DE719653C - Einrichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach dem Raumladungsprinzip - Google Patents

Einrichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach dem Raumladungsprinzip

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Publication number
DE719653C
DE719653C DEH157842D DEH0157842D DE719653C DE 719653 C DE719653 C DE 719653C DE H157842 D DEH157842 D DE H157842D DE H0157842 D DEH0157842 D DE H0157842D DE 719653 C DE719653 C DE 719653C
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short waves
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Expired
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DEH157842D
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English (en)
Inventor
Dr Erich Habann
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ERICH HABANN DR
Original Assignee
ERICH HABANN DR
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J25/00Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J25/66Tubes with electron stream crossing itself and thereby interacting or interfering with itself

Landscapes

  • Microwave Tubes (AREA)

Description

  • Einrichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach dem Raumladungsprinzip Die vorliegende Erfindung setzt sich zur Aufgabe, auf eine besondere Art durch Raum-Iadungss.chwi gtmgen Kurzwellen zu @erzeugen. Die Erfindung benutzt weder eine Rückkopplung noch einen negativen Widerstand. Die Schwingungen sind vielmehr bereits vorhanden, ohne daß ein Schwingungskreis benutzt wird. Bekanntlich ist das das Kennzeichen für Schwingungen, die als Ursache, Raumladungsschwankungen haben, im Gegensatz zu den Schwingungen mittels Rückkopplung oder negativen Widerstand, die durchaus Schwiügüngskreise für die Er7,eugung von Schwingungen zur Voraussetzung haben.
  • Die Erfindung geht von folgender überlegung aus: Setzt man in einer Hochvakuumröhre ein Gebilde (nach Abb. i) aus einem Glühfaden I( und zwei Platten r', und P2, die beide ein positives Potential. gegenüber dem Glühfaden, aber ein verschiedenes Potential gegeneinander haben, einem konstanten magnetischen Feld parallel zum Glühfaden aus, so bewegen sich bekanntlich die Elektronen zum großen Teil auf verschlungenen Cykloidenbahnen senkrecht zum elektrischen Feld zwischen dien Platten und senkrecht zum magnetischen Feld fort, d. h. :es kommt eine Elektron enstr ömung in der Pfeilrichtung zustande bzw. bei umgekehrter Richtung des Magnetfeldes in der entgegengeset7ten Richtung des Pfeiles. Wesentlich ist hierbei nur, daß die Elektronenströmung keineswegs gänzlich und unmittelbar auf die Platten gerichtet ist, sondern im Gegenteil zwischen ihnen entlang gleitet. Biegt man nunmehr die Platten zu Zylindern (Abb.2), .so ändert sich die Erscheinung zunächst im Prinzip nicht. Auch hier suchen die Elektronen zwischen den Zylinderwandung en entlang zu gleiten, sie gelangen aber hierbei offensichtlich wieder zum Glühfaden zurück, wobei ein Teil der Elektronen vom Glühfaden aufgenommen wird, der andere Teil am Glühfaden vorbeigleitet und erneut den Kreislauf beginnt. Hierbei treten nun die Raumladungssch-wingungen auf.
  • Röhren, die mit einem zurückkehrenden Elektronenstrahl arbeiten, sind bekannt. Jedoch handelt es sich bei diesen Röhren nicht um einen Elektronenstrahl, der zur Glühkathode im Kreise zurückkehrt und diesen Kreislauf mehrmals durchläuft, sondern der emittierte Elektronenstrahl wird hierbei derart gekrümmt, daß er' seine anfängliche Bahn senkrecht durchsetzt. Es entsteht ein P-föriniges Bahngebilde, in dem sich der Elektronenstrahl selbst unterbricht, insbesondere, wenn sich .an der Kreuzungsstelle eine durchbrochene Elektrode befindet, die er negativ aufzuladen vermag. Diese Röhre enthält weder :ein magnetisches Feld noch eine konzentrische Zylinderanordnung. Die Ablenkung des Elektronenstrahls erfolgt auf rein elektrostatischem Wege, die Wirkung des Elektronenstrahles auf sich selbst nur einmalig. Im Gegensatz hierzu vermag bei der erfindungsgemäßen Röhre ein Elektron dadurch, daß es zu seinem Ausgangspunkt zurückkehrt, die Bahn mehrmals zu-durchlaufen und auf diese Weise seine Funktionen mehrmals auszuüben, bevor @es von einer der kalten Elektroden absorbiert wird. Auch wird bei starken magnetischen Feldern eine gute Bündelung des Elektronenstrahles :erzielt, welche die Elektronen verhindert, zu divergieren und so vorzeitig an die Anodenzylinder zu gelangen. So :ergibt sich ein guter Nutzeffekt der Röhre.
  • Die Wirkungsweise der Röhre ist im einzelnen folgende: Denkt man sich die Verhältnisse ummittelbar nach dem Einschalten, so wird von dem Glühfaden in der gekennzeichneten Weise eine Elektronenströmung ausgehen. Diese hat natürlich eine Front, die vorwärts schreitet, ähnlich einer Flutwelle. Im Augenblick, wo diese Front auf der andern Seite den Glühfaden wieder erreicht, wirkt sie infolge ihrer Ladung wie ein negativ aufgeladenes Gitter auf den Glühfaden, d. h. der Glühfaden, der bis dahin in unverminderter Stärke die Elektronenflut :emittiert hat, gibt weniger Elektronen heraus: :es folgt also jetzt auf die Elektronenflut eine Elektronenebbe. Auch diese läuft im Kreisse herum und gelangt schließlich .auf der anderen Seite wieder zum Glühfaden, genau so wie vorhin die Elektr onenflut. Nur wird die Ebbe weniger hemmend auf die Emission des Glühfadens wirken, da ja ihre Raumladungsdichte @erlieblich geringer ist als die der Elektronenflut, d. h. der Glühfaden emittiert wieder größere Mengen von Elektronen, es entsteht wieder eine Elektronenflut. So wechseln automatisch Elektronenflut und -ebbe miteinander ab. Legt man nun nach Abb.2 in den Elektronenwegeine geeignete kalte Elektrode A, z. B. .einen Metallfaden, und verbindet ihn mit dem passenden Potential mit der Kathode, so macht sich Flut und Ebbe der Elektronen in hochfrequenten periodischen Schwankungen eines Stromes zwischen dem kalten Metallfaden und der Glühkathode bemerkbar. Es entsteht hier eine Kurzwelle von guter Intensität und konstanter Frequenz ohne jeden Schwingungskreis. Zweckmäßig wird natÜrlich der Metallfaden, der die Elektronen auffängt, mit der Glühkathode über ,ein Lechersystem verbunden, das auf die erzeugte Hochfrequenz abgestimmt ist.
  • Die Frequenz der :erzeugten Kurzwelle ist um so höher, je höher die Wanderungsgeschwindigkeit der Elektronen ist und je kleiner ihr Wanderungsweg ist. Man-hat es also in der Hand, zunächst durch Dimensionierung der Röhre und damit der Weglänge die Frequenz zu bestimmen. Da die Wanderungsges.chwindigkeit bei Magnetröhren proportional der @elektrischen Feldstärke zwischen den Platten bzw. den Zylindern Pi und P#, und umgekehrt proportional der magnetischen Feldstärke ist, so hat man genügend Spielraum, mit diesen Mitteln bei gegebener Röhre die Frequenz innerhalb bestimmter Grenzen zu verändern.
  • U m möglichst hohe Frequenzen zu erzeugen, ohne daß die Dimensionen der Röhre zu beengt werden, werden erfindungsgemäß im gleichen Abstande voneinander und auf den Umfang regelmäßig verteilt mehrere Glühkathoden 9 und kalte Auffangelektroden A angebracht, so daß sich im genau gleichen Abs.tande und abwechselnd eine Glühkathode und eine kalte Elektrode einander folgen (Abb. 3). Die beste Form resultiert jedoch, wenn man lauter Glühkathoden, die regelmäßig auf den Umfang verteilt sind, verwendet und die kalten Auffangfäden wegläßt. Da von jedem Glühfaden ein Teil der Elektronen zu der nächstgelegenen Wandung der Zylinderelektroden übergeht, so machen sich die gekennzeichneten Emissionsschwankungen der Glühfäden in Anodenstrom.schwankungen an den Zylindern bemerkbar. Beide Zylinder erhalten hier gleichphasig die hochfrequenten Stromstöße, wenn auch der eine Zylinder stärkere Ströme erhalten kann als der andere. Ein etwaiger Nutzschwingungskreis liegt zwischen den zusammengeschalteten Glühkathoden einerseits und den schaltungsmäßig zusammengefußten Zylindern andererseits. Die Zylinder P, und P2 erhalten natürlich nach wie vor verschiedene Gleichspannung. Diese Ausführung gibt einen besonders guten Wirkungsgrad; denn es ist ersichtlich, daß der Anteil der vom Glühfaden emittierten Elektronen, die vom Glühfaden unmittelbar zu den Zylindern übergehen, zu dem Anteil der vom Glühfaden emittierten Elektronen, die zwischen den Zylinderwandungen entlang gleiten und den Steuerungszwecken dienen, für den Nutzeffekt in einem bestimmten günstigen Verhältnis stehen muß. Dieses optimale Verhältnis wird hier röhrentechnisch leicht dadurch erzeugt, daß man den Unterschied der Zylinderxadien so lange variiert, bis der gewünschte Effekt erzielt ist. -Eine ähnliche Wirkung kann man dadurch erzielen, daß man die Zylinder, insbesondere den äußeren Zylinder; durchbrocheri gestaltet und so die wirksame Auffangfläche für die Elektronen verändert. Dazu können Drahtnetze mit passender Maschenweite dienen oder eine Drahtspirale von dem Durchmesser des Zylinders oder besser feine Drahtringe von dem Durchmesser des Zylinders, die, im passenden Abstand nebeneinander aufgereiht, die Zylinderwandung ersetzen. Der Glühfaden .selbst hat ebenfalls eine optimale Lage zwischen den Zylinderwandungen, die meist dadurch gekennzeichnet ist, daß bei dieser Lage die hoc,hfrequentren Ströme in die Zylinderwandungen gleich groß. werden. Ein so angeordneter Glühfaden liegt der einen Zylinderwandung etwas näher als der andern.
  • Bei ganz kleinen Dimensionen der Röhre schrumpft natürlich der innere Zylinder zu einem Stift zusammen. Bei großen Dimensionen aber paßt man zweckmäßig das Magnetfeld dem an und sorgt mit geeigneten Polschuhen dafür, daß sich das Magnetfeld auf den Raum zwischen den Zylindern konzentriert.
  • Schließlich hat sich diejenige Polung, bei der der Außenzylinder das höhere Potential von den beiden Zylindern besitzt, der umgekehrten Polung etwas überlegen erwiesen.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i . Einrichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach dem Raumladungsprinzip, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wandungen zweier konzentrischer Zylinder ein Glühdraht in axialer Richtung angebracht wird und die Spannung zwischen den Zylindern und dem Glühfaden und die Stärke eines parallel zum Glühfaden und zur Zylindierach.se verlaufenden konstanten magnetischen Feldes derart gewählt werden, daß sich die Elektronen zwischen den Zylindexwandungen fortbewegen, auf diesem Wege zum Glühfaden zurückkehren und infolgedessen Raumladungsschwingungen verursachen.
  2. 2. Einrichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach Anspruch i, dadurch gekennzeiclmet, daß symmetrisch zur Glühkathode eine gleichartige, aber kalte Elektrode angebracht wird und die Raumladungsschivingungen zwischen dieser Elektrode und der Glühkathode abgenommen werden.
  3. 3. Einsichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach Anspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, daß zwischen dien Eljektroden ,ein Lechersystem angebracht ist. q..
  4. Einrichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Glühkathoden und kalte Elektroden zwischen den Zylinderwandungen mehrfach im regelmäßigen Abstand .voneinander und abwechselnd angeordnet werden.
  5. 5. Einrichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzenergie an den Zylindern entnommen wird.
  6. 6. Einrichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entnahme der Hochfrequenzenergiie lein Lechersystem zwischen den zusammengefaßten Glühkathoden einer, seits und den zusammengefaßten beiden Zylindern andrerseits angeschaltet wird.
  7. 7. Einrichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, d.aß der Abstand der beiden Zylinder voneinander und die Lage der Glühfäden zu den Wandungen derart gewählt werden, daß im Nutzkreis optimale Energie entsteht. B. Einrichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld durch ,entsprechend ausgebildete Polschuhe auf den Raum zwischen den Zylindern geschränkt wird. g. Einrichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder, insbesondere der äußere, durchbrochen gestaltet sind. i o. Einrichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle eines Zylinders .eine feine Drahtspirale oder nebeneinander aufgereihte Drahtringe von dem Durchmesser des Zylinders verwendet werden. i i. Einrichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Zylinder lediglich' aus einem Stiftoder Draht besteht.
DEH157842D 1938-12-01 1938-12-01 Einrichtung zur Erzeugung von Kurzwellen nach dem Raumladungsprinzip Expired DE719653C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2415362A2 (fr) * 1978-01-24 1979-08-17 Thomson Csf Tubes d'emission d'ondes electromagnetiques hyperfrequence

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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