DE720620C

DE720620C - Aus einer reinen Gleichstromquelle gespeiste Magnetronanordnung

Info

Publication number: DE720620C
Application number: DET44159D
Authority: DE
Inventors: Dr Friedrich Huelster
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1934-07-06
Filing date: 1934-07-06
Publication date: 1942-05-11

Description

Aus einer reinen Gleichstromquelle gespeiste Magnetronanordnung Beim Betrieb von Magnetronröhren zur Erzeugung und zum Empfang sehr kurzer Wellen wird häufig ein lawinenartiges -Anwachsen des Anodenstromes beobachtet, das zu einer raschen Zerstörung der Röhre führt. Man brachte diese Erscheinung damit in Zusammenhang, daß die Anode infolge großer Verluste eine unzulässig hohe Temperatur annimmt und die Kathode durch Wärmeabstrahlung aufheizt und versuchte daher zunächst, diesem Übelstand dadurch abzuhelfen, daß man die Anode künstlich kühlte, beispielsweise durch. Wasserumlauf. Überraschenderweise wurde der Rückheizeffekt aber dadurch nicht beseitigt. Auch die an sich bekannte Entkopplung zwischen den Hochfrequenzenergieleitungen und den Heizstromzuleitungen der Mägnetronröhre führt nicht zum Ziel, da diese nur diejenigen Rückheizeffekte vermindert, die auf die direkte Heizung der Kathode-.durch die Schwingströme zurückzuführen sind. Auch Überstromrelais, die beim Überschreiten eines zulässigen Höchststromes die Anodenspannungsquelle abschalten, sind zu diesem Zweck -nicht brauchbar, da sie keine Stabilisierungdes Betriebszustandes herbeiführen können. Nach neuer Erkenntnis beruht die Aufheizung der Kathode darauf, daß die Ionen oder solche Elektronen, welche aus dem elektrischen Wechselfeld Energie entnehmen und dadurch eine phasenunrichtige Beschleunigung erfahren, auf die Kathode wieder auftreffen.
Die Erfindung verfolgt das Ziel, diese störende Aufheizung bei aus einer reinen Gleichstromquelle gespeisten Magnetronschaltungen zu beseitigen und verhütet demgemäß den unzulässigen Anstieg der Emission und das übermäßige Anwachsen des Anodenstromes durch in den Anodengleichstrornkreis geschaltete Strombegrenzungsmittel mit Sättigungseigenschaften. Derartige Organe sind an sich bekannt; z. B. bleibt bei Entladungsröhren, deren Stromspannungscharakteristik durch das Auftreten eines Sättigungsstromes ausgezeichnet ist, der durchgelassene Strom auch bei Erhöhung der angelegten Spannung über einen bestimmten Wert konstant. Ein solches Verhalten zeigen weiter Ventilröhren mit Metallkathode, z. B. Wolframfaden, ferner die sog. Raumladegitterröhren, das sind Entladungsröhren, bei denen die Kathode von einem positiv vorgespannten Gitter umschlossen wird, wobei die Kathode der Raumladungsgitterröhre selbst auch eine Hochemissionskathode, z. B. Oxydkathode, ohne definierte Sättigungseigenschaften sein darf. Wenn man eine solche Entladungsstrecke in den Anodenstromkreis einschaltet, kann der Anodenstrom den Betrag des Sättigungsstromes der zusätzlichen Ehtladungsstrecke selbst dann nicht übersteigen, wenn die Kathode des Magnetrons durch Rückheizung eine höhere Temperatur annimmt. Es tritt infolgedessen eine Stabilisierung des Betriebes ein. Der Spannungsabfall an dem Begrenzerorgan kann im Vergleich zur Anodengleichspannung des Magnete ons verschwindend klein gehalten werden, insbesondere dann, wenn man die Begrenzerröhre mit raumladungsbeseitigenden Mitteln (Raumladegitter, Gasfüllung) ausstattet.
Bei Elektronenröhrenanordnungen, deren Gleichspannungen nicht von einer reinen Gleichstromquelle geliefert werden, ist es zwar bekannt, zwecks Stabilisierung des Betriebes in die Anodenstromleitung Vakuumröhren mit Sättigungseienschaften einzuschalten. Diese zusätzlichen' Mittel hatten jedoch lediglich den Zweck, die den Gleichspannungen überlagerten Wechselspannungen zu glätten und unschädlich zu machen. Bei Röhrenanordnungen, die aus einer reinen Gleichstromquelle gespeist werden, lag daher kein Grund vor, die bekannten Mittel zu verwenden, und. erst die Erfindung gibt die Lehre, daß bei Magnetronröhren, auch wenn sie aus reinen Gleichstromquellen gespeist sind, durch diese Maßnahme besondere Vorteile zu erzielen sind.
Es sei noch erwähnt, daß es die Strombegrenzenden Mittel auch ermöglichen, die Magnetronröhre mit einer Kathode auszurüsten, welche keine definierte Sättigung besitzt, z. B. Oxydkathoden. Die Verwendung solcher Hochleistungskathoden ist mit Rücksicht auf die Verringerung des Heizleistungsbedarfs sehr erwünscht; andererseits setzt die Arbeitsweise des Magnetrons jedoch die Existenz einer Sättigungscharakteristik (konstanter Emissionsstrom unabhängig von der Anodenspannung) voraus. Durch die Anwendung des Erfindungsgedankens werden beide Vorteile sichergestellt.
Der Erfindungsgedanke soll an Hand einer Zeichnung kurz erläutert werden. Es bedeutet i das Vakuumgefäß der Magnetronröhre, welche eine Glühkathode 2 und zwei halbzylindrische Anodensegmente 3, 4 enthält. An die in Gegentakt arbeitenden Anoden ist ein Parallelleitersystem 5, 6 angeschlossen, «-elches mittels einer verschiebbaren Brücke 7 auf die zu erzeugenden bzw. zu empfangenden Wellen abgestimmt wird. Die Heizspannung wird von einer Quelle VH und die Anodenspannung von einer Quelle VA geliefert. Die Zuführung des Anodenstromes erfolgt über eine Ventilröhre 8, die voraussetzungsgemäß Sättigungseigenschaften besitzt, also z. B. mit einer Metallkathode ausgestattet ist. Gegebenenfalls ist auch ein Raumladegitter i o vorgesehen, welches durch eine Spannungsquelle VR eine positive Vorspannung erhält. Durch Änderung der Kathodenheizung der Ventilröhre mittels eines Vorschaltwiderstandes 9 oder durch Regelung Tier Raumladegitterspannung 1%R kann man die Größe des Sättigungsstromes der Ventilröhre und damit auch des Anodenstromes des Magnetrons einregeln. -

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Aus einer reinen Gleichstromquelle gespeiste Magnetronanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anodengleichstromkreis Strombegrenzungsmittel mit Sättigungseigenschaften eingeschaltet sind.
2. Magnetronanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungsmittel mit Sättigungseigenschaften aus einer Entladungsstrecke bestehen.
3. Magnetronanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als strombegrenzendes Mittel dienende Entladungsstrecke aus einer Röhre mit einer Metallkathode (Wolframkathode) besteht. q..
Magnetronanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als strombegrenzendes Mittel dienende Entladungsstrecke eine der Kathode unmittelbar benachbarte, auf positivem Potential gehaltene Elektrode (Raumladegitter) enthält.
5. Magnetronanordnung nach den Ansprüchen 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Regelung des Sättigungsstromes der Entladungsstrecke vorgesehen sind, indem entweder der Heizstrom oder die Raumladegitterspannung veränderbar ist.