DE662245C

DE662245C - Incandescent cathode for ultra-short wave tubes

Info

Publication number: DE662245C
Application number: DER90310D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1933-04-01
Filing date: 1934-04-04
Publication date: 1938-07-08

Description

Glühkathode für Ultrakurzwellenröhren Die Erfindung betrifft die Kathodenkonstruktion einer Ultrakurzwellenröhre, bei der ein in Schraubenform hin- und zurückgeführter Glühdraht verwandt wird. Infolge der Länge des Glühdrahtes besteht die Gefahr, daß die Wendel in Schwingungen gerät, was eine Änderung der Abstände gegenüber den übrigen Elektroden zur Folge hat. Aus diesem Grunde wird in bekannter Weise für den Glühdraht eine Mittelstütze vorgesehen, die ihn an seinem oberen Ende so hält, daß er sich ungehindert bei Erwärmung in Längsrichtung ausdehnen kann. Es hat sich dabei gezeigt, daß die Kathodenkonstruktion beträchtlich erhitzt wird, wenn $ie in Röhren für ultrahohe Frequenzen in der Größenordnung von 3oo MHz und mehr verwandt wird. Diese Erhitzung verteilt sich ungleichmäßig auf die Glühdrahtlänge und ist wohl auf eine ungleichmäßige Spannungsverteilung längs des Glühdrahtes zurückzuführen, die sich bei den genannten hohen Frequenzen einstellt. Diese ungleichmäßige Spannungsverteilung hat wiederum ihre Ursache in den gegenseitigen Kapazitätsverhältnissen der Mittelstütze und der Glühfadenwindungen, die ja auch eine beträchtliche, verteilte Induktivität haben. Die ungleichmäßige Spannungsverteilung und damit die unerwünschten Erhitzurigserscheinungen werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt.Glow Cathode for Ultra Short Wave Tubes The invention relates to cathode construction an ultra-short wave tube in which a screw-shaped Glow wire is used. Due to the length of the filament there is a risk that the filament starts to vibrate, which changes the distances compared to the rest Electrodes. For this reason, the filament is used in a known manner a central support is provided which holds it at its upper end so that it is can expand unhindered in the longitudinal direction when heated. It has been shown that the cathode structure is considerably heated when in tubes for ultra high Frequencies on the order of 3oo MHz and more is used. This heating is distributed unevenly over the length of the filament and is probably on a non-uniform one Tension distribution along the filament can be traced back to those mentioned adjusts high frequencies. This uneven distribution of tension has in turn its cause in the mutual capacity relationships of the central support and the Filament windings, which also have a considerable, distributed inductance. The uneven distribution of tension and thus the undesirable overheating phenomena are eliminated by the present invention.

Gemäß ,der Erfindung ist die Glühkathode .für Ultrakurzwellenröhren, die in doppelgängiger Schraubenlinie hin- und zurückgeführt (Doppelwendel) und durch eine Mittelstütze gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Verteilung der Hochfrequenzspannung längs der Kathode die Kapazitäten zwischen den beiden Wendeln und/oder den Heizzuleitungen durch zusätzliche Mittel. innerhalb der Röhre erhöht sind.According to the invention, the hot cathode for ultra-short wave tubes is which are fed back and forth in a double helix (double helix) and through a central support is supported, characterized in that to achieve a as uniform as possible distribution of the high-frequency voltage along the cathode Additional capacities between the two coils and / or the heating supply lines Middle. are elevated within the tube.

Es sind nun bereits Kathodenkonstruktionen bekannt (Abb. i), bei denen der Glühdraht in Form einer rückläufigen Wendel (Doppelwendel i, z) ausgebildet und von einer Mittelstütze 6 gehalten wird. Die Zuführungsleitungen 3, q. zu dem in Schraubenform hin-und zurückgeführten Glühdraht gehen durch den Quetschfuß 5, der gleichzeitig die Metallstütze 6 trägt. io .ist das Glasgefäß; i i und 1a sind Gitter und Anode. Wegen der verteilten Kapazität der Stütze 6 und der beträchtlichen, verteilten Induktanz der Doppelwendel i, a entsteht bei den sehr hohen Frequenzen eine Spannungsverteilung, wie sie durch die Kurve in Abb.2 dargestellt ist. Man erkennt aus dieser Kurve, wie ungleichmäßig die Spannungsverteilung für die verschieidenen Punkte des Heizfadens ist, wenn die Röhren z. B. als Frequenzvervielfache, oder als Barkhaüsen-Oszillator für Welle','", längen von der Größenordnung von i m unel darunter verwendet werden.There are now already known cathode constructions (Fig. I) in which the filament is designed in the form of a retrograde helix (double helix i, z) and is held by a central support 6. The feed lines 3, q. in addition In the form of a helix, glow wire, which is fed back and forth, goes through the pinch foot 5, who at the same time carries the metal support 6. io. is the glass vessel; i are i and 1a Grid and anode. Because of the distributed capacity of prop 6 and the considerable distributed inductance of the double helix i, a occurs at the very high frequencies a stress distribution like her represented by the curve in Figure 2 is. This curve shows how uneven the stress distribution is for the different points of the filament is when the tubes z. B. as frequency multipliers, or as a Barkhaüsen oscillator for wave ',' ", lengths of the order of magnitude of i can be used below.

Es ist bekannt, die Mittelstütze als Metallstütze auszubilden und mit in dem Quetschfuß zu befestigen, aber nur so weit; als -es zur stabilen Halterung der Kathodenkonstruktion notwendig ist. Eine übernormale Verlä;ngerung der Metallstütze in Form einer blinden, nicht angeschlossenen - Ausführung durch den Quetschfuß hindurch lediglich zu dem Zweck, die Kapazität zwischen den Wendelenden bzw. Heizzuleitungen zu erhöhen, ist nicht bekannt: ' Es ist weiterhin bekannt, die Mittelstütze einer Glühdrahtdoppelwendel als emissionsfähige Elektrode auszubilden, die durch Elektronenaufprall erhitzt wird. Bei dieser Kathodenform ist die leitende Stütze zwar an eine Spannungsquelle .angeschlossen, ist aber dabei vom Glühdraht getrennt. Es werden sogar noch elektrisch wirkende Felder zwischen Mittelstütze und Glühwendel durch verschiedene Vorspannungen erzeugt.It is known to design the central support as a metal support and to fasten with in the pinch foot, but only so far; as -es for stable support the cathode construction is necessary. An abnormal extension of the metal support in the form of a blind, unconnected - execution through the pinch foot only for the purpose of increasing the capacitance between the coil ends or heating supply lines to increase is not known: 'It is furthermore known to increase the central support of a Form the filament double helix as an emissive electrode, caused by electron impact is heated. With this cathode shape, the conductive support is connected to a voltage source . connected, but is separated from the filament. It'll even be electric Effective fields between the central support and the filament due to various pre-stresses generated.

Aus diesen Angaben gebt hervor, daß wohl äußerlich ähnliche Konstruktionen vorhanden sind, daB diese aber nicht geeignet sind, das Erfindnugsproblem, nämlich Wechselspannungen bzw. elektrische Felder zwischen den Enden der Glühwendeln zu verhindern bzw. zu unterdrücken, zu lösen: Abb.3 bis 6 zeigen verschiedene Kathoden konstruktionen, de zur Durchführung des Erfindungsgedankens dienen können und eine gleichmäßigere Spannungsverteilung längs der Glühwendeln -ergeben.From this information it is evident that outwardly similar constructions are present, but that these are not suitable, the problem of the invention, namely AC voltages or electrical fields between the ends of the filament too prevent or suppress, solve: Fig. 3 to 6 show different cathodes constructions, de can serve to carry out the inventive concept and a result in a more even distribution of stress along the filament.

In Abb. 3 ist zu diesem Zwecke die metal-Usche Mittelstütze 6 blind verlängert und durch den Glasfuß 5 bis etwa zum Boden der Röhre hindurchgeführt, so daß die Kapazität zwischen den Zuleitungen 3, q. größer ist als bei. ,einer normal ausgeführten Kathode.In Fig. 3, the metal-Usche middle support 6 is blind for this purpose extended and passed through the glass base 5 to about the bottom of the tube, so that the capacitance between the leads 3, q. is greater than at. , one normal executed cathode.

In Abb. q. dient .die durch die Doppelwendel gehende Stütze 6 als Stromzuleiter, während die beiden Enden der schraubenförmigen Wicklungen miteinander verbunden sind. Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß zwischen den Wendelenden keine Spannungen wie bei den Kathoden nach den Abb. i; 3, 5 und 6 auftreten können; aber auch längs der Wendeln i, 2 kann durch dien kapazitätserhöhenden Einfluß der metallischen Mittelstütze 6 kein unerwünschter Spannungsverlauf auftreten.In Fig.q. serves .the going through the double helix support 6 as Current feeder while the two ends of the helical windings with each other are connected. This construction ensures that between the helix ends no voltages as with the cathodes according to Fig. i; 3, 5 and 6 can occur; but also along the coils i, 2, the capacity-increasing influence of the metallic center support 6 no undesired stress curve occur.

In Abb. 5 wird eine Stütze 6 aus Quarz ver-I.-wendet, die mit dem Glasfuß 5 verbünden h `,-ist: Durch die Einfügung eines Isolierkörpers, mit hoher @ielektrizitätskönstante wird ',die -Kapazität zwischen den beiden Wendeln bzw. den Heizzuleitungen vergrößert.In Fig. 5 a support 6 made of quartz is used, which is connected to the Glass base 5 ally h `, -ist: By inserting an insulating body, with high @ ielectric constant becomes', the capacitance between the two coils or the heating supply lines enlarged.

In Abb. 6 sind die Heizzuleitungen 3; .4 durch besondere Kondensatoren 7 überbrückt, die die hochfrequenten Spannungen an beiden Enden des Heizfadens ausgleichen. Besteht die Mittelstütze aus Metall, so können Kondensatoren 7 zwischen den Enden der Doppelwendel und der Mittelstütze vorgesehen sein.In Fig. 6, the heating lines 3; .4 by special capacitors 7 bridged, which equalize the high-frequency tensions at both ends of the filament. If the center support is made of metal, capacitors 7 can be placed between the ends the double helix and the central support may be provided.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Hot cathode for ultra-short wave tube, which is in his double helix guided back and forth (double helix) and. by a central support is supported, .that is characterized; that to achieve a as uniform as possible distribution of the high-frequency voltage along the cathode Additional capacities between the two coils and / or the heating supply lines Means within: the tube are increased.

2. glow cathode according to claim i, characterized characterized in that the central support of the double helix is made of an insulating material with high dielectric constant; e.g. made of quartz.

3. Hot cathode after Claim i, characterized in that between the non-interconnected Ends of the double helix are provided inside the condensers tube. q ..

Hot cathode according to claims i and 3, characterized in that the central support consists of metal and that capacitors are provided between the ends of the double coil and the central support are.

5. glow cathode according to claim i, characterized in that the central support consists of metal and is led out through the pinch foot.

6. Hot cathode after Claim characterized in that the coils are short-circuited to one another at both ends and that -a metallic central support as a power supply line to the upper connection point of the coils and another feed to the lower point of connection of the coils is provided.