DE864584C - Magnetronroehre mit einem angebauten Resonanzkreis - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei Magnetrons derjenigen Art, in welchen eine rotierende Elektronenraumladung in einem oder mehreren Resonanzkreisen Schwingungen induziert 5 oder die darin auftretenden Schwingungen steuert, wobei die Resonanzkreise an eine Reihe von Anodensegmenten angeschlossen sind, die um die rotierende Raumladung herum angeordnet sind. Allgemein hat die Erfindung den Zweck, eine neue

ίο und verbesserte Anordnung anzugeben, welche die vorteilhaften Eigenschaften von Mehrsegmentanodenanordnungen mit dem Vorteil eines einfacheren Aufbaus und eines leichteren Betriebs von Magnetrons, die nur wenige Anodensegmente besitzen, miteinander verbinden.

Bei einem viel verwendeten Typ eines Magnetrons, welches vom Standpunkt eines einfachen Aufbaus und Betriebs vorteilhaft ist, sind nur zwei Anodensegmente vorhanden, welche entgegengesetzt gekrümmte Flächen besitzen und welche eine etwa zylindrische Begrenzung der Kammer bilden, indem die Raumladung rotiert. Zwischen diesen Anodensegmentflächen befinden sich bestimmte Zwischenräume auf gegenüberliegenden Seiten der Raumladungskammer. Mit den Anodensegmenten ist eine Paralleldrahtleitung verbunden, die als Resonanzkreis wirkt. Die Schwingungsfrequenz des Resonanzkreises und daher auch die Schwingungsfrequenz der ganzen Anordnung läßt sich durch Einstellung eines Kurzschlußbügels zwischen den

beiden parallelen Drähten beeinflussen. Magnetrons dieser Art sind allgemein als Schlitzanodenmagnetrone bezeichnet worden. Solange es sich nicht um den Betrieb bei höheren Frequenzen handelt, haben derartige Magnetrons für viele Anwendungszwecke vollkommen befriedigt, da in : diesen Fällen der einfache Aufbau der Röhre selbst und der zugehörigen Schaltung einen ausschlaggebenden Vorteil des Schlitzanodenmagnetrons ίο gegenüber anderen Ausführungsformen darstellte. Um jedoch den immer größer werdenden Bedarf an für höchste Frequenzen geeigneten Magnetrons zu befriedigen, hat sich in den letzten Jahren die Magnetrontechnik in der Richtung der Vielsegment-15. magnetrons oder Vielschlitzmagnetrons entwickelt, wobei die Anodensegmente kreisförmig um die Raumladungskammer herum angeordnet sind und die Zwischenräume radial ,zu ihr verlaufen und wobei jedes Anodensegment einen verhältnismäßig kleinen Sektor der zylindrischen Begrenzungsfläche dieser Kammer bildet. Mit diesem Vielsegmeritmagnetron lassen sich im allgemeinen Frequenzen erzeugen, die proportional der Segmentzahl höher sind als bisher. Der charakteristische Aufbau dieser Magnetrons enthält einen ringförmigen Anodenblöck, in dem eine Mehrzahl von Resonanzhohlräumen am Umfang eingearbeitet sind und bei denen Spalte vorhanden sind, die mit der Raumladungskammer im Innern des Blocks in Verbindung stehen. Bei diesen Magnetrons spielte nicht nur der Gesichtspunkt der Erzielung höherer Frequenzen eine Rolle, sondern auch die Tatsache, daß höhere Wirkungsgrade erzielt werden konnten, da nämlich die Rückheizung der Kathode geringer ausfiel. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei einer gegebenen Frequenz wesentlich kleinere magnetische Felder und elektrische Gleichstromfelder erforderlich sind als bei der eingangs erwähnten Spaltanodenbauart. Aus diesem Grunde hat man die Vielsegmentbauart bevorzugt und ferner auch noch deshalb, weil man es bisher nicht für möglich hielt, die erwünschten höheren Frequenzen und die daher höheren Wirkungsgrade mit kleinen Segmentzahlen zu erhalten.

Jedoch haben Vielsegmentmagnetrons der beschriebenen Bauart .auch gewisse in ihrer Natur liegende Nachteile gezeigt, welche ihre Verwendbarkeit begrenzen. Diese Nachteile bestehen darin, daß es schwer ist, die Anodenkreise ohne kleine Unterschiede in ihren Abmessungen herzustellen und daß diese Kreise daher geringfügig verschiedene Eigenfrequenzen zeigen, so daß nicht eine einzige scharfe Frequenz, sondern ein, wenn auch schmales Frequenzband erzeugt wird. Außerdem bedeutet es einen Nachteil, daß es schwierig ist, alle Anodenschwingkreise gleichzeitig mit einer einzigen Vorrichtung abzustimmen, wenn die Schwingungsfrequenz geändert werden soll. Ferner ist ein Nachteil, daß verhältnismäßig verwickelte Leitungsanordnungen notwendig sind, um die Segmente in der richtigen Phasenlage und synchron betreiben zu können, und schließlich ist noch ein Nachteil, daß eine große Anzahl von Segmenten und der zugehörigen Kreise mit höchster Genauigkeit hergestellt werden muß. Diese Schwierigkeiten sind natürlich bei einer geringeren Segmentzahl entsprechend kleiner. Es sei ferner erwähnt, daß es nach der Patentschrift 738 320 bekannt ist, bei einer Magnetronröhre mit einem aus mehreren Segmenten bestehenden Anodenaufbau nur einen Teil derselben mit einem Schwingungskreis und die übrigen Segmente mit einem neutralen Punkt zu verbinden.

Es wurde gefunden, daß die gewünschten höheren Frequenzen ohne Beeinträchtigung des Wirkungsgrades mit einer kleineren Segmentzahl hergestellt werden können als der bisher für diesen Zweck für nötig gehaltenen Segmentzahi, und zwar einfach dadurch, daß bei einer üblichen Vielsegmentanordnung alle aktiven Segmente, d. h. diejenigen Segmente, die im normalen Betrieb Hochfrequenzspannungen führen, innerhalb eines größeren Sektors des kreisförmigen Umfangs der Raumladungskammer durch ein oder mehrere Segmente ersetzt werden, an denen nur Gleichspannungen und keine Hoohfrequenzspannungen liegen. Diese letzteren Segmente werden im folgenden der Einfachheit halber neutrale oder inaktive Segmente genannt. Die aktiven Segmente im restlichen kleineren Sektor des Raumladungskammerumfangs sollen sich an 'derselben Stelle befinden, wie die ihnen entsprechenden Segmente in der Vieklektrodenbauart und sollen in genau derselben Weise arbeiten wie diese letzteren Segmente. Dieses Verhalten kann durch Verbindung der neutralen oder inaktiven Segmente mit einem neutralen Punkt des züge- 95' hörigen Resonanzkreises sichergestellt werden, und zwar in der Weise, daß die inaktiven Segmente nur Gleichspannungen erhalten. So können beispielsweise die neutralen Segmente und ihre Verbindungsleitungen zu den neutralen Punkten der Schwingungskreise in der Ebene oder am geometrischen Ort derjenigen Punkte liegen, in welchen normalerweise keine Hochfrequenzpotentiale auftreten. Es sind zahlreiche Schaltungen bekannt, welche diese Bedingung erfüllen. Beispielsweise tritt bei einer gewöhnlichen Paralleldrahtleitung in der Mittelebene der beiden Leiter keine Hochfrequenzspannung auf. Bei Benutzung einer derartigen Anordnung können einige der obenerwähnten und einem Vielsegmentmagnetron eigentümliehen Schwierigkeiten vermieden werden, so daß man ein verbessertes Magnetron erhält, welches immer noch den einfachen Aufbau eines Spaltanodenmagnetrons besitzt und insbesondere bezüglich seiner Abstimmung und bezüglich seines einfachen Aufbaus dem Spaltanodenmagnetron vergleichbar ist. Gleichzeitig erhält man aber bei der Anordnung gemäß der Erfindung in bemerkenswertem Umfang die vorteilhaften Hochfrequenzigenschaften eines Vielsegmentmagnetrons.

Fig. ι ist eine Vorderansicht einer elektrischen Entladungsröhre gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig.i;

Fig. 3 und 4 sind Vorder- und Seitenansichten einer anderen Anodenkonstruktion;

Fig. 5 und 6 sind Vorder- und Seitenansichten einer gegenüber Fig. 4 abermals geänderten Anodenkonstruktion, die in der Röhre nach Fig. 1 benutzt werden kann;

Fig. 7 ist eine Vorderansicht einer dritten Abart der Anodenkonstruktion, die bei Fig. 1 und 2 verwendbar ist, und

Fig. 8 schließlich ist ein Querschnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 7.

In den dargestellten Ausführungsformen handelt es sich um ein Spaltanodenmagnetron mit zwei Leitern in Paralleldrahtanordnung und wenigstens einer neutralen oder inaktiven Anode (Anodensegment) zusätzlich zu den aktiven Anodensegmenten, die sich nur über verhältnismäßig kleine Sektoren der Raumladungskammer erstrecken und in der üblichen Weise an das Paralleldrahtsystem angeschlossen sind. Das zusätzliche Anodensegment umfaßt vorzugsweise einen größeren Sektor des Umfangs der Raumladungskammer, während die anderen Segmente auf den Rest des Kammerumfangs verteilt sind. Man kann die Anordnung also so betrachten, als wenn in einem Vielsegmentmagnetron eine - Reihe von Segmenten, und zwar aktiven Segmenten zu einem einzigen Segment zusammengefaßt worden seien. Das zusätzliche Segment und seine Anschluß leitungen sind in gleichen Abständen zwischen den beiden Drähten des Paralleldrahtsystems angebracht und befinden sich daher an einer Stelle praktisch konstanten Potentials auch dann, wenn die Leitung mit Hochfrequenz erregt wird. Der Anschlußpunkt des zusätzlichen Segments an die Leitung liegt in der Mitte einer U-förmigen Schleife, die mit ihren beiden Schenkein in die Leitung übergeht, so daß ihr Mittelpunkt einen neutralen Punkt darstellt, da er sich in gleichem Abstand von den beiden Leiterdrähten befindet. Vermöge dieser Anordnung liegt der neutrale Punkt, das zusätzliche Segment und die Anschlußleitung desselben im normalen Betrieb stets auf konstantem Potential, d. h. es treten dort keine Hochfrequenzspannungen auf. Bei den verschiedenen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung sind verschiedene Anordnungen der Anodensegmente vorgesehen, in denen die Spalte oder Schlitze zwischen zwei nebeneinanderliegenden Segmenten verschiedene Winkelgrößen besitzen und in welchen die zusätzlichen Elektroden oder Einzelsegmente, die an den neutralen Punkten liegen, sich über verschiedene Zentriwinkel erstrecken, und zwar über andere Zentriwinkel als die übrigen Segmente. Diese Entladungsröhren, die sich durch einen beweglichen Kurzschlußbügel auf dem Parallel drahtsystem leicht abstimmen lassen, arbeiten elektronisch gesehen in einer einem Vielsegmentmagnetron ähnlichen Weise.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Magnetron mit einem Kolben 1 vorzugsweise aus Glas, innerhalb dessen ein U-förmiger Leiter 2 vorhanden ist, der vorteilhaft aus Kupferrohr bestehen soll. Die beiden Schenkel des U-förmigen Rohres laufen durch die Anschlußwand des Kolbens hindurch und sind dort in geeigneter Weise eingeschmolzen, beispielsweise mittels Fernicohülsen 3 und 4, welche an die U-Schenkel anschließen. Der Leiter 2 mit seinen anschließenden Teilen 5 und 6, welche sich in den Außenraum des Kolbens erstrecken, bilden eine ■ Paralleldrahtleitung, die durch einen Kurzschlußbügel 8 abgeschlossen wird. Dieser Bügel ist längs der Leitungen 5 und 6 verstellbar und bestimmt die elektrische Länge des Parallelleitersystenfö. Innerhalb des Röhrenkolbens sind zwei aktive Segmente 9 und 10 gegenüber den beiden Enden des U-förmigen Leiters 2 angebracht. Diese Segmente haben einen gewissen Abstand voneinander und sind mit gekrümmten Flächen 11 und 12 versehen, die mit der zylinderförmigen Fläche 13 eines dritten neutralen Segments 14 die Raumladungskammer umgeben, in der sich eine drahtförmige Kathode 18 befindet. Die Elektrode 14 ist an einem für die Hochfrequenzspannung neutralen Punkt des Magnetrons befestigt, d. h. bei der dargestellten Ausführungsform in der Mitte des U-förmigen Leiters 2. Das Segment 14 erstreckt sich parallel zu den beiden U-Schenkeln; zwischen ihm und den Anodensegmenten 9 und 10 sind Spalte 15 und 16 vorhanden. Ein dritter Spalt 17 trennt die beiden Anodensegmente 10 und 9 voneinander. Die Kathode 18, beispielsweise ein Wolframdraht, ist in der Achse des zylinderförmigen Raumes zwischen den Flächen 11, 12 und 13 der Anodensegmente angebracht, und zwar mit Hilfe der federnden Kathodenhalter 19 und 19'. Diese Kathodenhalter sind an verhältnismäßig steifen Einführungsdrähten 20, 21 befestigt, die in die Abschlußwand des Kolbens in geeigneter Weise eingeschmolzen sind. An den biegsamen Kathodenhaltern 19 und 19' sind kreisförmige Abschirmscheiben 22 und 23 befestigt, um einen Austritt von Elektronen aus dem Raum zwischen den Anoden und einen Elektronenaufprall auf die Glaskolbenwände zu vermeiden. Eine weitere Abschirmscheibe 24 kann mit dem Segment 9 -verbunden werden und erstreckt sich über den Spalt 17, um die dort austretenden Elektronen abzufangen. Eine geeignete Getterpille 25 ist ferner nahe der Innenwand des Kolbens angebracht und über einen Leitungsdraht 26 an dem Scheitelpunkt der Schleife 2 befestigt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 erstrecken sich die Anodenflächen 11 und 12 der Segmente 9 und 10 je über einen Zentriwinkel von 90⁰, wenn man die Spaltbreite 15, 16 und 17 vernachlässigt. Diese Segmente entsprechen also in ihrer Lage den Segmenten eines Viersegmentmagnetrons. Die gekrümmte Oberfläche 13 des dritten Anodensegments oder, wie man auch sagen kann, der Neutrode nimmt einen Winkel von etwa i8o° ein, wenn man die Spaltbreite 15 und 16 wieder nicht mitrechnet. Das Segment 14 entspricht also bezüglich seines Platzbedarfs zwei Segmenten eines Vierelektrodenmagnetrons und kann so betrachtet werden, als wenn es in diesem zwei Segmente ersetze. Bei dieser Anordnung arbeitet die Röhre elektronisch in ähnlicher Weise wie ein Vierschlitz-Vielsegment-Magnetron:, so daß bei einer gegebenen durch das magnetische Feld hervorgerufenen Geschwindigkeit

6β4

der Elektronen in den Schlitzen die Verhältnisse dieselben sind wie in einem solchen Magnetron. Ein Unterschied zu den üblichen Viersegmentmagnetrons besteht jedoch darin, daß das Segment 14 und seine Zuleitung in einer Nullpotentialfläche liegen, so daß das Segment 14 nur der Erregungsgleichspan-" nung ausgesetzt ist, aber keinen Hochfrequenzspannungen. Hinsichtlich der Abstimmung wird das Magnetron ebenso behandelt wie ein übliches -Spalt-ίο anodenmagnetfon.

Man sieht jedoch, daß das Magnetron nach Fig. 1 und 2 als Hochfrequenzoezillator betrieben werden kann, indem an die Klemmen 20 und 21 eine Heizspannung angeschlossen wird und zwischen die Klemmen 20 und 21 einerseits und einem Anodenanschluß andererseits, und zwar vorteilhafterweise an dem Symmetriepunkt des Paralleldrahtsystems eine hohe Gleichspannung angelegt wird. Wie dargestellt, ist der Pluspol der Anodenspannungsquelle über eine Leitungsverbindung 27 an den Mittelpunkt des Kurzschlußbügels 8 angeschlossen. Diese letztere Spannung ruft in Verbindung mit dem magnetischen Feld, das im Elektrodenzwischenraum parallel zum Kathodendraht durch geeignete permanente oder Elektromagnete erzeugt wird, gekrümmte Elektronenbahnen hervor, welche die Resonanzkreise, bestehend aus den Anodensegmenten und der Doppelleitung mit den Leiterteilen 2, ^: 5, 6, erregen. Die Schwingungsfrequenz ist durch die räumliche Anordnung des Anodensystems, die Abmessungien der Schleife 2 und die Stellung des Kurzschlußbügels 8 beistimmt. Der Kurzschlußbügel 8 befindet sich im Abstand einer halben Wellenlänge oder eines Vielfachen der halben Wellenlänge von den Segmenten 9 und 10, wobei die optimale Stellung bei einer einzigen Halbwellenlänge liegt und etwas günstiger ist als bei mehreren Halbwellenlängen Entfernung. Bei manchen Konstruktionen liegt der Fall jedoch so, daß der Punkt, welcher einer Halbwelten-lange entspricht, nicht bei allen Betriebsfrequenzen zugänglich ist.

Bei der Ausführungsform in Fig. 3 und 4 ist der Anodenaufbau so abgeändert, daß das Magnetron wie ein Sechsschlitz- oder ein Sechssegmentmagnetron mit -symmetrischer Anodenanordnung und Anordnung der Schlitze arbeitet. Wie in Fig. 3 dargestellt, sind die aktiven Anodenisegmente 28 und 29, die an den Paralleldrahtleitungen 5 und 6 liegen, mit Ansatzstücken 30 und 31 versehen, welche radial nach innen auf die Raumladungskammer zulaufen und duroh ihre Stirnflächen 30 und 31 zusammen mit der kreiszylindrischen Flache 32 der Neutrode 33 die Raumladungskammer bilden. Bei der speziellen, in Fig. 3 und 4 dargestellten An-Ordnung bilden die Stirnflächen der Endteile 30 und 31 Anodensegmente, welche einen Zentriwinkel von 51,4°, d.h. ein Siebentel eines vollen Kreises einnehmen. Da sie in ihrer Stellung den Segmenten eines Sechssegmentmagnetrons entsprechen, verteilt sich die Raumladung im wesentlichen so, wie es bei einem Winkel yon 6o° für jedes Segment der Fall wäre, und das Magnetron arbeitet also ähnlich wie ein Sechs'schlitz-Vielsegment-Magnetron. Mit einem der Segmente 28 kann eine geeignete Abschirmfläche 34 verbunden werden, um den Austritt von Elektronen aus dem Elektrodenzwischenraum zu verkleinern. Man sieht, daß die Anordnung in Fig. 3 und 4 einen Teil eines vollständigen Magnetrons derjenigen Art bildet, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt.

In Fig. S und 6 ist eine wiederum andere Ausführungsform veranschaulicht, in welcher die Segmente 35 und 36, die an die Parallelleitungen 5 und 6 angeschlossen sind, etwa L-forange Gestalt haben, wobei die langen Schenkel des L parallel zu den Leitungen 5 und 6 liegen. Die inneren Enden der Segmente wirken mit der gebogenen Fläche 37 eines dritten Segments 38 zusammen, die symmetrisch an die Schleife 2 angeschlossen ist. Bei dieser Anordnung nehmen die Segmente 35, 36 praktisch einen Winkel von6o° ein, und die Arbeitsweise ist also elektronisch gesehen wie bei einem Sechsschlitzmagnetron. Diese Anordnung wird ebenfalls wie bei Fig. 1 und 2 durch einen Kurzschlußbügel abgestimmt.

In Fig. 7 und 8 ist noch eine weitere Ausführungsform gezeigt, in der die beiden Anodensegmente mit den parallelen Leitern verbunden sind und sich beiderseitig zwischen den Segmenten noch Neutroden, d. h. an dem neutralen Punkt der Leiterschleife 2 angeschlossene Elektroden befinden. Die aktiven Segmente 39 und 40 sind an die parallelen Leiter 5 und 6 angeschlossen und liegen einander gegenüber. Eine neutrale Elektrode 41 ist mit der Leiterschleife 2 verbunden und verläuft parallel zu den Leitungen 5 und 6, um in einer gekrümmten Oberfläche 42 zwischen den Segmenten 39 und 40 zu enden. Dort bildet sie einen Teil der Begrenzungsfläche der Raumladungskammer. Eine ebenso geformte Oberfläche 43 befindet sich an dem neutralen Teil 44, der mechanisch und elektrisch mit der Elektrode 41 durch zwei zylinderförmige Ringe 45 und 46 verbunden ist, welche in Vertiefungen auf den beiden Seitenflächen der Körper 41 und 44 eingreifen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 i°5 und 8 ist die Kathode mit 47 bezeichnet und ist unsymmetrisch in bezug auf die Anodenvorderfläche 39, 40, 42 und 43 angeordnet. Die Spalte zwischen den Elektroden werden durch einen etwa zylinderförmigen Körper 48 symmetrisch gemacht, wobei dieser Körper konzentrisch mit der Anodenvorderfläche liegt und mit einer achsenparallelen Rille 49 versehen ist, in die der Kathodendraht 47 eingelassen wird. Eine am Teil 48 angebrachte Verlängerung dient zur Befestigung dieses Zylinderkörpers an einem der Kathodenhalter, z. B. an 19 in Fig. ι und 2. Bei der besonderen Anordnung in Fig. 7 und 8 beträgt der Winkel, den die aktiven Segmente 39 und 40 mit Einschluß ihrer Spalte einnehmen, ungefähr 36°. Die Segmente entsprechen also in ihrer Lage den Segmenten in einem Zehnsegmentmagnetron, und die Vorrichtung arbeitet elektronisch sehr ähnlich wie ein derartiges Zehnsegmentmagnetron.

In der vorstehenden Beschreibung ist von einem U-förmigen Leiter des Parallelleitersystems und von

verschiedenen Segmenten die Rede. Es sei jedoch bemerkt, daß diese Bestandteile gewünschtenfalls auch aus einem einzigen Stück eines leitenden Werkstoifes herausgearbeitet werden können, aber daß die dargestellten Ausführungen vorzuziehen sein werden. Man kann z. B. die Neutrode 38 in Fig. 5 auch noch größer machen und sie auch an die Enden der parallelen Leiter 5 und 6 anschließen.

Die symmetrische Anordnung der aktiven Segmente zum neutralen Segment ist als ein wichtiges Merkmal der Erfindung bezüglich der praktischen Verwendbarkeit und der hohen Leistungsausbeute zu betrachten. Während zwar unsymmetrische Konstruktionen, z.B. eine solche, bei der nur ein einziges aktives Segment und eine Neutrode vorhanden ist, in der oben beschriebenen Weise arbeiten können, ist doch die erreichbare Ausgangsleistung meßbar höher, wenn man zwei oder vier aktive Segmente verwendet, die symmetrisch zur Neutrode oder symmetrisch zur Ebene neutralen Potentials angeordnet sind. Eine derartige Symmetrie scheint den Betrieb durch Vermeidung von Leistungsverlusten in den Kathodenzuleitungen zu verbessern und ferner noch dadurch, daß die Aufrechterhaltung eines konstanten Potentials an dem Segment erleichtert wird. Alle dargestellten Ausführungsformen sind gekennzeichnet durch die' Benutzung von mehr als zwei Segmenten, wobei wenigstens eines davon an einen für Hochfrequenz neutralen Punkt der Übertragungsleitung angeschlossen ist, indem diese Zuleitung in einem Gebiet von praktisch konstantem Potential liegt.

Es sei bemerkt, daß gemäß der Erfindung auch andere Resonanzkreise verwendet werden können, bei denen Gebiete neutralen Potentials auftreten, in denen die neutralen Segmente angebracht werden können und die symmetrische Gestalt haben. Als ein Beispiel dafür sei eine konzentrische Leitung genannt.

Die genaue Wirkungsweise von Hochfrequenzmagnetrons ist schon zum Gegenstand verschiedener Theorien gemacht worden, welche die auftretenden verwickelten elektronischen Vorgänge erklären sollten. Zur weiteren Erläuterung des Prinzips der Erfindung soll die Arbeitsweise auch noch folgendermaßen erklärt werden. Es sei angenommen, daß ein radial gerichtetes elektrisches Gleichstromfeld von ausreichender Größe zwischen eine Kathode und eine beliebige Anordnung von mehreren Anoden-Segmenten gelegt wird, wobei die Segmente einen vorzugsweise zylindrischen Raum um die Kathode herum definieren. Die Anordnung der Segmente um die Kathode herum ist also wie bei den Ausführungsformen der Erfindung oder bei einem üblichen Schlitzmagnetron eine zylindrische, so daß ein Rotationsraum für die Raumladung gebildet wird, sofern natürlich ein magnetisches Feld von genügender Stärke die Raumladungskammer axial durchsetzt. Dieses Verhalten rührt von der wohlbekannten Zusammenwirkung eines radialen elektrischen Feldes und eines axialen magnetischen Felde's her. Es sei ferner angenommen, daß die Hochfrequenzschwingungen, welche sich bekanntlich in dem Resonanzkreis, z. B. der abgestimmten Parallelleitung, ausbilden, dadurch aufrechterhalten werden, daß Teile der rotierenden Raumladung an den Spalten zwischen nebeneinanderliegenden Segmenten vorbeilaufen. Im Falle eines Zweischlitzsegmentmagnetrons rühren die Schwingungen vom Vorbeilaufen der Raumladung an zwei einander gegenüberliegenden Spalten her. Das Vorbeilaufen der Elektronen an diesen Spalten ist im eingeschwungenen Zustand in Synchronismus mit den Hochfrequenzschwingungen des Resonanzkreises.

Bezüglich der genaueren Wirkungsweise der Spalte wird angenommen, daß Verzerrungen des radial gerichteten elektrischen Feldes in der Nähe dieser Spalte, hervorgerufen durch die Hochfrequenzpotentiale, dahingehend wirken, daß die rotierende Raumladung in der Nähe der Spalte eine Verzerrung erleidet und eine nockenscheibenförmige Form annimmt und daß der Vorbeilauf dieser Nocken der Raumladungsverteilung an den Spalten zwischen den Elektroden zur Entstehung von Leistungsimpulsen mit der Frequenz der Schwingung führt. Man muß annehmen, daß die Raumladung dort, wo das elektrische Feld in der Richtung der Rotation liegt, in der einen Richtung, d. h. im Sinne einer zusätzlichen Beschleunigung, deformiert wird, während dort, wo das elektrische Feld in der umgekehrten Richtung liegt, eine Deformation in der anderen Richtung, d. h. im Sinne einer zusätzlichen Verzögerung, zustande kommt. Bei einem Spaltanodenmagnetron wird also nur eine einzige Deformation in der Beschleunigungsrichtung und nur eine einzige in der Verzögerungsrichtung auftreten, während in einem Viersegmentmagnetron zwei einander gegenüberliegende Beschleunigungsstellen und zwei einander gegenüberliegende Verzögerungsstellen existieren.

Auf Grund dieser Theorie läßt sich ersehen, daß bei einer gegebenen Winkelgeschwindigkeit der Raumladung, d. h. für gegebene Werte des radialen elektrischen Feldes und des magnetischen Feldes, die Frequenz des Viersegmentmagnetrons zweimal so hoch ist als diejenige eines Spaltanodenmagnetrons (2 Anoden) und daß Leistungsimpulse an die aufeinanderfolgenden Spalte wegen der relativ kleineren Abstände längs des Umfangs der Beschleunigungskammer mit doppelter Frequenz übertragen werden. Die Schwingungsfrequenz von Röhren mit größeren Segmentzahlen ist daher entsprechend höher. Aus derselben Überlegung ergibt sich, daß die Frequenz der Magnetrons gemäß der Erfindung größer sein muß als die des Spaltsegmentmagnetrons, wegen des verhältnismäßig kleineren Segmentabstandes. Beispielsweise muß bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 die Frequenz dieselbe wie bei einem Viersegmentmagnetron sein, da die Segmente 9 und 10 den Segmenten in einem Viersegmentrohr entsprechen. Zum Unterschied zu einem Viersegmentrohr, bei welchem alle Elektroden Hochfrequenzspannungen führen, wird gemäß der Erfindung ein neutrales Segment, z. B. die Elektrode 14, vorgesehen, das keine Hochfrequenzspannung führt, da es an einen elektrisch neutralen

Punkt der den Resonanzkreis bildenden Doppelleitung angeschlossen ist. Das neutrale Segment dient daher nur dazu, in dem ganzen die Kathode umgebenden Raum das radiale Gleichstromfeld aufrechtzuerhalten, welches zur Bildung einer rotierenden Raumladung erforderlich ist. Gemäß der Erfindung wird also unter Wahrung der elektrischen Eigenschaften eines Vielelektfodenmagnetrons der bisher bekannten Bauart der A⁷Orteil eines einfachen Aufbaus erreicht.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Magnetronröhre mit einem angebauten Resonanzkreis, der einen hochfrequenzmäßig neutralen Punkt (Knotenpunkt) aufweist, und mit einem Anodenaufbau aus mehreren, radial angeordneten Segmenten, von denen wenigstens ein Teil mit einem Hochfrequenzepannung fühao renden Punkt und wenigstens ein Teil mit dem neutralen Punkt des Resonanzkreises verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem neutralen Punkt angeschlossenen Segmente - gruppenweise angeordnet sind und sich demzufolge über einen größeren Zentriwinkel erstrecken als ein einzelnes der Segmente, die an Hochfrequenzepannung führende Punkte ange- -.- schlossen sind.
2. 2. Magnetronröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Anodensegmente an Hochf requenzspannungen führende Punkte des Resonanzkreises angeschlossen sind und daß die Gruppe der an den neutralen Punkt angeschlossenen Anodensegmente einen Zentriwinkel umfaßt, der ein ganzes Vielfaches des Zentriwinkeis beträgt, welchen eines der beiden ersterwähnten Anodensegmente einnimmt.
3. 3. Magnetronröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites neutrales Anodensegment vorgesehen ist, welches dem ersten neutralen Anodensegment diametral gegenüberliegt.
4. 4. Magnetronröhre nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonanzkreis aus einer Doppelleitung besteht, die auf der einen Seite kurzgeschlossen ist, und daß der Anodenaufbau drei oder vier Anodensegmente umfaßt, wobei zwei Anodensegmente an die abgestimmte Doppelleitung etwa im Abstand von einem Viertel der Wellenlänge vom kurzgeschlossenen Ende angeschlossen sind und die übrigen Anodensegmente an den Mittelpunkt der Kurzschlußverbindung.. ■

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 738 320.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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