DE709032C - Vorrichtung zur Erzeugung von Ultrakurzwellen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Erzeugung von Ultrakurzwellen Zur Erzeugung oder Verstärkung von Schwingungen ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, welches darin besteht, daß von einer Glühkathode ausgehende Elektronen einer Geschwindigkeitssteuerung durch :eine hochfrequente Wechselspannung unterworfen werden und daß die geschwindigkeitsgesteuerten Elektroneneinen gegenüber dem Abstand zwischen Steuergitter und Glühkathode langgestreckten Raum durchlaufen und sich hierbei zu zeitlich scharf begrenzten Elektronengruppen ordnen. Diese Elektronengruppen erzeugen dann auf :einer an einem derartigen Knotenpunkt angebrachten Sammelanode Stromimpulse und diese über einen abgestimmten Schwingungskreis eine verstärkte Wechselspannung. Die Erfindung stellt eine Weiterbildung des obigen Verfahrens für die Zwecke der Ultrakuxzwellenerzeugung dar.
• Es ist bekannt, hochfrequente Schwingungen sehr kurzer Wellenlängen dadurch zu erzeugen, daß man mit Hilfe von nicht sinusförmigen Spannungen einen auf eine Oberwelle abgestimmten Schwingungskreis anregt. Das Verfahren ist jedoch wenig wirtschaftlich, da nur ein geringer Bruchteil der erregenden Schwingungsenergie ausgenutzt wird.
• Gemäß der Erfindung werden zur Erzeugung der it-ten Oberwelle einer Sinusschwingung Impulserzeuger verwendet, die von einer Wechselspannung gleicher Frequenz, aber um je verschobener Phase gesteuert werden und ihre Elektronenenergie an eine gemeinsame Sammelelektrode abgeben.
• Fig. i zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit sechs Impulserzeugern i bis 6. Die Impulserzeuger bestehen aus Glühkathoden mit kleiner Oberfläche und einer sämtlichen Kathoden gemeinsamen zylindrischen Elektrode 7. Diese Elektrode besitzt auf der den Kathoden zugewandten Seite eine der Zahl der Glühkathoden entsprechende Anzahl von Blendenäffnun,gen, durch die die Elektronen nach einer Geschwindigkeitssteuerung in dem Raum zwischen Kathode und Blendenöffnung in den Zylinder eintreten. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Elektrode -,7 durch ein Netz abgeschlossen, so daß d#'g; Zylinder 7 einen nahezu völlig feldfreien Raum umschließt. Hinter dem Netz 8 ist eine gemeinsame Sammelelektrode g angeordnet, welche die von den sechs Steuersystemen ausgehenden Elektronenstrahlen auffängt. D:e Fokussierung der Elektronenstrahlen bewirkt ein axiales Magnetfeld, welches durch die Spule io erzeugt wird. Zur Unterstützung einer Strahlbildung können die Glühkathoden mit Fokussierungsmitteln, z. B. einem Welineltzylinder, versehen sein. In. Fig. i ist die Kathode i mit einem Wehneltzylinder versehen, der durch die Drossel 15 mit Gleichspannung versorgt wird.
• Zur Erläuterung wird zunächst auf die Wirkungsweise der Impulserzeuger eingegangen. Hierzu sei angenommen; daß zwischen der zweiten Glühkathode 2 und dem Zylinder 7 eine Gleichspannung von z. B. io Volt und außerdem eine hochfrequente Wechselspannung angelegt sei. Die aus der Glühkathode austretenden Elektronen erfahren durch die Wechselspannung äbwechselnd eine Ver7ögerung oder eine: Beschleunigung. Bei geeigneter Wahl der Längc des Zylinders 7 werden bei negativer Steueramplitude von der Glühkathode ausgehende Elektronen von den bei stark positiver Amplitude ausgehenden Elektronen während ihres Laufes auf die Anode g zu eingeholt oder überholt. Es bilden sich daher längs des Strahles Verdichtungen oder Verdünnungen aus. Bringt man an dieser Stelle eine als Anode ausgebildete Sammelelektrode an, so entstehen in der Anodenleitung kurzzeitige Stromstöße.
• Betreibt man nun die in der Figur gezeigten sechs Kathodenstrahlsysteme mit einer Sinusspannung gleicher Frequenz, aber je 6o' voneinander abweichender Phase, so erhält man auf der Anode eine Impulsfolge mit der sechsfachen Frequenz der Sinusspannung. Zu diesem Zwecke liegt beispielsweise das System i an o', 2 an - 6o', 3 an + 6o°, d. an 2.1o-', 5 an i2o' und 6 an i8o' Phase. Die Phasenverschiebungen werden in an sich bekannter Weise .durch Abgreifen an einer Kombination von Widerständen, Selbstinduktionen und Kapazitäten erhalten. Die zur Speisung der Systeme 1,- 2 rund 3 dienenden Wechselstromwiderstände sind für sich identisch mit den zu den Kathodenstrahlsystemen. ,1, 5 und 6 gehörenden Wechselstromwiderständen mit dein Unterschied, daß letzteren eine um iSo' phasenverschol--ene Spannung über einen Transformator i i zugeführt wird. Die Glühkathoden erhalten ihre Heizspannung über abgedrosselte Leitungen von einer geerdeten 'Spannungsquelle 12. Ferner ist der Zylinder 7 gegenüber den Glühkathoden durch eine Batterie 13 positiv vorgespannt. In Fig. i ist die Schaltung so getroffen, daß der Zylinder 7 an Erdpotential und die Glühkathoden an Steuerpotentialen liegen.
• Fig.2 zeigt die Reihenfolge der von den Systemen i his 6 gelieferten Impulse. Durch diese Impulse wird ein in den Anodenkreis eingeschalteter Schwingungskreis angeregt, der zweckmäßig auf die sechste Oberwelle der sinusförmigen Grundschwingung abgestimmt ist. Zur Erzielung besonders kurzer Wellen kann der Schwingungskreis auch auf ein Mehrfaches der Oberelle abgestimmt sein, wobei allerdings der Wirkungsgrad nicht besonders hoch ist. Eine niederfrequente Modulation kann entweder der Grundschwingung oder den einzelnen Kathodenstrahlsystemen oder schließlich dem Anodenkreis aufgedrückt werden. Dieses letztere Verfahren bietet den Vorzug, daß die Modulationsfrequenz höher als die Grundfrequenz sein kann.
• Die zur Ausbildung der Elektronenverdichtungen erforderliche Geschwindigkeitssteuerung kann dadurch erzielt werden, daß die Kathoden s,3 weit unterheizt werden, daß die Emission bei vorgegebener konstanter Vorspannung des Zylinders 7 gesättigt ist.

Claims (2)

1. PATLNTANSPRÜCHR: i. Kathodenstrahlröhre zur Erzeugung sehr kurzer Wellen nach dem Verfahren; daß ein mit sinusförmiger Spannung seiner Geschwindigkeit nach gesteuerter Elektronenstrom einen feldfreien Raum durchläuft und auf einer am Ende dieses Raumes aufgestellten Sammelelektrode zeitlich scharf begrenzt Impulse erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der n-ten Oberwelle oder einer Vielfachen davon n Kathodenstrahlsysteme verwendet werden, die ihre Strahlenergie an eine einzige Sammelelektrode abgeben, und daß die an den Strahlerzeugungssystemen liegenden Wechselspannungen um je von 36o' untereinander phasenverschoben sind.
2. 2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation der erzeugten Schwingung im Anoden- oder im Eingangskreis vorgenommnen wird.