DE758386C

DE758386C - Elektronenroehre zum Anfachen von ultrahochfrequenten elektromagnetischen Schwingungen

Info

Publication number: DE758386C
Application number: DEP71434D
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr Allerding; Walter Dr-Ing Daellenbach
Original assignee: Julius Pintsch AG
Current assignee: Julius Pintsch AG
Priority date: 1935-06-20
Filing date: 1935-06-21
Publication date: 1953-07-20

Description

AUSGEGEBEN AM
20. JULI 1953

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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an Elektronenröhren zum Anfachen, d. h. Erzeugen, Verstärken odfer Empfangen voniultrahochfrequenten elektromagnetischem Schwingungen; mit einem von metallischen Flächen allseitig umschlossenen Hohlraum als frequenizbestimmendiem Resonator vom geringer Eigendämpfung, der die Elektroden ganz oder teilweise enthält. Bei. diesen an sich bekannten Röhren dient der den Hohlraumresoniato'r begrenzende Außenleiter alsi Vakuumgefäß, und die Zuleitungen! zu dem Elektroden im Innern der Röhre durchsetzen den Außenleiter isoliert durch Öffnungen, die durch Gläsverschmelzuriigen vakuumdicht verschmolzen sind!. Wie Versuche mit solchen Röhren gezeigt haben, geht über diese Zuleitungen zu den Elektroden im Innern¹ des Resoniatorgehäuses leicht ein Teil der Schwingungsenergie verloren.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen., an den Resonatorhohlraum einen weiteren, von metallischem Flächen allseitig umschlossenen und evakuierten Hohlraum anzuschließen,

*) Von der Patentsucherin sind als die Erfinder angegeben worden:

Dz.-Ing. Walter Dällenbach, Bisingen (Hohenzollern) und Di. Alfred Allerding, Konstanz

durch welchen die Spannungs- bzw. Stromzuführuirgsleitungen der Elektroden geführt sind und welcher in Richtung der Zuführungsleitungen eine Ausdehnung gleich- einem Viertel der Wellenlänge oder einem ungeraden Vielfachen hiervon! aufweist.

Durch diese Größenbemessung des zusätzlichen Hohlraumes wird eine: optimale Verstimmung dieses Raumes bzw. der hindurchgeführten Leitungsabschmitte erzielt. Der im folgenden als verstimmter Hohlraum bezeichnete zusätzliche Hohlraum ist ebenso wie der Resonatorhohlraum selbst auf Hochvakuum gepumpt, wobei er mit dem letzteren kommuniziert. Der Vorteil einer derartigen Maßnahme liegt vor allem darin', daß die Glas¹-Verschmelzungen an den den Resonatorhohlraum begrenzenden: Wandungen wegfallen und an einer der Hitze weniger ausgesetzten Stelle angebracht werden können. Der den Resonator begrenzende Hohlkörper kann daher aus einem beliebigen Metall, insbesondere aus einem Metall von hoher Leitfähigkeit für Strom und Wärme, hergestellt werden, um die an den Elektroden! frei werdende Verlustleistung bei zulässig hohen Temperaturen der Elektroden abzuführen. Die mit den Stromdurchführungem versehenen, an dem Außenraum angrenzenden Wandteile des verstimmten. Hohlraumes werden dann: zweckmäßig aus einem insbesondere mit Glas gut verschmelzbaren Metall, z. E. aus Nickeleisen, Chromeisen, Chromnickel usw., hergestellt.

Es ist bereits bekanntgeworden, die Gleichstromleitungen einer Kurzwellenröhre als Lechersche Paralleldrähte auszuführen und mit einer schirmenden Hülle zu versehen. Die Lecberdrähte können mit Hilfe einer verschiebbaren Reflexionsbrücke abgestimmt werden, die ihrerseits durch Schlitze in der Abschirmhülle der Verschiebung zugänglich ist. Die Erfindung verhütet den Energieverlust über die Zuleitungen auf andere Weise, nämlich durch einen- Hohlraum, der mit dem eigentlichen! Resonatorhohlraum in vakuumtecbnischer Beziehung verbundeni ist und der auf Grund seiner Verstimmung ein Ansprechen der Zuleitungen auf die Nutzfrequenz verhindert. Außerdem wird durch den zusätzlichen Hohlraum der bereits oben geschilderte Vorteil erreicht, daß für den auf die Nutzfrequenz abgestimmten Resonatorhohlraum ein Metall von guter Wärmeleitfähigkeit gewählt werden kann, ohne daß man dabei Rücksicht auf die Möglichkeiten der vakuumdichten Einschmelzung u. dgl. nehmen muß.

Eine Röhre, die das Merkmal· der Erfindung aufweist, ist im Längsschnitt in der Abbildung dargestellt. Bei dem Beispiel handelt es sich im wesentlichen um eine Röhre mit einem geschlossenen, möglichst dämpfungsfreien Hohlraum als Resonator, wie sie bereits vorgeschlagen ist. Der den Resonator begrenzende Hohlkörper besteht aus dem gefäß- förmigen, zylindrischen Außenleiter 1 und dem dazu koaxialen Innenleiter 2, 2', welche zusammen ein konzentrisches Lechersystem der Länge //2 bilden. Das untere Ende dieses konzentrischen Lechersystems ist durch die Wand 3 abgeschlossen. An das obere Ende schließt sich eine den Außen- und· Innenleiter fortsetzende konzentrische Energieleitung der Länge //4, bestehend aus einem Innenleiter 4 und einem Außenleiter 5, an. Der Innenleiter 4 geht ohne Ouerschnittsänderumgen; in die 2/4-Antenne 6 über; an den Außenleiter 5 schließt sich eine zur Röhrenachse senkrechte Metallplatte 7 am, die als Gegengewicht dient. Der mittlere Teil des Innenleiters 2 ist als Gitter 8 ausgebildet, das koaxial in seinem Innern eine haarnadelförmige Kathode 9 enthält. Zwischen dem Außenleiter 1 und dem Innenleiter 2 befindet sich eine zylindrische Elektrode 10, die durch· Isolatoren 11 gegen den Außenleiter 1 abgestützt ist. Die Elektrode 10 unterteilt den torusförmigen Hohlraum zwischen den Leitern 1 und 2 in zwei Räume, in den eigentlichen Resonatorhohlraum zwischen dem Innenleiter¹2, 8, 2' und der Elektrode 10 und in einen als Kurzschlußkondensator dienenden Raum zwischen der Elektrode 10 und dem Außenleiter 1.

Wie bereits vorgeschlagen ist, läßt sich bei geeigneten Spannungen, insbesondere bei hoher positiver Spannung an dem Gitter 8 und negativer Vorspannung an der umschlossenen Elektrode 10, und bei geeigneter Elektronenemission der Glühkathode der torusförmige Hohlraum zu Schwingungen anfachen. In dem mittleren Teil des Hohlraumes bildet sich ein Spanniungsbauch, und am oberen und unteren Ende bilden sich Spannungsknoten! der Schwingungen aus.

Die Zuleitung 12 zu der umschlossenen Elektrode 10 und die Zuleitungen 13 zu der Kathode 9 durchsetzen isoliert die Wand 3 des Hohlraumes. Zur Vermeidung von Ableitungsverlusteni über diese Zuleitungen schließt sich am das untere Ende koaxial zu dem den Resonator enthaltenden Hohlkörper ein weiterer zylindrischer Hohlkörper 14 der Länge λ/4 am, der von· den Stromzuführungen 12, 13 im axialer Richtung durchsetzt wird. Die untere Stirnfläche 15, die vorteilhaft aus Nickeleisen oder Chromeisen besteht, ist mit Öffnungen- versehen, die durch Glasperlen 16 abgeschlossen sind. Vermöge dieser Glasperlen sind die Zuleitungen 12 undi 13 isoliert durch die Wand 15 hindurchgefübrt. Die Durehfüh- iao rungs stellen in der Wand 3 brauchen daher nicht vakuumdicht zu sein. Werden der Innen-

leiter 2 und die Wand 3 aus einem Metall von guter Wärmeleitfähigkeit, z. B. Kupfer oder Silber, hergestellt, so kann die an dom vorgespanntem Gitter entstehende Wärme bei zulässig hohen Temperaturen an den Elektroden an den Außenleiter der Röhre abgeführt und von diesem infolge der großen Oberfläche abgestrahlt werden.

Claims

Patentansprüche·.

i. Elektronenröhre zum Anfachen, d. h. zum Erzeugen, Verstärken oder Empfangen von ultrahochfrequenten! elektromagnetischen Schwingungen mit eimern von metallischen Flächen allseitig umschlossenen Hohlraum als frequenzbestitnmendem Resonator von geringer Eigendämpfung, welcher die Elektroden ganz oder teilweise enthält, dadurch gekenni-. zeichnet, daß sich an den Resonatorhohlraum ein weiterer, von metallischen Flächen allseitig umschlossener und evakuierter Hohlraum anschließt, durch welchen die Spanramgs- bzw. Stromziufühningsleitungen der Elektroden; geführt sind und welcher in Richtung der Zuführungsleitungen eine Ausdehnung gleich einem Viertel der Wellenlänge oder einem ungeraden Vielfachen hiervon aufweist.
2. Elektronenröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines zylindrischen, Resonatorraumes der verstimmte Hohlraum koaxial an diesen anschließt.

Zur Abgrenzung des Ernndungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilunigsverf ahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Deutsche Patentschriften Nr. 434 008,

540338;
französische Patentschriften Nr. 733 154,

776219, 779632;
USA.-Patentsehrift Nr. 1 979 668;
Zeitschrift für Hoehfrequenztechniik, Bd. 35,

1930, S. 148 und 149;
Proceedings ... J. R. E. 1934, S. 1335 bis 1342;

Physikal. Zeitschrift XXXV, 1934, S. 654 bis 657.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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