DE435463C - Einrichtung zur Erzeugung sehr kurzer elektrischer Wellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung hochfrequenter elektrischer Schwingungen mit einer Wellenlänge von höchstens einigen Metern. Derartige Wellen sind für manche Zwecke vorteilhaft, besonders wenn es z. B. darauf ankommt, die Fläche einer Antenne und damit die Größe der ganzen Sendeeinrichtung möglichst klein zu halten. Bisher war aber ihre technische Anwendung wegen der Schwierigkeit ihrer Er- j zeugung nicht möglich. Als Mittel zur Er- j zeugung kamen nur Schwingungskreise in j Frage; diese sind aber für so kleine Wellen- ; längen praktisch sehr schwer herzustellen,

weil z. B. bei Wellen von ι m Länge jeder j

Draht von der Länge —, also ⁱ\„ m, am Anfang |

und Ende bereits entgegengesetzte Spannungen hat, also gewissermaßen schon für sich

so einen Schwingungskreis bildet.

Die vorliegende Erfindung gibt nunmehr ein Mittel an die Hand, solche Wellen sehr kleiner Wellenlänge ohne jeden Schwingungskreis zu erzeugen. Sie beruht auf folgender Beobachtung: Wird bei einer eine Anode, Kathode und mindestens eine zweckmäßig als feindrähtiges Gitter ausgebildete Zwischenelektrode enthaltenden Vakuumröhre, wie sie zur Schwingungserzeugung benutzt werden, an das Gitter eine hohe, positive Gleichspannung gelegt, an die Anode eine geringe negative Spannung, so entstehen Schwingungen sehr hoher Frequenz, deren Wellenlänge von den Dimensionen der Röhre, insbesondere der Entfernung zwischen Kathode und Anode, und von ihren Betriebsverhältnissen (z. B. Größe der am Gitter und der Anode liegenden Spannung, Stärke des Heizstromes) abhängt.

Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens sind auf der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:

Abb. ι eine schematische Skizze der Schaltung gemäß der Erfindung, wobei die Elektroden der Röhre in der üblichen Weise plattenförmig ausgebildet sind.

Abb. 2 eine schematische Skizze der Schaltung gemäß der Erfindung, wobei die Elektroden als koachsiale Zylinder ausgebildet sind.

α bedeutet die Vakuumröhre mit der Glühkathode b, dem Gitter c und der Anode d. Gitter und Kathode sind über die Batterie e, Anode und Kathode über die Batterie f miteinander verbunden. Die Batterie e lädt das Gitter auf eine hohe positive Spannung, während die Batterie f zwischen Anode und Kathode eine geringere positive oder negative Spannungsdifferenz herstellt.

Voraussetzung für das Auftreten der Schwingungen ist geeignete Ausführungsform der Röhre. Bisher hat sich eine Röhrenärt, bei der die Glühkathode ein gerader Draht ist, den ein zylindrisches feindrähtiges Gitter und eine zylindrische Anode umgeben, allein als

brauchbar erwiesen. Die Schwingungen kommen wahrscheinlich dadurch zustande, daß die aus dem Glühfaden heraustretenden und durch das Gitter hindurchfiiegenden Elektronen von Kathode und Anode abgestoßen, vom Gitter jedoch angezogen werden und so um das Gitter hin und her tanzen. Dieses Pendeln der Elektronen erzeugt ein äußerst hochfrequentes Feld, dessen Schwingungsdauer, wie' eine Überschlagsrechnung zeigt, tatsächlich mit der Zeit übereinstimmt, die ein Elektron braucht, um von der Kathode durch das Gitter zur Anode und wieder durch das Gitter zurück zur Kathode zu fliegen. Diese Erklärung der Erscheinung wird weiterhin durch Versuche gestützt, die ergeben haben, daß eine Verkleinerung der Dimensionen der Röhre, die eine Verkürzung des Weges zwischen Kathode und Anode zur Folge hat, sowie eine Erhöhung der Gitterspannung oder eine Erhöhung der Heizstromstärke eine Verminderung der Schwingungsdauer ergeben, wie es die vorstehende Erklärung der Erscheinung und die daraus folgende Theorie erwarten läßt.

Daß die zylindrisch-koachsiale Ausführung nach Abb. 2 besser wirkt als die plattenförmige nach Abb. 1, rührt wohl daher, daß nur bei der ersteren Anordnung alle Elektronen von dem äußeren, meist negativen Anodenzylinder in regelmäßiger Weise wieder zurückgestoßen werden.

Die Erscheinung ist umkehrbar, d. h. die zum Erzeugen der Schwingungen geeignete Einrichtung kann auch als Empfänger benutzt werden.

Zum Ausstrahlen oder Aufsaugen von Schwingungen kann mit der Einrichtung als Antenne ein Leitersystem g, g^% (Abb. i, 2) gekoppelt werden, dessen Eigenschwingungszahl gleich der Frequenz der erzeugten Schwingungen ist. Es besteht zweckmäßig aus Drähten oder Blechen, die mit Anode und Gitter (Abb. 1) oder Kathode und Gitter (Abb. 2) verbunden sind. Ihre Länge soll gleich ²/₄ sein. Da die Strahlung vorzugsweise senkrecht zur AntennenSäche erfolgt, kann man dadurch, daß die Röhre zusammen mit der Antenne auf einem Fuß leicht drehbar angeordnet ist, die Richtung der ausgestrahlten Wellen in bequemer Weise verändern. Diese Richtwirkung läßt sich durch einen Schirm aus Blechen oder Stäben verstärken,

deren Länge zweckmäßig gleich — ist. Sie

sollen hinter der Röhre parallel zur Antenne angeordnet und zugleich mit der Röhre drehbar sein.

Die Anordnung und Eigenschwingungszahl der Antenne hat auf die Periodenzahl der erzeugten Schwingungen keinerlei Einfluß. Diese hängt vielmehr in der oben angegebenen Weise nur von den Dimensionen der Röhre und ihren Betriebsverhältnissen ab. Stimmt die Eigenschwingungszahl der Antenne nicht mit der Periodenzahl der erzeugten Schwingungen überein, so wird hierdurch deren Wellenlänge in keiner Weise beeinflußt; es wird nur die Amplitude der Schwingungen und die Ausstrahlungsfähigkeit der Anordnung vermindert. Man kann aber auch die Antenne vollkommen weglassen, ohne die Neigung zur Selbsterregung von Schwingungen oder deren Schwingungszahl zu beeinflussen.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche :

   i. Einrichtung zur Erzeugung sehr kurzer elektrischer Wellen mittels Dreielektrodenröhren ohne Verwendung von Schwingungskreisen, die die Frequenz der erzeugten Schwingungen bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelektrode an eine konstante hohe, positive Spannung, die Plattenelektrode an eine kleinere, positive oder negative Spannung gelegt ist und die Spannungsverhältnisse so gewählt sind, daß Schwingungen entstehen, deren Frequenz nur von den Dimensionen der Röhre und den Spannungen abhängt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vakuumröhre benutzt wird, deren Elektroden zylindrisch ausgebildet und konachsial zueinander angeordnet sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß- in sonst bekannter Weise an Gitter und Anode oder an Gitter und Kathode je eine Antenne in Form von Drähten oder Blechen befestigt wird, deren Länge gleich dem vierten Teil der Wellenlänge der erzeugten oder der zu empfangenden Schwingungen gemacht wird.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre mit der Antenne zusammen auf einem Fuß drehbar angeordnet ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der Richtwirkung in sonst bekannter Weise hinter der Röhre parallel zur Antenne fest angeordnete, zugleich mit der Röhre drehbare Bleche oder Stäbe angebracht sind, deren Länge zweckmäßig gleich der Hälfte der Wellenlänge ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.