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Magnetfeldröhre mit an den Seiten des Anodenzylinders angeordneten
Endplatten Man hat in Magnetfeldröhren zu beiden Seiten des Anodenzylinders Endplatten
angebracht,. um einen Elektronenfluß in Richtung der Kathodenachse zu erzeugen und
das Elektronenbombardement auf das Glasgefäß zu verkleinern. Gewöhnlich wird eine
hohe positive Gleichspannung an die Endplatten gelegt. Das normale Gleichpotential
in der Nähe der Kathode ist bei Abwesenheit von Endplatten gering. Durch die an
eine entsprechende positive Gleichspannung gelegten Endplatten wird in der Umgebung
der Kathode ein hohes Gleichpotential erzeugt, welches das normale elektrische Feld
in der Röhre stört und die Elektronenbahnen uneinheitlich macht. Die in der Nähe
der Kathodenenden emittierten Elektronen gelangen direkt auf die Endplatte und können
daher nicht um die Kathode rotieren. Diese Elektronen fallen für die Schwingungserzeugung
aus und vermindern deshalb ihren Wirkungsgrad.
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Es wurde festgestellt, daß ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden
kann, wenn gemäß der Erfindung jede Endplatte in zwei konzentrische Ringe unterteilt
wird, von denen der äußere in Anodennähe befindliche Ring ein höheres positives
Gleichpotential erhält als der innere in Kathodennähe befindliche Ring. Dies wird
in der in den Abb. i a und i b dargestellten Weise erreicht.
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Ein Anodenpaar 5, 7 mit halbzylindrischen Oberflächen ist konzentrisch
um eine Kathode g innerhalb eines evakuierten Gefäßes io angeordnet. Die Anoden
sind mit einer Antenne i i über eine Übertragungsleitung 13, 15 verbunden. Eine
Gleichspannung wird an die Anoden von einer Batterie ig oder
ähnlichem
zugeführt, die über eine Hoch frequenzdrossel17 mit der Mitte der Antenne und mit
einem Ende der Kathode und mit Erde verbunden ist. Die Kathode wird durch eine Batterie
21 geheizt. Ein Magnetfeld wird beispielsweise durch einen Dauermagneten, Elektromagneten
oder ein Solenoid, die nicht dargestellt sind, erzeugt. Das Feld wird durch den
mit Magnetfeld bezeichneten Pfeil angedeutet und verläuft im wesentlichen parallel
zur Kathodenachse.
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An jedem Ende der Anoden und in geringem Abstand von denselben werden
in der gekennzeichneten Weise Endplatten angeordnet, die aus den Segmenten 23, 25
bestehen. jede Endplatte verläuft senkrecht zur Kathodenachse und besteht aus einem
äußeren ringförmigen Segment 23 und einem inneren kreisförmigen Segment 25. Die
äußeren Segmente 23 sind beide mit einem Punkt hoher Spannung der Batterie i 9 und
die inneren Segmente 25 sind ebenfalls mit der Batterie i9, aber mit einem Punkt
geringerer Spannung verbunden.
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Es wurde nun fes`.gestellt, daß die gewöhnliche Endplatte und auch
der in Abb. i dargestellte Endplattenaufbau das Wechselfeld in der Nähe der Anoden
stört. Dies liegt daran, daß die Endplatten sich gewöhnlich im Hinblick auf die
Hochfrequenz auf Erdpotential oder auf irgendeinem dazwischenliegenden Potential
befinden, das von der Länge der Zuleitungen zwischen der Endplatte und der Batterie
abhängig ist. Die Wirkungsweise des Magnetronoszillators kann nun weiter dadurch
verbessert werden, daß man der Endplatte ein Wechselpotential zuführt.
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Ein Weg zur Erzielung der weiteren -Verbesserung ist in Abb. 2a und
2b dargestellt. Die Abb.2a unterscheidet sich von der Abb. ia nur im Hinblick auf
die -End=-platten, die jetzt nicht -nur wie in Abb. i unterteilt sind, sondern deren
äußeres ring= förmiges Segment 27 auch längs eines Durchmessers geteilt ist, so
daß die obere und untere Hä:fte das Hochfrequenzpotential des ents?rechenden benachbarten
Anodenteils annehmen kann. jedes äußere halbringförmige Segment 27 ist mit der benachbarten
Anode durch die Kapazität zwischen dem Segment und dem sich von jedem Anodensegment
5 und 9 radial nach außen erstreckenden Flansch 29 gekoppelt. Die Gleichspannung
wird an die äußeren Endplattensegmente 27 über eine Hochfrequenzdrosse131 angelegt.
Das innere kreisförmige Endplattensegment 33 ist direkt mit einem geeigneten Abgriff
der Batterie i 9 wie vorher verbunden. Um eine feste Kopplung zwischen den äußeren
Endplattensegmenten und den Anodenteilen herzustellen, ist die Kathode 9 durch eine
zentrale öffnung in der inneren Endplatte hindurchgeführt.
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In dieser eben beschriebenen Anordnung folgt jedes Endplattensegment
den Spannungsänderungen des benachbarten Anodenteils. Dieses verhindert die Störung
des H'ochfrequenzfeldes. Gleichzeitig wird das ruhende elektrische Feld in der Nähe
der Endplatte, das durch das Anodenruhepotential erzeugt wird, nicht in der Umgebung
der Kathode gestört, da das Endplattengleichpotential in der Nähe der Kathode viel
niedriger ist als in der Umgebung der Anode.
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Es wurde weiterhin festgestellt, daß dann noch wirksamere Schwingungen
erzielt werden können, wenn die Phase des Wechselpotentials an den Endplattensegmenten
etwas gegenüber dem Potential der entsprechenden benachbarten Anodenteile verschoben
ist. Dies wird dadurch erzielt, daß man jedes Endplattensegment mit seiner benachbarten
Anode durch einen Schwingungskreis koppelt. In den Abb. 3 a und 3 b ist ein Paar
halbkreisförmiger Endplatten 35, 37 an jedem Ende der üblichen geschlitzten Anodenteile
5, 7 der Magnetfeldröhre verwendet. Um die Darstellung zu vereinfachen, wurde in
den Abb. 3 a und 3 b eine Teilung für Gleichspannungen nicht dargestellt, aber diese
kann in der in den Abb.2a und 2b gezeigten Weise vorgenommen werden.
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Die abgestimmten Kreise 39 koppeln die entsprechenden Endplattensegmente
mit dem nächsten Ende des benachbarten Anodenteils 5 oder 7. Die abgestimmten Kreise
wurden als Lecherkreise dargestellt, sie können aber für tiefere Frequenzen durch
abgestimmte Spulen ersetzt werden. Abb. 3 b ist eine schematische Draufsicht auf
die in der Abb. 3 a verwendeten Endplatten, die deren halbkreisförmige Form klarer
erkennen läßt.