DE725489C

DE725489C - Magnetic field tubes with modulation grid

Info

Publication number: DE725489C
Application number: DEI61376D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Kurt Laemmchen; Dr-Ing Ludwig Mueller
Original assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Current assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Priority date: 1938-05-18
Filing date: 1938-05-18
Publication date: 1942-09-23

Description

Magnetfeldröhre mit Modulationsgitter Gegenstand der Erfindung ist eine Fortentwicklung der bekannten. Magnetfeldröhre mit Modulationsgitter (britische Patentschrift 4o8641). Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit der in eingehenden Versuchen festgestellten Tatsache, daß bei den bisher gebräuchlichen gittermodulierten Magnetfeldröhren .der Wirkungsgrad schlechter ist :als bei einer Röhre ohne Gitter und daß die Steuercharakteristik meist Abweichungen von der Geraden besitzt.Magnetron with modulation grating is the subject of the invention a further development of the known. Magnetron with modulation grid (British Patent 4o8641). In particular, the invention is concerned with the in-depth Experiments found that the previously used grating-modulated Magnetron tubes. The efficiency is worse: than a tube without a grid and that the control characteristic mostly deviates from the straight line.

Die Erfindung :beruht auf der Erkenntnis der Gründe dieser Verschlechterungen. Sie zeigt, aufbauend auf dieser Erkenntnis, die Wege, die es gestatten, .die angeführten Nachteile zu beseitigen, und zwar wird dieses durch eine solche Bemessung .der Elektroden und Betriebsgrößen erreicht, daß die Elektronen aus dem Gebiet zwischen Gitter und Kathode bereits bei ihrem ersten Um lauf herausgelangen, so daß der weitere Erzeubungsmechanismus sich außerhalb des Gitterzylinders äbspielt. Bei einer solchen Bemessung liegt nämlich .das Gitter in einem Bereich, in dem eine nennenswerte krümmung .der Bahn der austretenden Elektronen noch nicht eingesetzt hat, so daß der Erzeugungsmechanismus sich ungestört in dem Raum zwischen Gitter und Anode abspielen kann: Hierin aber ist eine wesentliche Voraussetzung für die Erzielung der erstrebten günstigen Eigenschaften zu sehen, was man bisher nicht erkannt hat.The invention: is based on the knowledge of the reasons for this deterioration. Building on this knowledge, it shows the paths that allow it, the ones cited To eliminate disadvantages, and this is through such a dimensioning of the electrodes and operating quantities achieved that the electrons from the area between lattice and Cathode get out already in their first order, so that the further generation mechanism happens outside of the grid cylinder. With such a dimensioning, namely .the grid in an area in which a significant curvature .the path of the exiting Electrons has not yet set in, so that the generation mechanism is undisturbed can take place in the space between the grid and anode: But here is an essential one To see the prerequisite for achieving the desired favorable properties, what one has not yet recognized.

Die Erfüllung der durch die Erfindung aufgezeigten Forderung wird dadurch erreicht, daß das Raumpotential an der Stelle, an der sich das Gitter befindet, etwa vier- bis zwölfmal größer ist als das durch das Magnetfeld sich ergebende kritische Potential, bezogen auf die gleiche Stelle.The fulfillment of the requirement indicated by the invention is achieved by the fact that the space potential at the point where the grid is located, is about four to twelve times larger than the critical value resulting from the magnetic field Potential, related to the same position.

Der Erfindungsgedanke sei nachstehend an Hand der in der Zeichnung als Ausführun.gs-"heispiel schematisch dargestellten Magnetfeldröhre erläutert, die als Elektroden eine Kathode 2, ein z. B. als Wendel ausgebildetes Gitter 3 und zwei Anodensegmente d. und 5 besitzt.The idea of the invention is given below with reference to that in the drawing as an execution "hebeispiel schematically illustrated magnetron explained, those used as electrodes Cathode 2, a z. B. designed as a helix Grid 3 and two anode segments d. and 5 owns.

Es sei diese Röhre zunächst unter den bisher üblichen Bedingungen betrieben. Dann wird bei einem so großen Gitterradius die Bahn eines aus der Kathode austretenden Elektrons etwa längs der Kurve 6 verlaufen, (_i. h. innerhalb des Gitterzylinders.. Unter Umständen ist bei etwas besseren Betriebsbedingungen auch denkbar, daß die Elektronen durch das Gitter hindurchtreten. Auch in diesem Falle aber ist die Arbeitsweise sehr ungünstig, weil der Elektronenmechanismus über ras Gitter nach innen 'Hinübergreift und infolgedessen in der ordnungsgemäßen Entwicklung gestört wird. Die Form dieser Kurven wird durch die Potentialverhältnisse und durch die Stärke des ablenkenden Magnetfeldes bestimmt. Am kritischen Potential in bezug auf ein vorgegebenes Magnetfeld bezeichnet man hierbei bekanntlich dasjenige Potential, bei dem die Elektronenbahnen gerade an den Gitterzylinder heranreichen. Bei An«endung der angegebenen Maßnahmen wird also ein überkritisches Potential benutzt. so daß .die Elektronenbahnen etwa die Form der Kurve; annehmen.It is this tube initially under the usual conditions operated. Then with such a large grid radius the path becomes one of the cathode outgoing electron run roughly along curve 6, (_i. h. within the lattice cylinder .. Under certain circumstances, with somewhat better operating conditions, it is also conceivable that the Electrons pass through the grid. In this case, too, is the working method very unfavorable, because the electron mechanism reaches inwards over the grid and as a result is disturbed in its proper development. The shape of this Curves is determined by the potential relationships and by the strength of the distracting Magnetic field determined. At the critical potential with respect to a given magnetic field is known here as the potential at which the electron orbits reach straight up to the lattice cylinder. When the specified measures are followed a supercritical potential is used. so that .the electron orbits about the shape of the curve; accept.

Das Raumpotential selbst ist durch die Gittervorspannung und durch den Durchgriff der Anodenspannung durch das Gitter gesehen. Die erfindungsgemäß erstrebte Wirkung kann also durch passende Bemessung dieser beiden Größen, auf deren Gesamtwirkung es ankommt, erzielt werden.The space potential itself is through the grid bias and through seen the penetration of the anode voltage through the grid. According to the invention The desired effect can therefore be achieved by appropriately dimensioning these two quantities Overall impact it matters to be achieved.

Eine besonders vorteilhafte Lösung erhält . man, wenn man dem Gitter eine Vorspannung Null erteilt, während der Anodendurchgriff durch das Gitter dementsprechend so gewählt werden muß, daß die eingangs angegebenen I Bedingungen erfüllt sind. Die Wahl einer Gittervorspannung Null oder von negativem Wert besitzt den großen Vorteil, daß die Röhre leistungslos gesteuert werden kann.A particularly advantageous solution is obtained. you when you get to the grid a zero bias is given, while the anode penetration through the grid accordingly must be chosen so that the I conditions specified at the beginning are met. Choosing a zero or negative grid bias has the major one Advantage that the tube can be controlled without power.

Zahlenmäßig lassen sich für die Wahl von Gitterspannung und Durchgriff gemäß der Erfindung folgende Zusammenhänge angeben: Für ein gegebenes Magnetfeld ist bei einem Anodenradius r, die kritische Anodenspannung nach der bekannten Beziehung gegeben: `'endet man diese Beziehung auf das Gitter mit dem Gitterradius rfi an, so ergibt sieh: Hierbei ist Et die aus Gitter- und anteiliger Anodenspannung sich zusammensetzende Steuerspannung: Est = E@ -I- DES . . . (3) Gleichung (3) in Gleichung (2) eingesetzt ergibt: Gemäß der Erfindung soll der größte Abstand der Herzkurve mindestens zweimal größer als der Gitterradius sein. Nach den bekannten Beziehungen muß die dazugehörige Spannung mindestens viermal größer sein, ihre obere Größe kann höchstens acht- bis zwölfmal höher als die kritische Spannung sein, wie aus den obenerwähnten Gründen hervorgeht und wie es Versuche auch bestätigt haben. Stellt man die Gitterspannung gemäß der Erfindung ein, so muß folgende endgültige Beziehung eingehalten «erden: Aus Gleichung (5) geht auch der Erfindungsgedanke klar hervor. Will man die Gitterspannung möglichst wenig positiv, Null oder sogar negativ zur Erzielung einer leistungslosen Steuerung wählen, so muß der Durchgriff größer als bei Wahl einer positiven Gitterspannung sein. Für gegebene Betriebsdaten und bei einer Gitterspannung Null ist nach Gleichung (5) The following relationships can be specified numerically for the selection of grid voltage and penetration according to the invention: For a given magnetic field, with an anode radius r, the critical anode voltage is given according to the known relationship: If one ends this relation on the lattice with the lattice radius rfi, then we get: Here Et is the control voltage made up of the grid voltage and a proportion of the anode voltage: Est = E @ -I- DES. . . (3) Equation (3) inserted into equation (2) gives: According to the invention, the greatest distance between the heart curve should be at least twice greater than the grid radius. According to the known relationships, the associated tension must be at least four times greater, its upper magnitude can be at most eight to twelve times greater than the critical tension, as can be seen from the reasons mentioned above and as tests have also confirmed. If the grid voltage is set according to the invention, the following final relationship must be observed: The idea of the invention also emerges clearly from equation (5). If one wants to select the grid voltage as little positive, zero or even negative as possible in order to achieve a powerless control, the penetration must be greater than when a positive grid voltage is selected. For given operating data and with a grid voltage of zero, according to equation (5)

Claims

PATENT CLAIMS: i. Magnetron with N-Todnlat1o11S grid, characterized by such a dimensioning of the electrodes and operating parameters that the space potential at the point where the grid is located is about four to twelve times greater than the critical potential resulting from the magnetic field on the same place.

2. Magnetron tube according to claim i, characterized in that that the grid works without bias or with negative bias.

3. Magnetron according to claim i, characterized in that the grating in a manner known per se is designed as a helix.