DE733810C - Anordnung zum Anfachen ultrahochfrequenter elektromagnetischer Schwingungen - Google Patents

Anordnung zum Anfachen ultrahochfrequenter elektromagnetischer Schwingungen

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DE733810C
DE733810C DEN34977D DEN0034977D DE733810C DE 733810 C DE733810 C DE 733810C DE N34977 D DEN34977 D DE N34977D DE N0034977 D DEN0034977 D DE N0034977D DE 733810 C DE733810 C DE 733810C
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B9/00Generation of oscillations using transit-time effects
    • H03B9/01Generation of oscillations using transit-time effects using discharge tubes

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  • Microwave Tubes (AREA)

Description

  • Anordnung zum Anfachen u#ltraho#hfrequenter elektromagnetischer Schwingungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Anfachen (Erzeugen, Verstärken,Empfangen) ultrahochfrequenter elektromagnetischerSchwingungen, insbesondere des Zentimeterwellenlängengebietes"mittels gittergesteuerter Elektronenströmung, bei der die Anfachung durch eine Kopplung eines zwischen Kathode und Steuergitter angeschilossenen Schwinggebildes mit einem zwischen Kathode undAnöde angeschlossenen Schwing" gebilde erfolgt.
  • Es ist bereits bekanntgeworden, die in der Langwellentechnik üblicheHochfrequenz-#,erstärkung auch bei den ultrahochfrequenten Schwingungen anzuwenden und dabei die Einrichtung so zu treffen, daß der Gitterkreis, dem-die zu verstärkenden Schwingungen zugeführt werden, und der Anodenkreis, dem die verstärkten Schwingungen entnommen werden, auf die Betriebsfrequenz abgestimmt sind und durch je eine Lecherleitung zusammen mit der zugehörigen Elektrodenkapazität gebilfdet werden. Die Lecherleitungen bestehen bei den bekannten Anordnungen aus Doppeldrahtleitungen, die an die Elektrodenanschlüsse der Röhre angeschlossen sind. Dieses hat zur Folge, daß an den Anschlußstellen störende Reflexionen auftreten.
  • Ferner war bereits bekannt, solche störenden Reflexionen zu vermeiden und einen hohen Hochfrequenz-widerstand zwischen zwei Elektroden zu erzielen, indem die beiden konzentrischen Elektroden (Gitter und Anode) kontinuierlich in die rolirförmigen Leiter einer konzentrischen Lecherleitung übergehen oder mit anderen Worten Bestandteil einer konzentrischen Lecherleitung sind. Die konzentrische Lecherleitung stellt den Nutzkreis dar und ist auf die Betriebsfrequenz abgestimmt, sie besitzt eine solche Länge, daß an ihrem einen offenen Ende, an dem di# Elektronenströraung übergeht, ein Spannungsbauch -für die Betriebsfrequenz vorhanden ist.
  • Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Kathode und Anode als auch Kathode und Steuergitter Bestandteil der Metallflächen je eines auf die Betrielbsfrequenz abgestimmten, von zwei parallelen Bändern oder zwei konzentrischen Leitern -bzw. einem schwingenden Hohlraum gebildeten Resonators zweckmäßig an der Stelle eines Spannungsbauches sind, und daß die von den Elektroden abgewandtenEnden beiderLeiterflächen der sich lediglich am Ort der Elektronenströmung überdeckenden Schwingsysteme hochfrequenzmäßig ineinander übergehen.
  • Auf diese Weise ist sowohl im Anodenkreis als auch im Gitterkreis die nachteilige Wirkung der Elekträdenkapazität vermieden. Es ist nicht nur zwischen den Elektroden (Kathode, An#ode), die dem Nutzkreis angehören, sondern auch zwischen den Elektroden (Kathode, Gitter), die dem Steuerkreis angehören, ein wohldefinierter hoher Hochfrequenzwiderstand (Schwungradwiderstand) für die Betriebsfrequenz und dam-it auch das Vorhandensein eines starken elektrischen Steuerfeldes zwischen diesen Elektroden (Kathode, Gitter) gewährleistet.
  • In - beiden Resonatoren fließen von den Elektroden aus die Schwingströme über Metallflächen und können sich daher über Cr große Leitungsquerschnitte verteilen, so daß sich die Eigenverluste gering gestalten. Ab- gesehen #davon ist das elektrische Feld jedes der beiden Resonatoren zwischen den Metallflächen desselben lokalisiert. Nachteilige Kopplungen zwischen den beidenResonatoren durch Streufelder sind dementsprechend weitgehend unterdrückt. Diedie Anfachung bewirk-ende Kopplung zwischen den beiden Resonatoren (Rückkopplung) ist in #derWeise bewirkt, daß von den dem Anddenkreis an-U - -troden, zwischen denen die gehörenden Elek Anodenwechselspann,ung herrscht, Hochfrequenzenergie, und zwar zwischen Metallflächen geleitet, in den Feldraum zwischen Kathode und Steuergitter gelangt und durch das in diesem Feldraum durch das Mitschwingen des die Kathode und das Gitter enthaltenden Resonators auftretende elektrische Feld (Gitterwechselspannung) die Elektronen gesteuert und dadurch verstärkte Schwingungen -im Anodenkreis ausgelöst werden. Diese Kopplung ist inithin so gestaltet, daß ein, störender Einfluß von Streufeldern auf die gewünschte Phasenlage von Ano,denwechselspannung und Gitterwechselspannung vermieden wird.
  • Es ist bereits vorgeschlagen worden, daß Anode, Gitter und Kathode von Teilen der Leiter von Doppelleitersystemen, die aus Metallflächen, wie Metallbändern, bestehen, gebildet or sind, -derart, (daß Steuerraum (Gitter-Kathode) und Fallraum (Gitter-Anode) der Elektronenströmting je einem Doppelleitersystem zweckmäßig an der Stelle eines Spannungsbauches angehören, und daß die Doppelleitersysteine an ihren dem Elektronenraum abgewandten Enden durch flanschartige Fortsetzungen bzw. Umbiegungen der Leiter kapazitiv miteinander verbunden, insbesondere kurzgeschlossen sind. Beim Erfindungsgegenstand sind in ähnlicher Weise zwei Resonatoren vorhanden, von denen der eine ebenfalls die Kathode und das Steuergitter als Bestandteile enthält. Während jedoch beim älteren Vorschlage der zweite, den Nutzkreis darstellende Resonator das Steuergitter und die Anode als Bestandteile enthält, sind beim Erfindungsgegenstand die Kathode und die Anode Bestandteile des den Nutzkreis darstellenden zweiten Resonators.
  • Ferner sind bereits Anordnungen vorgeschlagen worden, bei denen das frequenzbestimmende Gebilde aus einem Hohlraum besteht, in dessen Innern in einem Spannungsbauch die anfachende Elektronenstr6-mung übergeht und der nach außen hin sowohl durch Spannungsknoten abgeschlossen ist als auch durch seine Metallflächen ößtenteils begrenzt ist. Insbesondere wird nach diesem älteren Vorschlage der frequenzbestimmende Hohlraum von zwei konzentrischen Metallrohren, -die auf einem Teil ihrer Ausdehnung an der Stelle, eines Spannungsbauches als Kathode und Anode wirken, begrenzt, während zwischen tdiesen- beiden Rohren konzentrisch zu dem die Anode bildenden Rohr ein drittes Metallrohr vorgesehen ist, das an der Stelle des erwähnten Spannungsbauches als Gitter ausgebildet ist. Von dem einen Spannungsknoten aus erstrecken sich die beiden die Kathode und die Anode boildenden Röhre über eine ganze Wellenlänge, dagegen das dritte, das Gitter bilidende Rohr nur auf eine Dreiviertelwellenlänge, so daß - in der Nachbarschaft des zweiten Spannungsknotens ein von dem dritten Röhr nicht #durchsetzter Raum vorhanden ist, durch dessen Verinittlung ein zur Anoden-wechselspannung phasengleiches elektrisches Feld nvischen Kathode und Gitter auftritt (Rückkopplung) und bei entsprechender Wahl der Elektronenlaufzeiten zwischen Kathode und Anode Schwingungsanfachung bewirkt. Es sind sozusagen ein zwischen Kathode und Anode liegender Resonator und ein zwischen Kathode. und Gitter liegender Resonator, ineinandergeschachtelt, konzentrisch zueinander angeordnet. Beim Erfindungsgegenstand dagegen überdecken sich die beiden Schwingsysteine lediglich am Ort der Elektronenstr;iniung. Dadurch hat man eine größere Freiheit in 4er Anordnung und Bemessung der einzelnen Resonatoren i und kann dadurch auch in einfacher und vorteilhafter Weise eine Rückkopplung durchführen, bei der die Gitterwechselspannung gegenphasig zur Anodenwechselspannung schwingt.
  • Eine in vielen Fällen besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung liegt darin, daßdie Resonatoren aus von parallelen Bändern gebildeten Lechersystemen bestehen. Längs der Leitungsachse besitzt ein solcher Resena,tor bei gleichbleibender Bandbreite gleichbleibenden Wellenwiderstand. . Besteht das Bedürfnis, die Abstände der Bänder etwa mit Rücksicht auf die Elektrpneiilaufzeit und Betriebsspannungen in bestimmter Weise zu wählen, und soll trotzdem der Wellenwiderstand längs der Lechersysteme unverändert erhalten bleiben, so kann dies in der Weise geschehen, daß mit a:13nehmendem Abstand der beiden Bänder des Lechersysterns die Breite der Bänder proportional zu diesem Abstand verringert wird; denn der Welleuwiderstand eines aus zwei parallelen Bändern bestehenden Lechersystems ist mit guter Näherung gleich einer universellen Konstanten, multipliziert mit dem Quotienten aus Banda,bstand und Bandbreite.
  • Durch die Abstände Kathode-Steuergitter einerseits, Kathode-Anode andererseits und die dem Steuergitter und der Anode relativ zur Kathode aufgeprägten Gleichspannungen werden, solange -das System noch keine Schwingungen ausführt, also bis unmittelbar zum Schwingungseinsatz, dieElel-,tronenlanfzeiten bestimmt. Sobald das System schwingt, werden die Elektronenlaufzeiten durch die auftretenden Wechselfelder modifiziert. Mit guter Näherung verhält es sich aber so, #daß die dem Steuergitter und der Anode relativ zur Kathode-aufgeprägten Gleichspannungen auch bei schwingendem System die Laufzeiten festlegen. - Es kann die Anordnung sogetroffen sein, daß die Leitungsachsen der beiden Resonatoren am Ort der Elektronenströmung, die zweckmäßig an der Stelle eines Spannungsbauc#hes der beiden Resonatoren übergeht, parallel oder zueinander senkrecht verlaufen. In vielen Fällen' ist es vorteilhaft, daß sich der die Kathode und die Anode enthaltende Resonater -vom Ort der Elektronenströmung aus nach beiden Seiten erstreckt.
  • Die Erfindung sei (des weiteren an Hand der in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
  • In Abb. i ist i ein zu einem Kreisring gebogenes Bfechband, das an der Stelle2 eine Oxydkathode trägt, die durch eine I--Ieizwicklung3 geheizt wird. Dieses Band wird umschlungen durch eine ebenfalls aus einem Blechband bestehende Spirale 4, 5, die mit ihren Enden 6 und 7.der Kathode-gegenübersteht und die bei 6 ein Fenster, in das Gitterstäbe eingesetzt sind, trägt und bei 7 als Anode dient. Um dem Steuergitter 6 und der Anode 7 geeignete Gleichspannungen aufdrücken zu können, ist das Band 4, 5 an der Stelle 8 unterbrochen und (durch eine Blockkapazität 9, beispielsweise durch zwei pnrallellaufende Bänder der Länge gleich einem Viertel der Wellenlänge, für die Hochfrequenz Überbrückt. Der den Kathoden-Anoden-Raum enthaltende Resonator besteht aus dem Teil 7, 4, 8 der Spirale und dem diesem gegenüber befindlichen Teil des Kathodenringes i, der den Raum Kathode-Steuergitter enthaltende Resonalor aus dein Teil 8, 5, 6 der Spirale und dem diesem gegenüber befindlichen Teil des als Kathode dienenden Ringes i. Um eine ungestörte Fortleitung,der Energie derultrahochfrequenten stehenden Wellen im Kathoden-Steuergitter-Raum zu gewährleisten, ist das Gitter aus parallelen Stäben oder Drähten aufgebaut, die in Richtung der Leitungsachse des dem. Kathoden-Steuergitter-Raum zugeordneten Resonators iveisen. Es ist angenommen, daß die Länge des den Teil 7, 4, 8 enthaltenden krummlinigen Lechersysteins und die Länge des den Teil 6, 5, 8 enthaltenden Lechersystems je eine Viertelwellenlänge betrage. Der gesamte sich von 7 nach 4 nach 8 nach 5 nach 6 erstreckende und bei 6 und 7 sich überlappende Feldraum stellt also ein gesamtes Lechersystern der Länge gleich einer halben Wellenlänge dar. Bei 6 und 7 befinden-sich Spannungsbäuche dieses Resonators, bei 8 ein Spannungsknoten. Da die Wechselfelder an den Enden des Lechersystems der Länge gle.,ch einer halben Wellenlänge in Gegenphase schwingen, so folgt daraus unmittelbar, daß die Wechselfelder im Raum Kathode-Stenergitter einer'-seits, im Raum Kathode-Anode andererseits in Gegenphase schwingen müssen. Die an der Stelle 8,des Spannungsknotens fließenden hohen Stromstärken bedingen eine "derart enge Kopplung der beiden Hälften des gesamten Lechersystems der Länge gleich einer halben Wellenlänge, daß die dieser Kopplung entgegengesetzteKopplung infolge desDurchgriffs der Anode durch das Steuergitter und infolge der von der Anode über den Rand des Steuergitters weggreifenden Streufelder dagegen nicht aufkommt.
  • Die Laufzeit der Elektronen ist so zu bemessen, daß unter Berücksichtigung der gewählten Phasenverschiebung Anfachung eintritt, und kann ungefähr ein ganzes Vielfaches, also das Ein-, Zwei-, Drei- . . . oder das n-fache der Periodendaaer (der Betriebsfrequenz betragen. Der Übergang der Elektronen von der Kathode durch das Steuergitter hindurch zur Anode geschieht bei schwingender Anordnung in Verdichtungs- und Verdünnungswellen.
  • Soll der (durch den Ring i und das spiralförmig gewundene Band 7, 4, 8, 5, 6 gebildete Resonator der Länge gleich einer halben Wellenlänge als einfacher Resonato#r sel-iwingen, so muß der Wellenwiderstand längs des Systems von 7 nach 4 nach 8 nach 5 nach 6 konstant sein. Da der Wellenwiderstand von zwei parallelen Bändern gleich einer universellen Konstanten, multipliziert mit dem Quotienten aus Bandabstand und Bandbreite, ist, so folgt daraus, daß in Richtung von 7 nach 4 nach 8 nach 5 nach 6 die Bandbreite proportional dem immer kleiner werdendenAbstand des spiralförmig gewundenen Bandes nach dem- Ring i. abnehmen muß. Am Ort, wo die Elektronenströmung Übergeht, verhält sich also der Abstand Kathode-Steuergitter zum Abstand Kathode-Anode wie die Ban#dbreite des Steuergitters zur Bandbreite der Anode.
  • Die Stroinzuführun- 7-u den Elektroden Z, geschieht in üblicher Weise am zweckmäßigsten im Spannungsknoten, also beispielsweise durch die gleichzeitig als Halterung dienenden Drähte io, 11, 12.
  • Bei den in Aden Abb.2. 2a und 3 dargestellten Anordnungen ist im Gegensatz zu der in Abb. i dargestellten Anordnung die Einrichtung so getroffen. daß das dieKathode und die Anode enthaltende Lechersystein sich vom Ort der Elektroden aus nach beiden Seiten erstreckt.
  • In Abb. 2 ist 13 die durch die Heizwicklung 14 geheizte Oxydkathode, 15 das Steuer-"itter und 16 die Anode. Kathode 13 und Anode 16 sind unmittelbar als kurze seitlkhe Fortsätze an ein Lechersystern mit den Leitern 17 und 18 angeschlossen. Bei 23 unid 24 ändert sich derWellenwiderstand desLechersYstems 17, 18 und geht mit den Leitern 25, 26 auf einen größeren Wert über. Am Ende der' Leiter 25, 26 steht senkrecht zu diesen ein als Antenne dienender elektriseher Dipol 27. An dieses Lechersystern ist bei ig und 2o durch einen-Blockkondensator ein weiteres Lechersysteln21,22 angekoppelt, das in einem Bogen derart geführt wird, daß ider Leiter 21 an die Kathode 13, der Leiter 22 an- das Steuergitter 15 anschließt. Das S.#euergitter ist wiederum aus parallelen Stäben oder Drähten aufgebaut, die in Richtung der Leitungsachse des den Kathoden-Steuergitter-Raum enthaltenden Resonators weisen.
  • Die Leiter 17 und 18 sollen von 19 bis :23 bzw. Von 20 bis 24 je eine Länge gleich einer ,ganzen Wellenlänge haben. Entste-ht in der Mitte dieser Leiter, also an der Stelle, wo Kathode und Anode angebaut sind, ein Spannungsbauch, so treten an den Enden dieser Leiter bei ig und 20 b7W. 23 und 24 ebenfalls Spannungs'.bäuche, aber von entgegengesetztem Vorzeichen auf. Der Wellenwiderstand des Lechersvstems 17, iS betrage TV, Das durch die älockkapazität lg. 2o angekoppelte Lechersystein mit den Leitern 21. 22 habe nun einen größeren Wellenwiderstand W# > TT'i. An der Stelle Ig, 20 entsteht daher für das System 17, iS ein Spannungsbauch, für das System 21, 22 ein Spaniitings#l#znoten. Erteilt man -dem System 21, 22 eine Länge - eich drei Viertel Ader Wellen-, ell länge ). so muß am anderen Ende der Bänder 2 1, 22, d. h. im Raum Kathode 13 - Steuerolitter 15, ein Spannungsbauch des Systems 21, 22 auftreten, und zwar mit einem NVechselfeld, das gegenüber dem Mrechselfeld im Kathoden-Anoden-Raum entgegengesetzt gerichtet ist. Für das System sind also wiederum die Bedingungen für Anfachung # 115 l# von Schwingungen durch die Elektronenströmun- -e-eben in eicher Weise, wie dies an Hand von A1),1). i ausführlich geschildert wurde.
  • Dadurch, daß vom Resonator des Kathoden-Anoden-Raumes mit dem Wellenwiderstand fV, auf einen Resonator des Kathoden-Steuergitter-Raurnes mit höherem Wellenwiderstand W.# Übergegangen wird, ergibt sich, daß #die Spannung des Wechselfeldes zwischen Kathode-Steuergitter größer ist als die Spannung des Wechselfeldes zwischen Kathode-Anode. je nach Wahl der beiden Wellenwiderstände TV, W#, kann das Verhältnis dieser Spannungen eingestellt werden. Die Wahl,des -\Terhältniss es Ader Wellenwiderstände übt eine ähnliche Wirkung aus wie die Einstellung Ader Stärke der Rückkopplung bei der üblichen Schaltung zur Erzeugung langwelIiger, elelztrolnagnetischerSch"vingungen. Ist TY, sehr viel größer als T17., so hat bereits eine relativ kleine Potentialschwankung zwischen Kathode und Anode eine relativ starke Potentialschwankung zwischen Kathode und Steuergitter und damit eine starke Aussteuerung der Röhre zur Folge. Es ist klar, daß auf diese Weise die Anfachung von Schwingungen begünstigt wird, ZD el L# daß aber wegen der relativ niedrigen Potentialschwankungen der Anode keine hohe Schwing-ungsenergie, also im Fall eines Senders kein günstigerWirkungsgrad, gewonnen C c werden kann.
  • Läßt man nun 9-, sukzessiv abnehmen, so nimmt die erzeugbare Scl-i#wingungsener,-ie zu, erreicht ein Maximum und fällt wiederum ab bis gegen Null, wenn der Wellenwiderstand W#,klein gegen W, gemacht wir#d; denn in diesem zweiten Extrernfall hat auch eine relativ hohe Potentialschwankung zwischen Anode und Kathode eine nur sehr kleine Potentialschwankung des Steuergitters zur Kathode und damit eine sehr unvollkommene Aussteuerung der Elektronenstrhinung zur Folge.
  • Wird die Anordnung also als Sender benutzt, so müssen die Wellenwiderstände W, und 1,17. in ganz bestimmter Weise gewählt werden, und zwar derart, daß die Anfachung der Schwin-un-en mit der Erzeugung einer möglichst großen Sebwingungsenergie verbunden ist.
  • Sind etwa mit Rücksicht auf die zur Verfüg,un.- stehenden Spannungsquellen die der Z, z# Anode bzw. dem Steuergitter relativ zur Kathode aufzuprägenden Gleichspannungen begrenzt, so kann es sich empfehlen. in der Energiel#eitung zwischen der von 13 idurch i i nach 16 übergehenden Elektronenströmung und dem an den Leitern -15 und 26 feldmäßig angekoppelten elektrischen Dipol :27 eine Spannungstransformation vorzunehmen,- dadurch, daß, wie idies in Abb. 2 an den Stellen -23 und 24 geschieht, eine Vergrößerung des Wellenwiderstantdes vorgenommen wird, um eine optimale Anpassung der Energieleitung 25, 26 an den elektrischen Dipol 27 zu erzielen.
  • Wird die Anordnung statt zum Senden zum Empfangen benutzt, so sind die Welleilwiderstände W, und W#. derart zu wählen, daß bei Einstellung der Anordnung auf Schwingungs-23 einsatz eine der Anordnung von außen zugeführte Fremdenergie eine möglidlist intensive Anfachung von Schwingungen zur Folge hat.
  • Abb. 2a;deutet ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an, bei dem im Gegensatz zu der in Abb. 2 dargestellten Anordnung die Kathode und die Anode nicht seitlich an den Bändern angebracht sind, sondern sich in der Mitte dieser Bänder befinden. Dies hat zur Folge, daß das,die Kathode tragende Band 18 durch ein längliches und schmales Fenster durchbrochen werden muß, durch welches das im Steuergitter15 endende-Band22 isoliert hindurchtritt, während das Band 21 unmittelbar an das die Kathode tragende Band 18 anschließt. Wie man ohne weiteres aus der Abbildung ersieht, verlaufen am Ort der Elektronenströmung die Leitungsachsen der beiden Lechersysterne 17, 18 und 21, 22 parallel zueinander.
  • In Abb.:2b sind die Längenverhältnisse der Resonatoren und die Spannungsverteilung der stehenden Wellen schematisch dargestellt. Zu diesem Zwecke ist angenommen, daß das Lechersystem 21, :22 sich geradlinig in Richtung der Leitungsachse des Lechersystems 17, 18 fortsetze. Bei 13 und 16 an der Stelle der Kathode-Anode befindet sich ein Spanilungsbauch, links und rechts davon in Abständen von einem Viertel der Wellenlänge bei 28 und 29 je ein Spannungsknoten, hierauf bei ig und 2o bzw. 23, 24, bezogen auf den -Resonator 17, 18 mit dem Wellenwiderstand W, wiederum je ein Spannungsbauch. Durch die Änderung des Wellenwi#derstandes von WL auf W#. ist ig, 2o, bezogen auf den Resonator mit,dem Wellenrwilderstand W, ein Spannungsknoten, dem bei 30 ein Spannungsbauch, bei 3 1 ein Knoten und bei 13, 15, also an der Stelle des Kathoden-Stetiergitter-Raumes, wiederum ein Spamiungsbauch folgt. Die durch den Übergang des Wellenwiderstandes W, auf W2 bedingte Spannungstransformation an der Stelle ig, :2o ist Odem Diagraiiiiii klar zu entnehmen. Eine ähnliche-Spannungstransformation findet statt an der Stelle:23, 24, auf die im Abstand von einem Viertel der Wellenlänge 2 ein Spannungsknoten folgt, in welchemder als Strahler dienende elektrische Dipol durch das elektrische Feld angekoppelt ist. Der Weg der zweiten Kopplung des Kathoden-Anoden-Raumes einerseits mit dem Kathoden-Steuergitter-Ratim andererseits, welche der Kopplung infolge Durchgriffs und Streufelder entgegenwirkt, geht hier von 16 nach ig über 21 nach 15. Der Weg hat also im Beispiel der Abb. 2 eine gesamte Länge von fünf Viertel der Wellenlänge im Gegensatz zu el iner Länge von 2/2 in Abb. i.
  • In Abb. 3 ist eine Anordnung dargestellt, welche in drei Punkten von der Anordnung nach Abb..2 abweicht. Der Wellenwiderstand W, des Resonators, der den Kathoden-Anoden-Rauin enthält, ist größer gewählt als der Wellenwiderstand W#. des zweiten Resonators, der den Kathoden-Steuergitter-Raum enthält; dieses bedingt eine andere Ankopplungder beiden Resonatoren aneinander. Ferner ist der als elektrischer Dipol ausgebildete Strahler nicht vermöge des elektrischen Feldes, sondern vermöge der in der Energieleitung fließenden Strönie galvanisch angekoppelt. Dies bedingt den Anschluß des elektrischen Dipols in einem Spannungsknoten der Energieleitun#g. Uni in diesem Spannungsknoten eine möglichst hohe Stromstärke zu erzielen, wird in der Energieleitung auf dem Weg von der Elektronenströmung zum elektrischen Dipol der Wellenwiderstarid herabgesetzt, um eine Transformation der Spannung auf kleineren, des Stromes auf höheren Wert zu bewirken. Endlich sind in der Anordnung nach Abb. 3 im Gegensatz zu der Anordnung nach Abb. 2 die Leitungsachsen der Resonatoren an der Stelle der Elektronenströmting nicht parallel, sondern senkrecht zueinander geführt. Senkrecht zueinander stehende Leitungsachsen empfehlen sich insbesondere dann, wenn der den Kathoden-Steuergitter-RaumenthaltendeResonatoreinen kleinerenWellemviderstand als der erste, den Kathoden-Anoden-Rauin enthaltende Resonator hat.
  • DerdenKathoden-Anoden-Rauinenthaltende Resonator besteht hier aus den Bändern 3:2 und 33 mit. der Kathode 13, der Heizwicklung 14 und der Anode 16. Die Länge dieses Resonators erstreckt sich nach beiden Seiten vorn Ort der Elektronenströmung aus je um ein Viertel der Wellenlängen. Bei 34,35 ist vermöge eines Blockkondensators der zweite Resonator mit den Leitern 36, 37 angekoppelt, der ungefähr in Form eines Halbkreises in der Weise zum Ort der Elektronenströmung zurückkehrt, daß der Leiter 37 an den Leiter 33 anschließt, der Leiter 36 aber senkrecht zu den Leitern 32 und 33 im Steuergitter endet. z# Die zwischen den Leitern 33 und 37 angeordnete Hälfte des Blockkondensators könnte auch, durch direkte leitende Verbindung von 33 und 37 ersetzt werden. Das Steuergitter ist wiederum aus parallelen Stäben oder Drähte'n aufgebaut, die in Richtung der Leitun-sachse des den Kathoden-Stetiergitter-Raum enthaltenden Resonators weisen.
  • Dadurch, daß an der Stelle34,35 von dem größeren Wellenwiderstand W, auf den kleineren Wellenwiderstand W2 übergegangen wird, besteht an der Stelle34,35, bezogen auf den Resonator 36, 37, aber ein Spannungsbauch. Gibt man den Leitern 36, t> 37 eine Länge von i/2, so tritt im Kathoden-Stenergitter-Raum ein dem Wechselfeld im Kathoden-Anoden-Raum entgegengesetzt gerichtetes Wechselfeld auf, wie man sich etwa an Hand der Abb. 3 a, welche in gleicher Weise wie Abb. 2b die Spannungsverteilung längs der beiden Resonatoren darstellt, Überzeugen kann. Die Leiterteile40, 41, die an der Stelle 38, 39 mit einem kleineren Wellenwiderstand an das Lechersystem 32-, 33 Mit dem Wellenwiderstand W, anschließen, erstrecken sich um ein Viertel der Wellenlän-e bis zudem als Strahler dienenden elektrischen DiP01 42, der mit seinen beiden Hälften galvanisch an die beiden Leiter 40 und 41 anschließt. Durch die Zuordnung der Bezieliungen in den Abb. 3 und 3 a ist das Diagranim Abb. 3 a ohne weitere Erläuterungen verständ-1,ch. In den Punkten 34, 35 bz-w. 38, 39, an welchen der Wellenwiderstand sich ändert, erfolgt die Spannungstransformation. Der Weg der zweiten Kopplung zwischen dem Kathoden-Anoden-Raum einerseits, dem Kathoden-Steuergitter-Raum andererseits beträ(Xt im vorliegenden Fall drei Viertel der i Wellenlänge. e In den Nbb. 2 und - 3 ist der als Strahler dienende elektrische Dipol derart angeordnet, daß die Energieleitung von der Elektronenströmung nach dem Strahler verschieden ist vom Weg der zweiten Kopplung zwischen dem Kathoden-Anoden- und dem Kathoden-Steuergitter-Raum. Diese Anordnung empfichlt sich überall da, wo die Kopplung unabhängig sein soll von der über die Energieleitung nach dein Strahler fließenden Belastung.
  • In allen drei Abbildungen sind Kathode, Steuergitter und Anode als zueinander parallele ebene Flächen ausgebildet und dementsprechend aus parallelen Bändern bestehende Resonatoren verwendet. Diese Anordnung hat besondere Vorteile-überall da, -,vo es sieh darum handelt, bei relativ kleinen gegenseitigen Abständen der Elektroden hohe Emissionsströme zu realisieren.
  • In solchen -Fällen empfiehlt sich auch die Anwendung von indirekt beheizten Oxydkathoden, wie dies in den Abb. i bis 3 ebenfalls dargestellt ist. 1 Entsprechend kann der Erfindungsgegenstand unter Verwendung von Resonatoren, die von konzentrischen Leitern (Rohren) gebildet werden, auf Dreielektrodenröhren mit zylindersymmetrischer Elektrodenanordnung Anwendung finden, bei denen die Kathode sich in der Achse erstreckt und Steuergitter'und Anode aus dazu konzentrisch angeordneten Kreiszylindern bestehen.
  • Die Zuführung der Gleichspannung zu den Elektroden und die Halterung der Elektrodensystenie und Resonatoren geschieht, wie be- kannt, am zweckmäßigsten in Spannungsknoten der Resonatoren.
  • Anordnungen nach der Erfindung können vollständig im Innern des zu evakuierenden Glaskolbens untergebracht sein. Es ist aber auch denkbar, daß sie nur zum Teil im Innern des Glaskolbens, zum Teil außerhalb desselben sieh befinden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zum Anfachen (Erzeugen, Verstärken, Empfangen) ultrahochfrequenter elektroniagnetischer Schwingungen, insbesondere des Zentimeterwellenlängengebietes, mittels gittergesteuerter Elektronenströmung, bei der die Anfachung durch eine Kopplung eines zwischen Kathode und Stenergitter angeschlossenen Schwinggebildes mit einem zwischen Kathode und Anode angeschlossenen Schwinggebilde erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Kathode und Anode als auch Kathode und Steuergitter Bestandteil der Metallflächen je eines auf die Betriebsfrequenz abgestimmten, von zwei parallelen Bändern oder zwei konzentrischen Leitern bzw. einem schwingenden Hohlraum gebildeten Resonators zweckmäßig an der Stelle eines Spannungsbauches sind, und daß die von den Elektroden abgewandten Enden beider Leiterflächen der sich lediglich am Ort der Elektronenströmung überdeckenden Schwingsysteine hochfrequenzmäßigineinander übergehen. :2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß am Ort der Elektronenströmung die Leitungsachsen der beiden Resonatoren parallel verlaufen, und daß sich von entgegengesetzten Rändern der Elektroden aus die beiden Resonatoren in entgegengesetzte Richtungen erstrecken (Abb. i). 3. Anordnung nach Anspruch i und 2 mit aus bandförmigen Lechersystemen ge-Mdeten Resonatoren, dadurch gekennzeirhnet, daß die bandförmigen Leiter der beiden Lechersysteme halbkreisförmig ausgebildet sind, daß das an die Kathode angeschlossene Band (i) des ersten Lechersystems an das ebenfalls an die Kathode angeschlossene Band des zweiten Lechersystems galvanisch angeschlossen ist, währenddas an die Anode angeschlo#ssene Band (4) des ersten Lechersysterns zusammen mit dem an das Steuergitter angeschlossenen Band (.5) des zweiten Lechersystems eine das Band (i) umschließende Spirale (4, 5) bildet, deren freie Enden sich am Ort der Kathode Überlappen, und die beiden die Spirale (4, 5) bildenden Bänder an der Stelle, wo sie zusammentreffen, durch eine von flanschartigen Ansätzen gebildete Blockkapazität (9) verbunden sind (Abb. i). 4. Anordnung nach Anspruch i mit aus bandförmigen Lechersystemen bestehen-,den Resonatoren, dadurch gekennzeichnet daß am Orteder Elektronenströmung die Leitungsachsen der beiden Resonatoren parallel verlaufen und die Kathode und die Anode von an den beiden Bänderndes einen Resonators unmittelbar angefügten seitlichen Ansätzen gebildet sind (Abb. :2). 5. Anordnung nach Anspruch i mit aus bandförmigen Lechersystetnen Ibestehenden Resonatoren, dadurch gekennzeichnet, daß am Ort der Elektronenströmung die Leitungsachsen der beiden Resonatoren parallel verlaufen, und daß der Gitterkreisresonator durch ein in der Nähe der Kathode im Kathodenleiter (18) angeordnetes Fenster in den Außenraum geführt ist (Abb. ?, a). 6. Anordnung nach -Anspruch i, (dadurch gekennzeichneti daß am Ort der Elektronenströniung die Leitungsachsen der beiden Resonatoren senkrecht zueinander verlaufen (Abb. 3). 7. Anordnung nach Anspruch 1, 4 oder einem der folgenden"dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der beiden Schwingungskreise an dem der Elektronenströmung abgewandten Ende mit flanschartigen, vorzugsweise eine Viertelwellenlänge langen Umbiegungen versehen sind, die eine Blockkapazität bilden (Abb. 2, :z a, 3). 8. Anordnung nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kathode und die Anode als Bestandteil seiner Metallflächen enthaltende Resonator sich vom Orte der Elektronenströmung aus nach beiden Seiten erstreckt (A-bb.:2, :2a, 3). g. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Kopplung zwischen den beiden Resonatoren abgewandten Ende sich anden Resonator, dessen Leiter auf einem Teil ihrer Ausdehnung als Kathode und Anode wirken, ein vorzugsweise eine Viertelwellenlänge langes Stück (:25, 26, Abb.:2, bzw. 40, 41, Abb. 3) einer handförmigen Energieleitung anschließt, das zur Ankopplung des Strahlers (:27 bzw. 42) dient. io. Anordnung nach Anspruch 9, da,-durch gekennzeichnet daß die Wellenwiderstände der beij#n Resonatoren und der Energgieleitung derart gewählt sind, daß an beiden Enden des Resonators, dessen Leiter auf einem Teil ihrer Aus#dehnun,g als Kathode und Anode wirken, Spannungsbäuche (Abb. 2) oder vorzugsweise an diesen beiden Enden Spannungsknoten (Abb. 3) vorhanden sind.
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