DE454584C - Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen sehr hoher Frequenz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Sendeanlagen für drahtlose Telegraphie o. dgl. und im besonderen auf Kurzwellensender.

"Ein Zweck der Erfindung ist, einen Kurzwellensender mit zwei Dreielektrodensätzen in einfacher Bauart zu schaffen.

Ferner ist es Zweck der Erfindung, einen Hochfrequenzschwingungserzeuger zu bauen mit Schwingungserzeugenden Dreielektrodensätzen, bei denen der Erregerstrom für die Steuerelektrode ganz innerhalb des entlüfteten Teils der Vorrichtung bleibt.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist, einen Schwingungserzeuger zu schaffen, bei dem die Rückkopplungsspule unmittelbar an den Steuerelektroden angebracht ist ohne Zwischenschaltung eines durch die Glashülle geführten Leiters.

Schließlich ist es Zweck der Erfindung, einen Schwingungserzeuger hoher Leistung herzustellen, welcher sich zum. Betriebe mit außerordentlich hohen Frequenzen eignet.

Beim Betriebe von Hochfrequenzschwingungserzeugern war es bisher üblich, eine Vakuumröhre mit drei Elektroden zu verwenden in Verbindung mit zwei induktiv gekoppelten Stromkreisen, von denen der eine zwischen der Anode und der Kathode und der andere zwischen der Steuerelektrode und der Kathode liegt. Diese Stromkreise nehmen eine solche gegenseitige Lage ein, daß ungedämpfte Schwingungen erzeugt werden. Eine derartige Vorrichtung zeigt eine ausgezeichnete Wirkungsweise bei Frequenzen in der Größenordnung von 1V2 Millionen oder weniger, aber wenn die erzeugte Frequenz größer gemacht wird, wird die Kapazität zwischen der Anode und dem Gitter in der Vorrichtung von größerem Einfluß. Es ist daher ein immer größerer Ladestrom für die Elektroden erforderlich, um ein ausreichendes Gitterpotential zu erhalten.

Um zur Erzeugung hoher Frequenzen die wirksamen Kapazitäten zu vermindern, hat man bereits mehrere Dreielektrodensätze in ein und derselben Röhrenhülle angeordnet.

Wenn die Anode als ein Teil des entlüfteten Behälters ausgebildet wird, werden die Schwierigkeiten für die Zu- und Abführung des die Schwingungsenergie liefernden Stromes zu der Vorrichtung auf ein Mindestmaß herabgesetzt, die Zuführung des Ladestromes jedoch nach dem Gitter kann nicht in dieser Weise bewerkstelligt werden. Es hat sich vielmehr als notwendig herausgestellt, den Strom nach dem Gitter durch einen in den Glasteil des Behälters eingeschmolzenen Draht zuzuführen. Bei einem üblichen Dreielektrodensatz, welcher mit Energien von etwa 10 Kilowatt bei 2 Millionen Schwin-

gungen arbeiten soll, kann der Ladestrom für das Gitter einen Wert von io Ampere oder mehr erreichen. Ein Strom solcher Stärke läßt sich durch einen Abschluß zwisehen Glas und Metall nur mit großen Schwierigkeiten hindurchführen.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist so ausgebildet, daß in an sich bekannter Weise zwei Dreielektrodensätze zusammengehörig in einem, gemeinsamen Gefäß angebracht sind. Dabei sind die Einrichtungen so getroffen, daß die Rückkopplungsspule für die Gitter in dem Raum zwischen den beiden Dreielektrodensätzen liegt. Die Enden der Rückkopplungsspule sind dabei an die beiden entsprechenden Gitter angeschlossen. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Ladestrom für die Gitter nicht durch einen in der Glaswand der Röhre angebrachten Leiter geführt zu werden braucht, sondern daß er durch die im Innern angeordnete Rückkopplungsspule, die Kapazität zwischen den Gittern und Anoden und eine außerhalb der Vorrichtung liegende Spule fließt, welche zwischen den beiden Anoden liegt.

Auf diese Weise wird die Begrenzung aufgehoben, welcher die Schwingungserzeuger mit drei Elektroden infolge der üblichen Art der Zuführung des Ladestromes nach den Gittern unterlagen. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung eignet sich daher zur Erzeugung von Schwingungen außerordentlich höher Frequenz und mit sehr großen Leistungen.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Abb. ι zeigt eine bevorzugte" Ausführungsform im Schnitt.

Abb. 2 zeigt ein Schaltschema für die Vo rrichtung nach Abb. 1.

Abb. 3 zeigt schematisch eine Vorrichtung

mit den dazugehörigen Verbindungen, welche sich zur Erzeugung und Ausstrahlung von Schwingungen außerordentlich hoher Frequenz eignet.

Abb. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, welche sich für etwas niedrigere Frequenzen eignet.

Nach Abb. 1 ist ein Paar zylindrischer metallischer Anoden 1 vorgesehen, welche an den Rändern verdünnt sind, so daß an ihnen in bekannter Weise Glasabschlüsse angeschmolzen werden können. Jede der beiden Anoden ist an einem Ende durch einen Glasteil 2 verschlossen, von. denen jeder mit einem nach innen tretenden Teil 3 versehen ist, auf dem eine Glühfadenanordnung 4 befestigt ist, die als Kathode dient. Auf den nach innen tretenden Teilen 3 sind ferner Gitter 5 befestigt. Am anderen Ende sind die Anoden r mit Glasteilen 6 verschmolzen, die durch einen zylindrischen Glasteil 7 miteinander vereinigt sind.

Durch diese Bauart wird ein vollkommen umschlossener Raum geschaffen, welcher in bekannter Weise entlüftet und an einer Schmelzstelle 8 abgeschmolzen werden kann. Die Gitter 5 können an ihren nicht unterstützten Enden durch einen in Form einer Spule 10 gewickelten Leiter 9 verbunden sein. An der Spule 10 ist an irgendeinem geeigneten Punkt ein Leiter 11 angebracht, z.B. in der Mitte, und dieser Leiter ist durch eine Schmelzstelle 12 nach der Außenseite der Vorrichtung geführt. Eine zweite Spule 14 kann den Teil 7 umgeben und ist an ihren Enden mit den entsprechenden Anoden 1 verbunden. An der Spule 14 ist eine in der Mitte liegende Anzapfung 15 vorgesehen, welche Vorzugsweise ganz nahe bei dem elektrischen Mittelpunkt der Spule 14 liegt.

In Abb. 2 sind die vorher beschriebenen Teile schematisch dargestellt und mit gleichen Zahlen bezeichnet. In dieser Darstellung sind die Glasteile der Vorrichtung weggelassen. Wie die Abbildung zeigt, sind die Anoden ι durch die Spule 14, welche die mittlere Anzapfung 15 hat, miteinander verbunden. Die Gitter 5 sind durch die mit der go Anzapfung 11 versehene Spule 10 miteinander verbunden. Die Kathoden 4 liegen in Reihe und sind mittels der Leitungen 17, 18 und 19 mit einem Stromerzeuger 16 in Reihe geschaltet. Die mittlere Anzapfung 15 der Spule 14 ist an die positive Leitung des Stromerzeugers 21 angeschlossen, dessen anderer Pol an der Kathodenleitung 19 liegt. Die Gitterleitung ist an eine Gitterableitung

22 angeschlossen, welche' eine Spannung?- quelle oder ein Ableitungswiderstand sein kann und deren anderer Pol an die Kathodenleitung 17 angeschlossen ist.

Die Vorrichtung nach Abb. 3 ist ähnlich der in Abb. 1 dargestellten, und die Verbindüngen sind im allgemeinen dieselben wie die in Abb. 2. Es sind hier Kapazitätselemente und 24 hinzugefügt, welche an die Anoden ι, ι angeschlossen sind. Diese Elemente dienen in bekannter Weise als schwingende no Strahler.

Bei der Anordnung nach Abb. 4 sind die Kapazitäten 23 und 24 durch eine Antenne und eine Erdleitung 26 ersetzt, welche zu dem gleichen Zweck bei etwas niedrigerer Frequenz dienen.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird von dem Stromerzeuger 21 in Abb. 2 Energie an den Anodenstromkreis geliefert, und der Stromerzeuger 16 speist den Kathodenstromkreis. Kleinere Stromänderungen haben eine Veränderung des Flusses in der Spule 14 zur

Folge, und infolgedessen wird von der Spule 14 auf die Spule ϊο auf elektromagnetischem Wege Energie übertragen, was einen Anstieg des Potentials am einen Ende der Spule io und eine Herabsetzung des Potentials am anderen Ende zur Folge hat. Da die Enden der Spule io mit je einem der Gitter 5 ^ver" bunden sind, erfolgt ein Anstieg bzw. ein Herabsinken des Potentials der Gitter. Gleichzeitig bewirkt die zwischen den Elektroden bestehende Kapazität eine elektrostatische Rücklieferung von Energie, wodurch die Amplitude und die Sicherheit der Schwingungserzeugung vergrößert wird.

Die Veränderungen des Gitterpotentials verändern die Größe des zwischen den Kathoden 4 und den Anoden 1 fließenden Elektronenstromes an jedem Ende der Vorrichtung. Diese Veränderung der Stärke des fließenden Stromes bewirkt eine Rückverteilung des in der Spule 14 fließenden Stromes und hat bei richtigem Vorzeichen zur Folge, daß in der Vorrichtung ungedämpfte Schwingungen entstehen, in ähnlicher Weise wie bei der bekannten Anordnung zur Schwingungserzeugung.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung dient die zwischen den Elektroden bestehende Kapazität jedes Elektrodensatzes als Schwingungskapazität für den anderen Elektrodensatz, und sie ist ein Teil eines Resonanzkreises, welcher außerdem die Spulen 10 und 14 enthält.
Die Gitterableitungsbatterie 22 nach Abb. 2 dient dazu, die notwendige Ableitung der Gitter 5 zu bewirken, durch die erreicht wird, daß die Vorrichtung auf dem geraden Teil der Charakteristik arbeitet. Die Leitung 11 braucht jedoch keinen Schwingungsstrom zu führen, sondern sie führt nur den kleinen Gitterstrom, welcher durch das Auf treffen der Elektronen auf die Gitter entsteht. Ähnlich führt die Leitung 15 nur die zugeführte Gleichstromenergie, welche eine hohe Spannung und niedrigen Strom hat.

Wenn die Vorrichtung zur Erzeugung äußerst kurzer Wellen mit den entsprechenden außerordentlich hohen Frequenzen benutzt wird, kann die Ausstrahlung dieser Schwingungen am einfachsten dadurch erreicht werden, daß an den Anoden Kapazitäten in Form von Flügeln nach der in Abb. 3 dargestellten Weise angebracht werden. Mit dieser Bauart können Wellen von außerordentlich kurzer Länge erzeugt und ausgestrahlt werden.

Durch Einführung einer Antenne 25 und einer Erdleitung 26, wie es Abb. 4 zeigt, wird die Vorrichtung zur Erzeugung und Ausstrahlung der kürzesten bisher praktisch benutzten Wellen geeignet und gewünschtenfalls auch für längere Wellen.

Mit den im vorstehenden beschriebenen Vorrichtungen ist man in der Lage, eine vergrößerte Leistung aus einer einzigen Einheit herauszuholen. Wenn die beiden Dreielektrodensätze so ausgeführt werden, wie sie zur Zeit im Gebrauch sind, kann jeder mit etwa Kilowatt arbeiten, und die Gesamtvorrichtung kann daher zum Arbeiten mit dem doppelten Betrage, d. h. mit 20 Kilowatt, benutzt werden, wobei sie nicht schwieriger zu bauen ist als die bisher bekannten Vorrichtungen, und ferner eignet sich die Vorrichtung für die Erzeugung von Frequenzen, welche bisher nur mit ganz geringen Energiebeträgen erreicht werden konnten.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen sehr hoher Frequenz mit zwei in einer gemeinsamen Hülle angeordneten Dreielektrodensätzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden Teile der Hülle bilden und daß die beiden Steuerelektroden miteinander durch einen Leiter verbunden sind, der vollständig in der Hülle eingeschlossen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter, der die Steuerelektroden miteinander verbindet, als Selbstinduktionsspule ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden miteinander durch einen Leiter verbunden sind, der vollständig außerhalb der Hülle liegt.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter, der die Anoden miteinander verbindet, um die Hülle herum ebenfalls als Selbstinduktionsspule ausgebildet ist, die mit der Gitterspule innerhalb der Hülle induktiv gekoppelt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen