Linearer ein- oder mehrstufiger Resonanzverzögerer Die Erfindung betrifft
genaue Befnessungsangaben für die Elektroden und Elektroden= abstände eines linearen
Resonanzverzögerers, als dessen einzelne Zelle der sogenannte Auskoppelgenerator
angesehen werden kann.Linear single or multi-stage resonance retarder The invention relates to
exact fixation information for the electrodes and electrodes = distances of a linear
Resonance retarder, as its single cell, the so-called decoupling generator
can be viewed.
Bekanntlich arbeitet der Auskoppelgenerator mit einem beliebig geformten
und kontinuierlich fließenden Elektronenstrahl, der aus einem geeigneten elektronenoptischen
System austritt. Sein besonderes Kennzeichen besteht darin, daß der Strahl einen
Faradaykäfig passiert, d. h. einen feldfreien .Raum z. B. im Inneren eines Hohlzylinders
oder im Inneren sonst geformter Hohlelektroden oder zwischen zwei miteinander verbundenen
Gittern oder Blenden. Nach seinem Austritt aus dem Käfig prallt der Strahl auf eine
Fangelektrode auf oder geht durch eine weitere Anodenblende in weitere Verzögerungs-
bzw. .Auskoppelsysteme über. Sofern keine besondere magnetische Strahlfokussierung
zu Hilfe genommen wird, muß der Faradaykäfig im allgemeinen gegen die Anode negativ
vorgespannt werden, damit er keine Strahlelektronen abfängt, oder anders gesagt,
damit der Strahl durch den Hohlkörper hindurchgeht, ohne seine Wandungen zu berühren.
Wird dem Faradaykäfig nun eine Wechselspannung überlagert, deren Frequenz in bestimmter
Beziehung zu den Laufzeitwinkeln der Anordnung steht, so wirkt die Röhre entweder
als Resonanzbeschleuniger, d. h. die aus dem Faradaykäfig austretenden Elektronen
erfahren bei ihrem Aufprall auf die Fangelektrode oder bei ihrem Durchgang durch
die entsprechende Blende einen Zuwachs an mittlerer kinetischer Energie, den sie
der dem Faradaykäfig aufgedrückten Wechselspannung entzogen haben, oder aber die
Anordnung wirkt als Resonanzverzögerer
mit umgekehrter Energiebilanz,
d. h. die Elektronen verlieren im Mittel kinetische Energie, die sie an den Faradaykäfig
abgeben. Im letzten Fall kann der Energieaustausch groß genug werden, um die natürliche
Dämpfung eines mit dem Faradayleäfig verbundenen Schwingsystems zu überwinden und
ultrakurzwellige Schwingungen anzufachen. In beiden Fällen läßt -sich der Nutzeffekt,
der in der einzelnen Anordnung verhältnismäßig niedrig ist, vorteilhaft verbessern,
indem man mehrere der beschriebenen Röhren hinterein-= ander anordnet, so daß eine
stufenweise Vielfachresonanzbeschleunigung oder Verzögerung erfolgt. Der Wirkungsgrad
jeder Stufe wird am günstigsten, wenn gemäß der Erfindung die Länge des Faradaykäfigs
das zweieinhalbfache des Abstandes der Käfigenden von den benachbarten Anodenblenden
beträgt.As is known, the decoupling generator works with an arbitrarily shaped one
and continuously flowing electron beam emanating from a suitable electron-optical
System exits. Its special characteristic is that the ray unites one
Faraday cage happens, d. H. a field-free .Raum z. B. inside a hollow cylinder
or inside otherwise shaped hollow electrodes or between two interconnected
Grilles or screens. After exiting the cage, the beam hits you
Catching electrode or goes through another anode screen in further delay
or. decoupling systems via. Unless special magnetic beam focusing
is used, the Faraday cage must generally be negative with respect to the anode
biased so that it does not intercept any beam electrons, or in other words,
so that the beam passes through the hollow body without touching its walls.
If an alternating voltage is superimposed on the Faraday cage, its frequency is in certain
Relation to the travel time angles of the arrangement, the tube acts either
as a resonance accelerator, d. H. the electrons emerging from the Faraday cage
experience when it hits the target electrode or when it passes through
the corresponding aperture an increase in mean kinetic energy that they
from the alternating voltage impressed on the Faraday cage, or else the
Arrangement acts as a resonance retarder
with the opposite energy balance,
d. H. the electrons lose kinetic energy on average, which they transfer to the Faraday cage
hand over. In the latter case, the energy exchange can be large enough to keep the natural
To overcome damping of a vibration system connected to the Faraday cage and
to fan ultrashort-wave vibrations. In both cases, the usefulness can be
which is relatively low in the individual arrangement, improve advantageously,
by arranging several of the tubes described one after the other, so that one
gradual multiple resonance acceleration or deceleration takes place. The efficiency
each stage is most favorable if, according to the invention, the length of the Faraday cage
two and a half times the distance between the ends of the cage and the adjacent anode panels
amounts to.
In der Abb. z ist ein nach diesem Schema 2.ufgebauter Zweifachverzögerer
dargestellt. Der von der Glühkathode k ausgehende Elektronenstrahl E tritt zunächst
aus der Anodenblende A1 aus, tritt dann im Abstand bzw. nach Durchlaufen der Strecke
dl in den Auskoppelzylinder Z ein, der die Länge d. hat, und passiert schließlich
im Abstand d3 die Änoden!blend.e A.., worauf sich der Vorgang .in einem analogen
System mit den etwas kleineren Abständen d,, d.J und ds wiederholt, nur daß er am
Ende desselben auf die Fangelektrode A3 aufprallt. Die beiden z@,uskoppelz" linder
Z und Z', welche bei dieser Ausführung die beiden Faradaykäfige bilden, führen 1i
das Gleichpotential E., welches niedriger ist als das Potential E" der drei Anoden
Ai, A= und A3. Die Elektronen werden also bei ihrem Austritt jedesmal wieder auf
die alte Geschwindigkeit beschleunigt.Fig. Z shows a double retarder built according to this scheme
shown. The electron beam E emanating from the hot cathode k occurs first
from the anode screen A1, then emerges at a distance or after passing through the path
dl into the decoupling cylinder Z, which has the length d. did, and eventually happened
at the distance d3 the aenodes! blend.e A .., whereupon the process .in an analogue
System is repeated with the slightly smaller distances d ,, d.J and ds, only that it is am
The end of the same strikes the target electrode A3. The two z @, uskoppelz "linder
Z and Z ', which in this embodiment form the two Faraday cages, lead 1i
the equal potential E. which is lower than the potential E "of the three anodes
Ai, A = and A3. So the electrons open up again every time they exit
the old speed accelerates.
Die genaue theoretische Betrachtung und Untersuchung des einzelnen
Beschleunigungs-oder Verzögerungssystems ergibt, daß der Energieaustausch zwischen
Elektronenströmung und Auskoppelzylinder ausschließlich auf die beiderseits desselben
sich erstreckenden Längsfelder, nämlich auf das erste Bremsfeld und auf das folgende
Beschleunigungsfeld, zurückzuführen ist. Dabei fällt demAuskoppelzylinder in der
Hauptsache nur die Rolle zu, zwischen den in beiden Feldern influenzierten Hochfrequenzströmen
eine bestimmte Phasenverschiebung um den Laufzeitwinkel innerhalb des Zylinders
herbeizuführen. An dem Energieaustausch selbst sind die Zylinder nicht unmittelbar
beteiligt, weil die Elektronen innerhalb der Zylinder keine Geschwindigkeitsänderungen
erfahren.The exact theoretical consideration and investigation of the individual
Acceleration or deceleration system results in the exchange of energy between
Electron flow and decoupling cylinder exclusively on both sides of the same
extending longitudinal fields, namely on the first braking field and on the following
Acceleration field, is due. The decoupling cylinder falls in the
The main thing is only the role between the high-frequency currents influenced in both fields
a certain phase shift by the transit time angle within the cylinder
bring about. The cylinders are not directly involved in the energy exchange itself
involved because the electrons within the cylinder do not change their speed
Experienced.
Bisher baute man die einzelnen Stufen derartiger Resonanzbeschleuniger
oder Verzögerer ausnahmslos so auf, daß man die Strekken dl, c#. und d3 gleich lang
wählte. Deingegenüber läßt sich jedoch errechnen, daß unter diesen Umständen nur
die Resonanzbeschleunigung optimalen Verhältnissen entspricht, während sich im Fall
der Resonanz--,erzögerung bzw. Schwingungserzeugung durch Verlängerung der Auskoppelzylinder
merkliche Verbesserungen der Nutzeffekte in den einzelnen Stufen erzielen lassen.
Gibt man den beiderseitigen Feldern gleiche Längen dl und d3, d. h. baut man jede
Stufe sviiimetrisch auf, so steigt der Nutzeffekt finit wachsendem d., entsprechend
Yder ausgezogenen Kurve in Abb.2 zunächst an, um bei d. = 2,5 # dl = 2,5 # d3 ein
um 25 °/o über dein :@nfangswert -liegendes Maxiinuin zii durchlaufen. Damit ist
die optimale Beinessung einer Resonanzverzögerungsstufe eindeutig festgelegt. Die
erzielte Verbesserung je Stufe ist zwar an sich verhältnismäßig gering, jedoch wirkt
sie sich in der Praxis um so fühlbarer aus, je größer die Zahl der Stufen des ganzen
Vielfachv erzögerers ist.So far, the individual stages of such resonance accelerators have been built
or retarders without exception in such a way that the lines dl, c #. and d3 the same length
chose. On the other hand, however, it can be calculated that under these circumstances only
the resonance acceleration corresponds to optimal conditions, while in the case
the resonance, delay or vibration generation by lengthening the decoupling cylinder
can achieve noticeable improvements in the benefits in the individual stages.
If the two-sided fields are given the same lengths dl and d3, i.e. H. you build each one
On the sviiimetrisch level, the useful effect increases accordingly with finitely increasing d
The solid curve in Fig. = 2.5 # dl = 2.5 # d3 a
by 25 ° / o over your: @nfangswert -liegend Maxiinuin zii run through. So is
the optimal leg measurement of a resonance delay stage is clearly defined. the
The improvement achieved per level is relatively small in itself, but it works
In practice, the greater the number of stages of the whole, the more tangible it is
Is a multiple retarder.
Lediglich der Vollständigkeit halber sei in der gestrichelten Kurve
noch der Verlauf des Nutzeffekts bei Resonanzbeschleunigung veranschaulicht, der
tatsächlich bei d1 = d.=, d. h. bei den bisher benutzten symmetrischen Anordnungen,
sein Maximum durchläuft, das mit ungefähr 13°/o weit über-dem Maximum bei Resonanzverzögerung
liegt.Merely for the sake of completeness, the course of the useful effect with resonance acceleration is illustrated in the dashed curve, which actually passes through its maximum at d1 = d Maximum is at resonance delay.