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Sende- und Empfangsschaltung mit Magnetfeldröhren Gegenstand der Erfindung
ist eine Sende-und Empfangsschaltung mit Magnetfeldrdhren. Bei Sendeschaltungen
wird die erzeugte Hochfrequenzl!eistung gegenüber derjenigen. hei normalen Röhren
erhöht, während bei Empfangsschaltung @en eine Trennung zwischen Empfangskreis und
Abnahmekreis der demodulierten Spannungen durchgeführt wird, so daß eine gegenseitige
Beeinflussung nicht möglich ist.
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Von O k a b: e wurde bereits vorgeschlagen, die Energie der Laufzeitschwingungen
bei einer Vollanodenmagnetfeldröhre an unterteilten Seitenplatten ,abzunehmen. Die
Wechselspannung an den Plattensegmenten entsteht hierbei, ähnlich wie bei der Schlitzan:odenröhre,
durch Influenzwzrkung. Die Anodenlänge der Röhre muß hierbei sehr kurz sein, damit
noch eine genügende Kopplung zwischen. den innerhalb des Anodenzylinders umlaufenden
Elektronen und den Seitenplatten vorhanden ist. Hierdurch ist jedoch die Größe der
erzeugten Hochfrequenzenergie besc'hrän'kt.
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Erfindungsgemäß wird nun vorgeseagen, eine Schlitzanodenröhre zu verwenden,
zu deren beiden Seiten Vollanodenzylinder mit größerem Durchmesser koaxial: angeordnet
sind; in denen die gleiche Schwingungsanregung, wie im geschlitzten Zylinder erfolgt,
und ,den Schwingkreis mit den Segmenten der Schlitzanode zu verbinden. Hierbei ist
bei der Verwendung in Empfangsschaltungen in einfacher Weise eine Trennung; zwischen
Empfangskreis und Abnahmekreis der modulierten Spannungen möglich, während bei Verwendung
der Röhre als Generator eine höhere Belastbarkeit erzielt werden kann als bei der
Röhre mit Seitenplatten nach O Ic a b e. Der Wirkungsgrad ist in bezug auf die gesamte
allen Elektroden (einschließlich der Seitenelektroden:) zugeführten Verlustleistung
.größer als bei der Röhre mit Seitenplatten.. Denn wenn bei dieser auch die Belastbarkeit
mit
Hilfe der Seitenplatten vergrößert werden Imnn, so sinkt doch der eben definierte
Wirkungsgrad, da durch :die Feldverzerrung die optimale Anregungsbedingung über
die halbe Anodenlänge hin nur an einem Punkt vorhanden ist. Bei der Erfindung tritt
bei geeignetem Verhältnis der Anodenspannung eine Feldverzerrung nicht ein.
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An Hand der folgenden Abbildungen soll der Erfindungsgedanke näher
erläutert werden.
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Die Abb. i und 2 zeigen die bekannte Magnetfeldröhre nach U k a b
e mit geteilten Seitenplatten. Abb. 3 gibt eine beispielsweise Ausführung der Erfindung
wieder, während Abb. 4. die bekannte Habanaröhrenempfangsschaltung darstellt.
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In Abb. i ist die Seitensicht, iri Abb. 2 die Aufsicht des Seitenplattenmagnetrans
gezeichnet. Die Vollanode a ist in der üblichen Lage angeordnet. Die beiden Seitenplatten
sind z. B. in je zwei Segmente 3 und q. sowie 5 und 6 unterteilt. über zwei
Verbindungsbügel 7 und 8 werden die Segmente an die Schwin.gkreislecherleitung 9
und io angeschlossen. Durch eine Aufteilung der Seitenplatten in vier Segmente läßt
sich durch eine -entsprechende Verbindung eine Ausführung analog der Vierschlitzhabannrö:hre
herstellen.
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In Abb.3 ist eine beispielsweise Anordnung gemäß der Erfindung wiedergegeben,
bei der an den Seiten einer Zweischlitzröhre je ein Vollanodenmagnetron angebracht
ist. i i und i z sind die beiden Anodensegmente der Zweischiitzröhre. Zu beiden
Seiten sind die beiden Vollanodenzylinder 13 und 14 mit größerem Anodenradius
angebracht, die mehr oder weniger über das Zweischlitzrohr herübergezogen werden.
Die Enden der Anodensegmente bilden durch diesen Aufbau gleichzeitig die unterteilten
Seitenplatten der Vo11-anodenmagnetronen. Nun werden die AnodensegMente ii und 1a
über den bekannten, aber hier nicht gezeichneten Schwingkreis an Anodenspannung
gelegt. Ebenso erhalten die Vollanoden 13 und 1q. Anodenspannung über Zuleitungen
i 5 und 16. Das ganze Röhrensystem wird iu das homogene Feld eines Magneten
gelegt. Zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Wirkung muß die Anodenspannung ,an den
Vollanodenmagnetronen und an den Schlitzröhren so gewählt werden, daß in beiden
Röhrenarten die gleiche Art der Elektronenschwingung mit gleicher Wellenlänge entsteht.
Dabei ist es gleichgültig, ob die erzeugte Laufzeitschwingung eine Leitbahn- oder
eine Elektronenumlaufschwingung (:!i = i) ist. Die Anodenspannung der größeren Vollanoden
wird daher stets höher als die der in sie eingefügten Anodensegmente sein. Durch
die erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht. daß die Fläche der belastbaren Anoden
vergrößert und. damit die Anodenverlustleistung erhöht werden kann. Da durch diese
Anordnung die Größe der Schwing-,- elektroden nicht geändert wird, bleiben auch
die elektrischen Eigenschaften des Schwingkreises vorhanden. Bei gleichem Wirkungsgrad
des Elektronenmechanismus wird denn auch die Größe der abgeführten Leistung erhöht.
Würde man nur die hier erreichte Anoden$ächenvergrößerung durch eine entsprechende
Verlängerung der Schlitzanodens:egmente herbeiführen, so würde die Kapazität der
Elektroden vergrößert und der Resonanzwiderstand des Schwingkreises verkleinert
werden. Infolge der dadurch schlechter «-erdenden Anpassung des Außenkreises an
den Innenwiderstand der Röhre wird der Wirkungsgrad erheblich herabgesetzt. Da die
Schwingungsenergie bei den beiden Vollanodenmagnetronen stets nur an einer Seite
abgenommen wird, sind ihre Anodenlängen einzeln kürzer als die des Habannsystems
zu wählen; vorteilhafterweise sind die Anodenzylindcr zusammen so lang wie die Anodensegmente
auszuführen.
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An Stelle der Zweischlitzröhre kann natürlieh auch :eine Vierschlitzröhre
verwendet werden, wobei die Schaltung der einzelnen Segmente in bekannter Weise
oder in den verschiedenen bereits vorgeschlagenen Möglichkeiten erfolgen kann. Auch
ist die Anwendung ;:hier Röhre mit noch mehr Schlitzen möglich.
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Diese Röhrenkombination gemäß der Erfindung ist nicht nur für Sendezwecke,
sondern ebenso vorteilhaft für Empfangszwecke anwendbar. Es sind bereits die Schwierigkeiten
bekannt, wenn die Abnahme der demodu.lierten Spannung in der Anodenleitung des Lecherschwingkreises
erfolgt. Einmal gelangen Stör ungen, die von der Empfangsantenne, der Energieleitung
und dem Schwingkreis aufgenommen werden, direkt an den Eingang des Verstärkers und
stören :den Empfang; das andere Mal tritt leicht eine Selbsterregung des Verstärkers
auf, und zwar immer gerade dann, wenn die Empfangshabanaröhre auf die empfindlichste
Stelle einreguliert wird. Die geschilderten Schwierigkeiten lassen sich vermeiden,
wenn Eingangskreis und Stromabnahmekreis, wie bereits vorgeschlagen wurde, voneinander
getrennt sind.
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Ab:b. q. zeigt die bekannte Empfangsschalttmg der Habannröhre. An
die Habannröhre 19 ist der Schwingkreis 2o mit der Empfangsantenne z i angeschlossen.
In der Anodenlcitwig z? wird über einen Transformator a3 die demodulierte Spannung
abgegriffen. Die Gie:chrichttmg der hochfrequenten Schwingung erfolgt in bereits
bekannter Weise mit
Hilfe des Magnetresonanzef-ektes derart, daß
die Frequenz der einfallenden Schwingung und die Elektronenumlaufsfrequenz (n- i
j aufeinander abgestimmt sind. Mit zunehmender einfallender Spanaung treffen mehr
Elektronen auf die Anode, und der Anodenstrom nimmt zu.
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Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kombination von Vollanoden-
und Schlitzröhre gelangt die einfallende Spannung auf die beiden Vollanoden, und
am Schwingkreis der Anodensegmente wird über die Anodenzuleitung die demodulierte
Spannung abgegriffen. Zu diesem Zweck werden in Abh. 3 die beiden Zuleitungen 15
und 16 zu den Vollanoden zu einer Lecherleitung vereinigt, die auf die einfallende
Frequenz abgestimmt ist. Die Anodenspannung der Vollanoden und der Anodensegmente
ist hierbei so gewählt, daß der Arbeitspunkt unterhalb des oberen Knicks der statischen
Magnetronkennlinie liegt. Gelangen an die Vollanoden 13 und 14 im Rhythmus der umlaufenden
Elektronen Wechselspannungen, so werden die Elektronen auf die Vollanode zu gezogen,
treffen aber auf die Anodensegmente, da deren Radius kleiner ist; der Anodenstrom
der Anodensegmente nimmt zu.
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Mit Rücksicht auf die Störungen, die direkt von der Antenne auf den
Verstärker gelangen können, wird man die Kopplung der Elektroden und die Kopplung
der Schwingkreise möglichst klein halten. Zu diesem Zweck wird Vollanoden- und Anodensegmentschwingkreis
nach entgegengesetzter Seite .geführt; die Kapazität zwischen den Elektroden selbst
wird klein gehalten. Sie läßt sich durch Einbau zweier hochfrequenzmäßig geerdeter
Schirmelektroden 17 und 18 in. AbU3 wirksam heruntersetzen. Die Elektroden sind
beispielsweise als Zylinder ausgebildet; ihre statische Anodenspannung ist so gewählt,
daß sie den vorhandenen Elektronenmechanismus nicht stört.