DE733629C

DE733629C - Device for generating, amplifying and receiving ultra-high frequency oscillations in the decimeter or centimeter wave length area

Info

Publication number: DE733629C
Application number: DEP72979D
Authority: DE
Original assignee: Julius Pintsch AG
Current assignee: Julius Pintsch AG
Priority date: 1936-03-31
Filing date: 1936-04-01
Publication date: 1943-03-31

Description

Einrichtung zum Erzeugen, Verstärken, Empfangen ultrahochfrequenter Schwingungen des Dezimeter- oder Zentimeterwellenlängengebietes Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Erzeugen, Verstärken, Empfangen ultrahochfrequenter elektrischer Schwingungen des Dezimeter- oder Zentimeterwellenlängengebietes, vorzugsweise in Bremsfeldschaltung, mittels einer Elektronenröhre, bei der eine Kathode und eine Anode und zwei zwischen diesen befindliche Gitter, von denen das anodennahe eine positive Gleichv orspannung und das kathodennahe eine wesentlich kleinere positive oder zweckmäßig eine negative Gleichvorspannung erhält, konzentrisch zueinander angeordnet sind und die Kathode und das kathodennahe Gitter Bestandteil eines von zwei konzentrischen Leitern gebildeten Hohlraumresonators (Steuerresonators) und das anodennahe Gitter und die Anode Bestandteil eines von zwei konzentrischen Leitern gebildeten, mit der Belastung (Strahler) gekoppelten Hohlraumresonators (Anfachresonators) sind und ferner der Raum zwischen den beiden Gittern auf eine andere Frequenz als die Betriebsfrequenz abgestimmt ist, vorzugsweise die Gitter an ihren beiden Enden miteinander kapazitiv kurzgeschlossen sind.Device for generating, amplifying and receiving ultra-high frequencies Oscillations of the decimeter or centimeter wavelength region The invention relates to on devices for generating, amplifying, receiving ultra-high frequency electrical Oscillations of the decimeter or centimeter wavelength range, preferably in Brake field circuit using an electron tube with a cathode and a Anode and two grids located between these, one of which is close to the anode positive DC bias and the one near the cathode a much smaller positive one or expediently receives a negative DC bias, concentric to one another are arranged and the cathode and the grid near the cathode are part of one of two concentric conductors formed cavity resonator (control resonator) and the grid close to the anode and the anode part of one of two concentric conductors formed, with the load (radiator) coupled cavity resonator (fan-up resonator) and also the space between the two grids at a frequency other than the operating frequency is tuned, preferably the grids at both ends are capacitively short-circuited with one another.

In Weiterbildung von derartigen bekannten Einrichtungen werden gemäß der Erfindung der Abstand des kathodennahen Gitters (Steuergitters) von der Kathode und die Gleichvor spannungen dieses - Gitters, des anderen Gitters (Zuggitters) und der Anode derart gewählt sind, daß zufolge des Durchgriffs durch das kathodennahe Gitter der die Kathode und das kathodennahe Gitter enthalcende Hohlraumresonator (Steuerresonator) von der Entladungsstrecke zwischen der Kathode und dem kathodennahen Gitter in Selbsterregung erregt und hierdurch wiederum die Anfachung des das anodennahe Gitter und die Anode enthaltenden Hohlraumresonators (Anfachresonators) bewirkt wixd.In a further development of such known devices according to the invention of the distance between the grid near the cathode (control grid) and the cathode and the equal pre-tension of this - grid, the other grid (tension grid) and the anode are chosen such that due to the penetration through the cathode near Grid of the cavity resonator containing the cathode and the grid near the cathode (Control resonator) of the discharge path between the cathode and the one close to the cathode Grid excited in self-excitation and thereby in turn the fanning of the anode Caused grid and the anode containing cavity resonator (Auffachresonators) wixd.

Die Selbsterregung des Steuerresonators ,Kann entweder fortlaufend bestehen, oder es können ihm gleichfrequente Schwingungen, die verstärkt werden sollen und beispielsweise von einer Antenne her ankommen, zugeführt werden. Hierbei müssen der Abstand des kathodennahen Gitters von der Kathode und die Gleichvorspannung dieses Gitters, des anderen Gitters und der Anode derart gewählt sein, daß der die Kathode und das kathodennahe Gitter enthaltende Hohlraumresonator (Steuerresonator) erst bei Zuleitung von ankommenden gleichfrequenten Schwingungen in Selbsterregung gerät. In beiden Fällen erzeugen die übrigen Elektroden zusammen vor derKathode ein hinreichend starkes; positives, elektrisches Feld, so daß die Elektronenlaufzeit bzw. der Laufzeitwinkel der Elektronen zwischen der Kathode und dem kathodennahen Gitter einen solchen Betrag hat, daß -die Entladungsstrecke zwischen diesen .beiden Elektroden als eine im Raumladungsgebiet oder im Sättigungsgebiet arbeitende Diode wirkt. Die aus dem kathodennahen Gitter (Steuergitter) austretenden ultrahochfrequent gesteuerten Elektronen gelangen nach Durchlaufen des Raumes bzw. der Wegstrecke zwischen den beiden Gittern in den Raum zwischen dem anodennahen Gitter (Zuggitter) und der Anode, um den diese beiden Elektroden enthaltenden Anfachresonator anzufachen.The self-excitation of the control resonator, can either be continuous exist, or it can be equal-frequency vibrations that are amplified are supposed to come in, for example from an antenna. Here must be the distance between the grid near the cathode and the cathode and the DC bias this grid, the other grid and the anode be chosen so that the Cavity resonator (control resonator) containing the cathode and the grid near the cathode only when incoming self-excited vibrations of the same frequency are supplied device. In both cases the remaining electrodes produce together in front of the cathode a sufficiently strong one; positive electric field, so that the electron transit time or the travel time angle of the electrons between the cathode and the one close to the cathode The amount of the grid is such that -the Discharge distance between these two electrodes as one in the space charge region or in the saturation region working diode works. Those emerging from the grid near the cathode (control grid) Ultra-high-frequency controlled electrons arrive after passing through space or the distance between the two grids in the space between the one near the anode Grid (tension grid) and the anode, around the fan-up resonator containing these two electrodes to stir up.

Die Anode kann eine höhere positive Gleichspannung als das anodennahe Gitter erhalten, so daß sie eine Anode im Sinne der L-,ngwellentechni.k darstellt, oder aber es kann das anodennahe Gitter eine höhere positive Gleichspannung als die Anode besitzen und der AnodeimbesonderenKathodenpotential oder eine in bezug auf die Kathode negative Gleichspannung erteilt werden, so daß sie eine Bremselektrode darstellt und zusammen mit dem anodennahen Gitter (Zuggitter) ein Bremsfel.dsvstem bildet. In dieseln Falle wird das zur Diodenanfachung vor der Kathode notwendige positive Gleichfeld bei negativ vorgespanntem Steuergitter allein von dem stark positiv vorgespannten Zuggitter erzeugt. Durch Wahl des Abstandes zwischen der Anode und dem anodennahen Gitter und der Elektrodengleichspannungen können die Elektronenlaufzeiten zwischen diesen beiden Elektroden so bemessen werden, daß sie klein gegen die Schwingungsdauer der zu erzeugenden bzw. zu verstärkenden Frequenz oder aber vergleichbar mit dieser Schwingungsdauer' sind. In manchen Fällen ist es zweckmäßig, diese Elektronenlaufzeit so zu wählen, daß die Entladungsstrecke zwischen dem anodennahen Gitter und der Anode bzw. der diese Elektroden enthaltende Anfachresonator sich nahe vor der Selbsterregung im Zustande der Dämpfungsreduktion befindet.The anode can have a higher positive DC voltage than the one close to the anode Grid received so that it represents an anode in the sense of L-, ngwellentechni.k, or it can have a higher positive DC voltage than the grid near the anode possess the anode and the anode in particular cathode potential or a related negative DC voltage can be applied to the cathode, making it a braking electrode represents and together with the grid near the anode (tension grid) a Bremsfel.dsvstem forms. In this case, that is necessary for the diode fanning in front of the cathode positive constant field with negatively biased control grid solely from the strong positively pre-stressed tension grids generated. By choosing the distance between the anode and the grid near the anode and the electrode DC voltages can determine the electron transit times between these two electrodes are dimensioned so that they are small compared to the period of oscillation the frequency to be generated or amplified or comparable to this Period of oscillation '. In some cases it is useful to use this electron transit time to be chosen so that the discharge path between the grid near the anode and the The anode or the amplification resonator containing these electrodes is close to self-excitation is in a state of attenuation reduction.

Beim Erfindungsgegenstand wird mittels einer einzigen Kathode und ein und derselben Elektronenströmung (Kathode-Anode) die Selbsterregung des Steuerresonators und die Anfachung des Anfächresonators bewirkt, und zwar die erstere durch die Entladungsstrecke zwischen der Kathode und dem kathodennahen Gitter und die Anfachung des Anfachresonators durch einen anderen Teil der gesamten Entladungsstrecke, nämlich die Entladungsstrecke zwischen dem anodennahen Gitter und der Anode. Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich auch als einen durch einen selbsterregten Steuersender fremdgesteuerten Sender bzw. Hochfrequenzverstärker auffassen. bei dem der selbsterregte Steuersender von der erwähnten Diode bzw. dein Steuerresonator und der Schwingungskreis des gesteuerten Hauptsenders von dem das anodennahe Gitter und die Anode enthaltenden Anfachresonator gebildet wird und Steuersender und Hauptsender eine gemeinsame Kathode haben und auf ein und dieselbe Elektronenströmung arbeiten. Im folgenden wird daher der Steuerresonator auch als der Resonator des Steuersenders und der Anfachresonator als der Resonator des Hauptsenders bezeichnet Wird die erfindungsgemäße Einrichtung als Hochfrequenzverstärker beim Empfang verwendet, so ist der Steuerresonator der eigentliche Empfänger. während der von ihm ultrahochfrequent gesteuerte Teil gleichzeitig als Hochfrequenzverstärker und Demodulator dienen kann. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des Erfindungsgegenstandes ist die Benutzung als Relaisstation in der Weise, daß die verstärkten Schwingungen unmittelbar durch einen mit dem Anfachresonator gekoppelten Strahler wieder ausgesendet werden.The subject of the invention is by means of a single cathode and one and the same electron flow (cathode-anode) causes the self-excitation of the control resonator and causes the fan-out resonator to be fanned, namely the former through the discharge path between the cathode and the grid near the cathode and the fanning of the fan-up resonator through another part of the total discharge path, namely the discharge path between the grid near the anode and the anode. The device according to the invention can also be used as one externally controlled by a self-excited exciter Grasp the transmitter or high-frequency amplifier. where the self-excited exciter of the mentioned diode or your control resonator and the oscillation circuit of the controlled Main transmitter from the fan-up resonator containing the grid close to the anode and the anode is formed and the exciter and main transmitter have a common cathode and work on one and the same electron flow. In the following, therefore, the control resonator also as the resonator of the exciter and the fan-up resonator as the resonator of the main transmitter The device according to the invention is referred to as a high-frequency amplifier used for reception, the control resonator is the actual receiver. while the part controlled by it at ultra-high frequency also functions as a high-frequency amplifier and demodulator can serve. A preferred field of application of the subject matter of the invention is the use as a relay station in such a way that the amplified vibrations emitted again directly by a radiator coupled to the fan-up resonator will.

Diodenschaltungen zum :Anfachen von Dezimeter- oder Zentimeterwellen sind bereits b elzanntgeworden. Die bekannten Anordnungen bestehen aus einer Röhre mit zwei Elektroden (Glühkathode, Anode), an die ein Schwinggebilde angeschlossen ist. Bei geeigneter Wahl der Elektronenlaufzeiten zwischen Glühkathode und Anode ergibt sich ein negativer Widerstand und infolgedessen eine Anfachung des Schwinggebildes. Die Diode kann im Raumladegebiet oder im Sättigungsgebiet der Kathode bzw. der Elektronenströmung arbeiten.Diode circuits for: fanning decimeter or centimeter waves have already been banned. The known arrangements consist of a tube with two electrodes (hot cathode, anode) to which an oscillating structure is connected is. With a suitable choice of electron transit times between hot cathode and anode the result is a negative resistance and, as a result, an expansion of the oscillating structure. The diode can be in the space charge area or in the saturation area of the cathode or the electron flow work.

Bekanntgeworden sind ferner Anordnungen, bei denen eine Dreielektrodenröhre in Bremsfeldschaltung in Selbsterregung schwingt oder auf Schwingungseinsatz eingestellt ist und durch zu empfangende bzw. zu verstärkende Schwingungen die Schwingungsintensität der Röhre gesteuert bzw. das Selbstschwingen der Röhre hervorgerufen wird: die von der Röhre erzeugten ultrahochfrequenten Schwingungen können dann wieder ausgestrahlt und einer ebensolchen zweiten Röhre usf. zugeleitet werden, so daß die Anordnung einen mehrstufigen Ultrahochfrequenzv erstärker darstellt, dessen einzelne Stufen durch Strahlung miteinander gekoppelt sind.Arrangements have also become known in which a three-electrode tube in braking field switching oscillates in self-excitation or set to the use of oscillation is and the vibration intensity due to vibrations to be received or amplified the tube is controlled or the tube's self-oscillation is caused: that of The ultra-high frequency vibrations generated by the tube can then be re-broadcast and a second tube of the same kind, etc., are fed, so that the arrangement represents a multi-stage ultra-high frequency amplifier, its individual stages are coupled to one another by radiation.

Von den erwähnten bekannten Diodenschaltungen unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand dadurch, daß das zwischen den beiden Elektroden (Kathode und Steuergitter) zur Erzielung der Selbsterregung der Diode notwendige positive, elektrische Gleichfeld erst zufolge des 1?urchgriffs durch das Steuergitter zustande kommt und im übrigen mittels Elektroden (der Anode und dem anodennahen Gitter oder diesem allein) ge= schaffen wird, die' innerhalb derselben Elektronenströmung noch eine andere Funktion haben, nämlich die, den vom Schwingungskreis der Diode (Steuei-resonator) getrennt angeordneten Anfachresonator anzufachen. Das anodennahe Gitter (Zuggitter) hat außerdem noch den Zweck, die anfachenden Elektronen nach ihrem Austritt aus dem Steuergitter in geeigneter Weise zu beschleunigen, bevor sie in den Raum zwischen dem anodennahen Gitter und der Anode eintreten. Dadurch, daß der Steuerresonator in Selbsterregung schwingt, wird die Anfachungssteilheit der gesamten Anordnung vergrößert bzw. im Falle des Hochfrequenzverstärkers, falls dem Steuerresonator ankommende Schwingungen zugeführt werden, der Verstärkungsgrad heraufgesetzt. Diesen Vorteil weisen die erfindungsgemäßen Einrichtungen auch gegenüber den eingangs erwähnten bekannten Anordnungen auf, bei denen dem Steuerresonator Schwingungen, die verstärkt werden sollen und auf deren Frequenz er abgestimmt ist, gegebenenfalls durch Rückkopplung vom Anfachresonator her zugeführt werden, der Steuerresonato@r jedoch nicht in Selbsterregung schwingt.The differs from the known diode circuits mentioned Subject of the invention in that the between the two electrodes (cathode and Control grid) positive, electrical necessary to achieve the self-excitation of the diode Equal field only comes about as a result of the 1? Penetration through the control grid and otherwise by means of electrodes (the anode and the grid close to the anode or this alone) is created within the same electron flow also have another function, namely that of the oscillation circuit of the diode (Steuerei-resonator) to fan separately arranged fan-up resonator. The one close to the anode Lattice (tension lattice) also has the purpose of stimulating the electrons to accelerate their exit from the control grid in a suitable manner before they enter the space between the grid near the anode and the anode. Through this, that the control resonator oscillates in self-excitation, the increase slope the entire arrangement enlarged or in the case of the high-frequency amplifier, if incoming vibrations are fed to the control resonator, the gain raised. The devices according to the invention also have this advantage in relation to one another the above-mentioned known arrangements in which the control resonator Vibrations that are to be amplified and whose frequency it is tuned to, optionally fed by feedback from the fan-up resonator, the Control resonator, however, does not oscillate in self-excitement.

Gegenüber fremdgesteuerten Anordnungen, bei denen für den Hauptsender (Hochfrequenzverstärker) und den Steuersender je eine Röhre vorgesehen ist, bietet der Erfindungsgegenstand den Vorteil des Fortfalls einer Röhre, was hinsichtlich der Ersparung von Heizleistung, der Vereinfachung der Reservehaltung und einer möglichst geringen Raumbeanspruchung insbesondere für Relaisstationen von Wichtigkeit ist. Hohlräumresonator en weisen auch bei sehr kleinen Wellenlängen noch verhältnismäßig beträchtliche Abmessungen auf, was in elektrischer Hinsicht und herstellungsmäßig günstig ist, aber vielfach dem Bedürfnis eines geringen Platzbedarfes entgegensteht. Ist für Hauptsender und Steuersender je eine Röhre vorhanden, so wäre außer den beiden Hohlraumresonatoren, von denen der eine den Ausgangskreis und der andere den Eingangskreis des Hauptsenders bildet, noch ein Hohlraumresonator beim Steuersender als dessen Anfachresonator vorzusehen; außerdem wären Verbindungsleitungen zwischen diesem Hohlraumresonator und dem den Eingangskreis des Hauptsenders bildenden Hohlraumresonator erforderlich. Unter auch elektrisch günstigem Fortfall solcher Verbindungsleitungen sind dagegen beim Erfindungsgegenstand der Anfachresonator des Steuersenders und der Eingangskreis (Steuerresonator) des Hauptsenders zu einem einzigen Hohlraumresonator vereinigt, was Platzersparnis und Verringerung der Ohmschen Verluste und nicht zuletzt eine wesentliche Vereinfachung hinsichtlich der Abstiminung der Hohlraumresonatoren aufeinander bedeutet.Compared to externally controlled arrangements where for the main transmitter (High-frequency amplifier) and the exciter is each provided with a tube the subject matter of the invention has the advantage of eliminating a tube, which in terms of the saving of heating power, the simplification of the reserve and one possible low space requirement is particularly important for relay stations. Cavity resonators are still relatively high even at very small wavelengths considerable dimensions, both in electrical terms and in terms of manufacture is cheap, but often goes against the need for a small footprint. If there is one tube for the main transmitter and one for the control transmitter, then there would also be the two cavity resonators, one of which is the output circuit and the other forms the input circuit of the main transmitter, another cavity resonator at the control transmitter to be provided as its fan-up resonator; moreover there would be connecting lines between this cavity resonator and the cavity resonator forming the input circuit of the main transmitter necessary. With the elimination of such connecting lines, which is also favorable from an electrical point of view on the other hand are the exciter resonator of the exciter and in the subject matter of the invention the input circuit (control resonator) of the main transmitter to a single cavity resonator united, which saves space and reduces the ohmic losses and last but not least a significant simplification with regard to the separation of the cavity resonators on each other means.

Abb. i zeigt nun den Achsenschnitt einer an sich bekannten Röhre, die beim Erfindungsgegenstand zweckmäßig verwendet werden kann. i ist die Kathode, welche mit den Leiterstücken z und 3 zusammen den Innenleiter des Resonators des Steuersenders bzw: des Steuerresonators bildet. Der Außenleiter wird durch die Rohre q. und 5 gebildet, zwischen denen das Steuergitter 6 angeordnet ist. Die Länge des Steuersenders beträgt A12. Zu beiden Seiten des in der Mitte gelegenen Spannungsbauches, also zu beiden Seiten der Kathode sind Kurzschlußkapazitäten gebildet durch den Zwischenraum zwischen den Rohren q. und 5 und den dickwandigen Hülsen 7 und B. Als Kathode kann beispielsweise eine indirekt beheizte Oxydkathode oder eine Kathode irgendwelcher anderen Art verwendet werden. Die Heizleitungen g sind an einem Spannungsknoten -- des Steuerresonators herausgeführt, ebenso kann durch eine im Spannungsknoten austretende Leitung io dem Steuergitter 6 die geeignete Gleichspannung erteilt werden. Zwischen die dickwandigen Rohre 7 und 8 ist ein Zuggitter i i eingeschaltet, welches mit dem Gehäuse 12 galvanisch verbunden ist und gegenüber der Kathode eine hohe positive Gleichspannung erhält. In das Innere dieses Gehäuses 12 ist eine gekröpfte Elektrode 13 eingesetzt, die als Anode dient und welcher über eine besondere Zuführung 1q. die geeignete Gleichspannung.erteilt wird. Diese Elektrode 13 ist gekröpft ausgebildet, um mit dem Anfachresonator einen möglichst hohen Schwungradwiderstand zu erzielen. Die Energieentnahme geschieht durch eine besondere Energieleitung 15, vorzugsweise der Länge 1%d., die durch ein an das Gehäuse 12 angesetztes Rohr 16 "als Außenleiter und eine Verlängerung 17 des dickwandigen Rohres 8 als Innenleiter gebildet wird. Am offenen Ende der Energieleitung ist am Außenleiter 16 eine Platte 18 vorgesehen, aus welcher der Innenleiter als Antenne ig hervorragt. In üblicher ' Weise sind die Zwischenräume zwischen der Antenne i9 und der Platte 18 sowie die Einführungsleitungen io und 14 für die Gleichspannungen und die Heizleitungen g ,durch Glas-Metall-Verschmelzungen vakuumdicht abgeschlossen.Fig. I now shows the axial section of a tube known per se, which can be expediently used in the subject matter of the invention. i is the cathode which, together with the conductor pieces z and 3, forms the inner conductor of the resonator of the control transmitter or of the control resonator. The outer conductor is through the pipes q. and 5 formed, between which the control grid 6 is arranged. The length of the exciter is A12. Short-circuit capacitances are formed by the space between the tubes q on both sides of the central tension bulge, that is to say on both sides of the cathode. and 5 and the thick-walled sleeves 7 and B. An indirectly heated oxide cathode or a cathode of any other type can be used as the cathode, for example. The heating lines g are led out at a voltage node - of the control resonator, and the control grid 6 can also be given the appropriate direct voltage through a line io exiting the voltage node. A tension grid ii is connected between the thick-walled tubes 7 and 8, which is galvanically connected to the housing 12 and receives a high positive DC voltage with respect to the cathode. In the interior of this housing 12, a cranked electrode 13 is used, which serves as an anode and which via a special feed 1q. the appropriate DC voltage is distributed. This electrode 13 is cranked in order to achieve the highest possible flywheel resistance with the fan-up resonator. The energy is extracted through a special energy line 15, preferably 1% d. Length, which is formed by a pipe 16 ″ attached to the housing 12 as an outer conductor and an extension 17 of the thick-walled pipe 8 as an inner conductor Outer conductor 16, a plate 18 is provided, from which the inner conductor protrudes as an antenna ig. In the usual way, the spaces between the antenna i9 and the plate 18 and the lead-in lines io and 14 for the DC voltages and the heating lines g, through glass-metal Fusions completed vacuum-tight.

Die in Abb. i dargestellte Anordnung kann auch als Empfangseinrichtung oder Relaisstation verwendet werden, indem der Steuersender bzw. Steuerresonator als Empfänger dient und die vom Anfachresonator abgegebene Leistung entweder im Falle der Relaisstation wieler ausgestrahlt oder im Falle eines Empfängers gleichgerichtet und einem Anzeige- oder Abhörinstrument zugeführt wird. Der Strahler z9 kann mit einem Reflektor zusammenarbeiten. Beispielsweise kann auf der Metallplatte 18 ein Parabolspiegel angeordnet sein, in dessen Brennpunkt sich der Strahler i9 befindet.The arrangement shown in Fig. I can also be used as a receiving device or relay station can be used by the exciter or control resonator serves as a receiver and the power emitted by the fan-up resonator is either in the Trap of the relay station wieler broadcast or in the case of one Receiver rectified and fed to a display or listening instrument. The radiator z9 can work together with a reflector. For example, on the metal plate 18, a parabolic mirror can be arranged, in the focal point of which the spotlight i9 is located.

Die Abb. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer beim Erfindungsgegenstand anzuwendenden Anordnung mit einer an sich bekannten Röhre. Der Resonator des Hauptsenders bzw. der Anfachresonator besteht aus einer konzentrischen Lecherleitung, die von den beiden Metallzylindern 2o, 2r gebildet wird. Der Zylinder 2i ist in seinem mittleren Teil durchbrochen oder in anderer `'eise als Gitter 22 ausgebildet. Der gegenüberliegende Teil des Zvlinders bildet die Anode. Der Resonator des Steuersenders bzw. Steuerresonator ist eine konzentrische Energieleitung, die von der Glühkathode und deren Träger 23 als Mittelleiter und dein Metallzylinder 2q. als Außenleiter gebildet wird. Der Zylinder 24 ist in seinem mittleren Teil, ähnlich wie der Zylinder 22, durchbrochen oder in anderer Weise als Gitter 25 ausgebildet. 22 ist das Zuggitter, 25 das Steuergitter. Auf der einen Seite gehen die Metallzylinder 2o, 2 1 in eine konzentrische Leitung wesentlich geringeren Wellenwiderstandes über, die von dein Metallzylinder 28 als Außenleiter und dem eine Fortsetzung des Zylinders 2,1 bildenden Zylinder 29 als Innenleiter gebildet wird. Auf der anderen Seite ist eine Metallplatte 26 vorgesehen, die mit flanschartigen Ansätzen 27 des Zylinders 2o einen Kurzschlußkondensator bildet. o Der Kurzschlußkondensator hat in seiner radialen Richtung vorzugsweise die Ausdehnung einer Viertelwellenlänge der zu erzeugenden Frequenz. In ähnlicher Weise bilden die gezeichneten flanschartigen Ansätze des Zylinders 2:a. einen Kurzschlußkondensator mit der Platte 26. Die Platte 26 ist mit einer Durchführung für die Kathode bzw. deren Stromzuführungen versehen. In der Platte 26 können noch weitere Stromzuführungen für die Gitter vorgesehen sein. Die Durchführungen sind zweckmäßig als Glas-Metall-Verschmelzungen ausgebildet. Ebenso ist zwischen den Platten 26, 27 durch eine nicht dargestellte Glas-Metall-Verschmelzung ein hochvakuumdichter Abschluß geschaffen, so daß die Wandung des Zylinders 20 gleichzeitig die Röhrenwandung darstellt. Die Länge der erwähnten Metallzylinder beträgt eine halbe Wellenlänge der zu erzeugenden Frequenz. Der Resonator des Hauptsenders (Anfachresonator) ist ebenso wie der Resonator des Steuersenders (Steuerresonator) auf die zu erzeugende Frequenz abgestimmt. Die Energieleitung 28, 29 dient dazu, um eine abstrahlende Fläche 33 zum Schwingen anzuregen. Zu diesem Zweck ist der äußere Zylinder 28 an einer Stelle mit einem kreisringförmigen Spalt versehen. An der Stelle des Spaltes führen die beiden Metallscheiben 31, 32 in der gezeichneten Weise nach außen und gehen in die abstrahlende Fläche 33 über. Die abstrahlende Fläche 33 ist rotationssymmetrisch ausgebildet, so daß die Anordnung einen Rundstrahler darstellt. Der Spalt in dein Zylinder 28, die davon wegführende Energieleitung 31. 3-2 und die abstrahlende Fläche 33 können so ausgebildet sein, daß die Abstrahlung der Hochfrequenzenergie nur in einer bestimmten Richtung oder in mehreren bestimmten Richtungen erfolgt. Wie ersichtlich, bildet die Röhre zusammen mit der Energieleitung 28, 29 und 34 32 sowie der abstrahlenden Fläche 33 eine bauliche Einlieit, die aus Metall besteht.Fig. 2 shows a further embodiment of an arrangement to be used in the subject matter of the invention with a tube known per se. The resonator of the main transmitter or the fan-up resonator consists of a concentric Lecher line which is formed by the two metal cylinders 2o, 2r. The cylinder 2i is perforated in its central part or is designed as a grid 22 in some other way. The opposite part of the cylinder forms the anode. The resonator of the control transmitter or control resonator is a concentric power line, which from the hot cathode and its carrier 23 as a central conductor and the metal cylinder 2q. is formed as an outer conductor. The cylinder 24 is perforated in its central part, similar to the cylinder 22, or is designed as a grid 25 in some other way. 22 is the tension grid, 25 is the control grid. On the one hand, the metal cylinders 2o, 2 1 merge into a concentric line with a significantly lower wave resistance, which is formed by the metal cylinder 28 as the outer conductor and the cylinder 29, which is a continuation of the cylinder 2, 1, as the inner conductor. On the other side, a metal plate 26 is provided which, with flange-like projections 27 of the cylinder 2o, forms a short-circuit capacitor. The radial direction of the short-circuit capacitor preferably has the extension of a quarter wavelength of the frequency to be generated. In a similar way, the drawn flange-like extensions of the cylinder 2 form: a. a short-circuit capacitor with the plate 26. The plate 26 is provided with a bushing for the cathode or its power supply lines. Further power supply lines for the grids can be provided in the plate 26. The bushings are expediently designed as glass-metal fusions. Likewise, a high vacuum-tight seal is created between the plates 26, 27 by a glass-metal fusion (not shown), so that the wall of the cylinder 20 simultaneously represents the tube wall. The length of the metal cylinder mentioned is half a wavelength of the frequency to be generated. The resonator of the main transmitter (fan-up resonator), like the resonator of the control transmitter (control resonator), is tuned to the frequency to be generated. The energy line 28, 29 is used to stimulate a radiating surface 33 to vibrate. For this purpose, the outer cylinder 28 is provided with an annular gap at one point. At the location of the gap, the two metal disks 31, 32 lead to the outside in the manner shown and merge into the radiating surface 33. The radiating surface 33 is designed to be rotationally symmetrical, so that the arrangement represents an omnidirectional radiator. The gap in the cylinder 28, the energy line 31, 3-2 leading away from it, and the radiating surface 33 can be designed in such a way that the radiofrequency energy is radiated only in one specific direction or in several specific directions. As can be seen, the tube, together with the power lines 28, 29 and 34, 32 and the radiating surface 33, form a structural inlet made of metal.

Die in der Abb.2 dargestellte Anordnung kann ebenfalls vorteilhaft als Relaisstation Anwendung finden, z. B. in der Weise, daß der Resonator des Steuersenders bzw. Steuerresonator auf der Seite der Platte 26 gegebenenfalls über eine Energieleitung mit einer Antenne, z. B. einem Dipol oder einem Flächenstrahler, in Verbindung steht und die Spannungen an dem Steuergitter und an dem Zuggitter so bemessen sind, daß der Steuersender sich unmittelbar vor dem Schwingungseinsatz befindet und durch Schwingungen, die ihm von der Antenne her zugeleitet werden, zum Selbstschwingen angefacht wird. Er steuert dann wiederum den Hauptsender, der die Schwingungen verstärkt wieder ausstrahlt, und zwar mit Hilfe der abstrahlenden Fläche 33. Auch die Empfangsantenne oder der statt dessen verwendete Flächenstrahler kann zusammen mit der etwa vorhandenen zugehörigen Energieleitung mit der Rölire eine bauliche Einheit bilden.The arrangement shown in Figure 2 can also be advantageous find application as a relay station, e.g. B. in such a way that the resonator of the exciter or control resonator on the side of the plate 26, if necessary via a power line with an antenna, e.g. B. a dipole or a surface radiator connected and the tensions on the control grid and on the tension grid are such that the exciter is located immediately in front of the vibration start and through Vibrations, which are fed to it from the antenna, to vibrate by itself is fanned. It then controls the main transmitter, which amplifies the vibrations emits again, with the help of the radiating surface 33. Also the receiving antenna or the surface radiator used instead can be used together with any existing associated power line with the Rölire form a structural unit.

Falls es sich um eine Sendeanordnung handelt, kann das vorzugsweise negativ aufgeladene Steuergitter zur Modulation verwendet werden, indem das Steuergitter getastet bzw. mit den modulierenden Spannungen beaufschlagt wird. Der Anfachresonator kann an einen Strahler oder irgendwelche Verbraucher, z. B. Elektroden für medizinische Zwecke, gegebenenfalls über eine Energieleitung angekoppelt sein. Der Anfachresonator ist bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung auf die gleiche Frequenz abgestimmt, in der der Steuerresonator selbsterregt schwingt. Es kann auch eine Frequenzvervielfachung durchgeführt werden, indem der Anfachresonator auf eine Oberwelle der Frequenz abgestimmt ist, in welcher der Steuerresonator schwingt. Es können Mittel vorgesehen sein, durch die die beiden Resonatoren aufeinander abgestimmt werden können. Schließlich liegt es im Rahmen der Erfindung, z. B. zwei erfindungsgemäße Einrichtungen in Reihenschaltung anzuordnen, so daß ein mehrstufiger Hochfrequenzverstärker entsteht, wobei sozusagen jede der Stufen zwei Verstärkerstufen umfaßt, nämlich die von den ankommenden Schwingungen gesteuerte Diode und den von dieser wiederum angefachten Anfachresonator.If it is a transmission arrangement, this can preferably be done negatively charged control grid can be used for modulation by the control grid is scanned or applied with the modulating voltages. The fan-up resonator can be connected to a radiator or any consumer, e.g. B. Electrodes for medical Purposes, if necessary, be coupled via a power line. The fan-up resonator is on the same frequency in the preferred embodiments of the invention tuned, in which the control resonator oscillates self-excited. It can also be a Frequency multiplication can be carried out by setting the fan-up resonator to a harmonic the frequency is matched in which the Control resonator oscillates. Means can be provided by which the two resonators are matched to one another can be. Finally, it is within the scope of the invention, e.g. B. two according to the invention To arrange devices in series, so that a multi-stage high frequency amplifier arises, each of the stages comprising, so to speak, two amplifier stages, namely the diode controlled by the incoming oscillations and that in turn fanned fan-up resonator.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Device for generating, amplifying, receiving ultra-high frequency electrical oscillations of the decimeter or centimeter wavelength range, preferably in a braking field circuit, by means of an electron tube in which a cathode and an anode and two grids located between these, of which the one near the anode has a positive DC bias and the one near the cathode is substantially Smaller positive or appropriately negative DC bias voltage, are arranged concentrically to one another and the cathode and the grid near the cathode are part of a cavity resonator formed by two concentric conductors (control resonator) and the grid near the anode and the anode are part of one formed by two concentric conductors, with the load ( Radiator) coupled cavity resonator (Anfachresonators) and furthermore the space between the two gratings is tuned to a frequency other than the operating frequency, preferably the gratings at their two ends with one another r are capacitively short-circuited, characterized in that the distance between the grid near the cathode (control grid 6, Fig. are chosen such that, as a result of the penetration through the grid (6) close to the cathode, the cavity resonator (control resonator r to 6) containing the cathode (r) and the grid (6) close to the cathode from the discharge path between the cathode and the grid (6) close to the cathode in Self-excitation is excited and this in turn causes the expansion of the cavity resonator (fan-up resonator 7, 1 1, 8, 1 3) containing the grid near the anode (zz) and the anode (r3).

2. Device according to Claim r, characterized in that the distance between the Grid (6) from the cathode (r) and the DC bias voltages of this grid (6), of the other grid (zz) and the anode (z3) are chosen such that the cathode (r) and the near-cathode grid (6) containing cavity resonator (z to 6) only self-excites when it receives vibrations of the same frequency.

3. Establishment according to claim 2, characterized by the use as a relay station.