DE820465C - Vorrichtung zur Erzeugung oder Verstaerkung elektromagnetischer Wellen - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 12. NOVEMBER 1951

N 677 VIIIc121g

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung oder Verstärkung elektromagnetischer Wellen, in der ein oder mehrere Elektronenbündel in Wechselwirkung mit dem elektrischen Feld in einem Wellenleiter sind und die Elektronenbündel praktisch senkrecht zur Wellenleiterachse stehen.

Bei bekannten Vorrichtungen der vorerwähnten Art ist der Wellenleiter zickzackförmig gebogen ίο und das Elektronenbündel,durchsetzt nacheinander die verschiedenen Wellenleiterteile. Die bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß die Elektronengeschwindigkeit im allgemeinen sehr hoch sein muß, da sonst die Verweildauer der Elektronen in jedem der Teile eines Wellenleiters im Vergleich zur Periode der Schwingungen zu groß wird.

Die Erfindung bezweckt diesem Übelstand abzuhelfen.

In einer Vorrichtung zur Erzeugung oder Verstärkung elektromagnetischer Wellen, in der ein oder mehrere Elektronenbündel mit dem elektrischen Feld in einem Wellenleiter zusammenarbeiten und die Elektronenbündel im wesentlichen senkrecht zur Wellenleiterachse stehen, sind gemäß der Erfindung leitende Äquidistanzpiatten im Innern des Wellenleiters senkrecht zur Bewegungsrichtung des Elektronenbündels angeordnet und mit Öffnungen zum Durchlassen desselben versehen.

Wenn die Elektronenlaufzeit in jeder der so entstandenen Ableitungen des Wellenleiters einen geeigneten Wert hat, werden die Elektronen je nach der Phase, in der sie in den Wellenleiter eintreten, entweder beschleunigt oder verzögert, so daß Geschwindigkeitsmodulation eintritt, da die Plätten wegen ihrer Stärke eine gewisse Schirmwirkung ausüben. Die Geschwindigkeitsmodulation geht in

eine Dichtemodulation über, und die auf diese Weise erhaltenen Elektronehverdichtungen und -Verdünnungen können wieder Energie abgeben, so daß je nach den Umständen Selbsterregung .,oder Ver-Stärkung auftritt. Der günstigste-Wert der Elektronenlaufzeit vom Beginn eines Zwischenraumes zum Beginn des folgenden beträgt eine ganze Periode der Schwingungen im Wellenleiter.

Um eine bessere Anpassung des Raumes zwischen

ίο den Platten an den übrigen Teil des Wellenleiters zu erhalten, empfiehlt es sich, daß sie sich von der öffnung zum Durchlassen des Elektronenbündels

nach den Enden verjüngen. · .

Eine günstige Wirkung wird erzielt, wenn die

»5 Platten in Längsrichtung des Wellenleiters derart gegenseitig verschoben sind, daß der Abstand zwischen der Eingangswelle und dem Eingangselektronenbündel kleiner ist als zwischen der Eingangswelle und dem Ausgangselektronenbündel, längs

so der Platten gemessen. An der Ausgangsseite für die elektromagnetische Welle müssen die Platten dann in der erwähnten Reihenfolge gerade in der Länge abnehmen.

Wenn die Vorrichtung als Oszillator arbeiten

as soll, kann der Wellenleiter an einer oder an beiden Seiten abgeschlossen werden, so daß Eingangsbzw. Ausgangsschwingungshohlräume entstehen.

Die Rückkopplung und Parallelimpedanz der Vorrichtung können herabgesetzt werden, wenn die Elektronenbündel nacheinander zwei Wellenleiter durchsetzen, die mit je einer Anzahl Platten nach der Erfindung versehen und im übrigen nicht unmittelbar gekoppelt sind und sich nur an einer Seite der Platten erstrecken.. .

Entsprechend der Schwingungsart des Wellenleiters sind im gleichen Querschnitt des Wellenleiters ein oder mehrere Elektronenbündel verwendbar.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert, in der

Fig. ι im allgemeinen die Aufstellung der Platten in bezug auf das Elektronenbündel darstellt;

Fig. 2 und 3 zeigen Verstärker nach der Erfindung;

Fig. 4 stellt eine Vorrichtung dar, die als Oszillator oder als Verstärker verwendet werden kann; Fig. 5 zeigt einen Oszillator.
In Fig. ι ist der gestrichelt dargestellte Wellenleiter rechteckigen Querschnitts mit I, bezeichnet.

Im Innern des Wellenleiters ist ein Stapel 2 leitender Platten 3 untergebracht, die sich parallel zur oberen und unteren Fläche des Wellenleiters erstrecken und z. B. an seinen Seitenwänden befestigt sind. Im Wellenleiter 1 und in den Platten 3 sind öffnungen 4 zum Durchlassen eines Elektronenbündels in Richtung des Pfeiles 5 vorgesehen. Bei einer einfachen Schwingungsart des Wellenleiters 1st das elektrische Feld am stärksten zwischen der Mitte seiner oberen Fläche und seiner unteren Fläche; dieses Feld verteilt sich nun über den Zwischenraum zwischen den Platten. Beträgt die Elektronenlaufzeit vom Beginn -des einen Zwischenraumes bis zum Beginn des folgenden Zwischenraumes etwa eine "ganze Periode der Schwingungen im Wellenleiter, so wird in jedem der Zwischenräume entweder eine Beschleunigung oder eine Verzögerung der Elektronen auftreten, sofern die Stärke der Platten in bezug auf den Zwischenraum nicht vernachlässigbar ist.

¹ In Fig. 2 sind entsprechende Teile mit dem gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. In Fig. 2 sind die Platten etwas versetzt angeordnet, und zwar derart, daß zwischen der von links einkommenden elektromagnetischen Welle und dem von oben kommenden Elektronenbündel der Abstand, längs der Platten gemessen, kleiner als der zwischen der einkommenden elektromagnetischen Welle und dem austretenden Elektronenbündel ist. Für die ausgehende elektromagnetische Welle gilt gerade das Umgekehrte.

In Fig. 3 sind zwei Wellenleiter i^A und i^ß nicht in Flucht, sondern mit der Anfang- bzw. Endwand gegeneinander angeordnet. In den beiden Wellenleitern ist eine Anzahl Platten 2^A bzw. 2^ß untergebracht. Wenn einem Wellenleiter i^A die zu verstärkende Welle zugeführt wird, tritt in i^ß die verstärkte Welle aus, und es ist keine Rückkopplung zwischen i^A und i^ß vorhanden.

Fig. 4 ist von Fig. 3 darin verschieden, daß statt des Ausgangswellenleiters ein Ausgangsschwin- go gungshohlraum 6 verwendet wird, der mit einer Kopplungsschleife 8 und einer Fangelektrode 7 versehen ist.

In Fig. 5 ist ein Oszillator mit einer Kathode 9 zum Aussenden eines Elektronenbündels dargestellt, das sich durch die Platten 2 im Wellenleiter mit abgeschlossenem linken Teil i^A und abgeschlossenem rechtem Teil i^ß bewegt. Die von den ersten Platten 2 in der Geschwindigkeit modulierten Elektronen können an die folgenden Platten wieder Energie abgeben, so daß Schwingungen unterhalten werden können.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung oder Verstärkung elektromagnetischer Wellen, in der ein oder mehrere Elektronenbündel mit dem elektromagnetischen Feld im Wellenleiter zusammenarbeiten und die Elektronenbündel praktisch senkrecht zur Wellenleiterachse stehen, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Wellenleiters eine Anzahl leitender Äquidistanzplatten senkrecht zur Bewegungsrichtung des Elektronenbündels angeordnet ist, die mit öffnungen zum Durchlassen desselben versehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenlaufzeit vom Beginn des einen Zwischenraumes bis zum Beginn des anderen Zwischenraumes eine ganze Periode der Schwingungen im Wellenleiter beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Platten von der öffnung zum Durchlassen des Elektronenbündels nach den Enden verjüngen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge-

kennzeichnet, daß die Platten in Längsrichtung des Wellenleiters in bezug aufeinander versetzt sind, derart, daß längs den Platten gemessen, der Abstand zwischen der Eingangswelle und dem einkommenden Elektronenbündel kleiner als der zwischen der eingehenden elektromagnetischen Welle und dem ausgehenden Elektronenbündel ist, wobei für die ausgehende Welle das Umgekehrte gilt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenbündel nacheinander zwei unmittelbar aneinander anstoßende Wellenleiter durchsetzen, die nicht gegenseitig gekoppelt sind und sich nur an einer Seite der Platten erstrecken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter an einer oder an beiden Seiten des Elektronenbündels derart abgeschlossen ist, daß ein Schwingungsholraum entsteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronenbündel, nachdem es den Wellenleiter durchsetzt hat, einen Schwingungshohlraum durchfließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 2155 11.51