DE625243C - Einrichtung zur Erzeugung hochfrequenter Schwingungen unter Verwendung einer Kthodenstrahlroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung hochfrequenter Schwingungen durch Vervielfachung einer Steuerfrequenz mittels einer Kathodenstrahlröhre.
Es ist bekannt, eine Frequenzvervielfachung durch Unterbrechung eines Kathodenstrahles in der Weise vorzunehmen, daß der Kathodenstrahl durch ein Drehfeld in Rotation versetzt wird und auf einer Anode eine geschlossene, vorzugsweise kreisförmige Bahn beschreibt. Die Anode ist mit längs der Kreisbahn des Kathodenstrahls angeordneten Durchbrechungen versehen, so daß der Strahl nur durch die dazwischen befindlichen Segmente aufgefangen wird und In diesem Falle den Anodenstromkreis schließt. Auf diese Weise entsteht ein in raschem Rhythmus zerhackter Anodenstrom, der von einer im Anodenstromkreis liegenden Impedanz abgenommen und einem Nutzkreis, z. B. einer Verstärkerröhre oder einer Antenne, zugeführt wird.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Frequenzvervielfachung mittels einer Kathodenstrahlröhre mit durchbrochener Anode, bei der hinter der Anode eine weitere Gegenelektrode angeordnet ist, die gegenüber der Anode auf negativem Potential gehalten wird. Dadurch werden die durch die öffnungen der Anode hindurehtretenden Elektronen vor der Gegenelektrode abgebremst und zur Umkehr gezwungen. Infolgedessen sind in dem Raum zwischen der Anode und der Gegenelektrode hin und her schwingende elektrische Ladungen vorhanden, die unmittelbar eine Energieausstrahlung bewirken, so daß besondere Belastungskreise oder Strahler entbehrlich sind. Die Erfindung umfaßt ferner Vorschläge zur zweckmäßigen Ausbildung der durchbrochenen Anode sowie zur Durchführung einer Modulation der vervielfachten Schwingungen und zur gerichteten Ausstrahlung derselben.

Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens sind in der beiliegenden Zeichnung in den Abb. 1 und 2 dargestellt, während die Abb. 3 einen längs der Schnittlinie a-a durch die Abb. 1 geführten Querschnitt wiedergibt. Wenngleich sich die Ausführungsbeispiele auf Sender beziehen, soll dadurch keine Beschränkung darauf ausgesprochen werden; die Erfindung ist vielmehr in gleicher Weise auch für beliebige andere Schwingungserzeuger verwendbar.

In Abb. ι ist 10 eine Kathodenstrahlröhre, deren Kathode 11 von der Stromquelle 12 über den Regelwiderstand 22 auf eine solche Temperatur erhitzt wird, daß sie eine große

Zahl von Elektronen emittiert. Um die Kathode:-herum sind Kohzentrations- oder Ablenkungselektroden 13 angeordnet, die normalerweise an eine negative -Gleichspannung von solcher Größe gelegt werden, daß der von der Kathode 11 ausgehende Elektronenstrom auf der Anode 14 punktförmig konzentriert wird. Die Anode wird durch die Spannungsquelle 23 auf hohem positivem Potential gehalten und hat die Form einer Metallkappe mit radialen, den Speichen eines Rades ähnlichen Segmenten 15, die voneinander durch Durchbrechungen getrennt sind. Auf der der Kathode abgekehrten Seite der Anode liegt eine Gegenelektrode 16, die gegenüber der Anode negativ vorgespannt und vorzugsweise auf Kathodenpotential oder einem noch negativeren Potential gehalten wird.

Die Anode bildet bei der Ausführungsform gemäß Abb. 1 einen Teil der Gefäßwand in ähnlicher Weise, wie es bei den .bekannten wassergekühlten Röhren üblich ist. Dadurch ist es möglich, an der Anode einen Kühlflansch 17 anzubringen. Natürlich kann erforderlichenfalls die Anode auch mit Wasserkühlung versehen werden. Maßnahmen zur verbesserten Wärmeabfuhr sind bei dieser Art von Kathodenstrahlröhren besonders am Platze, weil die Anode, wie die nachfolgende Beschreibung der Wirkungsweise zeigt, auch den durch die Öffnungen hindurchtretenden Teil der Elektronen beim Rückflug derselben aufnimmt, also stärker belastet wird als bei den bekannten Anordnungen. Die Wirkungsweise der soeben beschriebenen Einrichtung ist folgende:

Den Konzentrations- oder Ablenkungselektroden 13 wird von einem Steuergenerator dreiphasige hochfrequente Energie geliefert. Es sind zahlreiche Wege bekannt, auf denen Einphasenstrom in Dreiphasenstrom verwandelt werden kann oder auf denen dreiphasige Hochfrequenzenergie unmittelbar erzeugt werden kann, so daß hierauf nicht weiter eingegangen werden soll. Die dreiphasige Wechselspannung an den Elektroden 13 bewirkt, daß das Elektronenstrahlbündel rotiert und auf der Anode 14 eine kreisförmige Bahn beschreibt. Dieser Weg ist punktiert gezeichnet und wird mit einer solchen Geschwindigkeit zurückgelegt, daß ein Umlauf einer, Periode der Steuerfrequenz entspricht.

Der Durchmesser dieses kreisförmigen Weges bestimmt sich durch die Größe des den drei Äblenkelektroden 13 zugeführten Hochfrequenzpotentials; dieses wird zweckmäßig so eingestellt, daß der Brennfleck sich auf einem Kreis bewegt, dessen Durchmesser etwa gleich dem halben Durchmesser der Anode 14 ist. Dieser Elektronenstrom wird beim Hin- \ überstreichen über die Anode 14 abwechselnd von den Segmenten abgefangen oder durch die "zwischen diesen vorhandenen Zwischenräume hindurchgelassen. Im letzteren Falle setzen sie unter dem Einflüsse der Trägheit ihre Bewegung in Richtung zur negativen Elektrode 16 fort, jedoch erteilt ihnen das elektrische Feld der Anode 14 eine Beschleunigung nach der Anode 14 hin, die sie abbremst und wieder zurück zur Anode zieht. Die von den Elektroden für den Hin- und Rückweg zwischen 14 und 16 benötigte Zeit soll der Dauer einer halben Periode der gewünschten vervielfachten Frequenz entsprechen und wird durch entsprechende Bemessung der Spanmungen der Elektroden 14 und 16 eingestellt. Da die Gruppen der zwischen der Anode 14 und der Gegenelektrode 16 hin und her schingenden Elektronen das Äquivalent eines hochfrequenten Stromes darstellen, wird von der Röhre selbst eine Strahlung ausgehen, die für Nachrichtenzwecke o. dgl. verwendet werden kann, bei denen Energie von extrem hoher Frequenz verlangt wird.

Eine zweckmäßige Anordnung für die Nachrichtenübermittlung besteht darin, die Röhre im Brennpunkt eines Reflektors 18 anzuordnen, der die Strahlung bündelt und richtet.

Modulationsspannungen können über einen go Transformator 19 dem der Anode 14 über die Leitung 20 zugeführten positiven Potential überlagert werden. Der Modulationstransformator 19 kann jedoch auch in den Kreis (Leitung 21) der negativen Elektrode 16 eingeschaltet werden.

Die Erfindung beschränkt sich natürlich nicht auf die Verwendung von dreiphasiger Steuerenergie, da erforderlichenfalls jede Phasenzahl, die größer ist als 1, bei einer entsprechenden Zahl von Ablenkelektroden verwendet werden kann.

Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 2 ist die Anode 14 in einer etwas anderen Weise innerhalb der Röhre 10 untergebracht.

Abb. 3 stellt einen längs a-a in Abb. 1 geführten Schnitt dar und zeigt, wie die Röhre 10 im Brennpunkt des Reflektors 18 anzuordnen ist. .

Claims (6)

110 Patentansprüche:

. i. Einrichtung zur Erzeugung hoch-■ frequenter Schwingungen aus einer Steuerwechselspannung niedrigerer Frequenz unter Verwendung einer Kathodenstrahlröhre, deren Elektronenstrahl durch ein Drehfeld auf einer geschlossenen, vorzugsweise kreisförmigen Bahn über eine mit Durchbrechungen versehene Anode geführt und abwechselnd abgefangen oder durchgelassen wird, dadurch gekennzeich-

net, daß hinter der durchbrochenen Anode in einem solchen Abstande eine gegenüber der Anode negative Elektrode angeordnet ist, daß zwischen der Anode und dieser Elektrode Elektronenpendelungen auftreten, die unmittelbar eine Energieausstrahlung bewirken.

2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Anode und Gegenelektrode sowie die diesen Elektroden zugeführten Spannungen derart gewählt sind, daß die zum Hin- und Rückweg zwischen diesen beiden Elektroden benötigte Laufzeit der Elektronen gleich einer halben Periodendauer der vervielfachten Schwingung ist.

3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenstrahlröhre, zumindest deren zwischen der Anode und der negativen Gegenelektrode _zo eingeschlossener Teil, innerhalb eines Reflektors angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode einen Teil der Wand des Entladungsgefäßes bildet und zweckmäßig mit Kühlrippen versehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine künstliche Kühlung der Anode durch strömende Kühlmittel, z. B. Wasser oder Luft, vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsspannungen dem Potential der negativen Gegenelektrode überlagert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen