DE741955C - Anordnung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen sehr hoher Frequenz - Google Patents

Description

• Radioröhrenfabrik G. m. b. H. Hamburg in Hamburg-Lokstedt Anordnung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen sehr hoher Frequenz Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Schwingungen sehr hoher Frequenz, insbesondere von Dezimeterwellenlängen. Zur derartiger Schwingungen kann man sich einer Elektronenröhre bedienen, in welcher in ihrer Intensität gesteuerte Elektronen zwei dicht hintereinanderliegende Gitter durchsetzen; zwischen denen ein Schwingungskreis angeordnet ist. Stimmt die Periode der durchtretenden Elektronenimpulse mit der Eigenfrequenz dieses Schwingungskreises überein, so wird infolge der in sehr kurzer Zeit von einem Gitter zum anderen übergehenden Ladungsstöße der Schwingungskreis erregt. Bei derartigen Anordnungen ist es im allgemeinen schwierig, denn Schwingungskreis eine genügend hohe Energie zuzuführen. Eingehende Untersuchungen haben nun gezeigt, daß diese Schwierigkeit darauf zurückzuführen ist, daß die Elektronen während ihrer Laufzeit zum ersten und vom zweiten. Gitter Influenzströme induzieren, so daß eine urendlich kurze Zeit des Ladungsüberganges sich nicht verwirklichen läßt. Das Elektron wird während der ganzen Anlaufzeit bereits von dem Wechselpotential der Gitter beeinflußt und nimmt dadurch in unerwünschter Weise Energie auf.
• Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auf solche Anordnungen, bei denen der in seiner Intensität gesteuerte Elektronenstrahl ein Gitterpaar einmal in, einer Richtung durchsetzt. Erfindungsgemäß werden bei solchen Anordnungen die erwähnten Nachteile dadurch beseitigt, daß mau die Laufzeit des Elektrons so einrichtet, daß das Elektron während seiner Bewegung im Raum außerhalb ,der Gitter im ganzen weder Arbeit aufnimmt noch abgibt. Eis hat sich gezeigt, daß dies bei ebenen Anordnungen und sehr kurzer Durchtrittszeit der Elektronen durch das Doppelgitter der Fall ist, wenn man die Anlaufzeit gleich einer vollen Periode macht.
• An Hand der Abbildung wird die Erfindung näher erläutert. Im Innern des Röhrenkolbens 8 befindet sich ein System I, welches periodisch au feinanderfolgende Elektronenimpulse erzeugt. Ein derartiges System könnte z. B. aus einer gittergesteuerten Entladung oder aus einem System zur Erzeugung von Barkhausen-Schwingungen oder aus einer anderen bekannten Anordnung zur Erzeugung von periodischen Elektronenimpulsen bestehen, die derart ausgebildet ist, daß die entstehenden Elektronenimpulse aus ihr austreten können. Die derart aufeinanderfolgenden Elektronenstromstöße werden nach Austritt aus dem System I durch die von der Batterie 2erzeug te Glieichspanniung an den Gittern 3 und 4. beschleunigt und durchsetzen den Raum zwischen diesen beiden Gittern in sehr kurzer Zeit. Hierdurch werden an den Enden des Schwingungskreises 5 periodische Ladungsstöße hervorgerufen und auf diese Weise in ihm eine Schwingung erzeugt. Die Elektronen verlieren hierbei ein gewisses Maß ihrer Geschwindigkeit, die diesem äquivalente Energie wird in Hochfrequenzenergie im Schwingungskreis umgesetzt. Nach dem Verlassen des Gittersystems werden die Elektronen abgebremst und von einer Platte 6 aufgefangen, die mit Hilfeeiner Batterie 7 auf ein derart positives Potential vorgespannt ist, daß die Elektronen trotz ihres Geschwindigkeitsverlustes gerade noch zu ihr gelangen können, ohne indessen durch Elektronenaufprall nennenswerte Energie zu verbrauchen.
• Die Erfindung besteht nun darin, daß man die Laufstrecken I bis 3 und 4. bis 6 sowie die Spannungen der Batterien 2 und 7 derart wählt, daß die Elektronen zum Durcheilen dieser Laufstrecken nahezu eine volle Periode der ztt erregenden Schwingung benötigen. Es läßt sich rechnerisch nachweisen, daß in diesen Falle die gesamte von den Elektronen aufgenommene und abgegebene Energie die Summe Null ergibt.
• Bei dieser Ableitung war vorausgesetzt, daß die Laufzeit der Elektronen zwischen beiden Gitter n3 und 4 unendlich kurz ist. Bei praktischen Anordnungen läßt sich die Forderung in der Regel nicht verwirklichen, da man die Gitter wegen ihrer gegenseitigen schädlichen Kapazität einander nicht beliebig nähern kann und auch die freien Laufstrecken nicht beliebig groß machen kann. Man wird also damit zu rechnen haben, daß eine endliche Zeit vergeht, bevor die Elektronen vom Gitter 3 zum Gitter 4 gekommen sind. In diesem Falle wird die bei einer Laufzeit von einer vollen Periode geleistete Gesamtarbeit des Elektrons nicht mehr Null. Um sie trotzdem zu Null zu machen, ist es notwendig, die Laufzeit um einen gewissen Betrag zu vergrößern, und zwar ergibt sich rechnungsgemäß, daß dieser Betrag gleich der Wurzel aus der durch die Schwingungszahl dividierten Laufzeit im Doppelgitter sein muß.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Anordnung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen sehr hoher Frequenz, bei der in ihrer Intensität gesteuerte Elektronen. zwei hintereinander angeordnete Gitter einmalig durchsetzen, die mit je einem Pol eines Schwingungskreises verbunden sind und bei welcher diese Elektronen vor und nach Passieren des Gitterpaares ein von diesem herrührendes Hochfrequenzfeld durchlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeiten der Elektronen zu und von diesem Gitterpaar so gewählt werden, daß durch die genannten Wechselfelder außerhalb des Gitterpaares insgesamt keine Arbeit geleistet wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei ebener Anordnung die Laufzeiten der Elektronen zu und von diesem Doppelgitter nahezu gleich einer Periode der zu erzeugenden Schwingungen gewählt werden.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i und dadurch gekennzeichnet, daß bei endlicher Laufzeit der Elektronen innerhalb des Gitterpaares die äußeren Laufzeiten von je einer Periode -um einen Wert vergrößert werden, der gleich der Wurzel aus der durch die Schwingungszahl dividierten Laufzeit innerhalb des Doppelgitt-ers ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift Nr. 539 i92, 665 6i9; ;Radio-Amateur« 1939, S.3:19.