DE809327C

DE809327C - Verstaerker fuer Zentimeterwellen

Info

Publication number: DE809327C
Application number: DEP26840D
Authority: DE
Inventors: Kornelis Swier Knol; Aldert Van Der Ziel
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1947-01-13
Filing date: 1948-12-25
Publication date: 1951-07-26
Also published as: GB668162A

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 26. JULI 1951

p 26840 VIIIc I 21g D

sind als Erfinder genannt worden

Verstärker für Zentimeterwellen

Es ist bekannt, für die Verstärkung von Wellen von der Größenordnung von Zentimetern eine Röhre zu benutzen, die einen wendeiförmigen Leiter aufweist, längs dessen die zu verstärkenden Wellen laufen, während längs der Wendelachse ein Elektronenbündel läuft, dessen Elektronen in bezug auf die Geschwindigkeit der laufenden Wellen, in der Richtung der Spulenachse gemessen, eine derart gewählte Geschwindigkeit besitzen, daß die Elektronen den laufenden Wellen Energie abgeben, so daß letztere am Ende der Wendel verstärkt auftreten.

Die zu verstärkenden Wellen werden dabei jenem Ende der Wendel zugeführt, das sich der Elektronenquelle zunächst befindet, und die Wickelganghöhe der Wendel und/oder der Durchmesser der Windungen sowie die zum Erzeugen des Elektronenbündels benutzten Spannungen werden derart gewählt, daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wellen, längs der Wendelachse gemessen, etwas ao kleiner als die mittlere Geschwindigkeit der Elektronen des Bündels ist. Die Elektronen geben unter diesen Umständen den Wellen Energie ab, so daß die Wellen dem von der Elektronenquelle abliegenden Ende der Wendel verstärkt entnommen werden as können.

Um das Entstehen von stehenden Wellen auf der Wendel zu vermeiden, ist es erforderlich, letztere am Ausgangsende mittels einer der Wendel angepaßten Impedanz abzuschließen. Da es jedoch nicht möglich ist, auf diese Weise Reflexionen am Ausgangsende der Wendel ganz zu vermeiden, hat es sich außerdem als notwendig erwiesen, den elektrischen Widerstand der Wendel ziemlich hoch zu wählen. Diese Maßnahme hat jedoch einen nachteiligen Einfluß auf die zu erzielende Verstärkung, da im Widerstandsmaterial Verluste auftreten.

Die Erfindung fußt auf der Erkenntnis, daß so-

gar, wenn die Wendel nicht aus Widerstandsmaterial besteht, Reflexionen auch in genügendem Maße vermieden werden können, wenn nur die gesamte Verstärkung nicht übermäßig hoch und daher die Wendel verhältnismäßig kurz gewählt ist. Damit trotzdem eine geeignete Verstärkung erzielt wird, besteht die Wendel, die im übrigen eine große Anzahl von Windungen aufweist, erfindungsgemäß aus zwei oder mehr als zwei getrennten Teilen, die

ίο nacheinander vom Elektronenbündel durchlaufen werden, während die Ausgangsspannung dem von der Elektronenquelle abliegenden Ende der zuletzt vom Elektronenbündel durchlaufenen Wendel entnommen wird.

Da die Verstärkung in jedem Teil verhältnismäßig gering ist, wirken die in diesem Teil auftretenden Reflexionen nur wenig störend. Da außerdem das Elektronenbündel die verschiedenen Teile nacheinander durchläuft, so daß sie alle zur

ao Verstärkung beitragen, wird trotzdem eine ziemlich hohe Verstärkung erzielt, da eine beliebige Anzahl der Teile gewählt werden kann.

Dem Auftreten von Reflexionen kann dadurch entgegengewirkt werden, daß die Wendeln an den von der Elektronenquelle abliegenden Enden mittels einer geeignet gewählten Impedanz abgeschlossen werden. Zunächst kann die Geschwindigkeit des Elektronenbündels moduliert werden, was mittels einer Wendel bewerkstelligt werden kann, bei der das Verhältnis zwischen der Ganghöhe und dem Durchmesser derart gewählt ist, daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Welle, längs der Wendelachse gemessen, der Geschwindigkeit der Elektronen nahezu gleich ist. Die Wendel wird in diesem Fall zunächst vom Elektronenbündel durchlaufen, und die in ihr auftretende Wellenverstärkung ist nur gering. Es ist jedoch auch möglich, sämtliche Teile derart auszubilden, daß in jedem dieser Teile eine Verstärkung der laufenden Welle stattfindet.

Falls trotzdem die Reflexionen störend wirken würden, können die letzten Windungen mindestens eines der Teile aus Widerstandsmaterial hergestellt oder mit diesem Material überzogen werden, wodurch erreicht wird, daß im ersten Teil der Wendel die Amplitude der Welle einen verhältnismäßig hohen Wert beibehält und daß ein günstiges Verhältnis zwischen Signal und Geräusch aufrechterhalten wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind.

In Fig. ι bezeichnet 1 die Hülle einer Röhre, in der eine Vorrichtung 2 zum Erzeugen eines Elektronenbündels derart angeordnet ist, daß das Bündel sich längs der Achse der Röhre bewegt und z. B. von einer Elektrode 3 aufgefangen werden kann. Das Bündel durchläuft eine Anzahl derartiger Wendeln 8, 9 und 10 aus für hohe Frequenzen gutleitendem Material. Es ist auch möglich, diese Wendeln aus verhältnismäßig schlecht leitendem Material herzustellen und sie mit gutleitendem Material zu überziehen. Die Enden jeder der Wendeln sind nach außen geführt. Das Ende der Wendel 8, das der Elektronenquelle zunächst liegt, ist über eine Impedanz 4 mit Erde verbunden. Die an den Klemmen 11 auftretenden, zu verstärkenden Spannungen werden dieser Impedanz zugeführt. Das andere Ende der Wendel 8 ist über eine Impedanz 5 geerdet, die der Wellenimpedanz der Wendel gleich ist.

Das der Elektronenquelle zunächst liegende Ende der zweiten Wendel 9 sowie das der Elektronenquelle zunächst liegende Ende der Wendel 10 kann gegebenenfalls über eine Impedanz mit Erde verbunden sein. Die anderen Enden der Wendeln 9 und 10 sind über Impedanzen 6 bzw. 7 mit Erde verbunden. Diese Impedanzen sind ebenfalls der Wellenimpedanz der entsprechenden Wendeln angepaßt. Die verstärkten Spannungen können der Impedanz 7 entnommen werden.

Die Anzahl der nacheinander vom Elektronenbünd'el durchlaufenen Wendeln kann beliebig gewählt werden. Durch Anwendung der Erfindung ist es auf jede Weise möglich, mit einer einzigen Röhre eine große Verstärkung zu erzielen, ohne störende Reflexionen zu erzeugen, die unter anderem Selbstschwingung herbeiführen können.

Fig. 2 stellt einen Verstärker dar, der darin vom in Fig. ι dargestellten abweicht, daß nur zwei wendeiförmige Teile 13 und 14 vorhanden sind, von denen der erstgenannte derart gewickelt ist, daß die mittlere Geschwindigkeit der Elektronen nur in geringem Maße von der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wellen längs der Spule abweicht. In diesem Teil tritt somit nur eine geringe Verstärkung auf, aber das Elektronenbündel erhält eine gewisse Geschwindigkeitsmodulation, die bei der weiteren Bewegung des Bündels in Intensitätsmodulation umgewandelt wird. Im Teil 14 erzeugt das in der Geschwindigkeit und/oder Intensität modulierte Bündel eine Welle, die am Ende des Teiles 14 der Impedanz 7 als verstärkte Welle entnommen wird.

Durch den Umstand, daß im Teil 13 nur eine geringe Verstärkung auftritt, wirkt das Entstehen von Reflexionen hier praktisch nicht störend. Die Reflexionen im zweiten Teile 14 wirken auch nur wenig störend, da dieser Teil verhältnismäßig kurz sein kann, wenigstens viel kürzer als bei Anwendung von Widerstandsmaterial. Der Teil 14 in Fig. 2 kann auch mit Widerstandsmaterial überzogen oder aus solchem Material hergestellt sein, falls es erwünscht ist, den Reflexionen in noch höherem Maße entgegenzuwirken.

Anstatt einer einzigen Wendel 14 können auch mehrere solcher Wendeln vorgesehen sein, die nacheinander vom Bündel wie in Fig. 1 durchlaufen werden können, wodurch Kaskadenverstärkung erhalten wird.

Claims

Patentansprüche:

i. Verstärker für Zentimeterwellen, bei dem »»5 ein wendeiförmiger Leiter angewendet wird,

längs dessen die zu verstärkenden Wellen verlaufen, wobei längs der Wendelachse ein Elektronenbündel erzeugt wird, dessen Elektronen eine derart gewählte Geschwindigkeit in bezug auf die Geschwindigkeit der laufenden Wellen, in der Richtung der Wendelachse gemessen, besitzen, daß die Elektronen der laufenden Welle Energie abgeben und letztere Welle am Ende der Wendel verstärkt auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel aus zwei oder mehr als zwei Teilen besteht, die nacheinander vom Elektronenbündel durchlaufen werden, und daß die Ausgangsenergie dem von der Elektronenquelle abliegenden Ende der letzten Wendel entnommen wird.
2. Verstärker nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkung der laufenden Welle in jeder der Wendeln erfolgt.
3. Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Wendeln am von der Elektronenquelle abliegenden Ende derart abgeschlossen ist, daß Reflexion entgegengewirkt wird.
4. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten vom Bündel »5 durchlaufenden Wendel das Verhältnis zwischen Ganghöhe und Durchmesser derart gewählt ist, daß, längs der Wendelachse gemessen, die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Welle nur wenig von der Elektronengeschwindigkeit abweicht.
5. Verstärker nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die letzten Windungen mindestens eines der Teile aus Widerstandsmaterial hergestellt oder mit solchem Material überzogen sind.
6. Röhre zur Anwendung in einem Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Elektronenbündels aufweist, das nacheinander mehrere voneinander getrennte wendelartig gewickelte Leiter durchläuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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