sollen diese Nachteile mittels einer sehr einfachen Lösung beseitigt werden, die es gestattet, die üblicherweise verwendeten Freigabeschaltungen zu eliminieren.

Ferner soll mit Hilfe der Erfindung eine Elektronenkanone geschaffen werden, bei der die verwendeten Spannungen HF- Spannungen sind. Unter dem Begriff "Hochfrequenz" (abgekürzt HF) werden, wie dies allgemein üblich ist, Frequenzen über einigen Vielfachen von 10 kHz verstanden.

Nach der Erfindung ist eine Elektronenkanone zur Abgabe von in kurzen Impulsen mit vorbestimmter Folgefrequenz f_o grup­ pierten Elektronen, mit einer Triodenstruktur, die von einer emittierenden Katode, einem Gitter und einer Anode gebildet ist, gekennzeichnet durch erste Mittel zum Erzeugen einer HF- Katoden-Gitter-Spannung aus wenigstens einer HF-Welle mit einer Frequenz, die wenigstens gleich der Folgefrequenz f_o ist, und zweite Mittel zum Erzeugen einer HF-Anoden-Gitter Spannung aus einer ersten HF-Welle mit der Frequenz F_o = k_of_o, wobei k_o eine ganze Zahl größer oder gleich 1 ist.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der Elektronenkanone nach der Erfindung ohne Speiseanordnung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Elektronenkanone nach der Erfindung mit den Speiseschaltungen,

Fig. 3 Kurven verschiedener Spannungen in Abhängigkeit von der Zeit für ein Beispiel gewählter Frequenzen,

Fig. 4 ähnliche Kurven für eine andere Gruppe von Frequen­ zen, und

Fig. 5 die Kurven von Fig. 3 für eine optimierte Ausfüh­ rungsform.

In Fig. 1 ist schematisch der Aufbau einer Elektronenkanone nach der Erfindung dargestellt.

Es handelt sich dabei um die Lieferung von Elektronen, die in kurzen Impulsen mit der Folgefrequenz f_o gruppiert sind.

Diese Kanone enthält in bekannter Weise eine emittierende Katode K, ein Gitter G und eine Anode A.

Anstelle der Anlegung von Gleichspannungen an die Katode und an die Anode und der Anlegung von Freigabeimpulsen mit kurzer Dauer an das Gitter ist erfindungsgemäß vorgesehen, zwischen das Gitter und die Katode einerseits und zwischen das Gitter und die Anode andererseits HF-Wechselspannungen anzulegen. Zu diesem Zweck wird ein erster koaxialer Hohlraum 1 vorgesehen, der einen Mittelleiter 2 enthält. Dieser Hohlraum ist an einem Ende durch einen Kurzschluß 3 abgeschlossen, und am anderen Ende ist er durch eine Katoden-Gitter-Kapazität KG abgeschlossen. Das Gitter G begrenzt den Hohlraum 1, und die Katode K wird vom Ende des Mittelleiters 2 gegenüber dem Git­ ter G gehalten. Am Hohlraum 1 ist eine koaxiale Abzweigung 4 mit einem Mittelleiter 5 angebracht. Diese Abzweigung ist durch einen Kurzschluß 6 abgeschlossen, der so angebracht ist, daß die Länge der Abzweigung λg₁/4 beträgt, wobei λg₁ die Wellenlänge im koaxialen Hohlraum 1 ist, die einer Fre­ quenz F₁ = k₁f_o entspricht, für die der Hohlraum 1 (in Abhän­ gigkeit seiner Abmessungen und der Kapazität KG) in Resonanz sein soll; k₁ ist dabei eine ganze Zahl größer oder gleich 1. Bei dieser Frequenz nimmt die Abzweigung 4 eine unendliche Impedanz am Hohlraum 1 an und hat somit keinen Einfluß. Im Gegenteil, diese Abzweigung ermöglicht es, den Hohlraum 1 bei einer zweiten Frequenz F₂ = k₂f_o in Resonanz zu betreiben, wobei k₂ eine ganze Zahl größer 1 ist, bei der gilt: k₂ = pk₁; p ist dabei eine ganze Zahl größer als 1.

Wenn die Abzweigung 4 beispielsweise im wesentlichen in der Mitte des Hohlraums 1 liegt, und wenn gilt: p = 2, dann ist der Hohlraum 1 bei der Frequenz F₁ und bei der Frequenz F₂ mit dem doppelten Wert der Frequenz F₁ in Resonanz, wobei die Abzweigung 4 für die Frequenz F₂ aufgrund seiner Wellenlänge λg₂/2 an der koaxialen Struktur 1 einen Kurzschluß bildet.

Die Anregungswellen mit den HF-Frequenzen F₁ und F₂ werden über Anregungseingänge 7 und 8 an den Hohlraum 1 angelegt.

Auf diese Weise wird im Hohlraum 1 eine HF-Welle erhalten, die aus einer Überlagerung der Wellen mit den zwei Frequenzen F₁ und F₂ resultiert und die zwischen der Katode und dem Git­ ter eine HF-Spannung induziert.

In ähnlicher Weise wird ein zweiter koaxialer Hohlraum 10 gebildet, der einen Mittelleiter 11 enthält. Dieser Hohlraum ist an einem Ende durch einen Kurzschluß 17 abgeschlossen, und er ist am anderen Ende durch eine Gitter-Anoden-Kapazität GA abgeschlossen. Das Gitter G begrenzt den Hohlraum 10, und die Anode A wird von dem dem Gitter G gegenüberliegenden Ende des Mittelleiters 11 gebildet. Der Mittelleiter 11 besteht aus einem Hohlzylinder, dessen Innenraum den Durchgang von Elektronenpaketen ermöglicht, die längs der Achse 15 der An­ ordnung emittiert werden, wie noch zu erkennen sein wird. Die Kenngrößen des Hohlraums 10 und die Kapazität GA sind so festgelegt, daß der Hohlraum 10 bei einer Frequenz F_o = k_of_o in Resonanz ist, wobei k_o eine ganze Zahl größer oder gleich 1 ist.

Die Anregungswelle mit der HF-Frequenz F_o wird an den Hohl­ raum 10 über einen Anregungseingang 13 angelegt.

Auf diese Weise wird in dem Hohlraum 10 eine HF-Welle mit der Frequenz F_o erhalten, die zwischen dem Gitter und der Anode eine HF-Spannung induziert. Zur Gewährleistung einer besseren Halterung und Zentrierung des Mittelleiters 11 können dielek­ trische Träger 16 vorgesehen sein. Am Ende des Innenraums des Leiters 11 ist für den Durchgang von Elektronen ein Fenster 14 gebildet.

Der Hohlraum 10 ist auf der Höhe des Mittelleiters 11 von ei­ ner Zylinderspule 12 umgeben, damit die Elektronen längs der Achse 15 fokussiert werden und daß auf diese Weise ein Ver­ schiebungsraum im Inneren dieses Leiters entsteht.

Die Wirkungsweise der Anordnung läßt sich mit Hilfe der Kur­ ven von Fig. 3 besser verstehen, die für ein Beispiel gelten, bei dem folgende Werte ausgewählt sind: k_o = 1 (F_o = f_o), k₁ = 4 (F₁ = 4f_o) und k₂ = 8 (p = 2, F₂ = 8f_o).

Im Diagramm von Fig. 3 sind die Spannungen V in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt, wobei T_o die Folgeperiode der Elek­ tronenpakete ist (T_o = 1/f_o). Die Kurve VF_o repräsentiert die Anoden-Gitter-Spannung. Die Kurve VF_b repräsentiert die Git­ ter-Katoden-Spannung, die aus der Überlagerung der zwei Fre­ quenzen F₁ und F₂ resultiert, die in Fig. 3 durch die Kurven VF₁ und VF₂ dargestellt sind, wobei angenommen wird, daß die Amplituden dieser zwei Wellen gleich sind.

Der Elektronenstrom fließt nur dann, wenn die Gitter-Katoden- Spannung VF_b und die Anoden-Gitter-Spannung VF_o gleichzeitig positiv sind. Es sei bemerkt, daß das Verhältnis der Amplitu­ den der beiden Spannungen überhaupt nicht eingehalten ist, damit ihre Darstellung in einem Diagramm ermöglicht wird. Die in den Hohlraum 10 eingeführte Leistung kann in der Größen­ ordnung von 30 kW liegen, was Spannungen in der Größenordnung von einigen 10 kV bis 100 kV entspricht, während die in den Hohlraum 1 injizierte Leistung jeweils in der Größenordnung von 50 W liegen kann, was Spannungen in der Größenordnung von einigen 10 Volt entspricht.

In Fig. 3 fließt der Elektronenstrom nur während der schraf­ fiert dargestellten positiven Spitze der Spannung VF_b. Die anderen Spitzen der Spannung VF_b ergeben entweder nur einen sehr leicht zu eliminierenden und sehr schwach beschleunigten Elektronenstrom, der einen Wert der Spannung VF_o von im we­ sentlichen Null entspricht, oder ergeben überhaupt keinen Elektronenstrom, da eine Blockierung durch eine sehr stark negative Anoden-Gitter-Spannung VF_o vorliegt. Auf diese Weise passiert während jeder Periode der Spannung VF_o bei der Fre­ quenz f_o nur ein Elektronenpaket während einer kurzen Zeitpe­ riode, die der Breite der Spitze der Spannung VF_b entspricht.

Wenn beispielsweise eine Frequenz f_o von 62,5 MHz, also eine Periode T_o = 16 ns, gewählt wird, fließt der Elektronenstrom nur während etwa 1 ns, wenn die Spannung VF_o einen Maximal­ wert hat.

Auf diese Weise steht ein sehr einfaches Mittel zur Verfü­ gung, um Impulse mit der Dauer 1 ns zu erhalten, die Ladungen in der Größenordnung von beispielsweise 4 Nano-Coulombs mit einer Katode zu erhalten, die 4 A liefert.

Die Speisung der Hohlräume 1 und 10 kann einfach mittels ei­ ner Schaltung erzielt werden, beispielsweise mit Hilfe einer Schaltung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.

Eine HF-Schwingungsquelle 20 liefert direkt eine Welle mit der Frequenz F_o = f_o, die an den Anregungseingang 13 des Hohlraums 10 nach Durchgang durch eine Amplitudenregelvor­ richtung 21, ggf. durch eine Phasenregelvorrichtung 21′, die jedoch nicht unter allen Umständen erforderlich ist, und durch einen Verstärker 22 angelegt wird, damit das an den Eingang 13 angelegte Signal die gewünschte Phase und die ge­ wünschte Amplitude hat.

Andererseits ermöglicht es ein Koppler 23, einen Teil der von der Quelle 20 gelieferten Energie abzugreifen und zu den Ein­ gängen 7 und 8 des Hohlraums 1 zu liefern. Diese abgegriffene Energie wird nach Durchgang durch einen Frequenzvervielfa­ cher, hier mit dem Vervielfachungsfaktor 4 zur Erzielung der Frequenz F₁ = 4f_o, durch eine Amplitudenregelvorrichtung 25, eine Phasenregelvorrichtung 26 und einen Verstärker 27 zum Eingang 7 geschickt.

Ein Koppler 28 greift einen Teil der Energie am Ausgang des Frequenzvervielfachers 24 ab, damit dieser Teil nach Durch­ gang durch einen Frequenzvervielfacher 29, hier mit dem Ver­ vielfachungsfaktor 2 zur Erzielung der Frequenz F₂ = 8f_o, durch eine Amplitudenregelvorrichtung 30, eine Phasenregel­ vorrichtung 31 und einen Verstärker 32 zum Eingang 8 ge­ schickt wird.

Der Vorteil der Verwendung einer einzigen Quelle 20 besteht darin, daß es nicht notwendig ist, komplizierte Phasen- und Frequenzregelschaltungen zwischen den verschiedenen verwende­ ten HF-Wellen einzusetzen.

In Fig. 4 sind die Kurven für eine andere Frequenzwahl darge­ stellt, was ein besseres Verständnis für die verschiedenen möglichen Lösungen gestattet.

Im Fall von Fig. 4 sind folgende Werte gewählt: k_o = 4 (also F_o = 4f_o), k₁ = 1 (also F₁ = f_o) und k₂ = 4 (also F₂ = 4f_o).

Es würden sich die gleichen Kurven ergeben, wenn aus Gründen der Einfachheit der Verwirklichung der verschiedenen koaxia­ len Strukturen und Speiseschaltungen Vielfache der gleichen Frequenzwerte verwendet würden, beispielsweise F_o = 8f_o, F₁ = 2f_o und F₂ = 8f_o.

Im Beispiel von Fig. 4 wurde eine Welle mit der Frequenz F₂ angeregt, deren Amplitude die Hälfte der Amplitude der Welle mit der Frequenz F₁ beträgt.

Es ist zu erkennen, daß sich eine Hauptspitze 40 der Kurve VF_b ergibt, deren schraffierter Teil dem Durchgang eines Elektronenstrahlenbündels entspricht und der sich mit der gewünschten Frequenz f_o wiederholt. Diese Spitze 40 ist je­ doch in diesem Fall durch sekundäre Spitzen 41 und 42 der Kurve VF_b eingerahmt, die ebenfalls den Durchgang eines Elek­ tronenstrahlenbündels in ihrem schraffierten Teil hervorru­ fen, der mit einer positiven Anoden-Gitter-Spannung zusammen­ fällt. Diese sekundären Strahlenbündel sind unerwünscht. Im übrigen ist das der Spitze 40 entsprechende Elektronenstrah­ lenbündel wesentlich breiter als im Fall von Fig. 3. Wenn die in Fig. 4 dargestellte Lösung aus anderen Gründen gewählt wird, kann die Wirkung der Sekundärspitzen eliminiert werden, indem an das Gitter G eine zusätzliche Vorspannung angelegt wird, die die Pegel der Kurve VF_b verschiebt.

Andererseits kann diese Fig. 4 zeigen, daß die relative Am­ plitude dieser sekundären Spitzen bezüglich der Hauptspitze herabgesetzt werden kann, indem ein höheres Verhältnis der Amplituden der Wellen mit den Frequenzen F₁ und F₂ gewählt wird.

Aus einer Betrachtung von Fig. 3 ist zu erkennen, warum eine Überlagerung zwischen den zwei Frequenzen F₁ und F₂ im Kato­ den-Gitter-Hohlraum 1 gewählt wurde. Auf diese Weise werden nämlich schmalere Spitzen der Spannung VF_b und somit in kür­ zeren Impulsen gruppierte Elektronen erhalten, als dies der Fall wäre, wenn nur eine Frequenz F₁ benutzt worden wäre; dieses Ergebnis wird im übrigen unter beträchtlicher Reduzie­ rung der Emission nicht gewünschter Elektronen erhalten.

Die Fig. 3 entsprechende Auswahl repräsentiert einen interes­ santen Kompromiß.

Fig. 5 veranschaulicht einen weiteren wichtigen Aspekt der Erfindung. In dieser Fig. 5 sind Kurven VF_b und VF_o darge­ stellt, die der gleichen Wahl von Frequenzen wie in Fig. 3 entsprechen, wobei jedoch das Verhältnis der Amplituden mit den Frequenzen F₁ und F₂ in dem gewählten Beispiel von 1 auf 2 übergeht.

Der wichtige Unterschied bezüglich Fig. 3 besteht darin, daß die Phase der Spannung VF_b bezüglich der Spannung VF_o um ei­ nen Wert verschoben worden ist, der der Hälfte der Phasen­ breite der Elektronenpakete an der Anode entspricht, d. h. im wesentlichen der Hälfte der Breite der Spitze der Spannung VF_b (diese Breite liegt hier in der Größenordnung von 22°). In diesem Fall passiert das erste Elektron die Anode dann, wenn eine Anoden-Gitter-Spannung angelegt wird, die im we­ sentlichen V_o cos 22° beträgt, wenn V_o der Maximumwert der Anoden-Gitter-Spannung VF_o ist. Mit dem Durchgang der Elek­ tronen nimmt die Beschleunigungsspannung für diese Elektronen zwischen Anode und Gitter bis zum Wert V_o für das letzte pas­ sierende Elektron zu. Aufgrund dieser Differenz der an die verschiedenen Elektronen angelegten Beschleunigungsspannung wird am Ende ein Verschieberaum mit einer Länge erhalten, der einer verbesserten Gruppierung der Elektronenpakete ent­ spricht. Mit dem bereits angegebenen Zahlenbeispiel (f_o = 62,5 MHz; Dauer des Pakets an der Anode in der Größenordnung von 1 ns) und unter der Annahme, daß eine Spannung V_o = 80 kV sowie ein Verschieberaum in der Größenordnung von 1 m genom­ men werden, wird die Dauer des Pakets auf etwa 100 ps ge­ bracht. Dieses Resultat kann durch Hinzufügen von eingescho­ benen Gruppierungshohlräumen am Ende des Verschieberaums ver­ bessert werden, was ermöglicht, Impulse (Paketdauer) in der Größenordnung von 10 ps zu erhalten. Die Phasenverschiebung der Spannung VF_b bezüglich der Spannung VF_o wird ohne weite­ res durch Einwirkung auf die Phasenregelvorrichtungen 26 und 31 (Fig. 2) erhalten.

In dem mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Beispiel ist eine Abzweigung von λg₁/4 verwendet worden, damit der Hohlraum 1 bei zwei verschiedenen Frequenzen in Resonanz ist. Es können natürlich auch bekannte andere äquivalente Mittel in Abhän­ gigkeit vom Verhältnis der gewählten Frequenzen angewendet werden.

Wegen der Verwendung der koaxialen Hohlräume und der Speisung mit Hochfrequenz ergibt sich eine einfache Verwirklichung einer Elektronenkanone, bei der die Modulationsprobleme be­ seitigt sind, die auf das Vorhandensein von kurzzeitigen (un­ ter der Nanosekunde) Freigabe-Gleichspannungsimpulsen zurück­ zuführen sind.

Die beschriebenen Beispiele sollen in keiner Weise in ein­ schränkendem Sinne aufgefaßt werden.

Claims (11)

1. Elektronenkanone zur Abgabe von in kurzen Impulsen mit vorbestimmter Folgefrequenz f_o gruppierten Elektronen, mit einer Triodenstruktur, die von einer emittierenden Katode (K), einem Gitter (G) und einer Anode (A) gebildet ist, ge­ kennzeichnet durch erste Mittel (1 bis 8, 20, 23 bis 32) zum Erzeugen einer HF-Katoden-Gitter-Spannung aus wenigstens ei­ ner HF-Welle mit einer Frequenz, die wenigstens gleich der Folgefrequenz f_o ist, und zweite Mittel (10 bis 17, 20 bis 22) zum Erzeugen einer HF-Anoden-Gitter-Spannung aus einer ersten HF-Welle mit der Frequenz F_o = k_of_o, wobei k₀ eine ganze Zahl größer oder gleich 1 ist.

2. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Katoden-Gitter-Spannung aus einer Überlagerung einer ersten HF-Welle mit der Frequenz F₁ = k₁f_o und einer dritten HF-Welle mit der Frequenz F₂ = k₂f_o erzeugt wird, wobei k₁ und k₂ ganze Zahlen sind und gilt: k₂ = pk₁, und wobei p eine ganze Zahl größer als 1 ist und k₁ größer oder gleich 1 ist.

3. Elektronenkanone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel einen ersten koaxialen Hohlraum (1) mit einem Mittelleiter (2) umfassen, bei dem ein Ende durch einen Kurzschluß (3) abgeschlossen ist, während das andere Ende durch das Gitter (G) abgeschlossen ist, wobei die Katode (K) am Ende des Mittelleiters (2) gegenüber dem Gitter (G) gehal­ ten wird, damit mit diesem eine erste, den Hohlraum (1) ab­ schließende Kapazität (KG) erzeugt wird, und daß die Kenngrö­ ßen des koaxialen Hohlraums so gewählt sind, daß er bei der zweiten Frequenz F₁ in Resonanz ist, während die dritten Mit­ tel (4 bis 6) an dem Hohlraum so angebracht sind, daß dieser ebenfalls bei der dritten Frequenz F₂ in Resonanz ist, wobei der Hohlraum (1) zwei Anregungseingänge (7, 8) aufweist, die jeweils von den zwei HF-Wellen mit den Frequenzen F₁ und F₂ gespeist sind.

4. Elektronenkanone nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Mittel eine von einem Kurzschluß (6) abge­ schlossene koaxiale Abzweigung (4, 5) enthalten, die so auf­ gebaut ist, daß die Abzweigungslänge gleich (2q + 1) λg₁/4 ist, wobei λg₁ die der zweiten Frequenz F₁ entsprechende Wel­ lenlänge ist und q eine ganze Zahl mit q 0 ist.

5. Elektronenkanone nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ersten Mittel außerdem vierte Mittel (20, 23 bis 32) enthalten, die eine HF-Welle mit der zweiten Fre­ quenz F₁ sowie eine HF-Welle mit der dritten Frequenz F₂ er­ zeugen und diese an die zwei Anregungseingänge (7, 8) mit vorbestimmten Phasen und Amplituden anlegen.

6. Elektronenkanone nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vierten Mittel folgendes enthalten:

• - eine HF-Schwingungsquelle (20),
• - zwei Speisungskanäle, die jeweils an die Anregungseingänge (7, 8) des ersten Hohlraums (1) angeschlossen sind und je­ weils eine Amplitudenregelvorrichtung (25, 30), eine Pha­ senregelvorrichtung (26, 31) und eine Verstärkungsvorrich­ tung (27, 32) enthalten, wobei wenigstens in einem der Ka­ näle ein Frequenzvervielfacher (24, 29) enthalten ist, und
• - wenigstens einen Koppler (23, 28) zum Verbinden des Aus­ gangs der Schwingungsquelle mit den zwei Speisungskanälen.

7. Elektronenkanone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel einen zweiten koaxia­ len Hohlraum (10) enthalten, der einen Mittelleiter (11) auf­ weist, der an einem Ende durch einen Kurzschluß (17) abge­ schlossen ist und der am anderen Ende durch das Gitter (G) abgeschlossen ist, wobei die Anode (A) von dem Ende des Mit­ telleiters (11) gebildet ist, das dem Gitter gegenüberliegt, damit mit diesem eine zweite, den zweiten Hohlraum (10) ab­ schließende Kapazität (GA) gebildet wird, während der Mittel­ leiter (11) durch einen Hohlzylinder gebildet ist, dessen Innenraum den Durchgang von Elektronen ermöglicht, die längs der Achse (15) des ersten und des zweiten Hohlraums emittiert worden sind, daß der zweite Hohlraum auf der Höhe des Mittel­ leiters (11) von einer Fokussierungs-Zylinderspule (12) umge­ ben ist, damit im Inneren des Mittelleiters ein Verschie­ bungsraum gebildet wird, und daß die Kenngrößen des zweiten koaxialen Hohlraums und die Gitter-Anoden-Kapazität (GA) so gewählt sind, daß dieser Hohlraum bei der Frequenz F_o in Re­ sonanz ist, wobei der zweite Hohlraum (10) einen von der er­ sten HF-Welle gespeisten Anregungseingang (13) aufweist.

8. Elektronenkanone nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel außerdem fünfte Mittel (20 bis 22) enthalten, die die erste HF-Welle mit der Frequenz F_o erzeu­ gen und an den Anregungseingang (13) des zweiten Hohlraums mit vorbestimmter Phase und Amplitude anlegen.

9. Elektronenkanone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die fünften Mittel folgendes enthalten:

• - eine HF-Schwingungsquelle (20) und
• - einen die Schwingungsquelle (20) über eine Amplitudenre­ gelvorrichtung (21), eine Phasenregelvorrichtung (21′) und ggf. eine Verstärkungsvorrichtung (22) mit dem Speisungs­ eingang (13) verbindenden Speisungskanal.

10. Elektronenkanone nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß in die Bahn der Elektronen vor oder nach dem Verschiebungsraum ein Gruppierungshohlraum eingefügt ist.

11. Elektronenkanone nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Phasenregelvorrichtungen (26, 31) der vierten Mittel so geregelt sind, daß die zweiten und dritten HF-Wellen in Phase sind und die Phase der resultie­ renden Überlagerungswelle bezüglich der ersten HF-Welle und einen solchen Wert verschoben ist, daß die Anoden-Gitter- Spannung während der Zeit des Durchgangs der Elektronen eines Impulses durch die Anode (A) ansteigend ist.