DE821226C

DE821226C - Arrangement for frequency modulation of a magnetron

Info

Publication number: DE821226C
Application number: DEP48417A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Fricke
Original assignee: HANS FRICKE DR ING
Current assignee: HANS FRICKE DR ING
Priority date: 1949-07-10
Filing date: 1949-07-10
Publication date: 1951-11-15

Description

Anordnung zur Frequenzmodulation eines Magnetrons Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Fr°-quenzmodulation von Magnetronröhren.Arrangement for frequency modulating a magnetron The invention relates to a circuit for frequency modulation of magnetron tubes.

Da das Magnetron von allen Laufzeitröhren den größten Wirkungsgrad besitzt und daher im Gebiet der ultrakurzen Wellen mit Vorliebe zur Erzeugung großer Hochfrequenzleistungen benutzt wird, so ist für viele technische Anwendungen die Frage der Modulierfähigkeit von großer Bedeutung. Bei den direkten Modulationsverfahren durch Beeinflussung der Anodenspannung oder des Magnetfeldes ergibt sich stets neben der Frequenzmodulation auch eine Amplitudenmodulation, und der ausnutzbare Frequenzhub ist daher sehr klein.Because the magnetron has the greatest efficiency of all time-of-flight tubes and therefore in the area of ultra-short waves with a preference for generating large ones High-frequency power is used, so is the for many technical applications The question of the ability to modulate is of great importance. With the direct modulation method by influencing the anode voltage or the magnetic field always results next to the frequency modulation also includes an amplitude modulation, and the usable frequency deviation is therefore very small.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird bei der Frequeiizmodulation eines Magnetrons erfindungsgemäß vorgrschlagen, bei fest gegebenen günstigen Betriebsbedingungen des Magnetrons, also bei konstanter .\nod enspannung und konstantem Magnetfeld, dem aus Magnetron und Schwingungskreis gebildeten Resonanzsystem als Steuerorgan zur Modulation einen veränderlichen Blindwiderstand parallel zu schalten. Dadurch wird eine Frequenzmodulation des Magnetrons mit sehr großem Frequenzhub ermöglicht, ohne daß zusätzlich eine Amplitudenmodulation auftritt.To avoid these disadvantages, a frequency modulation is used According to the invention, propose magnetrons under fixed favorable operating conditions of the magnetron, i.e. with constant voltage and constant magnetic field, the resonance system formed from the magnetron and the oscillation circuit as a control element to connect a variable reactance in parallel for modulation. Through this frequency modulation of the magnetron with a very large frequency deviation is made possible, without additional amplitude modulation occurring.

Zweckmäßigerweise wird im Gebiet der ultrakurzen Wellen als veränderlicher Blindwiderstand eine Laufzeitröhre benutzt. Die neue Anordnung benutzt als Steuerorgan beispielsweise eine Bremsfeldröhrenach Barkhausen, bei der die Betriebsbedingungen so eingestellt werden, daß der zwischen Gitter und Anode liegende Scheinwiderstand der Röhre einen reinen Blindwiderstand darstellt, also keine Wirkkomponente besitzt. Dieser Betriebspunkt wird dadurch erreicht, daß das Bremsfeldrohr in der Mitte eines Schwingbereiches arbeitet und der dabei auftretende negative Widerstand durch einen äußeren Belastungswiderstand gerade kompensiert wird. Zur Modulation des Magnetrons wird dann zweckmäßigerweise die Anodenspannung des Bremsfeldrohres geändert, da bei Änderung der Gitterspannung des Bremsfeldrohres nur kleine Blindwiderstandsänderungen möglich sind, wenn dabei der Wirkwiderstand konstant bleiben soll.Appropriately, in the area of the ultrashort waves, it is more variable Reactance uses a transit time tube. The new arrangement used as a controller for example a brake field tube to Barkhausen, where the operating conditions be set so that the impedance between the grid and anode the tube represents a pure reactance, i.e. it has no active component. This operating point is achieved in that the braking field tube in the middle of a Vibration range works and the resulting negative resistance is just compensated by an external load resistance. For modulation of the magnetron is then expediently the anode voltage of the braking field tube changed, because when changing the grid voltage of the braking field tube only small changes in reactance are possible if the effective resistance is to remain constant.

Das Schema einer solchen Anordnung bei Benutzung einer Lecherleitung als Resonanzsystem ist beispielsweise in Abb. r dargestellt. Das Zusammenschalten von Magnetron M und Bremsfeldrohr B erfolgt, wenn Widerstandstransformationen vermieden werden sollen, über Leitungen der Wellenlänge wie aus der aufgezeichneten Spannungsverteilung ersichtlich ist. Die Kondensatoren C dienen zur Trennung der Gleichspannungen der beiden Röhren. Der Ohmsche Widerstand R' wird zur Kompensation der im Schwingbereich auftretenden negativen Widerstandskomponente des Bremsfeldrohres benutzt.The scheme of such an arrangement when using a Lecher line as a resonance system is shown in Fig. R, for example. The interconnection of magnetron M and braking field tube B takes place, if resistance transformations are to be avoided, via lines of the wavelength as from the recorded voltage distribution can be seen. The capacitors C are used to separate the DC voltages of the two tubes. The ohmic resistance R 'is used to compensate for the negative resistance component of the braking field tube that occurs in the oscillation range.

Die Abb. 2 zeigt den richtigen Arbeitspunkt A des Bremsfeldrohres auf der Ortskurve für die Spitze des Röhrenscheinleitwertes ei in der komplexen Ebene. Dieser Scheinleitwert ist durch den Laufzeitwinkel O bedingt, hängt also von Anodenspannung, Gitterspannung und Wellenlänge ab. Als Ortskurve für die Spitze des Scheinleitwertes ergibt die Rechnung in erster Annäherung den in Abb. 2 dargestellten Kreis, der für eine bestimmte Amplitude der zwischen Gitter und Anode angelegten Hochfrequenzspannung gilt. Die Ortskurve des Scheinleitwertes des äußeren Systems des Brenisfeldrohres ist in bekannter Weise durch die eingezeichnete Gerade dargestellt.Fig. 2 shows the correct working point A of the braking field tube on the locus for the tip of the tube inductance value ei in the complex Level. This admittance is due to the transit time angle O, so it depends on anode voltage, grid voltage and wavelength. As a locus for the tip of the admittance, the calculation results in a first approximation of that shown in Fig. 2 Circle for a certain amplitude of the applied between the grid and the anode High frequency voltage applies. The locus of the admittance of the external system of the Brenisfeld tube is shown in a known manner by the straight line drawn.

Dieses äußere System dient zur Kompensation der durch Röhrendurchführung und Zuleitungen zusätzlich bedingten Blindwiderstände und wird so abgestimmt, daß es einen reinen Wirkleitwert i R = OC darstellt, und die Größe dieses Wirkleitwertes wird so eingestellt, daß die Beziehung gilt R = - , wenn den durch das Bremsfeld- rohr gegebenen Wirkleitwert für den Punkt A darstellt. Das ßremsfeldrohr wirkt dann wie ein reiner Blindleitwert AD. Die Größe dieses Blindleitwertes kann durch Verändern des Laufzeitwinkels O, also z. B. durch Änderung der Anodenspannung geregelt werden. Innerhalb eines gewissen Gebietes der Ortskurve, das beispielsweise in der Abb. 2 durch die Strecke BB gekennzeichnet ist, tritt praktisch keine Änderung des Bremsfeldröhrenwirkleitwertes auf, so daß keine Amplitudenmodulation möglich ist und damit wegen der Kompensation des Wirkleitwertes des Bremsfeldrohres die Frequenzmodulation des Magnetrons ohne zusätzliche Dämpfung möglich ist. Aus der Größe der durch die Strecke BB gegebenen Blindleitwertsänderung des Bremsfeldrohres läßt sich die Größe des erzielbaren Frequenzliubes sofort erkennen.This external system is used to compensate for the reactance caused by the pipe lead-through and supply lines and is adjusted so that it represents a pure conductance i R = OC, and the size of this conductance is set so that the relationship applies R = - if the brake field pipe given conductance for point A. The ßremsfeldrohr then acts like a pure susceptance AD. The size of this susceptibility value can be changed by changing the transit time angle O, so z. B. can be regulated by changing the anode voltage. Within a certain area of the locus, which is marked for example in Fig. 2 by the line BB, there is practically no change in the brake field tube conductance, so that no amplitude modulation is possible and, because of the compensation of the effective conductance of the brake field tube, the frequency modulation of the magnetron without additional Attenuation is possible. The magnitude of the achievable frequency range can be recognized immediately from the magnitude of the change in conductance of the braking field pipe given by the path BB.

Die Frequenzmodulation des \Iagnetrons ohne zusätzliche Amplitudenmodulation läßt sich auch mit anderen Laufzeitröhren durchführen, wenn die Arbeitsbedingungen so eingestellt werden, daß das Steuerorgan einen reinen Blind-,viderstand darstellt. Eine Vereinfachung im Aufbau ergibt sich, wenn man die steuernde Elektronenanordnung mit dem Magnetron in einem Kolben vereinigt.The frequency modulation of the magnetron without additional amplitude modulation can also be carried out with other runtime tubes if the working conditions be set so that the control unit is a pure reactive, resistance. A simplification in the structure results if one controls the electron arrangement combined with the magnetron in a flask.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for frequency modulation of a magnetron, characterized in that with constant anode voltage and constant magnetic field of the magnetron, a variable reactance is connected in parallel to the resonance system formed from magnetron and oscillation circuit as a control element for modulation.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that as a variable Reaction of a transit time tube is used.

3. Arrangement according to claims i and 2, characterized in that a braking field tube is used as the transit time tube. d. Arrangement according to Claim 3, characterized in that the operating point of the braking field tube is through appropriate choice of the running time angle is set so that the Bremsfeldrolir works in a vibration range, i.e. has a negative effective resistance. arrangement according to claims 3 and f, characterized in that the negative effective resistance of the Breinsfeld tube is konipersiert by an external effective resistance, so that the control element represents a pure reactance and no additional attenuation caused. 6.. @ Nordiiung according to the claims 3 to j, characterized in that, that the working point of the braking field tube within the oscillation area to the Place the smallest change in active resistance and largest change in reactance. Arrangement according to Claims 3 to 6, characterized in that it is implemented frequency modulation changes the anode voltage of the braking field tube. B. Arrangement according to Anslirüchen 3 to 7, thereby gekerinzeiclinet that the through Tube feed-through and supply lines additionally caused reactive resistance an external resonance system on the braking field pipe can be compensated. G. Arrangement according to den = \ nsprätze i to 8, characterized in that the controlling electron arrangement is combined with the magnetron in a flask.