DE862786C

DE862786C - Process to improve the mode of operation and to expand the application possibilities of magnetron tubes with resonance cavities

Info

Publication number: DE862786C
Application number: DEC3041A
Authority: DE
Inventors: Raphael Frumkin; Henri Gutton
Original assignee: CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1948-02-04
Filing date: 1950-10-03
Publication date: 1953-01-12
Also published as: FR58269E; GB683524A; FR962294A; FR58462E; CH281263A; FR57996E; BE486871A; NL85855C; NL144435B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Röhren der Magnetronbauart, die zur UKW-Übertragung bestimmt sind, und auf ihre Anwendungsschaltungen. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit Magnetronröhren mit Resonanzhohlräumen, unabhängig von ihrer Form und Anordnung, und ganz allgemein betrifft die Erfindung jede Magnetronröhre oder jede analoge Röhre, in welcher eine Kette von miteinander gekoppelten Kreisen vorhanden ist.The invention relates to magnetron type tubes intended for VHF transmission are, and on their application circuits. In particular, the invention is concerned with magnetron tubes with resonance cavities, regardless of their shape and arrangement, and in general The invention relates to any magnetron tube or any analog tube in which a chain of there are coupled circles.

Wegen dieser Kopplung zwischen den Resonanzhohlräumen und der Rückwirkung, welche diese Kopplung nach sich zieht, haben die üblichen Magnetronröhren eine Neigung zur SelbsterregungBecause of this coupling between the resonance cavities and the feedback that these Coupling, the usual magnetron tubes have a tendency to self-excitation

und können fast nur als Oszillatoren benutzt werden. Diese Hohlräume zeigen eine sehr große Resonanzüberhöhung, und die Frequenz der Schwingungen ist nur in sehr engen Grenzen, in der Größenordnung von 1 °/o, regelbar. Zur Erweiterung des Regelbereiches hat man schon vorgeschlagen, die Form oder Abmessung der Hohlräume zu verändern oder in Kombination mehrere Magnetronröhren mit abweichenden Parametern zu verwenden, die auf verschiedenen Frequenzen schwingen.and can almost only be used as oscillators. These cavities show a very large increase in resonance, and the frequency of the oscillations can only be regulated within very narrow limits, in the order of magnitude of 1%. To expand of the control range has already been proposed, the shape or dimensions of the cavities to change or in combination several magnetron tubes with different parameters use that vibrate at different frequencies.

Im ersten Fall konnte man das. Band nur wenig- erweitern, jedoch mit dem Nachteil einerIn the first case, the band could only be expanded a little, but with the disadvantage of one

Komplikation des Aufbaues und der Regelung, die praktisch die Anwendung dieser Maßnahme verbietet. Im zweiten Fall gelangte man zu Anlagen, die zu kompliziert und kostspielig sind. Andererseits verbietet die übliche Schwingneigung der Magnetronröhren bisher jede Verwendung einer solchen Röhre als Verstärker von Signalen oder, als Generator von Signalen, der sie zugleich modulieren kann, ebenso wie jede andere ίο Anwendung von Magnetronröhren sich, verbietet, die nicht mit ihrem dauernden Zustand der Selbsterregung auf einer genau bestimmten Frequenz vereinbar ist.Complication of construction and regulation that practically make the application of this measure forbids. In the second case, systems were obtained that are too complicated and expensive. On the other hand, the usual tendency of magnetron tubes to oscillate has hitherto prohibited any use such a tube as an amplifier of signals or, as a generator of signals, of them can modulate at the same time, just like any other ίο application of magnetron tubes prohibits, those not with their permanent state of self-excitement on a precisely determined frequency is compatible.

Die Erfindung hat ein Verfahren zum Betrieb ig von Magnetronröhren mit Resonanzhohlräumen zum Gegenstand, welches es ermöglicht, ihre' Neigung zur Selbstschwingung zu regeln, sie zu vermindern oder sogar vollständig zu unterdrücken und dadurch entweder ihr Schwingungsfrequenzband sehr erheblich zu erweitern oder sie als stabile Verstärker und in jeder anderen Weise zu verwenden, die auf dieser Arbeitssiabilität beruht.The invention has a method of operating magnetron tubes with resonant cavities to the object which makes it possible to regulate their tendency to self-oscillation, to reduce it or even to suppress it completely and thereby either its oscillation frequency band to expand very considerably or to use them as stable amplifiers and in any other way, which is based on this work stability.

' Gemäß der Erfindung führt man zwischen die Resonanzhohlräume einen zusätzlichen Kreis ein, welcher eine Gegenkopplung hervorbringt und eine mehr oder weniger ausgeprägte Entkopplung dieser Hohlräume bewirkt.According to the invention, an additional circle is introduced between the resonance cavities, which produces a negative feedback and a more or less pronounced decoupling of this Causes cavities.

Nach einer Ausführungsform wird die Gegenkopplung mit Hilfe von Einstichen oder Einschnitten hergestellt, die seitlich in den Wandungen der Hohlräume angebracht sind und diese Hohlräume direkt miteinander im Innern des Anodenblockes verbinden. Indem man die Tiefe dieser Einstiche passend bemißt, kann man den Grad der Gegenkopplung einstellen.According to one embodiment, the negative feedback is achieved with the aid of punctures or incisions produced, which are attached laterally in the walls of the cavities and these Connect cavities directly to one another inside the anode block. By getting the depth If these grooves are dimensioned appropriately, the degree of negative feedback can be adjusted.

Indem man diesen Einstichen ein geeignetes Profil gibt, kann man sogar der durch sie bewirkten Gegenkopplung eine selektive Wirkung erteilen. Man kann schließlich die Wirkung der Einstiche verändern, indem man in sie leitende Körper einer geeigneten Form mehr oder weniger eintreten läßt. Die Erfindung erstreckt sich somit auf jede Magnetronröhre oder analoge Röhre, deren Hohlräume in der angegebenen Weise entkoppelt sind. 4-5 In gewissen Fällen besitzt die Magnetronröhre gemäß der Erfindung eine geringe Anzahl von Hohlräumen, die sogar auf zwei Hohlräume beschränkt werden kann, welche miteinander durch einen Gegenkopplungseinschnitt verbunden sind. Durch Regelung der Gegenkopplung kann man entweder . einen rückgekoppelten Verstärker herstellen oder, wenn man eine hohe Wiedergabetreue wünscht, die Resonanzräume der Magnetronröhre vollständig entkoppeln.By giving these punctures a suitable profile, one can even make the one caused by them Give negative feedback a selective effect. You can finally see the effect of the punctures change by allowing conductive bodies of a suitable shape to enter them more or less. The invention thus extends to any magnetron tube or analog tube, their cavities are decoupled in the manner indicated. 4-5 In certain cases the magnetron tube has according to the invention has a small number of cavities, which is even limited to two cavities which are connected to one another by a negative coupling incision. By regulating the negative feedback, one can either. make a feedback amplifier or, if a high fidelity is desired, the resonance chambers of the magnetron tube completely decouple.

Durch Einführung der Gegenkopplung kann man die Arbeitscharakteristiken einer Magnetronröhre verbessern, die Einsetzdauer des Anodenstromes wesentlich verkürzen und so erheblich den Bremseffekt vermindern, der in den gewöhnlichen Magnetronröhren anzutreffen ist und auf dem Vorhandensein eines kräftigen Anodenreststromes beruht, bevor die Verhältnisse zur Entsperrung des Magnetrons hergestellt werden. Dieser Strom gibt Veranlassung zu Störgeräuschen, die einer guten Verstärkung entgegenstehen. Indem diese unterdrückt werden, ermöglicht die Erfindung, den Grad und die Qualität der Verstärkung zu verbessern und die Magnetrons sogar für den Empfang von sehr schwachen Signalen zu verwenden und folglich sie in der ersten Stufe eines Verstärkers einzusetzen. By introducing negative feedback, one can understand the working characteristics of a magnetron tube improve, significantly shorten the onset of the anode current and thus significantly reduce the braking effect that can be found in ordinary magnetron tubes and its presence a strong anode residual current is based before the conditions for unlocking the magnetron getting produced. This current gives rise to interfering noises, which are good Oppose reinforcement. By suppressing these, the invention enables the degree and to improve the quality of the amplification and the magnetrons even for the reception of using very weak signals and consequently using them in the first stage of an amplifier.

.' Nach einer Ausführungsform kann man eine Verstärkerstufe mit Hilfe von zwei durch einen Entkopplungseinstich verbundenen Hohlräumen ausbilden, von denen der eine, unter Berücksichtigung der Richtung der Elektronenströmung, das Signal empfängt und als Eingangskreis dient, während der andere als Ausgangskreis dient und mit einem Organ zur Entnahme des verstärkten Signals verbunden ist.. ' According to one embodiment, one can Amplifier stage with the help of two cavities connected by a decoupling groove form, one of which, taking into account the direction of the electron flow, the Receives signal and serves as an input circuit, while the other serves as an output circuit and with is connected to an organ for extracting the amplified signal.

Diese beiden Hohlräume können nebeneinander angeordnet sein, in welchem Fall man einen Verstärker mit einer einzigen Stufe herstellt. Sie können jedoch auch durch eine gewisse Anzahl von zwischenliegenden, gegeneinander entkoppelten Hohlräumen getrennt sein, wodurch sich eine Schaltung ergibt, die einem mehrstufigen Verstärker gleich kommt.These two cavities can be side by side be arranged, in which case a single stage amplifier is made. You can but also by a certain number of intermediate, decoupled from each other Cavities be separated, resulting in a circuit that resembles a multi-stage amplifier coming soon.

Nach einer weiteren Abwandlung können die beiden aufeinanderfolgenden, eine Verstärkerstufe bildenden Hohlräume in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet werden, wobei der zwischen ihnen in dem Anodenblock angebrachte Entkopplungseinstich einen geeigneten Umriß hat, der eine Erweiterung des Frequenzbandes gestattet. Man kann insbesondere zu diesem Zweck zwischen den als Eingangskreis und Ausgangskreis dienenden Hohlräumen mehrere zylindrische Hohlräume vorsehen, von denen jeder auf einer besonderen Frequenz in Resonanz kommt, wobei jedoch diese verschiedenen Frequenzen benachbart und diese Hohlräume miteinander durch Einstiehe verbunden sind. Man kann auch an dem als Eingang dienenden Resonanzraum einen zusätzlichen Hohlraum anfügen, der mit dem Anoden-Kathoden-Raum nicht verbunden und auf eine Frequenz abgestimmt ist, die von derjenigen, des Eingangsraumes verschieden, aber ihr benachbart ist. Ebenso kann man mit dem Ausgangs'kreis verfahren.According to a further modification, the two consecutive one amplifier stage forming cavities are arranged at a certain distance from each other, with the between decoupling punctures made in the anode block has a suitable outline that allows the frequency band to be widened. For this purpose in particular, one can choose between the cavities serving as the input circle and output circle have several cylindrical cavities provide, each of which comes into resonance on a particular frequency, but this adjacent to different frequencies and these cavities are connected to one another by entrances are. You can also add an additional cavity to the resonance chamber serving as an input, which is not connected to the anode-cathode space and is tuned to a frequency, which is different from that of the entrance room, but is adjacent to her. The same can be done with the starting circle.

Die Magnetronröhre kann einen vollen Anodenblock besitzen, der nur die Resonanzräume aufweist, die zur Verstärkung ausgenutzt werden.The magnetron tube can have a full anode block, which only has the resonance chambers, which are used for reinforcement.

Man kann auch eine normale Anode mit an ihrem ganzen Umfang verteilten Hohlräumen benutzen, von denen nur ein Teil für die Verstärkung verwendet wird. In diesem Fall werden zweckmäßig Mittel vorgesehen, um die Schwingungsart π festzulegen. It is also possible to use a normal anode with cavities distributed over its entire circumference, only part of which is used for reinforcement. In this case, means are expediently provided in order to determine the mode of oscillation π .

Gemäß der Erfindung wird man zur Regelung der Tätigkeit des Verstärkers entweder auf die lao Anodenspannung oder auf das magnetische Feld oder auf die beiden gemeinsam einwirken, um dem Anodenstrom den bestmöglichen Wert zu geben. Um die Dauer der Ausbildung des letzteren zu vermindern und ihm die Form von kurzen Impulsen zu geben, um so die Magnetronröhre als VerstärkerAccording to the invention, one will be able to control the activity of the amplifier either on the lao Anode voltage or on the magnetic field or on both of them together, to the To give the anode current the best possible value. To the duration of the training of the latter too diminish and give it the form of short impulses so as to use the magnetron tube as an amplifier

der Klasse C zu verwenden, wirkt man in dem gewünschten Sinn, auf das magnetische Feld oder vorzugsweise auf das elektrische Feld vor den Hohlräumen ein, indem man dieses letztere gegenüber dem Ausgangshohl raum abschwächt.To use class C, one acts in the desired sense, on the magnetic field or preferably on the electric field in front of the cavities by weakening the latter in relation to the initial cavity.

Man erreicht dies, indem man die Kathode exzentrisch innerhalb des ringförmigen Anodenblocks legt, derart, daß der Abstand zwischen Anode und Kathode allmählich von dem Eingangs-ίο hohlraum zu dem Ausgangshohlraum zunimmt.This is achieved by placing the cathode eccentrically within the annular anode block places in such a way that the distance between anode and cathode gradually decreases from the input ίο cavity increases to the output cavity.

Um zu vermeiden, daß die Elektronen nach ihrem Energieaustausch mit der elektrischen Welle des Magnetrons und der Erzeugung des Verstärkungseffektes wieder vor den Eingangshohlraum zurück- gelangen, kann man auf ihren Bahnen Schirme vorsehen oder auch, um die Konstruktion'nicht zu komplizieren, sie durch ein geeignetes Feld zurückhalten, welches einen Fokussierungseffekt erzeugt. Schließlich kann man gemäß der Erfindung in dem gleichen Magnetron den Effekt der Verstärkung des empfangenen Signals mit der Erzeugung einer lokalen Schwingung kombinieren, die, wie später dargelegt wird, geregelt wird, um einen Frequenzwechsel zu erzielen. Man macht zu diesem Zweck von verschiedenen Hohlräumen Gebrauch, die entkoppelt sind: der Schwingungsteil und der Verstärkerteil sind miteinander durch den Raum zwischen Anode und Kathode verbunden.To avoid that the electrons after their energy exchange with the electric wave of the magnetron and the generation of the amplification effect back in front of the entrance cavity. one can provide umbrellas on their lanes or, in order not to close the construction complicate, hold them back by a suitable field, which creates a focusing effect. Finally, according to the invention, one can see the amplification effect in the same magnetron of the received signal combine with the generation of a local oscillation, which, as later is set out, is regulated in order to achieve a frequency change. One does for this purpose use of different cavities that are decoupled: the vibration part and the amplifier part are connected to each other through the space between anode and cathode.

Indem man die Gegenkopplung passend regelt und insbesondere den in dem Magnetron angebrachten Einschnitten eine geeignete Tiefe gibt, kann man unter Beibehaltung seiner Schwingungsfähigkeit seine Übertragungskurve in Abhängigkeit von der Frequenz erheblich erweitern.By appropriately regulating the negative feedback and in particular the one installed in the magnetron If cuts are given a suitable depth, one can vary its transmission curve while maintaining its ability to vibrate expand considerably in frequency.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf die Anwendung einer solchen Magnetronröhre mit Gegenkopplung zur Erzeugung von Schwingungen mit verhältnismäßig breitem Band. Sie hat .insbesondere die Kombination einer solchen Magnetronröhre oder einer ähnlichen Röhre mit einer Einrichtung zum Gegenstand, welche die Änderung der Schwingungsfrequenz gestattet und, genauer, das Herausgreifen der gewünschten Frequenz oder eines schmalen Frequenzbandes.The invention also extends to the use of such a magnetron tube with negative feedback for generating vibrations with a relatively wide band. She has .in particular the combination of such a magnetron tube or a similar tube with a device to the subject, which allows the change of the oscillation frequency and, more precisely, that Picking out the desired frequency or a narrow frequency band.

Diese Regeleinrichtung wird gebildet durch einen Resonanzraum mit großer Resonanzüberhöhung und einer durch irgendein übliches Mittel und insbesondere durch Änderung seines Rauminhaltes regelbaren Eigenfrequenz. Diese Einrichtung wird direkt mit einem Hohlraum der Magnetronröhre verbunden, oder sie wird insbesondere durch koaxiale Kabel mit verschiedenen Hohlräumen verbunden. This control device is formed by a resonance chamber with a large resonance increase and one by any conventional means and in particular by changing its volume adjustable natural frequency. This device connects directly to a cavity of the magnetron tube connected, or it is connected to various cavities in particular by coaxial cables.

Diese Einrichtung kann die Form eines Hohlleiterabschnittes erhalten, der durch einen Hornstrahler oder irgendein anderes Strahlungsmittel abgeschlossen ist.This device can be in the form of a waveguide section obtained, which is terminated by a horn or some other radiation means.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. Abb. ι zeigt die Verteilung der Felder und der Ströme in einem üblichen Magnetron mit zylindrischen Hohlräumen;Further details and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments on the basis of the drawing. Fig. Ι shows the distribution of the fields and the Currents in a conventional magnetron with cylindrical cavities;

Abb. 2 zeigt sein elektrisches Schema, welches die Anwesenheit einer Rückkopplung veranschaulicht, die die Selbsterregung verursacht;Fig. 2 shows its electrical scheme, which illustrates the presence of a feedback, which causes the self-excitement;

Abb. 3 zeigt das entsprechende Schema, das künstlich hergestellt ist, indem die Elektronenströmung der von den Hohlräumen gebildeten Resonanzkreise getrennt wurde, um ihre Rückkopplung besser darstellen zu können;Fig. 3 shows the corresponding scheme, which is artificially produced by the flow of electrons of the resonance circuits formed by the cavities was separated to allow their feedback to be able to represent better;

Abb. 4 zeigt die übliche Übertragungskurve eines Magnetrons in Abhängigkeit von der Frequenz; Abb. 5 zeigt das Schema der Abb. 3, das gemäß der Erfindung so ergänzt ist, daß die Wirkung der Gegenkopplung eingeführt wird;Fig. 4 shows the usual transmission curve of a magnetron as a function of frequency; Fig. 5 shows the scheme of Fig. 3, which is supplemented according to the invention so that the effect of Negative feedback is introduced;

Abb. 6 zeigt eine Ausfühnungsform mit Anwendung von Einschnitten und stellt einen Querschnitt derFig. 6 shows an embodiment with the use of incisions and represents a cross section the

Abb. 7 dar, welche eine technische Ausführung dieses Einschnittes veranschaulicht;Fig. 7 which illustrates a technical implementation of this incision;

Abb. 8 zeigt für sich ein Teilstück dieser Ausführung mit einem Einstich und läßt die Verteilung der Ströme bei einer solchen Anordnung deutlicher erkennen; Abb. 9 zeigt eiro entsprechendes elektrischesFig. 8 shows a part of this design with a recess and leaves the distribution the currents can be seen more clearly in such an arrangement; Fig. 9 shows the electrical equivalent to eiro

Schema, welches die Aufgabe des Einstiches ebenso wie des Entkopplungskreises verständlich macht; Abb. 10 zeigt ein Schema der experimentellenScheme which makes the task of the puncture as well as the decoupling circle understandable; Fig. 10 shows a scheme of the experimental

Untersuchung der Gegenkopplung; dieInvestigation of negative feedback; the

Abb. 11 zeigt die Kurven der Übertragung in Abhängigkeit von der Frequenz, die man erhält, indem man den Grad dieser Entkopplung verändert ;Fig. 11 shows the curves of the transmission in Dependence on the frequency obtained by changing the degree of this decoupling ;

Abb. 12 zeigt eine Verstärkermagnetronröhre, die nur zwei Hohlräume besitzt, mit ihren Eingangs- und Ausgangskreisen;Fig. 12 shows an amplifier magnetron tube, which has only two cavities, with its input and output circles;

Abb. 13 zeigt ein vereinfachtes elektrisches Schema der Magnetronröhre der Abb. 12, wodurch sie einer Röhre ähnlich wird, die mit von einer Elektronenströmung durchsetzten Steuergittern ausgerüstet ist;Fig. 13 shows a simplified electrical schematic of the magnetron tube of Fig. 12, whereby it becomes similar to a tube with control grids penetrated by a flow of electrons is equipped;

Abb. 14 zeigt die Anodenstromanodenspannungscharakteristiken für verschiedene magnetische Felder, die mit einem Magnetron mit negativer Rückkopplung erhalten wurden, und die gleichen Charakteristiken, die mit dem gleichen Magnetron, jedoch der gewöhnlichen Bauart, erhalten wurden. Die Abbildung macht die Verbesserung der Arbeitsweise eines Magnetrons mit negativer Rückkopplung hinsichtlich des Störgeräusches verständlich; Fig. 14 shows the anode current anode voltage characteristics for various magnetic fields obtained with a negative feedback magnetron and the same Characteristics obtained with the same magnetron but of the ordinary type. The figure makes the improvement of the operation of a magnetron with negative Feedback regarding the background noise understandable;

Abb. 15 zeigt eine Variante einer Verstärkermagnetronröhre mit zwei Hohlräumen, bei welcher der Raum zwischen Kathode und Anode vor dem Ausgangshohlraum vergrößert ist, um sich der Arbeitsweise nach Klasse C anzunähern;Fig. 15 shows a variant of a two-cavity amplifying magnetron tube in which the space between the cathode and anode in front of the exit cavity is enlarged to approximate the class C mode of operation;

Abb. 16 zeigt eine Verstäfkermagnetronröhre mit mehreren in Kaskade verbundenen Hohlräumen zur Durchführung einer mehrstufigen Ver-Stärkung; Fig. 16 shows an amplifier magnetron tube with several cavities connected in cascade to carry out a multi-stage reinforcement;

Abb. 17 zeigt ein elektrisches Schema der Magnetronröhre gemäß Abb. 5;Fig. 17 shows an electrical diagram of the magnetron tube according to Fig. 5;

Abb. 18 zeigt eine Variante, bei welcher die Eintritts- und Austrittshohlräume miteinander in dem Anodenblock durch Hohlräume verbunden sind,Fig. 18 shows a variant in which the entry and exit cavities are connected to one another in the anode block by cavities,

-die mit dem Anoden-Kathoden-Raum nicht in Verbindung stehen,; die auf verschiedenen Frequenzen in Resonanz kommen und eine Erweiterung des durchgehenden .Verstärkungsbandes gestatten; -..Abb. 19 zeigt eine Schaltung zur Erzeugung von Schwingungen:mit veränderlicher Frequenz unter Verwendung eines Hohlleiters, der einenResonanzraum bildet- und mit dem Magnetron direkt verbunden ist; . --that are not in contact with the anode-cathode compartment stand,; which resonate on different frequencies and are an extension of the allow continuous reinforcement tape; - .. Fig. 19 shows a circuit for generating Vibrations: with variable frequency using a waveguide that has a resonance space forms and is directly connected to the magnetron; . -

...Abb. 20 zeigt graphisch das durchgehende .•Frequenzband und die Auswahl, die man darin -vernimmt, indem man auf die Abstimmung des Hohlleiters einwirkt;... Fig. Figure 20 graphically shows the end-to-end . • Frequency band and the selection that can be heard in it by referring to the tuning of the Waveguide acts;

-, Abb.-21 .zeigt eine Variante, bei welcher der .Raum mit veränderlicher Abstimmung mit zwei Hohlräumen des Magnetrons durch koaxiale Leiter ■verbunden ist.'-, Fig. -21. Shows a variant in which the .Space with variable tuning with two cavities of the magnetron by means of coaxial conductors ■ is connected. '

In allen Abbildungen bezeichnen gleiche Bezugs-.zeichen. die gleichen Teile.The same reference symbols are used in all figures. the same parts.

,In Abb. ι ist/ein Teil einer üblichen Magnetron- - röhre -mit, IjLesonanzhohlräumen B dargestellt, die zylindrische Form haben und durch Schlitze F mit _:dem;Raum in Verbindung stehen, der einerseits durch, defl - Anodenblock A, von der diese Hohleinen Teil· bilden, und auf der anderen Seite ξ.Kathode K begrenzt wird. Die Verteilung des Stromes i.und des elektrischen Hochfrequenz-•feldese.entsprechend der Schwingungsart ist durch Pfeile, dargestellt., Nach dieser Schwingüngsart π gehen die Kraftlinien von einem Segment D aus und enden an dem Nachbarsegment, wobei diese ^beiden, Segmente entgegengesetzte Polarität aufweisen. Alle geraden Segmente oder Zähne haben die gleiche Polarität, ebenso wie alle ungeraden Segmente·. , Ein ' Teil der Linien erstreckt. sich .zwischen .Anöde und Kathode, ein anderer Teil verläuft in. den. Schlitzen. Die Ströme i sind Leitungsströme,; welche der Oberfläche des Hohlraumes folgen und von einem Hohlraum zu dem .nächsten entgegengesetzte Phasen haben. Zur Vereinfachung der Darstellung wurde das magnetische .Feld- nicht dargestellt, welchem das Magnetron ausgesetzt wird und dessen.Kraftlinien als parallel zu der Achse der Kathode in dem Luftspalt eines nicht.gezeigten Dauermagnets angenommen sind. .. Abb. 3 zeigt ein elektrisches Schema auf Grund der- Abb. 1. Die Bezugsgerade K-K entspricht der Kathode.K₁ die nach einer Ebene abgewickelt ist. Der elementare Schwingungskreis wird gebildet du,rch die .Selbstinduktion L₁ welche dem Inneren des·. Hohlraumes - entspricht, und durch die .dem £khlitz, F entsprechende Kapazität C Die Selbstinduktionen ι der Abb.2 berücksichtigen die Kopplung zwischen den Hohlräumen auf Grund des Vorhandenseins eines, längs der Innenwand der Anode kreisenden Leitungsstromes. Die Kapazitäten j,: stellen: die elektrischen Kraftlinien dar, welche zwischen Kathode und Anode verlaufen. ., -.;Um. · die⁵ -,Schwingungsart π festzulegen und alle anderen auszuschalten, kann man entweder ein bekanntes.. Verfahren benutzen, wobei man die Segmente.;mit_; gleicher Hochfrequenzpolarität miteinander, . durch Bügel verbindet, d. h. die Segmente D₁, D₃ .'.. einerseits und die Segmente D₂, P₁ . . . andererseits oder ein Verfahren, wonach man dem Teil der Segmente gegenüber der Kathode eine abgerundete, einem passenden Profil entsprechende Form gibt.In Fig. Ι is / part of a conventional magnetron tube -with, Ij resonance cavities B are shown, which have a cylindrical shape and through slots F with _: the; space connected on the one hand by, defl - anode block A, from the this hollow forms a part and on the other side the cathode K is limited. The distribution of the current i. and the electrical high-frequency field. corresponding to the mode of oscillation is represented by arrows. According to this mode of oscillation π , the lines of force start from a segment D and end at the neighboring segment, these two segments having opposite polarity. All even segments or teeth have the same polarity, as do all odd segments ·. 'A' part of the lines extends. between. anode and cathode, another part runs into. the. Slitting. The currents i are line currents; which follow the surface of the cavity and have opposite phases from one cavity to the next. To simplify the illustration, the magnetic field to which the magnetron is exposed and whose lines of force are assumed to be parallel to the axis of the cathode in the air gap of a permanent magnet not shown has not been shown. .. Fig. 3 shows an electrical diagram based on the- Fig. 1. The reference line KK corresponds to the cathode. K ₁ which is handled according to one level. The elementary oscillation circle is formed by the self-induction L ₁ which is the inside of the. Cavity - corresponds, and by the .dem £ khlitz, F corresponding capacitance C The self-inductions ι of Fig.2 take into account the coupling between the cavities due to the presence of a line current circulating along the inner wall of the anode. The capacities j,: represent: the electrical lines of force which run between cathode and anode. ., -.;Around. · To ^{determine the 5} - mode of oscillation π and to switch off all others, one can either use a known .. method whereby the segments.; With _; same high frequency polarity with each other,. connects by bracket, ie the segments D ₁ , D _3. '.. on the one hand and the segments D ₂ , P ₁ . . . on the other hand, or a method according to which the part of the segments opposite the cathode is given a rounded shape corresponding to a suitable profile.

Wenn man die Kurve aufzeichnet, die in Abhängigkeit von der Frequenz F den Übertragungskoeffizient T für zwei einzelne Zellen des Magnetrons (wie die an Hand der Abb. 2 beschriebenen) wiedergibt, so zeigt der Versuch, daß man die Kurve der Abb. 4 erhält, die durch zwei völlig getrennte Frequenzbänder gebildet wird. Diese Kurve ist charakteristisch für das Vorhandensein von zwei Kreisen, die viel stärker als mit der kritischen Kopplung gekoppelt sind. Die Kopplung und folglich die Trennung der Frequenzbänder wird noch gesteigert durch Anwendung der Schwingbügel oder der Anodenbauart mit abgerundeten Zähnen. Ein Magnetron mit N Hohlräumen arbeitet dann wie ein auf sich selbst geschlossenes Filter, welches 2 N Resonanzfrequenzen besitzt. Die Trennung dieser Fre- S5 quenzen wird angestrebt, um eine größere Frequenzstabilität zu erzielen, unter Vermeidung von etwaigen Schwingungen auf zwei benachbarten Wellenlängen. Die enge Kopplung, die zwischen den Hohlräumen des Magnetrons besteht, ist für die Aufrechterhaltung der Schwingungen im Inneren der Elektronenröhre.günstig. Der von der Kathode ausgesandte und durch das magnetische Feld gekrümmte Elektronenstrom gibt nämlich, wenn er vor denSchlitzen vorbeigeht, seineEnergie an das Feld e der Abb. 1 ab. Er wird wechselweise mit der Frequenz dieses letzteren moduliert. Daraus folgt, daß jeder mit diesem Strom verbundene Hohlraum des Magnetrons die Rolle des Gitters einer üblichen Vakuumröhre und ihres Schwingungskreises spielt.If the curve is recorded which, as a function of the frequency F, reproduces the transmission coefficient T for two individual cells of the magnetron (like those described with reference to Fig. 2), the experiment shows that the curve in Fig. 4 is obtained, which is formed by two completely separate frequency bands. This curve is characteristic of the presence of two circles that are much more closely coupled than with the critical coupling. The coupling and consequently the separation of the frequency bands is further increased by using the swing arm or the anode design with rounded teeth. A magnetron with N cavities then works like a self-contained filter which has 2 N resonance frequencies. The aim is to separate these frequencies in order to achieve greater frequency stability while avoiding any oscillations on two adjacent wavelengths. The close coupling that exists between the cavities of the magnetron is beneficial for maintaining the vibrations inside the electron tube. The electron current emitted by the cathode and bent by the magnetic field gives off its energy to the field e in FIG. 1 when it passes in front of the slits. It is alternately modulated with the frequency of the latter. It follows that each cavity of the magnetron connected to this current plays the role of the grid of a conventional vacuum tube and its oscillation circuit.

Diese Überlegung ermöglicht es, den Kreisen des Magnetrons eine Darstellung gemäß Abb. 3 zu geben, in welcher der Elektronenstrom Φ von den benachbarten Resonanzräumen B₁-B₂ getrennt ist und sich mit ihnen über imaginäre Gitter G₁ und G₂ in Energieaustausch befindet. Dieses Schema erinnert an das einer Triode mit dem Eingangskreis B₁ und dem Ausgangskreis B₂, der in solcher Weise rückgekoppelt ist, daß ein Zustand der Selbsterregung erzeugt wird. Der Einfluß der Gleichspannung der Gitterpolarisation, welche die Leistung der Elektrode regelt, ist hier ersetzt durch den Einfluß des magnetischen Feldes und des Abstandes zwischen den Elektroden. Bekanntlich hängen die Schwingungen, die in den Kreisen entstehen, wesentlich von der Kopplung zwischen diesen letzteren ab. Die Kopplung muß über einem kritischen Wert liegen, der als Grenzkopplung· für die Aufreohterhaltung bezeichnet wird.This consideration makes it possible to give the circles of the magnetron a representation according to Fig. 3, in which the electron flow Φ is separated from the neighboring resonance spaces B ₁ -B ₂ and exchanges energy with them via imaginary grids G ₁ _{and G 2.} This scheme is reminiscent of that of a triode with the input circuit B ₁ and the output circuit B ₂ , which is fed back in such a way that a state of self-excitation is generated. The influence of the direct voltage of the grid polarization, which regulates the power of the electrode, is replaced here by the influence of the magnetic field and the distance between the electrodes. It is known that the vibrations that arise in the circles depend essentially on the coupling between the latter. The coupling must be above a critical value, which is referred to as the limit coupling for maintaining the voltage.

Da diese Bedingung in einem Magnetron mit Resonanzhohlräumen immer erfüllt ist, hat das letztere eine ausgeprägte natürliche Neigung zur Selbsterregung und verhält sich so wie eine Triode mit Anoden- und Gitterkreisen, welche so rückgekoppelt sind, daß sie ein Oszillator wird.Since this condition is always met in a magnetron with resonance cavities, the the latter has a pronounced natural tendency to self-excitement and behaves like a triode with anode and grid circles, which are fed back in such a way that it becomes an oscillator.

Diese Eigenschaft der Magnetrons hat bisher ihre Verwendung als Verstärker von ultrakurzen Wellen verhindert und jeder Versuch in dieser Richtung wurde durch die !Instabilität derArbeitsweise und die spontane Anfachung von Schwingungen zum Scheitern gebracht.This property of magnetrons has heretofore been used as an amplifier of ultrashort Waves prevented and any attempt in this direction was made by the! Instability of the and the spontaneous fanning of vibrations failed.

Da andererseits die Resonanzhohlräume eine sehr hohe Resonanzüberhöhung aufweisen, schwingt das Magnetron, wie die Abb. 4 zeigt, auf einem sehr begrenzten Band und praktisch auf einer einzigen Frequenz, die man nicht durch die Charakteristiken von äußeren Kreisen regeln kann. Bei den Problemen der elektromagnetischen Auffindung von. Hindernissen ist es aber besonders wichtig, schwingende Magnetrons zu haben, deren Frequenz in bequemer Weise geändert werden kann, und zwar wegen der Schwierigkeit, breite Durchlaßbänder in den verschiedenen Geräten zu erzielen, die von den Hochfrequenzströmen, durchflössen werden. Man kann versuchen, die Schwierigkeit zu umgehen, indem- man die Charakteristiken der inneren Kreise verändert, aber dieses letztere Problem kann bei großen Leistungen in praktischer Weise nicht gelöst werden und verbietet dann die Anwendung des Magnetrons als Oszillator mit veränderlicher Frequenz.On the other hand, since the resonance cavities have a very high resonance increase, it oscillates the magnetron, as Fig. 4 shows, on a very limited band and practically on one only frequency that cannot be controlled by the characteristics of external circuits. With the problems of electromagnetic detection of. But it is especially difficult for obstacles important to have vibrating magnetrons that can be conveniently changed in frequency can, because of the difficulty in obtaining wide passbands in the various devices Achieve the high frequency currents flowing through will. One can try to get around the difficulty by- using the characteristics the inner circles changed, but this latter problem can be practical at great achievements Way cannot be solved and then prohibits the use of the magnetron as an oscillator with variable frequency.

Abb. 5 zeigt schematisch denErfindun-gsgedanken in seiner Verallgemeinerung. Er besteht darin, daß man die Resonanzkreise B₂ und B₁ durch einen zusätzlichen Kreis R verbindet und insbesondere in der Weise, daß dieser letztere sich wie eine Gegenkopplung verhält, welche die natürliche Kopplung M₁ die in Abb. 5 durch einen Pfeil H dargestellt ist, zu vermindern sucht. Der negative Rückkopplungskreis R kann eine elektrostatische Wirkung oder auch eine elektromagnetische Wirkung oder diese beiden zusammen ausüben. Seine Aufgabe wird im einzelnen in Verbindung mit den Abb. 6 bis 9 erläutert. Die Elektronenströmung Φ, deren Richtung bestimmt wird durch die Richtung des Magnetfeldes, das mit dem stets von der xA.node zur Kathode gehenden elektrischen Feld kombiniert wird, geht zunächst vor dem Resonanzhohlraum B₁ und dann vor dem Hohlraum B₂ vorbei. Dieser letztere kann so einem Ausgangskreis verglichen werden, während der erstere sich wie ein Eingangskreis verhält, und die Einrichtung R (Abb. 5) dient dazu, den Ausgangskreis mit dem Eingangskreis rückzukoppeln, um die natürliche Kopplung M zu vermindern.Fig. 5 shows schematically the idea of the invention in its generalization. It consists in that connects the resonant circuits B ₂ and B ₁ by an additional circuit R, and in particular in such a way that the latter behaves as a negative feedback which the represented natural coupling M ₁ in Fig. 5 by an arrow H is to diminish addiction. The negative feedback circuit R can exert an electrostatic effect or an electromagnetic effect or both of these together. Its task is explained in detail in connection with Figs. The electron flow Φ, the direction of which is determined by the direction of the magnetic field, which is combined with the electric field always going from the xA.node to the cathode, first passes in front of the resonance cavity B ₁ and then in front of the cavity B ₂ . The latter can thus be compared to an output circuit, while the former behaves like an input circuit, and the device R (Fig. 5) serves to feed back the output circuit with the input circuit in order to reduce the natural coupling M.

Indem man den Grad dieser Gegenkopplung regelt, kann man nach Belieben die Neigung des Magnetrons zur Selbsterregung vermindern und sie sogar völlig unterdrücken. Im ersten Fall gelangt man zu Magnetrons, die mit einem verhältnismäßig breiten Einstellband schwingen. Im zweiten Fall können sie die Aufgabe von sehr stabilen Verstärkern übernehmen.By regulating the degree of this negative feedback, you can adjust the inclination of the Reduce magnetrons for self-excitation and even suppress them completely. In the first case one arrives at magnetrons that vibrate with a relatively wide adjustment band. in the in the second case they can take on the role of very stable amplifiers.

Abb. 6 zeigt eine Ausführungsform dieser Entkopplung und die elektrischen. Verhältnisse, die sich dabei ergeben. Die beiden benachbarten Hohlräume B₁ und B₂ sind direkt in dem Anodenblock durch einen Einstich £ verbunden. Die praktische Ausführung dieses Einstiches ist in Abb. 7 gezeigt, die einen Teil eines Magnetrons perspektivisch im Schnitt darstellt. Dieser Einstich ist indem engsten Teil des Anodensegmentes angebracht und man gibt ihm eine Breite d und eine Tiefe/». (Abb. 7), wie sie für die Aufgaben, welche das Magnetron erfüllen soll, am günstigsten sind. Abb. 6 stellt einen Schnitt der Abb. 7 nach einer Ebene dar, die senkrecht zu der Kathode und durch den Einstich verläuft.Fig. 6 shows an embodiment of this decoupling and the electrical. Relationships that result from this. The two adjacent cavities B ₁ and B ₂ are connected directly in the anode block by a puncture £. The practical implementation of this puncture is shown in Fig. 7, which shows a part of a magnetron in perspective in section. This puncture is made in the narrowest part of the anode segment and is given a width d and a depth / ». (Fig. 7), as they are most favorable for the tasks that the magnetron is supposed to perform. Figure 6 shows a section of Figure 7 on a plane perpendicular to the cathode and through the puncture.

Die charakteristischen Parameter der negativen Rückkopplung werden, zugleich durch die Breite d des Schlitzes und durch seine Tiefe/» gebildet, die einen erheblichen Bruchteil der gesamten Tiefe des Hohlraumes erreichen kann, ohne daß eine De- ₍ formation bei der Evakuierung der Röhre zu befürchten ist. .The characteristic parameters of the negative feedback are, at the same time by the width d of the slit and "formed by its depth / which can achieve a significant fraction of the total depth of the cavity without any de _(formation is to be feared in the evacuation of the tube ..

Die durch die Einstiche ausgeübte Wirkung beruht auf der Unterbrechung des Kreisstromes i, der in Querrichtung längs des zylindrischen Hohlraumes zirkuliert. Abb. 8 stellt den Einstich für sich dar und zeigt, daß der Kreisstrom i auf der Höhe des Einstiches sich in drei Teile zerlegt: a) Ein Teil / fließt an der Unterseite des Einstiches, der so für den Gesamtstrom i eine Selbstinduktion L' bildet; b) ein zweiter Teil erzeugt einen Verschiebungsstrom, der sich durch das elektrische Feld e' senkrecht zu den Kanten des Einstiches kennzeichnet; c) ein dritter Teil i' fließt längs der elementaren Linie, welche die Hohlräume miteinander verbindet.The effect exerted by the punctures is based on the interruption of the circular current i, which circulates in the transverse direction along the cylindrical cavity. Fig. 8 illustrates the injection itself, and shows that the circulating current i is divided into three parts at the height of the recess: a) A part / flow at the bottom of the groove, which forms as for the total current i a self-inductance L ' ; b) a second part generates a displacement current which is characterized by the electric field e ' perpendicular to the edges of the recess; c) a third part i ' flows along the elementary line connecting the cavities.

Die durch die Einstiche eingeführte Entkopplung ergibt sich aus dem Einfluß dieses letzteren Stromes Ϊ. Wie die Abb. 6 zeigt, ist nämlich der Kreisstrom ΐ in Phase mit dem Strom i des Hohlraumes B₂. Er ist demnach in Opposition zu dem Strom —i des Hohlraumes B₁, der auf dem Vorhandensein der Schwingungsart π beruht. Folglieh sucht er die zwischen den beiden benachbarten Hohlräumen vorhandene Kopplung zu vermindern. In Abb. 9 ist das entsprechende Schema des Magnetrons, abgeleitet aus der Abb. 2, dargestellt und durch die elektrischen Änderungen ergänzt, die durch den Einstich veranlaßt werden. Dieser letztere entspricht einem Entkopplungskreis S, der durch den Strom i' gebildet wird und induktiv, /', L', mit den Resonanzkreisen L, C der Hohlräume verbunden ist. Zur Vereinfachung ist in diesem Schema nicht die Kapazität C berücksichtigt, welche von dem Feld e' erzeugt wird (Abb. S). Die Selbstinduktion IJ und der KopplungskoeffizientA* erhöhen sich mit der Tiefe des Einstiches. Die Änderung der Breite d wirkt in demselben Sinn. Der Kopplungskoeffizient Λ" ist negativ, d. h. daß er in dem Resonanzkreis B₁ einen Strom 1" erzeugt, der dem Strom ■—i, welcher normalerweise in dem letzteren kreist, entgegenwirkt und ihn zu vermindern sucht.The decoupling introduced by the punctures results from the influence of this latter current Ϊ. As Fig. 6 shows, the circulating current ΐ is in phase with the current i of the cavity B ₂ . It is therefore in opposition to the current - i of the cavity B ₁ , which is based on the existence of the oscillation mode π . As a result, he seeks to reduce the coupling that exists between the two adjacent cavities. In Fig. 9 the corresponding diagram of the magnetron, derived from Fig. 2, is shown and supplemented by the electrical changes that are caused by the puncture. This latter corresponds to a decoupling circuit S formed by the current i ' and inductively, /', L ', connected to the resonance circuits L, C of the cavities. For the sake of simplicity, this scheme does not take into account the capacitance C , which is generated by the field e ' (Fig. S). The self-induction IJ and the coupling coefficient A * increase with the depth of the puncture. The change in width d has the same effect. The coupling coefficient Λ "is negative, that is to say that it generates a current 1" in the resonance circuit B ₁ , which counteracts the current ■ - i, which normally circulates in the latter, and tries to reduce it.

Bei geeigneten Abmessungen der Einstiche verhält sich die Anordnung U und der nicht gezeigten Kapazität C wie eine positive Reaktanz. Die letztere kommt zu der Selbstinduktion L hinzu und erhöht folglich die eigene Resonanzperiode jedesWith suitable dimensions of the grooves, the arrangement U and the capacitance C, not shown, behave like a positive reactance. The latter adds to the self-induction L and consequently increases each own resonance period

Hohlraumes. So wird beispielsweise durch Am- » bringung eines Einstiches .mit 12 mm Tiefe und 3 mm Breite die Wellenlänge der Schwingung von ro. auf 12 cm gebracht, und zwar bei einem Magnetron der üblichen Bauart mit Hohlräumen von 8 mm Durchmesser bei 20 mm Tiefe. Ebenso verhält es sich mit der Gesamtheit der Resonanzkurven, die in Richtung der größeren, Wellenlängen verlegt werden^ Diese Theorie der Wirkungsweise wurde ausschließlich angeführt, um den Gegenstand und die Tragweite der Erfindung verständlicher zu . . machen, ohne daß jedoch die Erfindung durch diese Erläuterungen irgendwie eingeschränkt würde. .Cavity. For example, Am- »Making a puncture. With a depth of 12 mm and a width of 3 mm, the wavelength of the oscillation of ro. brought to 12 cm with a magnetron of the usual type with cavities 8 mm in diameter and 20 mm deep. It is the same with the entirety of the resonance curves, which are shifted in the direction of the larger, wavelengths ^ This theory of the mode of action is given solely to make the subject matter and scope of the invention easier to understand . . make without, however, the invention would be limited by these explanations in any way. .

Bei dieser Erläuterung wurde angenommen, daß das Magnetron nach derSchwingungsartyr arbeitet. Um:-diese Schwingungsart festzulegen, ist es in gewissen Fällen vorteilhaft, die beschriebenen Entkopphingseinstiche mit den bekannten Schwingbügel zu kombinieren, welche die geraden Segmente unter sich und die ungeraden Segmente unter sich verbinden. . . ·In this explanation it has been assumed that the magnetron operates according to the vibration mode. To: - define this type of vibration, it is in In certain cases, the decoupling punctures described are advantageous to combine with the well-known swing arm, which is the straight segments connect among themselves and the odd segments among themselves. . . ·

Um die angestrebte Wirkung der GegenkopplungTo the desired effect of the negative feedback

zu erreichen, kann man in gewissen Fällen die Einstiche durch eine Entkopplung ersetzen, die mit Hilfe von Bügeln, geeigneter Form und Länge erreicht wird, welche die benachbarten Segmente verbinden. Wie im vorhergehenden. Fall kann man zur Aufrechterhaltumg der Schwihgungsart π die Röhre'durch die bekannten Schwingbügel ergänzen oder auch die verwundeten Segmente vorsehen, wie es oben erwähnt wurde.To achieve this, in certain cases the punctures can be replaced by a decoupling, which is achieved with the help of brackets, suitable shape and length, which connect the adjacent segments. As in the previous one. In this case, to maintain the type of vibration π the tube 'can be supplemented by the known swing arm or the wounded segments can be provided, as mentioned above.

Wenn: man Versuche nach dem Schema der Abb. 10 durchführt, kann man sich von den Wirkungen überzeugen, die infolge der Entkopplung erzielt werden, und von den technischen Möglichkeiten, die sie bietet. Die Hohlräume werden durch einen Einstich 5" verbunden, dessen Breite d konstant' gehalten und dessen Tiefe p verändert wird.. Über einen koaxialen'Leiter führt man in den Hohlraum JS₂ eine Wechselspannung V₀ ein, deren Amplitude konstant gehalten wird und deren Frequenz man. ändert, und man mißt die Wechselspannung V in dem koaxialen Leiter, der mit dem benachbarten Hohlraum B₁ verbunden ist. Im Fall der Magnetrons, die nur einen einzigen Ausgang besitzen (Oszillator- oder Modulatormagnetrons) , zeichnet man die Kurve der Impedanzänderungen, welche in Abhängigkeit von der Frequenz die Lage der Knoten der stationären Wellen zeigt, die durch die Kreise der Hohlräume in, den koaxialen Ausgangsleiter eingeführt werden. Diese Versuche werden ohne elektronische Kopplung ausgeführt. Man kann sogar im allgemeinen die Kathode weglassen^ ohne daß die Ergebnisse wesentlich geändert werden.If: one carries out experiments according to the scheme in Fig. 10, one can convince oneself of the effects that are achieved as a result of the decoupling and of the technical possibilities that it offers. The cavities are connected by a recess 5 ″, the width d of which is kept constant and the depth p of which is changed. An alternating voltage V ₀ is introduced into the cavity JS ₂ via a coaxial conductor, the amplitude and frequency of which is kept constant one changes, and one measures the alternating voltage V in the coaxial conductor connected to the adjacent cavity B _1. In the case of magnetrons with only one output (oscillator or modulator magnetrons), the curve of the changes in impedance is drawn, which, as a function of the frequency, shows the position of the nodes of the stationary waves introduced by the circles of the cavities in the coaxial output conductor. These experiments are carried out without electronic coupling. In general, the cathode can even be omitted without affecting the results be changed significantly.

Die Abb. 11 zeigt die Entwicklung der Kurve für die Übertragung T durch ein Magnetron .mit zwei Hohlräumen in Abhängigkeit von einem Parameter, der die Tiefe p des Einstiches ist. Abb! 11 a bezieht sich auf ein Magnetron ohne Einstich (f — 0). Sie entspricht der Kurve der Abb.. 4. Wenn p zunimmt, prägt sich die Entkopplung aus, und'für einen.⁷ Wert p — p_c erhält man annähernd die kritische Entkopplung zwischen den beiden Kreisen, die sich durch die maximale Abflachung der Kurve kennzeichnet, wie sie in Abb. irb dargestellt ist. Wenn p größer ist als p_c, erhält man nur noch ein einziges Band mit abnehmendter Amplitude (Abb. 11 c) bis zu dem Wert p, bei welchem der Übertragungskoeffizient dauernd Null bleibt.'In diesem Fall besteht Gleichheit zwischen dem Strom i', der aus dem Einstich kommt und dem Strom—i, der sich aus der Kopplung durch den Raum .zwischen den Elektroden ergibt; die Entkopplung zwischen den Hohlräumen ist total.Fig. 11 shows the development of the curve for the transmission T through a magnetron with two cavities as a function of a parameter which is the depth p of the puncture. Fig! 11 a refers to a magnetron without a puncture (f - 0). It corresponds to the curve in Fig. 4. When p increases, the decoupling is expressed, and 'for one. ⁷ value p - p _c one obtains approximately the critical decoupling between the two circles, which is characterized by the maximum flattening of the curve, as shown in Fig. Irb. If p is greater than p _c , there is only one single band with decreasing amplitude (Fig. 11 c) up to the value p, at which the transfer coefficient remains permanently zero. 'In this case, the current i' is equal that comes from the puncture and the current - i, that arises from the coupling through the space between the electrodes; the decoupling between the cavities is total.

In Abb. 12 bezeichnet A den Anodenblock, in welchem zwei Hohlräume B₁ und B₂ vorgesehen sind, K die Kathode und Φ den Elektronenstrom zwischen diesen beiden Elektroden. Das Signal wird dem Eingangskreis / zugeführt, der durch seinen Wellenwiderstand dargestellt ist. Die Spannung an seinen Klemmen wird bei Ug gemessen·. Das verstärkte Signal wird an dem Ausgangskreis O abgenommen und die verstärkte Spannung bei U₅ gemessen. Diese beiden Kreise sind mit den· Hohlräumen durch koaxiale Leiter verbunden. Die beiden Hohlräume werden nach der oben beschriebenen. Methode entkoppelt, inisbesondere, indem man sie durch den Einstich vS" verbindet. Man regelt die Verstärkung durch die Tiefet des Einstiches, wie es in Verbindung mit Abb. 11 beschrieben worden ist. Um einen hohen Verstärkungsgrad zu erreichen, muß man die beiden Hohlräume ganz entkoppeln. ,In Fig. 12, A denotes the anode block in which two cavities B ₁ and B _{2 are} provided, K the cathode and Φ the electron flow between these two electrodes. The signal is fed to the input circuit /, which is represented by its characteristic impedance. The voltage at its terminals is measured at Ug ·. The amplified signal is taken from the output circuit O and the amplified voltage is measured at U _5. These two circles are connected to the cavities by coaxial conductors. The two cavities are made according to the one described above. Method decoupled, in particular by connecting them through the groove vS ". The reinforcement is regulated by the depth of the groove, as has been described in connection with Fig. 11. In order to achieve a high degree of reinforcement, the two cavities must be completely decouple.,

Die Wirkungsweise dieser Anordnung kann wie folgt erklärt werden: die hochfrequente Wechselspannung U_E, welche zwischen den beiden Teilen der koaxialen Eingangsleitung zugeführt wird, erzeugt vor dem Schlitz des Hohlraumes ein elektrisches Wechselfeld e von geringer Amplitude. Dieses Feld moduliert den Elektronenstrom, der zunächst mit geringer Geschwindigkeit ausgesandt wird, vor dem ersten Hohlraum. Es sei angenommen, daß die Richtung des Magnetfeldes so ist, daß die Elektronen eine Umlauf bewegung in Riehturag vom Eingang zum Ausgang annehmen, d. h. im Uhrzeigersinn. Diese Elektronen erlangen auf Grund der der Röhre zugeführten Gleichspannung· V_a eine große kinetische Energie. Die Modulation dieser Elektronen erzeugt ein elektrisches Hoch- no frequenzfeld, das vor dem Schlitz des zweiten Hohlraumes verstärkt wird. Die verstärkte Ausgangsspannung Us wird zwischen den beiden Teilen der koaxialen Aus gangs leitung abgenommen.The mode of operation of this arrangement can be explained as follows: the high-frequency alternating voltage U _E , which is fed between the two parts of the coaxial input line, generates an alternating electrical field e of low amplitude in front of the slot in the cavity. This field modulates the electron flow, which is initially emitted at low speed, in front of the first cavity. It is assumed that the direction of the magnetic field is such that the electrons assume an orbital movement in direction from the entrance to the exit, ie clockwise. These electrons acquire a large kinetic energy due to the direct voltage · V _{a supplied to the tube.} The modulation of these electrons creates a high-frequency electric field that is amplified in front of the slit of the second cavity. The increased output voltage Us is taken between the two parts of the coaxial output line.

Das elektronische Schema dieses Magnetrons ist in Abb. 13 dargestellt. 5 bezeichnet das Entkopplungsorgan, welches symbolisch durch eine veränderliche Kapazität dargestellt ist, welches aber in Wirklichkeit durch eine Reaktanz gebildet wird, die induktive und kapazitive Wirkungen vereinigt, wie dies oben dargelegt wurde. In dem vorliegenden Beispiel hat 6* die Form eines Einstiches, welcher so geregelt werden muß, daß man zwischen den beiden, Schwingungskreisen eine totale Entkopplung erhält. Die Bezugszeichen dieser Figur entsprechen denjenigen der Abb. 12, G₁ und G₃ The electronic scheme of this magnetron is shown in Fig. 13. 5 denotes the decoupling element, which is symbolically represented by a variable capacitance, but which is actually formed by a reactance that combines inductive and capacitive effects, as has been explained above. In the present example, 6 * has the shape of a recess, which must be regulated in such a way that a total decoupling is obtained between the two oscillation circles. The reference symbols in this figure correspond to those in FIGS. 12, G ₁ and G ₃

bezeichnen die symbolischen Gitter. Der Elektronenstrom wird durch den Eingangshohlraum durch Vermittlung des Gitters G₁ moduliert und wirkt auf den Ausgangshohl raum durch das Gitter G₂ ein. Es ist angebracht, wenn nicht unerläßlich, außerdem eine Einrichtung vorzusehen, welche die Elektronen daran hindert, vor den Eingangshohlraum zurückzukehren, bevor sie die Kathode umlaufen haben, und wenn der Wirkungsgrad derdenote the symbolic grids. The electron flow is modulated through the input cavity through the intermediary of the grid G ₁ and acts on the output cavity through the grid G ₂ . It is appropriate, if not indispensable, to also provide some means of preventing the electrons from returning in front of the entrance cavity before they have revolved around the cathode, and if the efficiency of the

ίο Röhre gut ist, sind diese Elektronen übrigens wenig zahlreich. Diese Bedingung kann durch eine geeignete elektronische Fokussierung erfüllt werden, indem man insbesondere das radiale Feld hinter dem Hohlraum B₂ verstärkt, welches dieElektronen zu der Anode zurückführt. Man kann die Elektronen auch durch einen Schirm zurückhalten. In Abb. 14 sind in vollen Linien die Charakteristiken des Anodenstromes eines Magnetrons in Abhängigkeit von der Anodenspannung für verschiedene magnetische Felder dargestellt, die an einem gewöhnlichen Magnetron aufgenommen wurden, und gestrichelt die gleichen Charakteristiken, die mit einem Magnetron erhalten wurden, welches gemäß der Erfindung entkoppelt ist. Wie ersichtlich, ist bei den gewöhnlichen Magnetrons ein starker Reststrom i_T bei Anodenspannungen vorhanden, die beträchtlich unter der Entsperrungsspannung der Röhre liegen. Anstatt daß er schnell einen hohen Wert erreicht und so eine theoretisch senkrechte Charakteristik zeigt, weist der Strom einen Bremseffekt auf, der ihn allmählich ansteigen läßt. Dieser Strom i_r ändert sich, wenn die Durchmesser der Anode und Kathode konstant bleiben, erheblich mit den bestimmenden Parameiern der Schwingungskreise, insbesondere bei den Magnetrons mit Schwingbügel mit der Lage und Form des Schwingbügels. Er beruht daher nicht auf einer besonderen Verteilung des elektrostatischen Feldes im Inneren des Raumes zwischen den Elektroden. Er bildet zum großen Teil den gleichgerichteten Strom von inneren Schwingungen in der Röhre. Diese letzteren erzeugen, das sehr starke Störgeräusch, welches man bei den gewöhnlichen Magnetrons feststellt und dessen Stärke dem Reststrom i_T proportional ist. Dieses Störgeräusch verbietet die Verwendung des Magnetrons in einer Empfangsstufe. Es beruht hauptsächlich und wahrscheinlich ausschließlich auf der starken Rückkopplung zwischen den- Hohlräumen, die auf ihrer natürlichen Kopplung beruht. Die Einführung einer ausreichenden negativen Rückkopplung mit Hilfe der Einstiche bei Verminderung der Kopplung zwischen den Hohlräumen ermöglicht eine beträchtliche Verminderung der inneren Schwingungen, die auf der Rückkopplung zwischen den Kreisen beruhen, und folglich eine beträchtliche Verminderung des Störgeräusches.ίο tube is good, by the way, these electrons are few in number. This condition can be met by suitable electronic focusing, in particular by intensifying the radial field behind the cavity B ₂ which returns the electrons to the anode. The electrons can also be held back by a screen. In Fig. 14, the characteristics of the anode current of a magnetron as a function of the anode voltage for various magnetic fields that were recorded on an ordinary magnetron are shown in full lines, and the same characteristics that were obtained with a magnetron according to the invention are shown in dashed lines is decoupled. As can be seen, with ordinary magnetrons there is a large residual current i _T at anode voltages which are considerably below the unblocking voltage of the tube. Instead of quickly reaching a high value and thus exhibiting a theoretically perpendicular characteristic, the current has a braking effect that gradually increases it. If the diameters of the anode and cathode remain constant, this current i _r changes considerably with the determining parameters of the oscillation circuits, especially in the case of magnetrons with oscillating arm with the position and shape of the oscillating arm. It is therefore not based on a special distribution of the electrostatic field in the interior of the space between the electrodes. For the most part, it forms the rectified current of internal vibrations in the tube. The latter generate the very strong background noise that is found in ordinary magnetrons and the strength of which is proportional to the residual current i _T. This background noise prohibits the use of the magnetron in a receiving stage. It relies primarily, and probably entirely, on the strong intercavity feedback that is due to their natural coupling. The introduction of sufficient negative feedback by means of the punctures while reducing the coupling between the cavities enables a considerable reduction in the internal vibrations due to the feedback between the circles and consequently a considerable reduction in the noise.

Auf Grund von durchgeführten Versuchen konnte tatsächlich festgestellt werden, daß der Reststrom immer kleiner wird, in dem Maß, wie. die Tiefe der Einstiche zunimmt. Es konnte bei einer passenden Tiefe ein Wert erreicht werden, der etwa tausendmal kleiner ist als bei einem Magnetron ohne Einstich und bei gleichen Versuchsbedingungen. In Abb. 14 sind gestrichelt die Charakteristiken eines Magnetrons gezeichnet, welches mit dem Magnetron ohne Einstiche hinsichtlich der Durchmesser von Anode und Kathode und der Hohlräume übereinstimmt, aber Einstiche von 12 mm Tiefe und 3 mm Breite bei Hohlräumen von 8 mm Durchmesser und 20 mm Tiefe besitzt (Resonanzfrequenz 3000 MHz). Man beobachtet in diesem Fall einen Reststrom i_r, der fast Null ist. Hingegen steigt der Strom bei Spannungen in der Nähe der Entsperrungsspannung sehr schnell an und erreicht Werte, die sich denjenigen des Magnetrons ohne Einstich mehr und mehr nähern, so daß die Charakteristiken der beiden Röhren schließlich in ein und derselben Kurve zusammenfallen. Das Magnetron mit Einstichen ist in theoretischer Hinsicht von Interesse, weil es Charakteristiken aufweist, die sich den Charakteristiken sehr nähern, welche durch Berechnung der elektrostatischen Verteilung der Felder erhalten werden. Seine praktische Bedeutung ist deshalb nicht weniger groß, da es durch die sehr bedeutende Verminderung des Störgeräusches die Verwendung des Magnetrons in allen Empfangsstufen und insbesondere in den ersten Verstärkungsstufen gestattet, in. welchen der Signalpegel verhältnismäßig gering und die Bedeutung des Störpegels sehr groß ist.On the basis of tests carried out, it could actually be determined that the residual current becomes smaller and smaller as the amount. the depth of the punctures increases. At a suitable depth, a value could be achieved that is about a thousand times smaller than with a magnetron without a puncture and under the same test conditions. In Fig. 14 the characteristics of a magnetron are drawn in broken lines, which corresponds to the magnetron without punctures in terms of the diameter of the anode and cathode and the cavities, but punctures 12 mm deep and 3 mm wide for cavities 8 mm in diameter and 20 mm deep possesses (resonance frequency 3000 MHz). In this case one observes a residual current i _r which is almost zero. On the other hand, the current rises very quickly at voltages in the vicinity of the unlocking voltage and reaches values which approach those of the magnetron without a puncture more and more, so that the characteristics of the two tubes finally coincide in one and the same curve. The puncture magnetron is of theoretical interest because it has characteristics that closely approximate the characteristics obtained by calculating the electrostatic distribution of the fields. Its practical importance is no less great, since the very significant reduction in noise allows the use of the magnetron in all reception stages and especially in the first amplification stages, in which the signal level is relatively low and the importance of the noise level is very high.

Das in geeigneter Weise entkoppelte Magnetron kann so geregelt werden, daß es die Arbeitsbedingungen als Verstärker der Klasse^ oder C einer Elektronenröhre mit Steuergitter erfüllt. Im ersten Fall regelt man die Anodenspannung oder das Magnetfeld in der Weise, daß ein Anodenstrom während der beiden Halbwechsel der Eingangsspannung auftritt. Im zweiten Fall wird man diese Parameter so einstellen, daß man einen kurzen Anodenstromimpuls nur während einer einzigen positiven Halbwelle der Eingangsspannung erhält. Der Mechanismus des Leistungsverstärkers, den man dann mit einem solchen Magnetron der Klasse C erzielt, ist mit demjenigen der gewöhnlichen Elektronenrelaisröhren vergleichbar. Die hochfrequente Ausgangsleistung wird der Energie des Elektronenstromes entnommen, welcher an den Scheiteln der Modulation die Nähe der Anode erreicht. Die Gleichstromleistung wird auf Kosten der Spannungsquelle entnommen. Wie bei jedem Verstärker nach Klasse C ist der Wirkungsgrad der Röhre viel besser, wenn der Elektronenstrom die Anode des Ausgangsho'hlraumes nur während einer Zeit erreicht, die gegen die Periode der Schwingungen kurz ist. Man erreicht dieses Ziel, indem man auf die Felder einwirkt, welche die Elektronenbahn vor dem Teil der Anodenmasse bestimmen, in welcher sich der Ausgangshohlraum befindet. Insbesondere kann man durch eine geeignete Fokussierung das magnetische Feld an dieser Stelle erhöhen. Man kann dort auch das elektrische Feld abschwächen. Diese letztere Wirkung kann man erreichen, indem man die Kathode aus der Mitte verlegt, was gleichbedeutend ist mit einer Ver-The magnetron, decoupled in a suitable manner, can be regulated so that it fulfills the working conditions as a class ^ or C amplifier of an electron tube with a control grid. In the first case, the anode voltage or the magnetic field is regulated in such a way that an anode current occurs during the two half-changes in the input voltage. In the second case, these parameters will be set in such a way that a short anode current pulse is only obtained during a single positive half-cycle of the input voltage. The mechanism of the power amplifier that is then obtained with such a class C magnetron is comparable to that of ordinary electron relay tubes. The high-frequency output power is taken from the energy of the electron stream, which reaches the anode at the apex of the modulation. The DC power is taken at the expense of the voltage source. As with any class C amplifier, the efficiency of the tube is much better if the electron stream only reaches the anode of the output cavity during a time which is short compared to the period of the oscillations. This goal is achieved by acting on the fields which determine the electron path in front of the part of the anode mass in which the exit cavity is located. In particular, one can increase the magnetic field at this point by means of suitable focusing. You can also weaken the electric field there. This latter effect can be achieved by moving the cathode out of the middle, which is equivalent to a

größer uiig --ihres Abständes" gegenüber der Anode. ,=' Abb*.; 1.5. zeigt eine Prinzipdarstellung dieser Anordnung. . -Der Abstand zwischen Anode und Kathode wurde "vor dem Ausgangshohlraum ver-S größertj so,daß der Elektronenstrom bei gleicher Spannung ,zwischenAnode und Kathode verkleinert r: wird. In ^dieser. Abbildung sind die gleichen Bezugszeichen verwendet, um dieselben Organe zu bezeichnen. Kathode und Anode wurden im Schnitt nach;zwei .Ebenen abgewickelt.greater uiig - their distance "from the anode. , = 'Fig * .; 1.5. shows a schematic diagram of this arrangement. . -The distance between anode and cathode has been "ver-S" in front of the exit cavity increases j so that the electron flow is equal to Voltage between anode and cathode is reduced. In ^ this. Figure, the same reference numbers are used to designate the same organs. The cathode and anode were unwound in section on two levels.

...Abb. 3.6,zeigt diese exzentrische Anordnung der ,.v KathodeK in- Anwendung bei einem Verstärker der Klasse;iT mit.mehreren Stufen und mehreren- Hohlräumen: .B₁; bis B₁, die verstärkungsmäßig in- Kaskade. verbunden und durch Einstiche 5 entkoppelt sin.d.-:Die-Eingangs.-: und Ausgangskreise sind mit /... Fig. 3.6, shows this eccentric arrangement of the .v cathode K in application to an amplifier of the class; iT with several stages and several cavities: .B ₁ ; to B ₁ , the in-cascade in terms of gain. connected and decoupled by grooves 5 sin.d .-: The inputs.-: and output circles are marked with /

c-j bzw. Ö bezeichnet. Das elektrische Feld, welches in dem ,Bereich-.F.-stärker ist, verhindert, daß die Elektronen ; vor - .den . Eingangskreis zurückkehren und scheine., elektronische Rückkopplung bewirken, welche.die. Stabilität der Röhre gefährden könnte.cj and Ö respectively. The electric field, which is stronger in the area-.F.-, prevents the electrons; Before . Return input circuit and shine., Cause electronic feedback which.the. Could endanger the stability of the tube.

;." Hm.diese .Elektronen .zurückzuhalten, kann man auch; ein," geeignetes Magnetfeld vorsehen oder sogar au-t. ."der Bahn der Elektronen Schirme anordnen.;. "You can. Hold back these .electrons even; a, "provide a suitable magnetic field or even au-t. . "Arrange screens along the path of the electrons.

welche .auf; ein geeignetes Potential gebracht werden."Und. insbesondere mit der Anode verbundenwhich .on; a suitable potential can be brought. "And. in particular connected to the anode

c·-; weiden "'können.; ■ .c · -; graze "'can .; ■.

-,;Abb..'i7. zeigt das. .entsprechende elektronische Schema, wobei die störende Rückkopplung dlureh Verbindungskapazitäten M dargestellt ist, deren Wirkung durch. Neutrodynkapazitätem S zum Ver--,; Fig. 'I7. shows the. Corresponding electronic scheme, the disturbing feedback is shown by the connection capacitances M , its effect by. Neutrodyne capacitance S for

-;■ s'chwinden gebracht, .wird... Man kann so einen beträchtlichen Yerstärkung-sgrad erzielen. Ausgehend von einer; sehr kleinen Leistung kann man eine sehr große.Ausgangsieistung erreichen, die nur durch die Verluste, rder.Röhre begrenzt ist. Die Grenze-; ■ it is made to fade, .will be ... You can have such a considerable Achieve degree of reinforcement. Starting from a; very small power can be a very Achieve large output power, which is only limited by the losses in the tube. The border

■;-:: des. Verstärkungsfaktors wird einerseits -durch· die Genauigkeit der Einrichtung festgelegt, welche die Elektronen.an der.Rückkehr vor dem Eingangshohlraum, verhindert, andererseits durch das Störgeräusch der Röhre auf dem Pegel dieser letzteren.■; - :: of the. Gain factor is on the one hand -by · the Accuracy of the device determined, which the electrons.an.return before the entrance cavity, prevented, on the other hand, by the noise of the tube at the level of the latter.

;·.: Die Einführung der negativen Rückkopplung vermindert ·nuri dieses Störgeräusch beträchtlich und ermöglicht die. Verwendung des Magnetrons sogar in den^ersten Verstärkungsstufen, ..Bei.. den -. beschriebenen Verstärkermagnetrons; · .: The introduction of negative feedback diminished · This noise is considerable and enables the. Even use the magnetron in the ^ first gain levels, .. in .. the -. described amplifier magnetrons

«.,' wird: die Breite des Durehlaßbandes durch die eigene Resonanzspannungsüberhöhung jedes Hohlraumes begrenzt. Diese Bandbreite ist bei den Magnetrons der üblichen. Bauart annähernd in der Größenordnung von 20-MHz; Man kann sie erheblich er-".," Becomes: the width of the thermal band through your own Limited resonance stress increase of each cavity. This bandwidth is with the magnetrons the usual. Construction approximately in the order of 20 MHz; They can be considerably

,..-: weitern., und so einen Verstärker mit breitem Band herstellen, indem man vor jedem Schlitz einen Schiwingungskreis vorsieht, der aus mehreren Hohlräumen-.zusammengesetzt ist, welche benachbarte Respnaiizfrequenzen bes itzen., ..-: further., and such a broadband amplifier produce by providing a oscillation circle in front of each slot, which is composed of several cavities is what neighboring respiratory frequencies have.

_:..,j .. Abbv 18 zeigt ,eine Ansicht eines Magnetrons als einstufiger Breitbandverstärker unter Benutzung dieses, Prinzips, Die beiden Hohlräume B_x und B_x, _: .., j .. Fig. 18 shows a view of a magnetron as a single-stage broadband amplifier using this, principle, the two cavities B _x and B _x ,

Wielche. den. elementaren Schwingungiskreis bilden, sind, auf,-ZweLbeuäehbarte Frequenzen abgestimmt und. ,miteinander .durch einen geeigneten Kopplungs-' Ik,.gekoppelt,; Ein..Entkopplungseinstich S, der'so ausgebildet ist, daß eine totale Entkopplung" erreicht wird, verbindet die beiden Eingangs- und Ausgangssehwingungskreise miteinander, wobei der letztere ebenfalls durch zwei Hohlräume J5₂ und B₂' gebildet wird, welche auf zwei benachbarten Frequenzen, die den ersten gleich sind, in Resonanz kommen.How much. the. form elementary oscillation circle, are, tuned to, -decomposable frequencies and. , .coupled with one another .by a suitable coupling- 'Ik, .coupled ,; Ein..Entkopplungseinstich S, which is so designed that a total decoupling "is achieved, connects the two input and output oscillation circuits with each other, the latter also being formed by two cavities J5 ₂ and B ₂ ' , which are at two adjacent frequencies that are the same as the first come into resonance.

In Abb. 19 ist im Schnitt und perspektivisch ein rechteckiger Hohlleiter G gezeigt, welcher einen Resonanzraum bildet und mit dem Magnetron M direkt durch einen Schlitz F gekoppelt ist. Dieser Schlitz ist in der kleinen· Seite des Hohlleiters parallel zur Achse des Magnetrons ausgeschnitten und steht duroh eine entsprechende Öffnung mit einem der zylindrischen Hohlräume B des Magnetrons in Verbindung. / ist ein Isolierstück, z. B. aus Glas, welches die Abdichtung des Magnetrons bewirkt. Das letztere besitzt die Einstiche S, um die Hohlräume B miteinander zu verbinden. Der obenerwähnte Resonanzraum wird einerseits dlureh. die Wandungen des. HohlleiteriS¹ G und andererseits durch den ebenen Metallboden P und durch die ebene Metallplatte P' abgegrenzt, die mit einem Schlitz f versehen ist. Dieser Schlitz ist parallel zu der kleinen Seite des Hohlleiters, d. ή. zu der Richtung des elektrischen Feldes e der den Hohlleiter durchlaufenden ultrakurzen Welle, angeordnet, welche durch das Horn CB ausgestrahlt wird. Die mit ι und i'_ in der Zeichnung bezeichneten Abstände sind so gewählt, daß zugleich die Kopplung des Magnetrons mit dem Resonanzraum und die Resonanzfrequenz dieses letzeren festgelegt wird. Diese Resonanzfrequenz 'kann im übrigen in ausreichender Weise mit Hilfe der Schraube V verändert werden. In Fig. 19, a rectangular waveguide G is shown in section and in perspective, which forms a resonance space and is coupled to the magnetron M directly through a slot F. This slot is cut out in the small side of the waveguide parallel to the axis of the magnetron and is connected to one of the cylindrical cavities B of the magnetron through a corresponding opening. / is an insulating piece, e.g. B. made of glass, which seals the magnetron. The latter has the grooves S in order to connect the cavities B to one another. The above-mentioned resonance space is dlureh on the one hand. the walls of the. HohlleiteriS ¹ G and on the other hand, delimited by the flat metal base P and by the flat metal plate P ' , which is provided with a slot f . This slot is parallel to the small side of the waveguide, i.e. ή. to the direction of the electric field e of the ultrashort wave passing through the waveguide, which is radiated by the horn CB. The distances denoted by ι and i'_ in the drawing are chosen so that the coupling of the magnetron to the resonance space and the resonance frequency of the latter are determined at the same time. This resonance frequency can also be changed sufficiently with the aid of the screw V.

Es ist hervorzuheben, daß die Kopplung zwischen dem Hohlleiter und dem Magnetron auch mit Hilfe eines koaxialen Kabels hergestellt werden könnte, welches einerseits durch eine in das Innere eines Hohlraumes B eintretende Schleife und andererseits durch eine weitere, in das Innere des Hohlleiters eintretende Schleife abgeschlossen ist. .It should be emphasized that the coupling between the waveguide and the magnetron could also be established with the aid of a coaxial cable, which is closed on the one hand by a loop entering the interior of a cavity B and on the other hand by a further loop entering the interior of the waveguide . .

Abb. 20 zeigt das Durchlaßfrequenzband in dem Fall, wo gemäß Abb. 11 b die Gegenkopplung so geregelt wurde, daß annähernd die kritische Kopp- : lung erreicht wird, bei welcher dieses Band besonders breit ist. Seine Breite kann mehrere hundert Megahertz erreichen bei Magnetrons mit geeigneten Einstichen, welche auf einer mittleren Wellenlänge von 10 cm arbeiten. Diese Breite wird begrenzt durch die Punkte f_Q und Z₁ der Kurve C, welche dieser kritischen Kopplung entspricht. Die Schwingungsfrequenz wird dann durch die Abstimmfrequenz des äußeren Kreises, z. B. des Hohlleiters im Fall der Abb. 19, festgelegt. Die gestrichelten und strichpunktierten Kurven stellen die Frequenzbänder dar, welche den verschiedenen Abstimmfrequenzen Jp₁, F₂ ... F_n des Resonanzhohlraumes entsprechen, welcher außerhalb mit dem Magnetron, gekoppelt .ist, insbesondere des Hohlleiters der Abb. 19.Fig. 20 shows the pass frequency band in the case where, as shown in Fig. 11b, the negative feedback has been regulated so that the critical coupling is almost reached, at which this band is particularly wide. Its width can reach several hundred megahertz in the case of magnetrons with suitable punctures, which work on a mean wavelength of 10 cm. This width is limited by the points f _Q and Z _{1 of} the curve C, which corresponds to this critical coupling. The oscillation frequency is then determined by the tuning frequency of the outer circle, e.g. B. the waveguide in the case of Fig. 19, set. The dashed and dash-dotted curves represent the frequency bands which _{correspond to the various tuning frequencies Jp 1} , F ₂ ... F _{n of} the resonance cavity, which is externally coupled to the magnetron, in particular the waveguide in Fig. 19.

Abb. 21 zeigte im Schnitt eine Varianteder Ausführung,, bei welcher der. Resonanzraum Ci? mitFig. 21 shows in section a variant of the execution, at which the. Resonance space Ci? with

dem Magnetron M mit Hilfe der koaxialen Leitungen T₁ und T₂ verbunden ist, die je durch eine Schleife abgeschlossen sind, welche einerseits in das Innere des Hohlraumes B₁ und andererseits in das Innere des Hohlraumes B₂ des Magnetrons durch eine in der Anodenmasse A vorgesehene Öffnung eintritt. Die Hohlräume B₁ und B₂ sind so gewählt, daß die elektrischen Felder e entgegengesetzte Vorzeichen haben.the magnetron M is connected by means of the coaxial lines T ₁ and T ₂ , which are each closed by a loop, which on the one hand into the interior of the cavity B ₁ and on the other hand into the interior of the cavity B _{2 of} the magnetron through an in the anode mass A. intended opening occurs. The cavities B ₁ and B ₂ are chosen so that the electric fields e have opposite signs.

ίο Die Abstimmung des Raumes CR ist in diesem Fall durch Betätigung der Schraube V mit veränderlicher Eindringungstiefe regelbar, wobei die Veränderung der Kapazität zwischen dieser Schraube und dem Teil D die Veränderung dieser Abstimmung nach sich zieht. In dieser Abbildung bezeichnet Φ die Umlaufrichtung des Elektronenstromes im Inneren des Magnetrons. Mit Hilfe des koaxialen Kabels O entnimmt man in dem Resonanzraum die zu übertragende UKW-Energie.ίο The tuning of the room CR can be regulated in this case by actuating the screw V with a variable penetration depth, the change in the capacitance between this screw and the part D changing this tuning. In this figure, Φ denotes the direction of rotation of the electron flow inside the magnetron. With the help of the coaxial cable O , the VHF energy to be transmitted is taken from the resonance chamber.

Bei einer solchen Anordnung kommt zu der festen Entkopplung zwischen den Hohlräumen durch die Einstiche S die veränderliche Entkopplung hinzu, die auf dem mit den Hohlräumen B₁ und B₂ durch die koaxialen Leitungen T₁ und T₂ In such an arrangement, in addition to the fixed decoupling between the cavities through the grooves S, there is also the variable decoupling, which occurs on the one with the cavities B ₁ and B ₂ through the coaxial lines T ₁ and T ₂

verbundenen Resonanzraum CR beruht, wobei diese letztere Entkopplung durch Betätigung der Schraube V regelbar ist.connected resonance chamber CR is based, this latter decoupling can be regulated by actuating the screw V.

Claims

Patent claims:

i. Method of improving the mode of operation and to expand the application possibilities of magnetron tubes with Resonance cavities, characterized in that one between the resonance cavities introduces additional circle, which produces a negative feedback and a more or causes less pronounced decoupling of these cavities.

2. Embodiment of a method according to claim 1 in a magnetron tube, characterized characterized in that the negative coupling is brought about by a puncture or incision, which is mounted in the bulk of the anode block and has a cavity directly with the neighboring connects.

3. Embodiment according to claim 2 in a magnetron tube with cylindrical cavities, communicating with the anode-cathode space through radial slots in the annular anode block, thereby characterized in that the incision is made between these cylindrical cavities and its width and depth in the axial direction are appropriately dimensioned ·.

'4. Embodiment according to claim 3, characterized in that the radial slots have rounded edges.

5. magnetron tube according to claim 2 and 3, characterized in that it has only two cavities and these cavities with one another are connected by the negative feedback incision.

6. magnetron tube according to claim 2 and 3, characterized in that its cavities occupy only part of the anode block, the remaining part of which remains solid, and that these cavities are connected to one another by incisions, the first (under Consideration of the direction of electron flow) for connection to the input circuit and the latter is intended for connection to the output circuit of the amplifier arrangement is.

7. magnetron tube according to claim 6, characterized in that its input and output cavities are connected to one another by two or more intermediate cavities which have no radial slots and are connected to each other and to the first cavities by incisions.

8. magnetron tube according to claim 7, characterized in that the intermediate connecting spaces Have dimensions that are different from those of the entrance and exit cavities and consequently differ have soft resonance frequencies.

9. magnetron tube according to claim 2 and 3, ■ for use as an amplifier of class C, characterized in that the cathode lies eccentrically within the annular anode block, such that the distance between anode and cathode gradually increases from the input cavity to the output cavity of the amplifier arrangement .

10. Application of a magnetron tube according to claim 2 and 3 for VHF generation, characterized characterized in that the cuts are sized in such a way that the working frequency band is expanded without, however, the negative feedback over the incisions the an-order makes aperiodic, and that this magnetron tube is connected to a resonator with a large resonance superelevation, which is coupled to the cavities and defines the respective working frequency.

11. Vibration generator according to claim 10, characterized in that this coupled resonator is in the form of a waveguide section or a resonance chamber is formed, which with conventional organs to coordinate the Natural frequency and is provided with means for removing the generated vibrations.

12. Transmitter arrangement with a vibration generator according to claim 11, characterized in that that the waveguide is directly connected to the radiating organ, in particular a horn antenna, connected is.

Referred publications:
German patent specification No. 717 541.

For this purpose 3 sheets of drawings

@ 5615 12.52 @ 5615 12:52