DE730246C - Magnetronroehre zur gleichzeitigen Erzeugung von zwei oder mehr Frequenzen - Google Patents

Description

• Magnetronröhre zur gleichzeitigen Erzeugung von zwei oder mehr Frequenzen Die Schwingungserzeugung in einer Magnetronröhre geschieht gewöhnlich bei Ordnungszahlen n- i und Vielfachen davon, d. h. für ia = i ist die Zeitdauer eines El9ztronenumlaufes gleich der Schwingungsdauer. Diese Umlaufszeit ist nur vom Magnetfeld abhängig und ist um so kleiner, je größer die Magnetfeldstärke ist. Mit wachsenden Ordnungszahlen muß demnach das angelegte Magnetfeld anwachsen. Da ferner bei gegebenem Anodenradius die Anodenspannung ebenfalls mit dem Magnetfeld ansteigt, sucht man, besonders zu Empfangszwecken, mit möglichst kleinen Ordnungszahlen auszukommen. Ordnungszahlen, die sehr viel kleiner als i sind, erfordern für eine bestimmte Wellenlänge also nur ein kleines Magnetfeld und niedrige Anodenspannung bei unverändert gehaltenen Abmessungen der Röhre. Die Anfachung wird dabei jedoch äußerst schwierig, da die Rückwirkung der angeregten Harmonischen die umlaufende Raumladungswolke nicht genügend stark synchronisiert, wodurch diese nur geringe Energiebeträge abgeben kann.
• Es sind nun Anordnungen bekannt, mit denen trotz dieses ungenügenden. Rückkoppelfaktors eine Schwingung mit einer Ordnungszahl vielmals kleiner als i erzeugt werden kann, indem die umlaufende Raumladung durch längerwellige Schwingkreise synchronisiert und aufrechterhalten wird, während die kürzerwelligen Schwingkreise nur die entsprechende Oberwelle auskoppeln.
• Bei diesen Anordnungen sind die Anodensegmente in eine gerade Anzahl von Gruppen eingeteilt. Jede- Gruppe besteht im einfachsten Fall z. B. aus zwei nebeneinanderliegenden Segmenten, die über einen Schwingkreis miteinander verbunden sind. Der Schwingkreis ist auf die höchste Frequenz abgestimmt. Zwei Gruppen werden so miteinander verbunden, daß der Symmetriepunkt des einen Gruppenschwinglcreises mit dem des anderen durch einen Selbstinduktionsbügel verbunden ist. Die beiden Gruppen bilden einen neuen Schwingkreis mit einer niedrigeren Frequenz als die Gruppenfrequenz.
• Für höchste Frequenzen besitzt diese Anordnung jedoch allerlei elektrische und mechanische -Nachteile. So ist es sehr schwer, zwei Gruppen zu einem weiteren Schwingkreis zusammenzufassen. Es müssen die Schwingkreise ungeachtet ihrer Resonanzfreduenzen auf den Umfang der Anode verteilt und den einzelnen Anodenschlitzen zugeteilt «-erden. Dabei würde jedoch bei normaler Ausführung der Schwingkreise als 2/4-Dralit- oder Blechbügel der Schwingkreis für die höchste Frequenz als induktive Belastung des niederfrequenteren Schwingkreises wirken.
• Es dürfen aber die Schwing-kreise gegens s eitig nicht als l:apazitive oder induktive Belastungen wirken. Der Anodenauskoppelschlitz der kürzerwelligen Schwingkreise intil' also für die längere Welle einen-Kurzschluß darstellen, während es umgekehrt nicht unbedingt erforderlich ist.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Ilagnetronanordnung zur gleichzeitigen 1?rzeugung mehrerer Frequenzen, bei der auf die Grundfrequenz und- vorzugsweise deren Vielfache .abgestimmte Schwingkreise an derselben Entladungsstrecke angreifen. Das besondere Kennzeichen der Anordnung ist die .Verwendung einseitig geschlossener Rohrleiterstücke für die Schwingkreise der steuernden Grundschwingung wie auch für die auszukoppelnden Schwingungen höherer Frequenz, wobei die gegenseitige Anordnung der Rohrleiterstücke, die sowohl als konzentrische Leitungen wie auch als Hohlkabel ausgebildet :ein können, wesentlich ist.
• Die Verwendung derartig ausgebildeter Schwingkreise in Magnetronröhren ist bereits an anderer Stelle vorgeschlagen worden.
• Abb. i zeigt eine Vierschlitzmagnetronröhre, deren Schwingkreise aus abgewandel ten konzentrischen Rohrleitungsstücken aufgebaut sind.
• Wie aus dem Schnitt senkrecht zur Kathode 1i (Abb. ia) ztt ersehen, ist es durchaus möglich, von den vier möglichen Schlitzen einer Vierschlitzröhre -nur zwei auszuführen, ohne daß sich am Schwingmechanismus irgendetwas ändert, da ja nur das Feld in nächster Zähe des Schlitzes genügend stark ist, um in Energieaustausch mit der umlaufenden Elektronenwolke zu treten.
• Die Anode a, bat die Form eines Pvramidenstumpfes und ist der Innenleiter einer einseitig offenen, 44-langen konzentrischen hohrleitung. Der Außenleiter der konzentrischen Rohrleitung ist aus dem :Metallklotz als Hohlpt-ramide herausgearbeitet und umgibt den Innenleiter (Abb. il». Wie ersichtlich, bedeutet die Nichtausführung der übrigen gestrichelten Schlitze keinen Kurzschluß des ersten Kreises, da ja nur Punkte des gleichen I-Iochfrequenzpotentials miteinander verbunden sind. Das gleiche ist aus der Abwicklung des inneren Anodenzvlinderniantels (Abb. ic) zu entnehmen. Die Verhältnisse ändern sich auch nicht, wenn ein zweiter konzentrischer Schwingungskreis _1,, so eingefügt wird, dali die Punlae i und 2 metallisch längs des -Umfanges der Anodenbohrung miteinander verbunden sind, Schwingkreis A1 und A, sind voneinander weitgehendst entkoppelt. A., kann also eine ganz andere Resonanzwellenlänge i= besitzen als .l, Wird diese Wellenlänge i.= gleich .2", dann kann 22 mit merklicher Intensität angeregt werden.
• In Abb.2 ist ein solches System für 2, dargestellt. Abb. 2a stellt den Schnitt senkrecht zur Kathode h, Abb. 2 den Schnitt parallel zur Kathode k und Abb. 2c die Abwicklung des Anodenzylindermantels dar. A, ist wieder der Innenleiter des langw-elligen, an einem Ende kurzgeschlossenen i.;,, .-Resonanzkreises, <-I= ist der Innenleiter des kürzerwelligen Resonanzkreises. Das Verhältnis der Wellenlängen beträgt in diesem Beispiel i :3.
• Die Resonanzkreise können auch von Hoblkabelstiicken gebildet werden. Insbesondere ist der kürzerwellige Resonanzkreis dazu geeignet. Damit die Anzahl der Schlitze gewahrt bleibt (die Schlitzzahl drei ist bei diesen Anordnungen mit um 9o-' gegeneinander versetzten Schlitzen nicht möglich). müssen immer zwei kürzerwellige Resonanzkreise in Form von Hohlkabelstücken ausgeführt werden (--IM. 3). Der Schnitt senkrecht zur Kathode IL (Abb. 3a) ist dem in Abb. 2a gleich, während der Schnitt parallel zur Kathode (Abb.3b) wesentlich von dem in Abb.21) abweicht.
• Der Schwingkreis _l, ist zwar wieder ein konzentrisches Rohrleitungsstück der Länge 2"/4; der kürzerwellige Sch-,vingl:reis S, wird jedoch von einem Hohlkabelstück gebildet, dessen Breite b größer als .l0/6 und kleiner als ;.,- 2 ist. Wie bekannt, ist in einem solchen Hohlkabelstück eine Vergrößerung der Wellenlänge festzustellen, wodurch eine größere Tiefe L > Ao/i 2 notwendig wird entsprechend der Phasengeschwindigkeit der kürzeren Welle in dem Hohlkabelstück. Die Abwicklung des Anodenzvlinderinantels (Abb.3c) läßt deutlich die Schlitze S, und S., der beiden Hohlkabelstücke erkennen: Um den Einfluli des Schwingkreises A, auf S, und S= möglichst klein zu halten, muß die Breite bi < ,?0/6 sein. Al besitzt dann keinen Einfluß auf die kürzere Welle. Die Energie wird mittels einer oder mehrerer konzentrischer Rohrleitungen bzw. Hohlkabelleitungen nach außen geleitet.
• Selbstverständlich sind noch weitere Variationen möglich. So ist beispielsweise in Abb. 4.a, b, c ein Vierschlitzrohr dargestellt, dessen vier Schlitze im Gegensatz zu den oben beschriebenen Röhren nur zur Erregung der Grundwelle dienen. während die kürzerwelligen Schwinglereise S als Hohlkabelstü'cke in die Anodensegmente eingefräst sind.
• Ferner können als längerwellige Schwingkreise auch seitlich offene Kreise dienen, wenn ihre Länge so berhessen ist, daß sie für die kürzere Welle keine induktive oder kapazitive Belastung darstellen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Magnetronanordnung zur gleichzeitigen Erzeugung mehrerer Frequenzen, bei der auf die Grundfrequenz und vorzugsweise deren Vielfache abgestimmte Schwingkreise an derselben Entladungsstrecke angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl für die steuernde Grundschwingung wie auch für die auszukoppelnden Schwingungen höherer Frequenz einseitig geschlossene Rohrleiterstücke als Schwingkreise vorgesehen sind, die verschiedenen Längsschlitzen des Anodenzylinders zugeordnet sind, derart, daß sie sektorförmige Elemente eines zusammenhängenden Metallstückes bilden, die radial um den Heizfaden angeordnet sind und deren Innenleiter bzw. metallische Umhüllung an den offenen Enden als Anodensegmente ausgebildet sind. z. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwingkreise etwa eine Viertelwellenlänge lange Teilstücke einer am Ende geschlossenen konzentrischen Leitung vorzugsweise in der Form einer Hohlpyramide verwendet werden, deren Innenleiterstirnflächen Anodensegmente bilden und deren Außenleiter Bestandteil einer für alle Schwingkreise gemeinsamen Abschirmwand sind, die zwischen den Kreisen bis in die Nähe der Hüllfläche des Anodenzylinders geführt ist. 3. Anordnung nach Anspruch z , da-. durch gekennzeichnet, daß als Schwingkreise für die Grundwelle konzentrische Leitungen nach Anspruch 2 dienen, während für die auszukoppelnden kürzeren Wellen an den Anodenschlitzen angreifende Hohlkabelstücke benutzt werden.