DE810278C

DE810278C - Vorrichtung zur Erzeugung von Ultrahochfrequenzschwingungen

Info

Publication number: DE810278C
Application number: DEP19061A
Authority: DE
Inventors: Frans Michel Penning; Cornelis Verburg
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1944-02-25
Filing date: 1948-10-22
Publication date: 1951-08-09
Also published as: FR926620A; NL65634C; BE462411A; GB641084A; CH248954A; ES179770A1

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 9. AUGUST 1951

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sind als Erfinder genannt worden

Zur Erzeugung von Ultrahochfrequenzschwingungen ist es bekannt, eine Vorrichtung zu verwenden, bei der in einem evakuierten Gefäß ein gebündelter Elektronenstrom erzeugt wird, der nacheinander an einem Geschwindigkeitssteuerelektrodensystem (Steuersystem), einer Laufzeit kompressionselektrode und einem zweiten Elektrodensystem (Abnahmesystem) vorbeigeführt wird, wobei das zweite Elektrodensystem dazu dient, den bewegten Elektronen Hochfrequenzschwingungsenergie zu entnehmen. Zum Aufrechterhalten des Steuervorgangs ist es erforderlich, daß ein Teil der den Elektronen vom zweiten Elektrodensystem entnommenen Energie an das Steuersystem zurückgeführt wird. Es ist bekannt, dazu eine U-förmig gekrümmte koaxiale Rückkopplungsleitung zu verwenden.

Eine besonders einfache Ausführungsform der vorerwähnten, bekannten Vorrichtungen entsteht, wenn das Steuersystem und das Abnahmesystem mit der Rückkopplungsleitung baulich zu einem Ganzen vereinigt werden, derart, daß das innerhalb eines evakuierten Gefäßes erzeugte Elektronenbündel wenigstens durch zwei von einer Laufzeitkompressionselektrode getrennten, den Elektronenstrom umgebenden Durchtrittsöffnungen eines aus koaxialen zylindrischen Leitern bestehenden Schwingungssystem geführt wird.

Diese vereinfachte Vorrichtung hat aber den Nachteil, daß ihre Nutzwirkung geringer ist als die einer Vorrichtung mit einer U-förmig gekrümmten Rückkopplungsleitung. Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu beheben.

Bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind die beiden koaxialen Leiter des Schwingungssystems in Form von zwei rotationssymmetrischen Hohlkörpern ausgebildet. Der innere Hohlkörper hat eine linsenförmige Gestalt. Der (halbe) Umfang ist beträchtlich langer als der Weg, den die Elektronen längs der Hohl-

achse des Innenkörpers nehmen. Der Elektronenweg ist von der Laufzeitkompfessionelektrode eingesäumt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die geringe Nutzwirkung der vereinfachten, bekannten Vorrichtung dem Umstand zuzuschreiben ist, daß bei ihr die Länge der Elektronenbahn zwischen Steuersystem und Abnahmesystem der Länge der Rückkopplungsleitung zwischen den erwähnten Systemen entspricht, die zur Unterhaltung der Schwingungen sinngemäß etwa eine halbe Wellenlänge oder ein ungerades Vielfaches der zu erzeugenden Schwingungen beträgt. Die aus dem dichtemodulierten Elektronenstrahl ausgekoppelte Energiemenge wird von der Umwandlung der Geschwindigkeitsänderungen in Intensitätsänderungen bestimmt, welche Umwandlung von dem Laufweg zwischen dem Steuersystem und dem Abnahmesystem abhängig ist. Es hat sich gezeigt, daß bei einem für praktische Zwecke nicht übermäßigen Wert der Gleichspannung zwischen Resonator und Kathode, welche die mittlere Elektronengeschwindigkeit bestimmt, eine optimale Umwandlung von Geschwindigkeitsänderungen in Intensitätsänderungen auftritt innerhalb eines Laufwegs, der wesentlich kleiner als eine halbe Wellenlänge ist. Eine maximale Energiemenge wird deshalb dem Elektronenstrahl entzogen, wenn der Abstand zwischen Steuersystem und Abnahmesystem beträchtlich kleiner als eine halbe Wellenlänge ist. Zur Aufrechterhaltung der Schwingungen muß ein gewisser Teil der an dem Abnahmesystem ausgekoppelten Schwingungen in der richtigen Phase dem Steuersystem zugeführt werden. Dazu ist es notwendig, daß der von der Außenseite des Innenkörpers bestimmte Rückkopplungsweg wesentlich größer, z. B. zweimal größer ist als die Länge des Elektronenwegs innerhalb der Kompressionselektrode.

Eine nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt nachstehend an Hand der Zeichnung, in der eine Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform wird innerhalb eines Vakuumgefäßes 1 von einem aus einer Kathode 2 und einer Anode 3 bestehenden Elektronensystem ein gebündelter Elektronenstrahl erzeugt. Dieses Bündel wird nacheinander durch zwei die Elektronenbahn umgebende öffnungen 4 und 5 eines rotationssymmeirischen Schwingungssystems 6 geführt, welches aus dem Außenkörper 9 und dem Innenkörper 10 besteht. Zwischen diesen öffnungen 4 und 5 innerhalb des Innenkörpers 10 befindet sich die Laufzeitkompressionselektrode 7, in der die Umwandlung der Geschwindigkeitsänderungen in Intensitätsänderungen auftritt.

An der von der Kathode 2 abgewandten Seite des Schwingungssystems 6 ist eine Fangelektrode 8 angeordnet. Der (halbe) Umfang des Innenkörpers 10 ist wesentlich länger, z. B. zweimal langer als der Elektronenweg.

Mit der beschriebenen Vorrichtung können Schwingungen erzeugt werden, deren Frequenz durch die Eigenfrequenz des von den koaxialen Hohlkörpern 9 und 10 gebildeten Schwingungssystems 6 bestimmt werden. Zu diesem Zweck wird dem Schwingungssystem über einen Leiter 11 eine in bezug auf die Kathode hohe positive Spannung zugeführt, welche die mittlere Elektronengeschwindigkeit im Bündel und demnach den Punkt bestimmt, in dem die günstigste Umwandlung von Geschwindigkeitsänderungen in Intensitätsänderungen stattfindet. Da bei der beschriebenen Vorrichtung die Länge des Elektronenwegs zwischen den Spalten 4 und 5 wesentlich kleiner als der (halbe) Umfang des Innenkörpers 10 ist, letztgenannte beträgt mehr als eine halbe Wellenlänge, ist mit einer niedrigen Spannung von etwa 2000 Volt erreichbar, daß die beim Spalt 4 hervorgerufenen Geschwindigkeitsänderungen am Spalt 5 optimal in Intensitätsänderungen umgewandelt sind.

Mittels eines in einer Ausstülpung des Vakuumgefäßes ι befindlichen schleifenförmigen Drahtes 12 kann die erzeugte Hochfrequenzenergie dem Schwingungssystem 6 entnommen werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung von Ultrahochfrequenzschwingungen, bei der in einem evakuierten Gefäß ein gebündelter Elektronenstrom erzeugt wird, der wenigstens durch zwei den Elektronenstrom umgebende öffnungen eines aus koaxial angeordneten, hohlen Rotationskörpern bestehenden Schwingungssystems geführt wird, und bei der sich zwischen den öffnungen des Schwingungssystems eine Laufzeitkompressionselektrode befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des inneren Hohlkörpers mit der Elektronenbahn zusammenfällt und daß der (halbe) Umfang des inneren Hohlkörpers wesentlich größer, z. B. zweimal größer ist als der von der Innenelektrode eingesäumte Elektronenweg.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Elektronenstrom zugewendete Wand des inneren Hohlkörpers zugleich die Laufzeitkomptessionselektrode bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen