DE535367C - Roehrengenerator zur Erzeugung elektrischer Schwingungen - Google Patents

Description

Die bekannten Glühkathodenröhren, die zur Erzeugung elektrischer Schwingungen dienen, weisen in einer evakuierten Glashülle eine glühende Kathode, eine Anode und zwisehen diesen beiden Elektroden ein Gitter auf. Ohne dieses Gitter können keine elektrischen Schwingungen erhalten werden. Es ist ferner bekannt, Röhren mit zwei Elektroden, wie z. B. Quecksilberdampflampen oder Lichtbogen, infolge ihrer negativen Widerstandscharakteristik in Verbindung mit einem Schwingungskreis zur Schwingungserzeugung auch ungedämpfter Schwingungen zu benutzen.

Diese Anordnungen ließen jedoch nicht das Anlegen von sehr hohen Spannungen an die Elektroden zu, so daß zur Erzeugung großer Energie hohe Kapazitäten erforderlich waren, und damit war zur Erzeugung von kleinen Wellenlängen bei kleinen Kapazitäten die Aufnahme größerer Energien nicht möglich. Es ist aber gerade erwünscht, z. B. zur Ausnutzung der Kapazitäten und für die Aussendung von kurzen Wellen, mit erheblichen Energien die Spannung im Schwingungserzeuger wesentlich zu erhöhen.

Die oben als bekannt angegebenen Vorrichtungen mit zwei Elektroden ließen sich im Gegensatz zu Röhren mit zwei Elektroden und einem Gitter nicht steuern.

In Abb. ι ist die Stromspannungscharakteristik einer Glühkathodenröhre durch die Kurve a-b-c-d dargestellt. Die anfänglich flache Charakteristik a-b wird durch das Gitter im Bereich von b nach c steiler. Dann folgt ein Stromspannungssättigungszustand c-d. Eine Steuerung der von der Glühkathodenröhre auszustrahlenden Energie kann nur in dem Zweig b-c erfolgen.

Will man mit Glühkathodenröhren in einem Schwingungskreis kurze Wellen erzeugen, z. B. in dem Bereich von 30 bis 10 m Wellenlänge und noch weiter abwärts, welche besonders" für Fernübertragungen erwünscht sind, weil sie auf überraschend große Entfernungen zu empfangen sind, so· ergibt sich der Übelstand, daß die für die Glühkathode erforderliche Heizvorrichtung (Akkumulator, Heiztransformator) die Gesamtkapazität des Schwingungskreises wesentlich erhöht. Hierzu kommt noch, daß die Glühkathodenröhren nur mit niedrigen Spannungen arbeiten, so daß der Erzeugung von größeren Energien bei kürzen Wellen technisch eine Grenze gesetzt ist.

Diese Übelstände werden durch die im folgenden beschriebene Erfindung vermieden.

Die Erfindung beruht auf folgenden Erkenntnissen: In Hochvakuumröhren mit kalter, also im Betrieb unbeheizter Kathode und einer ihr gegenüberstehenden Anode kann, wie bekannt, ein erheblicher Elektronenaustritt, ζ. B. von ι bis 2 und sogar vielen Hunderten Milliampere, aus der kalten Kathode durch sehr hohe, an der Kathode wirksame elektrische Felder bei entsprechend günstiger Formgebung der Kathode erzwungen werden, z. B. bei einem Gradienten an der kalten Kathode von ι Million Volt bis 7 Millionen Volt pro Zentimeter, d. h. durch an das Rohr angelegte Spannungen von 1 ooo Volt bis 100 000 und meh.r Volt Autoelektronenent-

ladung. Dieser Effekt kann gegebenenfalls durch radioaktive Bestrahlung der Kathode von der Anode oder von einer Hilfselektrode aus noch erhöht werden: Der Anstieg der Stromspannungscharakteristik (Kurve f-g in Abb. i) wird sehr steil oder läßt sogar einen negativen Widerstand erkennen (Kurve f-h). Außerdem zeigt die Stromspannungscharakteristik (Kurve f-g) keine Sättigung (wie die

ίο Kurve c-d für Glühkathodenröhren) in ihrem für die praktische Anwendung in" Betracht kommenden Verlauf. Die Anwendbarkeit dieser Kurve liegt im Bereich f-g und über g hinaus. Die Steilheit der Kurve f-g liegt bei der hier beabsichtigten Anwendung weit über dem Verhältnis:

Strom 29 Spannung I'

Infolge dieser über einen großen Spannungsbereich labilen Stromvariante f-g oder f-h treten, wie nun gefunden wurde, elektrische Schwingungen auf, wenn das Entladungsrohr mit kalter Kathode pxit Gleichstrom oder mit Wechselstrom betrieben wird und in einem Schwingungskreis liegt.

In den Abb. 2 und 3 sind einige Ausführungsbeispiele von Elektrodenanordnungen für die neuen Entladungsröhren angegeben. Abb. 4 und 5 zeigen Schaltungsanordnungen mit Schwingungskreis gemäß der Erfindung, ι ist die hochevakuierte Röhre, 2 die Kathode, 3 die Anode. Gemäß Abb. 2. kann die Kathode 2 spitz und die Anode 3 mit einer hohlen Kuppe versehen sein. Gemäß Abb. 3 kann die Kathode 2 in der Achse eines als Anode dienenden Hohlkörpers, z. B. eines Zylinders 3, gestreckt als Draht ausgespannt sein. Besteht z. B. der Kathodendraht 2 aus einer Legierung von Thorium und Molybdän bei einem Durchmesser von 0,15 mm und hat der aus Tantalblech bestehende Anodenzylinder 3 einen Durchmesser von 10 mm, so geht bei an die Elektroden 2, 3 angelegter Spannung von 70 Kilovolt max. ein Strom ., von 10 Milliampere von dem kalten Kathodendraht 2 zur Anode 3, über welchem Strom die im Kreise (Abb·. 5) über die Kapazität 9 und die Selbstinduktion 10 und über das Rohr ι gehende Schwingung überlagert ist. Die in Abb. 3 dargestellte Anordnung ergibt eine sehr kleine Eigenkapazität. Ihre hohe Betriebsspannung gestattet das Aufladen kleinster Kapazitäten 9 (Abb. 4) mit' hoher Energie und die gewünschte Kombination von hoher Spannung und kleiner Kapazität im Schwingungskreis für die Aussendung kurzer Wellen. Es können sogar kurze Antennen in 7 und 8 direkt an die Elektroden 2, 3 angeschlossen, werden und infolge der hohen Spannung beträchtliche Energie ausstrahlen. In Abb. 4 ist eine Senderanordnung schematisch dargestellt.

ι ist die evakuierte Röhre, 2 die Kathode, 3 die Anode. Die Röhre 1 liegt im Schwingungskreis, bestehend aus der Kapazität 9 und der Selbstinduktion 10. Gespeist wird dieser Schwingungskreis bzw. die Röhre 1 durch die Spannung aus der Spannungsquelle 6 über die Drosseln 4 und 5, die von ihr die Schwingung fernhalten. Mit der Induktion 10 kann in üblicher Weise gekoppelt werden. Für extrem niedrige Kapazitäten bzw. extrem kurze Wellen kann man statt der Kapazität 9 und der Induktion 10 z. B. die Antenne 7 und 8 direkt an die Elektroden 2, 3 der Röhre 1 legen. Bei Verwendung eines Gleichstroms von genügender Leistung aus der Spannungsquelle 6 sind die Schwingungen im Schwingungskreis 1-9-10 kontinuierlich.

Bei der beschriebenen Anordnung läßt sich die Stromamplitude im Hochfrequenzkreis 1-9-10, falls erwünscht, z. B. durch Beeinflussung der der Röhre 1 zugeführten Spannung, modu-Heren, z. B. durch Besprechung der Drosselspule 5 durch den Kreis 11 in Abb. 5, in welchem 12 ein Mikrophon, 13 eine Batterie, 14 eine Selbstinduktion und 15 ein Eisenkern ist. Die Steuerung der Hochfrequenzstromamplitude kann auch in der üblichen Weise durch Beeinflussung der ausstrahlenden Energie erfolgen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Röhrengenerator zur Erzeugung elektrischer Schwingungen, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Röhre mit kalten Elektroden, die durch die ioo Formgebung der Kathode und durch sehr hohe Elektrodenspannungen mit Autoelektronenentladung arbeitet, in Reihe mit einer Selbstinduktion und einer Kapazität.

2. Röhrengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Elektroden (2, 3) des Schwingungsrohres (1) sehr klein in ihren Abmessungen gehalten sind, SO' daß das Rohr wegen seiner kleinen Eigenkapazität die Wellenlänge des an die Elektroden angelegten Schwingungskreises nicht wesentlich beeinflußt.

3. Verfahren zur Modulation des Röhrengenerators nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Elektroden angelegte hohe Spannung moduliert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen