DE832781C - Elektrische Entladungsroehre der Wanderwellenart - Google Patents

Description

Patenterteilung bekanntgemacht am 31. Januar 1952
Die Priorität der Anmeldung in Großbritannien vom 1. September 1949 ist in Anspruch genommen

Bekannte Wanderwellenröhren enthalten eine lange, gewöhnlich dichtgewundene Wendel aus Draht und ein Elektrodensystem, um ein Elektronenbündel durch die Achse der Wendel auf eine Fangelektrode zu richten. Hierbei können der Wendel elektromagnetische Schwingungen an dem auf der Kathodenseite liegenden Ende aufgedrückt werden, und man kann diese Schwingungen längs der Wendel im gleichen Sinne wie das Elektronenbündel laufen lassen. Die Wirkungsweise der Wanderwellenröhre beruht auf der Tatsache, daß die elektromagnetischen Schwingungen und die Elektronen sich mit etwa gleicher Geschwindigkeit längs der Achse der Wendel dieser Laufzeitröhre bewegen. Die in die Wendel mit einer die axiale Geschwindigkeit der elektromagnetischen Schwingungen etwas übersteigenden Geschwindigkeit eintretenden Elek

tronen haben beim Durchlaufen der Wendel die Neigung zur Gruppenbildung. Auf diese Weise ist eine Verstärkung in der Elektronenbewegungs- ao richtung erzielbar, wobei der Röhre etwa an dem von der Kathode abgewendeten Wendelende Energie entnommen wird. Die Beschleunigungselektrode der Elektronenquelle besteht gewöhnlich aus einem Kupfernickelrohr mit dem gleichen Innen- und »5 Außendurchmesser wie die Wendel, wobei durch Schweißen eine elektrische Verbindung zwischen dem Metallrohr und der Wendel hergestellt wird. Eine ähnliche Verbindung mit einem zweiten Metallrohr muß an der Ausgangsseite der Wendel her- 30 gestellt werden.

Die Wendel kann längs ihrer ganzen Länge, zusammen mit der Endanode und dem zweiten Metallrohr, an der Ausgangsseite der Wendel mittels

eines Quarz- oder Glasrohres mit kreisförmigem Tnnenquerschnitt gehaltert werden. In diesem Fall muß das Quarz- oder Glasrohr mit Rücksicht auf die zusätzliche Stärke an den Schweißstellen einen etwas größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der Wendel haben. Hierdurch weicht die Achse der Wendel ein wenig von einer Geraden ab. Ein weiterer, der Verwendung von Quarz- oder Glasröhren anhaftender Nachteil besteht darin, daß

ίο um die Wendel herum Material mit hoher Dielektrizitätskonstanten angehäuft wird, was Veranlassung zu Verzerrungen des Feldes in Längsrichtung gibt. Unregelmäßigkeiten in der Dicke des Quarzes oder (ilases können ebenfalls Verzerrung herbeiführen.

Oie Wendel kann auch in einem Abstand vom Glas- oder Quarzrohr angeordnet und absatzweise mittels im Quarz- oder Glasrohr angeordneter Glasoder Quarzwülste gehaltert werden. Der Hauptnachteil dieser Bauart von Laufzeitröhren besteht darin, daß angesichts der geringen mechanischen Festigkeit der Wendel letztere die Neigung zum" Durchhängen zwischen benachbarten Halterungsstellen hat, so daß die Achse der Wendel nicht gerade ist.

Die Erfindung bezweckt, eine Röhre der Wanderwellenart zu schaffen, bei der die Wendelachse im wesentlichen gerade ist, die Wendel nur an einigen Punkten einer jeden Windung mit einem Stoff hoher Dielektrizitätskonstanten in Berührung steht. Die nachteilige Einwirkung von Unregelmäßigkeiten im Stoff mit der hohen Dielektrizitätskonstanten wird auf ein Minimum herabgesetzt.

Nach der Erfindung enthält die Wanderwellenröhre eine lange Wendel aus Draht, Mittel um ein Elektronenbündel zu erzeugen und dieses Bündel parallel zur Achse der Wendel und innerhalb der letztgenannten zu richten, sowie ein Rohr aus Quarz, Glas oder keramischem Stoff, das die Wendel haltert, wobei der Innenquerschnitt des Rohres aus Quarz, Glas oder keramischem Stoff ein regelmäßiges Vieleck, und der Außenumfang des Querschnitts der Wendel den einbeschriebenen Kreis in dem regelmäßigen Vieleck bildet. Die Seiten des regelmäßigen Vielecks können gerade, konkav oder konvex sein.

Zweckmäßig bildet der Querschnitt des Rohres aus Quarz, Glas oder keramischem Stoff ein gleichschenkliges Dreieck. Oberhalb einer Grenze von zehn Vieleckseiten ist der Vorteil gering, da in diesem Fall der Querschnitt etwa ein Kreis ist.

Bei einer Wanderwellenröhre nach der Erfindung können die Schweißstellen zwischen der Wendel und den zwei Rohren, die Kupfernickelrohre sein können (eines an jedem Ende der Schraube), in den Ecken des Halterohres an der Außenseite des in das regelmäßige Vieleck einbeschriebenen Kreises liegen.

Es folgen zwei Beispiele der Art und Weise, in der geeignete Rohre aus Quarz, Glas oder keramischem Stoff herstellbar sind.

Durch ein'Rohr aus Quarz oder Glas mit im wesentlichen kreisförmigem Innenquerschnitt, dessen Innenumfang über seine ganze Länge den im fertiggestellten Rohr erforderlichen Innenumfang nicht übersteigt, führt man einen geeignet ausgebildeten Dorn unter dem Einfluß einer im wesentlichen konstanten Antriebskraft. Das Rohr wird an oder in der Nähe der Berührungsstelle mit dem Dorn erhitzt, so daß die erhitzte Zone längs des Rohres in dem Maße fortschreitet, wie sich der Dorn vorbewegt. Der Dorn verjüngt sich in Richtung des Vorderendes und ist dünner als die erste Bohrung des Quarz- oder Glasrohres. Der Innenquerschnitt des fertiggestellten Rohres ist natürlich durch Vermittlung einer Anzahl Zwischenphasen erzielbar. Diese Herstellungsweise eignet sich zur j Erzielung von Quarz- oder Glasröhren, deren Querschnitt ein regelmäßiges Vieleck mit vier oder mehr Seiten bildet. Bei einem Vieleck mit drei Seiten ist der Verschleiß des Domes größer. Jedenfalls soll die Bohrung des Rohres derart sein, daß die Wendel bis auf etwa 0,5% regelmäßig ist. Verschleiß des Domes an den Ecken bildet keinen Nachteil; in diesem Fall entsteht eine regelmäßige Figur mit gekrümmten statt geraden Seiten. Eine geeignete Wendel zur Verwendung in einer Verstärkerröhre ! der Laufzeitart, die ein derartiges Rohr aus Quarz oder Glas enthält und im Bereich von 7000 bis ioooomHz arbeitet, hat eine Länge von etwa 25 cm ] undeinen Außendurchmesser von 2,5 mm. ProZentimeter Länge der Wendel sind etwa 19 Windungen von Draht mit einem Durchmesser von 0.25 mm gewunden.

Aus einem vollen Barren mit rechteckigem Querschnitt, der aus Quarz oder keramischem Stoff besteht, wird ein V-förmiges Stück etwa in der Mitte einer Längsseite des Barrens ausgespart. Mit einem zweiten streifenförmigen Stück aus Quarz oder keramischem Stoff wird die ausgesparte Stelle am j erstgenannten Barren abgedeckt. Die Wände des so gebildeten Hohlraums können im Vergleich zur Bemessung des Querschnitts der Bohrung eine größere Stärke haben. Der auf diese Weise entstandene sehr regelmäßige Hohlraum dreieckigen Querschnitts gestattet die Verwendung einer Wendel mit einer Länge von etwa 25 cm und einem Außendurchmesser von 1 mm, wobei die Wendel mit etwa 40 Windungen je Zentimeter Länge aus Draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm gewunden wird.

Die Erfindung wird nun an Hand der schematisehen Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Fig. ι ist ein Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer Röhre der Wanderwellenart; Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-1I in Fig. τ;

Fig. 3 ist eine Einzelansicht, in der die Verbindung zwischen dem Anfang der Wendel und der Beschleunigungselektrode der Elektronenquelle dargestellt ist;

Fig. 4 ist ein Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der Wanderwellenröhre.

In Fig. ι enthält die Wanderwellenröhre eine Elektronenquelle 1, von der nur die Beschleunigungselektrode 2 abgebildet ist, sowie einen wendelförmig gewundenen Leiter 3, der am Anfang mit der Beschleunigungselektrode 2 und am Ende mit einem Kupfernickelrohr an der Ausgangsseite 4 ver-

bunden ist. Das Ganze ist in einem Außenrohr 5 untergebracht, wobei eine Fangelektrode 6 an dem von der Elektronenquelle ι abgewendeten Ende des Rohres S angeordnet ist. Die Wendel wird mittels eines Rohres 7 aus Glas oder Quarz mit vierkantem Innen- und Außenquerschnitt an Ort und Stelle gehalten. Mittels einer Schweißung 8 ist die Wendel elektrisch leitend mit der Beschleunigungselektrode 2 und mittels einer Schweißung 9 mit einem Metallrohr 4 an der Ausgangsseite verbunden. Ein aus einem kolloidalen Graphitniederschlag auf der Innenfläche des Glas- oder Quarzrohres bestehender Dämpfungsbelag 10 ist auf bekannte Weise angeordnet, um Selbsterregung beim Betrieb der Laufzeitröhre zu verhüten. An jedem Ende der Röhre ist ein Dämpfungskörper 11 angeordnet.

Fig. 2 zeigt das Außenrohr 5, das Quarz- oder Glasrohr mit vierkantem Querschnitt 7 und die Wendel 3. Es ist ersichtlich, daß der Außenumfang des Querschnitts der Wendel 3 den einbeschriebenen Kreis im Innenviereck bildet und nur an vier Punkten je Windung mit dem Rohr 7 in Berührung steht. Fig. 3 zeigt die Beschleunigungselektrode 2, die mittels einer Buchse 12 im Rohr 7 an Ort und Stelle

»5 gehalten wird, die Wendel 3 und die Verbindungsstelle 8. Letztere erstreckt sich über ihre ganze Länge in einem Winkel des Innenvierecks an der Außenseite des einbeschriebenen Kreises, der von der Wendel gebildet wird.

Fig. 4 zeigt das Außenrohr 5 sowie die Wendel 3 eines zweiten Ausführungsl>eispiels der Wanderwellenröhre. Die Wendel wird zwischen zwei Stücken 13 und 14 aus Quarz oder aus keramischem Material an Ort und Stelle gehalten. Im Barren 14 ist eine V-förmige Aussparung vorgesehen, 'derart, daß (im Schnitt gesehen) die Aussparung 15 und die anliegende Längsseite des Streifens 13 einen Hohlraum mit dem Ouerschnitt eines gleichschenkligen Dreiecks bilden und der Außenumfang des Querschnitts der Wendel 3
Kreis im Dreieck bildet.

den einbeschriebenen

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrische Entladungsröhre der Wanderwellenart, die einen wendeiförmigen Leiter, eine Kathode, eine Fangelektrode und eine Anzahl Hilfselektroden enthält, um das aus der Kathode austretende Elektronenbündel in der Achse des wendeiförmigen Leiters nach der Fangelektrode zu richten, und in der jede Windung des wendelförmigen Leiters nur an einigen Punkten von einem dielektrischen Stoff gehaltert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der wendeiförmige Leiter in einem länglichen Hohlraum insbesondere Rohr aus Glas, Quarz oder keramischem Stoff untergebracht ist, dessen Innenquerschnitt ein regelmäßiges Vieleck bildet und dessen einbeschriebener Kreis dem Außenumfang der W'endel entspricht.

2. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das regelmäßige Vieleck höchstens zehn Seiten, vorzugsweise drei Seiten hat.

3. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung des wendeiförmigen Leiters aus einem Barren aus keramischem Stoff besteht, in dem eine V-förmige Aussparung vorgesehen ist, die mit einem flachen keramischen Streifen (Platte) derart abgedeckt ist, daß der Querschnitt des so gebildeten Hohlraums ein gleichschenkliges Dreieck bildet.

4. Elektrische Entladungsröhre nach den Ansprüchen i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißverbindungen zwischen dem wendeiförmigen Leiter und den zugehörigen Elektroden in Winkelpunkten (Ecken) des regelmäßigen Vielecks untergebracht sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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