DE723647C

DE723647C - Electrode arrangement for magnetic field tubes

Info

Publication number: DE723647C
Application number: DET50930D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Karl Fritz
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1938-09-03
Filing date: 1938-09-03
Publication date: 1942-08-07

Description

Elektrodenanordnung für Magnetfeldröhren Die Erfindung betrifft eine Magnetfeldröhre mit zweigeteilter Anode, in der durch beson-:der6 Anordnung der Elektroden seine sehr große Emission bei kurzen Querabmessungen erreicht wird.Electrode assembly for magnetron tubes The invention relates to a Magnetic field tube with two-part anode, in which the special arrangement of the Electrodes its very large emission is achieved with short transverse dimensions.

Bei kurzen Wellen tritt bekanntlich die Schwierigkeit auf, :daß wegen des hohen Magnetfeldes der Magnetfeldspat möglichst kurz zu wählen ist. Dadurch und natürlich auch wegen der aus Kapazitätsgründen kurzen Anodenabmessungen wird die Kathode der Magnetfeldröhre auf praktisch unbrauchbare Werte verkürzt. Die erreichbare Emission _ sinkt wegen der stark wirksamen Endabkühlung auf kleine Werte, und insbesondere ist :die erreichbare Lehensdauer wegen der ungünstigen Temperaturverteilung minimal klein. Um diese Mängel zu beheben, verläuft bei Magnetfeldröhren mit zweigeteilter Anode und mit einer in :der durch die Symmetrielinien ,der beiden Anodensegmnente gehenden Ebene angeordneten Kathode gemäß der Erfindung die Richtung des Magnetfeldes senkrecht zur Längsrichtung der Kathode und parallel zur Oberfläche der Anodensegmente, wobei die Richtung der Kathodenachse senkrecht zur Verbindungslinie der Mittelpunkte der Anodensegmente verläuft. Die Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel. Mit N und S sind die Pole des Magneten bezeichnet, zwischen denen sich :die. Röhre R befindet. Die Kathode I( ist quer zur Magnetfeldrichtung angeordnet und von Elektroden i, 2, 3, q. umgeben, von denen i und 2 positiv vorgespannt sind und :die Anodensegmente bilden. Die Platten i, 2 stehen vorzugsweise in größerem Abstand von der Kathode als die Platten 3, q.. Dabei können die letzteren größer bemessen werden. Diejenigen Elektronen, die nach oben und unten senkrecht zum Magnetfeld ablaufen, erhalten ihre erforderliche kreisähnliche Bewegung. Die in Richtung des Magnetfeldes, d. h. auf die Elektroden 3 und q. hin fliegenden Elektronen wären der. Einwirkung des Magnetfeldes -entzogen, wenn nicht die Elektroden 3 und q. geeignete niedrige oder negative Spannung gegenüber i und 2 :erhalten. Dadurch tritt eine Bündelung der Elektronen in einer senkrechten Ebene auf, so daß die der Einwirkung des Magnetfeldes ausgesetzte Elektronenzahl wesentlich vergrößert wird. Die Abb.2 zeigt die äußere Schaltung für Zwecke der Schiiingungserzeugung. Der Nutzkreis ist mit S bezeichnet, die Hilfselektroden 3 und q. sind, wie gestrichelt angedeutet, miteinander verbunden. Die übrigen Bezugszeichen entsprechen der Abb. i.With short waves, as is well known, the problem arises: that because of Due to the high magnetic field, the magnetic feldspar should be chosen as short as possible. Through this and of course because of the short anode dimensions for capacity reasons the cathode of the magnetron tube is shortened to practically useless values. The achievable Emission _ sinks to small values because of the highly effective final cooling, and in particular is: the achievable lease term is minimal due to the unfavorable temperature distribution small. To remedy these shortcomings, magnetrons are split in two Anode and with one in: the one through the lines of symmetry, of the two anode segments going plane arranged cathode according to the invention the direction of the magnetic field perpendicular to the longitudinal direction of the cathode and parallel to the surface of the anode segments, where the direction of the cathode axis is perpendicular to the line connecting the center points the anode segments runs. Fig. I shows an embodiment. With N and S are the poles of the magnet, between which are: the. Tube R is located. The cathode I (is arranged at right angles to the direction of the magnetic field and is supported by electrodes i, 2, 3, q. surrounded by which i and 2 are positively biased and: the anode segments form. The plates i, 2 are preferably at a greater distance from the Cathode than the plates 3, q .. The latter can be made larger. Those electrons that run up and down perpendicular to the magnetic field, get their required circular motion. The direction of the magnetic field, d. H. on electrodes 3 and q. electrons flying there would be the. Impact of the magnetic field -drawn, if not the electrodes 3 and q. suitable low or negative voltage with respect to i and 2: obtained. This creates a bundling of electrons in a perpendicular plane, so that the action of the magnetic field exposed electron count is significantly increased. The Fig.2 shows the outer Circuit for the purpose of generating vibrations. The useful circle is denoted by S, the auxiliary electrodes 3 and q. are, as indicated by dashed lines, connected to one another. The other reference numerals correspond to Fig. I.

Die Röhre ist jedoch nicht nur für Schwingungserzeugung geeignet, sondern hat ein bevorzugtes Anwendungsgebiet in der Messung von Magnetfeldröhren in schmalen Magnetspalten, Die Eignung hierfür ergibt sich aus den in Abb.3 dargestellten statischen Kennlinien, wo mit .1, der Anodenstrom, mit U die Hilfselektrodenspannung und mit B das Magnetfeld bezeichnet ist. Man sieht, daß die Verhältnisse in der Nähe des sog. kritischen Punktes genau wie bei einer üblichen Röhre aussehen, man kann also den kritischen Punkt des Anodenstromabrisses sowohl in der üblichen Weise mit der Anodenspannung wie hier auch zusätzlich mit der Hilfsplattenspannung leistungslos einstellen bei gegebenem Magnetfeld. Man hat demnach die Möglichkeit, nach den dargestellten Kurven das Magnetfeld durch Anodenspannung oder durch die Hilfsplattenspannung zu messen oder bei. Automatisierung durch obige Spannungen einen festen Magnetfeldwert einzustellen, bei dessen Über- bzw. Unterschreitung in der bekannten Weise Relaisauslösungen durch die Anodenstromänderung auftreten.However, the tube is not only suitable for generating vibrations, but has a preferred area of application in the measurement of magnetrons in narrow magnetic gaps, the suitability for this results from the shown in Fig.3 static characteristics, where with .1, the anode current, with U the auxiliary electrode voltage and B denotes the magnetic field. You can see that the situation in the Near the so-called critical point look exactly like a normal tube, man can therefore reach the critical point of the anode current interruption both in the usual way with the anode voltage as here also with the auxiliary plate voltage without power set for a given magnetic field. You therefore have the option of following the ones shown Curve the magnetic field through the anode voltage or through the auxiliary plate voltage measure or at. Automation through the above voltages a fixed magnetic field value set, when it is exceeded or fallen below, relay trips in the known manner occur due to the change in the anode current.

Die Abb. q. zeigt eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Röhre, nämlich eine Fremdsteuerverdoppelungsschaltung für ultrakurze Wellen, vorzugsweise für die erste Ordnung. An die Elektroden i und 2 wird der die steuernde Wechselspannung führende Kreis St gelegt. Durch die Betriebsgrößen, insbesondere die Stärke des Magnetfeldes, werden die Elektronen nahe auf Resonanz abgestimmt. Dann tritt in .der bekannten Weise eine Wechselbeziehung auf, in deren Verlauf falsche Phasen durch Aussortierung oder Synchronisierung der betreffenden Elektronen ausgeschieden werden. Hat sich nach kurzer Zeit -eine im Steuerrhythmus pendelnde Elektronenmenge eingestellt, so tritt diese Ladung mit der doppelten Frequenz wie die Steuerwelle durch den Raum zwischen den Elektroden 3 und q. hindurch. Diese doppelte Frequenz wird also zweckmäßig vom KreisN zwischen einerseits den Seitenplatten oder Kathode und andererseits der Mitte des Steuerkreises abgenommen, da ihr Wechselfeld dort am größten ist. Die Schwingungskreise sind, wie in Abb. q.a unter Weglassung der Kathode angedeutet ist, am vorteilhaftesten in der Längsrichtung der Elektroden bzw. senkrecht zur Kathode herausgeführt.Fig.q. shows another possible application of the tube, namely an external control doubling circuit for ultrashort waves, preferably for the first order. The controlling alternating voltage is applied to electrodes i and 2 leading circle st placed. Due to the size of the company, in particular the strength of the Magnetic field, the electrons are tuned close to resonance. Then step in . the well-known way a correlation, in the course of which wrong phases eliminated by sorting out or synchronizing the relevant electrons will. After a short time, an amount of electrons oscillating in the control rhythm set, this charge occurs with twice the frequency as the control wave through the space between electrodes 3 and q. through. This double frequency is therefore useful from the circle N between on the one hand the side plates or cathode and on the other hand, the center of the control circuit is removed, since their alternating field is there is greatest. The oscillation circles are, as in Fig.q.a with the omission of the Cathode is indicated, most advantageously in the longitudinal direction of the electrodes or led out perpendicular to the cathode.

Abb. 5 zeigt eine etwas andere Ausführung. Die Kathode I( ist gitterförmig, die Elektronen pendeln zwischen den elektrisch gleichwertigen Platten i und 2 durch das Kathodengitter hindurch, die hohe Spannung liegt an den Platten i und 2 und nicht an dem empfindlichen Gitter, was durch das parallel zur Kathodenebene verlaufende Magnetfeld ermöglicht ist. Hilfsplatten sind in diesem Falle nicht notwendig, können aber angewandt werden. Die Röhre kann als Meßröhre; zur Selbsterregung gemäß Abb. 2 oder zur Fremdsteuerung und Frequenzverdoppelung, wie in Abb.5 eingezeichnet, verwendet werden.Fig. 5 shows a slightly different design. The cathode I (is latticed, the electrons oscillate between the electrically equivalent plates i and 2 through the cathode grid, the high voltage is applied to plates i and 2 and not on the sensitive grid, which is caused by the one running parallel to the cathode plane Magnetic field is enabled. Auxiliary plates are not necessary in this case but be applied. The tube can be used as a measuring tube; for self-excitation according to Fig. 2 or for external control and frequency doubling, as shown in Figure 5, be used.

Im Falle der Selbsterregung der gekennzeichneten Röhre oder auch bei Fremdsteuerung kann eine Modulation an den Hilfselektro@den durchgeführt werden ähnlich der bekannten Seitenplattenmodulation. Außerdem ist die Röhre auch für Empfang geeignet, wobei die demodulierten Spannungen aus dem Anoden- oder Hilfsplattenkreis entnommen werden können.In the case of self-excitation the marked tube or also with External control can be used to modulate the auxiliary electrodes similar to the known side plate modulation. In addition, the tube is also for reception suitable, with the demodulated voltages from the anode or auxiliary plate circuit can be taken.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electrode arrangement for magnetrons with two-part Anode and with one in the through the symmetry lines of the two anode segments , walking plane arranged cathode, characterized in that the cathode axis perpendicular to the line connecting the centers of the anode segments and that the direction of the magnetic field perpendicular to the longitudinal direction of the cathode and parallel to the Surface of the anode segments runs.

2. Arrangement according to claim i, characterized by two preferably negatively biased, perpendicular to the two anode segments arranged auxiliary electrodes that allow the electrons to flow from the cathode into Prevent the direction of the magnetic field.

3. Magnetron for an arrangement according to Claim i, characterized by a sheet-like cathode and two to both Sides of the cathode, plate-shaped anodes running parallel to the cathode surface. q.

Anode according to Claims 1 and 2, characterized by its use for measurement of magnetic field strengths.

5. Arrangement according to Claimoi and 3, characterized by Use as a self-excited ultrashort wave generator in such a way that an oscillating circuit lies between the anode parts.

6. Arrangement according to claim i and 2, characterized by using it as an externally controlled frequency multiplier for ultrashort waves, such that a control circuit between the anode parts and between the center of the Control circuit on the one hand and the interconnected auxiliary electrodes or the Cathode, on the other hand, is tuned to twice the frequency of the control oscillation Useful circle lies.