DE816269C - Schaltungsanordnung zur Verwendung als Schwingungs-erzeuger mit einer Entladungsvorrichtung, die einen Hohi resonator aufweist - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Verwendung als Schwingungs-erzeuger mit einer Entladungsvorrichtung, die einen Hohi resonator aufweistInfo
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/02—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
- H01J25/22—Reflex klystrons, i.e. tubes having one or more resonators, with a single reflection of the electron stream, and in which the stream is modulated mainly by velocity in the modulator zone
- H01J25/24—Reflex klystrons, i.e. tubes having one or more resonators, with a single reflection of the electron stream, and in which the stream is modulated mainly by velocity in the modulator zone in which the electron stream is in the axis of the resonator or resonators and is pencil-like before reflection
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- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/04—Coaxial resonators
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit Elektronenentladungsvorrichtung, die einen
Hohlresonator aufweist und zur Verwendung als Schwingungsgenerator konstruiert ist.
Die Erfindung betrifft ausschließlich Schaltungen mit Vorrichtungen derjenigen Art, bei welcher eine
reflektierende Elektrode verwendet wird, um Elektronen zu erzeugen, welche, nachdem sie den Spalt
im Resonator passiert haben, durch den Spalt zurückreflektiert werden. Der Resonator hat bei derartigen
Vorrichtungen gewöhnlich Toroidform und ist in bekannter Weise auf die Schwingungsfrequenz
abgestimmt, welche erzeugt werden soll. Diese Vorrichtungen werden gewöhnlich zur Erzeugung von
Schwingungen von Zentimeterwellenlängen verwendet. Im Betrieb werden die aus der Kathode
austretenden Elektronen durch den Horilresonator beschleunigt, welcher auf einem positiven Potential
mit Bezug auf die Kathode gehalten wird. Durch die fokussierende Wirkung, welche durch die mit ao
der Kathode verbundenen Hilfselektroden erzeugt wird, werden die Elektronen auf den Spalt gerichtet.
Beim Passieren des Spaltes werden die Elektronen durch ein quer zum Spalt verlaufendes elektrisches
Wechselfeld geschwindigkeitsmoduliert, und nach Passieren des Spaltes wird der Strahl
gegen die reflektierende Elektrode gerichtet. Die reflektierende Elektrode ist von solcher Form und
auf derartigem Potential gehalten, daß der Strahl durch den Spalt zurückreflektiert wird, worauf der
Strahl durch den Resonator oder eine andere Elektrode gesammelt wird. Die Elektronen werden beim
Passieren vom Resonator zur reflektierenden Elektrode und zurück zum Resonator gruppenweise zusammengehängt,
d. h. der Strahl wird laufzeitmäßig dichtemoduliert. Der dichtemodulierte Strahl induziert
beim Passieren des Resonators Hochfrequenzströme im Innern des Resonators und hält das
Wechselfeld quer im Spalt aufrecht. Auf diese
ίο Weise werden im Resonator Schwingungen erzeugt,
und es kann Schwingungsenergie aus dem elektromagnetischen Feld, das im Resonator errichtet
wird, mittels einer geeigneten, in den Resonator eingebrachten Schleife abgeleitet werden.
Für die Erzeugung von Schwingungen besteht die Bedingung, daß die Laufzeit, d. h. die Zeit, welche
die Elektronen brauchen, um vom Zentrum des Schwingungsfeldes des Resonators zum Reflektionspunkt
und zurück zum genannten Zentrum zu gelangen, η · 1A Perioden der Schwingungen beträgt,
welche erzeugt werden sollen, wobei η eine beliebige ganze Zahl bedeutet. Die Durchgangszeit hängt
unter anderem von dem den Resonator zugeführten Potential ab, und es ist daher ersichtlich, daß, wenn
eine Änderung in der Durchgangszeit der Elektronen stattfindet, beispielsweise infolge eines zufälligen
Wechsels des dem Resonator zugeführten Potentials oder infolge eines absichtlichen Wechsels
des Resonatorpotentials, die Laufzeit dann geändert werden wird und ein Wirkungsgradverlust eintritt.
Es ist üblich, die reflektierende Elektrode auf einem möglichst niedrigen negativen Potential zu halten,
und es wurde bei diesen Anordnungen notwendig gefunden, um den Wirkungsgrad angenähert konstant
zu halten, mit einem Wechsel des Resonatorpotentials auch das der reflektierenden Elektrode
zugeführte Potential zu ändern. Es wurde jedoch gefunden, daß die Änderung des Potentials der
reflektierenden Elektrode, welche für den gleichen Wirkungsgrad erforderlich ist, nicht proportional
und im allgemeinen im entgegengesetzten Sinne der Potentialänderung des Resonators ist, und daher
ist die Einstellung des Potentials der reflektierenden Elektrode, um den Wirkungsgrad angenähert konstant
zu halten, ein mühsamer Notbehelf.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte Schaltungsordnung mit einer Vorrichtung
der erwähnten Art, und ihr Zweck besteht darin, den Wirkungsgrad bei einer Änderung des
an den Resonator angelegten Potentials relativ konstant zu halten, ohne daß es notwendig ist, eine
Änderung des an die reflektierende Elektrode angelegten Potentials zu bewirken.
Gemäß der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen, welche eine Elektronenentladungsvorrichtung
der erwähnten Art aufweist, wobei an die reflektierende Elektrode ein mit Bezug auf die Kathode der Vorrichtung negatives Potential
angelegt ist, wobei das negative Potential einen Wert aufweist, welcher numerisch ein Fünftel oder
mehr des an den Resonator angelegten Potentials beträgt, zum Zwecke, zu ermöglichen, daß das
Potential des Resonators geändert werden kann, j ohne daß eine so große Änderung des Wirkungsgrades
hervorgerufen wird, wie dies sonst der Fall wäre.
Das negative Potential, welches gemäß dem Erfindungsmerkmal an die reflektierende Elektrode
angelegt wird, kann in manchen Fällen unbequem hoch sein, um es in der Praxis zu erreichen, und es
kann daher eine Elektronenentladungsvorrichtung verwendet werden, derart, daß die Laufzeit der
Elektronen geringer ist als vier Perioden der Schwingungen, welche erzeugt werden. Diese Laufzeit
kann dadurch erhalten werden, daß man den Hohlresonator auf einem Potential hält, welches
nicht mehr als 2000 Volt beträgt, und indem man den Abstand zwischen dem Hohlresonator und der
reflektierenden Elektrode verringert. Wenn daher eine Elektronenentladevorrichtung verwendet wird,
bei welcher die reflektierende Elektrode dicht an dem Resonator angeordnet wird, so daß das dem
Resonator zugeführte Potential nicht 2000 Volt zu überschreiten braucht und die Laufzeit geringer ist
als vier Perioden der erzeugten Schwingungen, so findet man, daß das der reflektierenden Elektrode
zugeführte negative Potential numerisch nicht ein Zehntel der dem Hohlresonator zugeführten Spannung
zu überschreiten braucht, während es noch möglich ist, das Potential des Resonators zu ändern,
ohne eine zu große Änderung des Wirkungsgrades zu verursachen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen, welche
eine Elektronenentladungsvorrichtung der erwähnten Art aufweist, wobei die dem Hohlresonator zugeführte
Spannung 2000 Volt nicht überschreitet und die reflektierende Elektrode dicht an dem Hohlresonator
angeordnet ist, so daß die Laufzeit geringer ist als vier Perioden der Schwingungen, welche
im Betrieb erzeugt werden, und wobei der reflektierenden Elektrode ein mit Bezug auf die Kathode
der Vorrichtung negatives Potential zugeführt wird, wobei dieses negative Potential einen Wert
besitzt, welcher numerisch ein Zehntel oder mehr des dem Resonator zugeführten Potentials beträgt,
zum Zwecke, zu ermöglichen, daß das Potential des Resonators geändert werden kann, ohne einen so
großen Wechsel des Wirkungsgrades herbeizuführen, wie dies sonst der Fall wäre. no
Die Bezeichnung oder mehr soll nicht Spannungswerte einschließen, welche Elektronen verhindern
würden, den Resonator zu durchlaufen.
Es wurde gefunden, daß durch das Aufrechterhalten der reflektierenden Elektrode auf dem
negativen Potential gemäß einem der Erfindungsmerkmale die reflektierende Äquipotentialfläche,
welche in dem Raum zwischen dem Resonator und der reflektierenden Elektrode errichtet wird, in günstiger
Weise vor der reflektierenden Elektrode liegt, so daß, wenn das Potential des Resonators sich entweder
absichtlich oder zufällig ändert, die reflektierende Äquipotentialfläche sich relativ zur reflektierenden
Elektrode bewegt, mit dem Ergebnis, daß die Bahnlänge der Elektronen sich ebenfalls ändert.
Wenn das an den Resonator angelegte Potential au-
steigt, so bewegt sich die reflektierende Äquipotentialfläche näher an die reflektierende Elektrode, mit
dem Ergebnis, daß die Bahnlänge der Elektronen ansteigt, aber infolge der höheren Geschwindigkeit
der Elektronen wird die Laufzeit mehr konstant gehalten. In ähnlicher Weise wird, wenn das an den
Resonator angelegte Potential sinkt, die reflektierende Äquipotentialfläche sich näher an den Resonator
bewegen, so daß die Bahnlänge der Elektronen
ίο verkürzt wird, infolge der geringen Geschwindigkeit
der Elektronen wird aber die Laufzeit wiederum mehr konstant gehalten. In Kreisen, in welchen
die reflektierende Elektrode auf einem wesentlich niedrigeren Potential gehalten wird als ein
solches gemäß einem der Merkmale der Erfindung, wurde gefunden, daß die reflektierende Äquipotentialfläche
näher an der reflektierenden Elektrode liegt, und wenn daher das dem Resonator zugeführte
Potential ansteigt, ist ein zu geringer Zwischenraum für die Lage der reflektierenden Äquipotentialfläche
gelassen, um sich um einen solchen Betrag zu ändern, daß der Wirkungsgrad im wesentlichen konstant
gehalten wird.
In der Zeichnung ist ein für die Zwecke der Erfindung
geeignetes Ausführungsbeispiel einer Entladungsvorrichtung veranschaulicht.
Die Kathode 1 zum Erzeugen eines Elektronenstrahls ist von einem Kathodenschirm 2 umgeben.
Eine fokussierende Elektrode 3 in Form einer mit Öffnung versehenen Wand dient dazu, in Verbindung
mit dem Kathodenschirm 2 ein fokussierendes Feld zu erzeugen, wenn die Elektroden auf geeigneten
Potentialen gehalten werden. Der toroidförmige llohlresonator 4 ist mit einem Paar von der Kathode
abgewandten Öffnungen 5, 6 versehen, die einen Spalt bilden, durch welchen der Elektronenstrahl
hindurchzutreten veranlaßt wird. Die reflektierende Elektrode 7 dient dazu, Äquipotentialflächen zu errichten,
um zu bewirken, daß der Elektronenstrahl durch die öffnung in dem Resonator zurückreflektiert
wird, zum Zwecke, die Schwingungserzeugung in dem Resonator aufrechtzuerhalten. Die reflektierende
Elektrode 7 stellt eine Scheibe dar, weiche mit einem zylindrischen Umfangsflansch versehen
ist.
Erfindungsgemäß ist an die reflektierende Elektrode 7 ein mit Bezug auf die Kathode 1 negatives
Potential angelegt, welches einen numerischen Wert von einem Fünftel oder mehr des dem Resonator zugeführten
Potentials beträgt. Wenn beispielsweise das im Hohlresonator zugeführte Potential
1500 Volt beträgt, sollte das der reflektierenden Elektrode zugeführte Potential — 300 Volt oder
mehr mit Bezug auf die Kathode betragen. Dies hat den Vorteil, daß, wie erwähnt, die reflektierende
Äquipotentialfläche günstig vor der reflektierenden Elektrode gelegen ist, so daß, wenn eine zufällige
Änderung des an den Hohlresonator angelegten Potentials auftritt, beispielsweise infolge eines
Wechsels der Speisespannung, die Änderung des Wirkungsgrades nicht so groß ist, als dies der Fall
wäre, wenn ein geringerer Potentialwert an die reflektierende Elektrode angelegt sein würde. Wenn
eine Änderung der Spannung des Resonators infolge einer Änderung der Speisespannung auftritt, wird im L
allgemeinen das an die reflektierende Elektrode angelegte Potential sich ebenfalls ändern. Es wurde
jedoch gefunden, daß die Änderung des Potentials der reflektierenden Elektrode dann nicht so ist, daß
der Wirkungsgrad auf dem gleichen Wert gehalten wird. In einem Kreis, in welchem die an den Resonator
angelegte Spannung absichtlich geändert wird, beispielsweise um die Leistungsabgabe zu
variieren, und das der reflektierenden Elektrode zugeführte Potential unverändert bleibt, wird, vorausgesetzt,
daß das an die reflektierende Elektrode angelegte Potential numerisch ein Fünftel oder mehr
der an den Resonator angelegten Spannung ist, die Änderung des Wirkungsgrades geringer sein als
diejenige, welche auftreten würde, wenn eine geringere negative Spannung an die reflektierende
Elektrode angelegt werden würde.
Wie oben erwähnt, kann das negative Potential gemäß dem ersten Merkmal der Erfindung unerwünscht
hoch sein, um es in der Praxis zu erhalten, und es ist dann, um die erwähnten Vorteile zu
erreichen ohne ein so hohes negatives Potential zu verwenden, vorzuziehen, eine Vorrichtung zu verwenden,
bei welcher die reflektierende Elektrode nahe am Hohlresonator angeordnet ist, so daß das go
Potential des Hohlresonators nicht 2000 Volt zu überschreiten braucht, während die Laufzeit dann
auf weniger als vier Perioden der erzeugten Schwingungen gehalten wird. Wenn eine solche Vorrichtung
verwendet wird, kann das an die reflektierende Elektrode angelegte Potential numerisch ein Zehntel
oder mehr des dem Hohlresonator zugeführten Potentials sein. Es kann daher in dem Falle, wenn
eine Vorichtung mit einem maximalen Wirkungsgrad bei einem Resonatorpotential von 1250 Volt
arbeitet, das an die reflektierende Elektrode angelegte Potential 125 Volt negativ mit Bezug auf
die Kathode sein. Es wurde gefunden, daß bei einer solchen Vorrichtung, welche eine reflektierende
Elektrode dicht am Hohlresonator besitzt und für die Erzeugung von Schwingungen von etwa 10,8 cm
konstruiert ist, der optimale Wirkungsgrad 3,48 % ist, wenn der Resonator auf 1250 Volt ist. Das negative
Potential der reflektierenden Elektrode ist in diesem Fall 230 Volt. Es wurde gefunden, daß, n0
wenn die Spannug des Resonators auf 1000 Volt herabgesetzt wird, ohne das an die reflektierende
Elektrode angelegte Potential zu ändern, der Wirkungsgrad auf 2,85 % fällt, während, wenn die an
dem Resonator angelegte Spannung auf 1550 Volt n5
erhöht wird, der Wirkungsgrad auf 3,06 % fällt. Wenn eine Vorrichtung verwendet würde, welche
konstruiert ist, um bei einem Potential von weniger als — 125 Volt zu arbeiten, das an die reflektierende
Elektrode angelegt wird, wäre die Änderung des Wirkungsgrades bei der gleichen prozentualen Änderung
der an den Resonator angelegten Spannungen sehr viel größer als die obenerwähnten Änderungen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwendung
einer reflektierenden Elektrode der er-
wähnten Ausbildung beschränkt, welche zur Verwendung mit einem Elektronenbündel von kreisförmigem
Querschnitt geeignet ist, da die Erfindung auf Vorrichtungen angewendet werden kann, welche
andere Formen von reflektierenden Elektroden besitzen. Die Erfindung ist auch verwendbar für Vorrichtungen,
welche bandförmige Strahlen verwenden.
Claims (2)
- Patentansprüche:ι . Schaltungsanordnung zur Verwendung als Schwingungserzeuger mit einer Elektronenentladungsvorrichtung, die einen Hohlresonator aufweist und bei welcher eine reflektierende Elektrode verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß an die reflektierende Elektrode ein mit Bezug auf die Kathode der Vorrichtung negatives Potential angelegt ist, wobei das negative Potential einen Wert aufweist, welcher numerisch ein Fünftel oder mehr des an den Resonator angelegten Potentials beträgt.
- 2. Abänderung einer Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Hohlresonator zugeführte Spannung 2000 Volt nicht überschreitet und die reflektierende Elektrode dicht an dem Hohlresonator angeordnet ist, so daß die Laufzeit geringer ist als vier Perioden der Schwingungen, welche im Betrieb erzeugt werden, und daß der reflektierenden Elektrode ein mit Bezug auf die Kathode der Vorrichtung negatives Potential zugeführt wird, wobei dieses negative Potential einen Wert besitzt, welcher numerisch ein Zehntel oder mehr des dem Resonator zugeführten Potentials beträgt.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen0 1718 9.51
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB252635X | 1941-08-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE816269C true DE816269C (de) | 1951-10-08 |
Family
ID=10224873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEP35330A Expired DE816269C (de) | 1941-08-08 | 1949-03-01 | Schaltungsanordnung zur Verwendung als Schwingungs-erzeuger mit einer Entladungsvorrichtung, die einen Hohi resonator aufweist |
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---|---|
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GB (1) | GB576121A (de) |
-
1941
- 1941-08-08 GB GB10107/41A patent/GB576121A/en not_active Expired
-
1945
- 1945-12-17 FR FR928526D patent/FR928526A/fr not_active Expired
- 1945-12-22 CH CH252635D patent/CH252635A/de unknown
-
1949
- 1949-03-01 DE DEP35330A patent/DE816269C/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB576121A (en) | 1946-03-20 |
CH252635A (de) | 1948-01-15 |
FR928526A (fr) | 1947-12-01 |
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