DE895954C

DE895954C - Slotted anode magnetic field tubes for generating ultra-short, in particular decimeter or centimeter waves

Info

Publication number: DE895954C
Application number: DEE3156D
Authority: DE
Inventors: Adolf Helbig
Original assignee: ELEK CITAETSGESELLSCHAFT SANIT
Current assignee: ELEK CITAETSGESELLSCHAFT SANIT
Priority date: 1944-05-18
Filing date: 1944-05-18
Publication date: 1953-11-09

Description

Schlitzanoden-Magnetfeldröhre zur Erzeugung von ultrakurzen, insbesondere Dezimeter- oder Zentimeter-Wellen Die Erfindung betrifft eine Schlitzanoden-Magnetfel#dröhre zur Erzeugung von ultrakurzen, insbesondere Dezimeter- oder Zentimeter-Wellen, bei der benachbarte Anodensegniente durch je eine Selb#stinduktion zu die Wellenlänge bestimmenden Schwingungskreisen verbun&-n sind, insbesondere das ganze Schwingsystem aus einem einzigen Metall-, insbesondere Kupferstück herausgearbeitet ist ' die zweckmäßigerweise indirekt geheizte Glüh- kathode parallel zu den Anodensegmenten liegt und das Magnetfeld in Richtung der Anodensegmentewirkt.Slotted anode magnetic field tube for generating ultra-short, in particular decimeter or centimeter waves, the invention relates to a slot anode magnetic field tube for generating ultra-short, in particular decimeter or centimeter waves, in which adjacent anode signals each by a self-induction to the wavelength determining oscillation circuits verbun & -n are, in particular, the whole oscillating system consists of a single metal, in particular copper piece is worked out 'which expediently indirectly heated incandescent cathode parallel to the anode segments and the magnetic field is in the direction of the anode segments acts.

Bei derartigen Röhren ist es bisher üblich, die. Anodense#gmente im wesentlichen zylindrisch anzuordnen. Die Glühkathode liegt dann in der Achse des Zylinders, die Heizstromzufährungen treten im allgemeinen von beiden Seiten an den Zylinder heran. Die zwischen der Anode und Kathode liegende Spannung von 15 kV und mehr zwingt zur Einhaltung eines entsprechenden Mindestabstandes. Erst außerhalb dieses Aufbaus sind in verhältnismäßig großem -Abstand voneinander die Magnetpole angeordnet.In such tubes, it has been customary to date that. Anodense # gmente im to be arranged essentially cylindrical. The hot cathode then lies in the axis of the Cylinder, the heating current supply generally occur from both sides of the Cylinder. The voltage of 15 kV and between the anode and cathode more forces compliance with a corresponding minimum distance. Only outside of this structure are the magnetic poles at a relatively large distance from one another arranged.

Bei dem Streben nach immer kürzerer Wellenlänge und immer höherer Leistung wird die Anodenspannun,g immer größer und das Magnetfeld immer stärker werden müssen. Die Folge der Spannungserhöhung ist eine Vergrößerung des Überschlag-#abstandes, ein Größerwerden des Abstandes zwischen den Magnetpolen. Andererseits soll -der Magnet aus Gründen der Material- und Raumersparnis und eines geringen Gewichts möglichst klein sein. Es besteht also die Aufgabe, Mittel zu ersinnen, idie ein-en möglichst geringen Abstand zwischen den Magnetpolen ermöglichen.In striving for ever shorter and ever higher wavelengths Power, the anode voltage, g is always greater and the magnetic field is always stronger Need to become. The consequence of the increase in voltage is an increase in the flashover distance, an increase in the distance between the magnetic poles. On the other hand - the Magnet for reasons of material and space savings and low weight if possible small be. So there is the task of devising means, the ones that are as small as possible Allow distance between the magnetic poles.

Diese Überlegungen führen gemäß der Erfindung zu einer neuartigen Schlitzanoden-Magnetfeldröhre, bei der die Halterung der Glühkathode und ihre Stromzuführungen aus dem Raum zwischen den Magnetpolen verschwunden sind, die dadurch hervorgerufene Abstandsvergrößerung also vermieden wird. Erfindungsgemäß ist diese Schlitzanoden-Magnetfeldröhre zur Erzeugung vonultrakurzen, igsbesondere Dezimeter- oder Zentimeter-Wellen, blei der benachbarte Ano,denseginente durch je eine Selbstinduktion zu die Wellenlänge beestimmenden Schwingungskreisen verbunden sind, mit parallel zu den Anodenseginenten liegender, zweckmäßigerweise indirekt geheizter Glühkathode und in Richtung der Anodenseginente wirkendem Magnetfeld derart ausgeilldet, daß die Anodenseginente in kreisförmiger Anordnung in einer Ebene liegen, eine entsprechend kreisförmige Glühkathode ihnen gegenübersteht und ein Topfmagnet vorhanden ist, dessen einer Polschuh durch eine im Innern und in der Ebene des Anoden-Kathoden-Raumes liegende Kreisscheibe, dessen anderer Polschuh durch eine entsprechend außen angeordnete Ringscheibe gebildet wird. Bei einer Röhre, bei der' das ganze Schwingsystem in an sich bekannter Weise aus einem einzigen Metall-, insbesondere Kupferstück hergestellt ist, werden erfindungsgemäß die einzelnen Schwinggebilde radial. derart aus einem Kupferring herausgearbeitet, daß die Anodensegmente in einer der Begrenzungsebenen des Zur Ringes näheren liegen. Erläuterung ' ist eine Schlitzanoden-Magnet£,-Idröhre gemäß der Erfindung in -der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch die Röhre unter Andeutung der Einsetzmöglichkeitin den Apparat, Abb. ?- eine- Drauf sicht auf die Tragplatte des-Röhrenaufbaus mitdein Schwingsystäm, Abb. 3 eine Seitenansicht der Tragplatte mit dem Schwingsystem, Abb- 4 eine Draufsicht auf den Glühkathodenaufbau.According to the invention, these considerations lead to a new type of slot anode magnetron in which the holder for the hot cathode and its power supply lines have disappeared from the space between the magnetic poles, thus avoiding the resulting increase in distance. According to the invention, this slot anode magnetron is used to generate ultra-short, especially decimeter or centimeter waves, the neighboring anode, the segments of which are each connected by a self-induction to form oscillation circles that determine the wavelength, with an expediently indirectly heated incandescent cathode parallel to the anode segments and in the direction of the anode segments The magnetic field acting on the anode segments is designed in such a way that the anode segments lie in a circular arrangement in one plane, a correspondingly circular hot cathode is opposite them and a pot magnet is present, one of which is a pole piece through a circular disc located inside and in the plane of the anode-cathode space, whose other pole piece is formed by a correspondingly externally arranged annular disc. In the case of a tube in which the entire oscillating system is produced in a manner known per se from a single piece of metal, in particular copper, the individual oscillating structures are radial according to the invention. Carved out of a copper ring in such a way that the anode segments are closer to one of the boundary planes of the Zur ring. Explanation ' is a slot anode magnet £, -Idröhre according to the invention in -the drawing, for example. There is shown in Figure i shows a longitudinal section through the tube under hint of Einsetzmöglichkeitin the apparatus, Fig. -.? A- plan view of the support plate of the tube structure mitdein Schwingsystäm, Figure 3 is a side view of the support plate with the vibration system, ABB 4 is a plan view. on the hot cathode structure.

An einer kreisförmigen Kupferplatte i sitzt zentrisch ein Kupferring 2-, der mit sechsunddreißig ra,diä,leir Bohrungen 3 verseheii ist. Die Bohrungen sind mit der freien Ring-ebene durch je einen Schlitz 4 verbunden,. Auf diese Weise ist eine sechsunddreißigfath geteilte Anode 5 entstanden, deren benachbarte Segmente miteinander durch je eine Selbstinduktion zu mit der Nutzfrequenz schwingenden Gebilden verbunden sind. In die Kupferplatte i ist gleichachsig mit dem Kupferring:2 ein etwa zylindrisches Werkstück 6 aus ferromagnetischem Material koniseh eingesetzt und mit ihr verlötet. Um das in die Röhre hineinragende Stück des Zylinders 6 'herum ist ein Kupferring 7 gelegt und durch drei Schrauben 8 an der Platte i befestigt. Die freien Endflächen des Zylinders 6 unddes Ringes 7 liegen in einer Ebene und bilden das Lager f Ü_r den auf den Ring 7 auf geschraubten kreisförrnigen Innenpolschuh g. Durch den Ring 7 sind die richtige Einsetztiefe des Zylinders 6 in die Platte i, ein möglichst verlustloses Magnetfeld und .die richtige Anordnung des inneren Polschuhes zum Anoden-Kathoden-Raum gesichert. Ein weiterer Distanzieriiiigsring io-als Träger des ringförinigen Außenpolschuhes i i ist in eine gleichachsig mit dem Kupferring 2, in der Platte i angebrachte Einsenkung 12 eingefügt.On a circular copper plate i sits centrally a copper ring 2, which is verseheii with thirty-six ra, diä, leir holes 3 . The holes are connected to the free ring plane by a slot 4 each. In this way a sechsunddreißigfath divided anode 5 is formed, the adjacent segments are interconnected by a respective self-induction to vibrating with the useful frequency structures. In the copper plate i, coaxial with the copper ring: 2, an approximately cylindrical workpiece 6 made of ferromagnetic material is inserted conically and soldered to it. A copper ring 7 is placed around the piece of the cylinder 6 'protruding into the tube and fastened to the plate i by three screws 8. The free end surfaces of the cylinder 6 and the ring 7 lie in one plane and form the bearing for the circular inner pole piece g screwed onto the ring 7. The ring 7 ensures the correct insertion depth of the cylinder 6 in the plate i, a magnetic field with as little loss as possible and the correct arrangement of the inner pole piece in relation to the anode-cathode space. Another spacer ring io - as a carrier of the ring-shaped outer pole shoe ii - is inserted into a recess 12 made coaxially with the copper ring 2 in the plate i.

Auf dem Innenpolschuh 9 ist ein Isolator 13 aufgesetzt, der eine Metallscheibe 14 trägt. An dieser Scheibe sind drei Doppelhalter 15 für die Glühkathode 16 angebracht. Die Glühkathode besteht aus zwei an den Kanten abgewinkelten ineinanderliegenden Ringscheiben, von denen die der Anode 5 gegenüberstehende obere Scheibe, mit einem stark Elektronen emittierenden Belag, z. B. Bariumoxyd, versehen und zwischen denen der Heiz,draht in Schlangenlinie angeor#dnet ist. Die Heizspannung wird ihm durch die Leitungen 17, 18 zugeführt, von denen die eine an die Scheibe 14, die andere unmittelbar an das eine Ende des Heizdrahtes angeschlossen ist. In der Mitte zwischen den Haltern für die Glühkathode sind an der Scheibe 14 weitere je drei Halter ig, 2o, für zwei zylinderförmige Bleche2,i, 22 angebracht, die den ringförmigen Anoden-I#' athoden-Raum nach innen und außen abschirmen und,durch ihr Kathodenpotential ein Ausbrechen der Elektronen verhindern. Die Halterungen der Glühkathode und der Abschirrilbleche sind so ausgebildet -und angeordnet, daß derWärmeverlust der Glühkathode möglichst gering ist.An insulator 13 , which carries a metal disk 14, is placed on the inner pole shoe 9. Three double holders 15 for the hot cathode 16 are attached to this disk. The hot cathode consists of two at the edges angled nested annular discs, of which the anode 5 opposing upper disc, emitting electrons with a strongly covering z. B. barium oxide, and between which the heating wire is arranged in a serpentine line. The heating voltage is fed to it through lines 1 7, 1 8 , one of which is connected to disk 14 and the other directly to one end of the heating wire. In the center between the holders for the hot cathode further three holders are on the disk 14 ig, 2o, for two cylindrical Bleche2, i, mounted 22 which the annular anode I # 'athoden room inwardly and shield outside and, prevent the electrons from breaking out through their cathode potential. The holders for the hot cathode and the shielding plates are designed and arranged in such a way that the heat loss from the hot cathode is as low as possible.

Für den hochvakuumdichten Abschluß des Röhrenaufbaus ist in eine Ringnut 23 der Kupferplatte i ein Ansatzring:24 eingelÖtet, mit dem eine kegelstu.rapfförmige Metallkappe :25 verschweißt ist. An die Oberkante der Kappe ist ein Metallstutzen 2,6 angeschweißt, der in einen Glasansatz 27 übergeht, in den die Heizstroinzuführungen 17, IS eingeschmolzen sind.For the high vacuum-tight closure of the tube structure, a ring: 24 is soldered into an annular groove 23 in the copper plate i, to which a cone-shaped donut-shaped metal cap : 25 is welded. A metal connector 2, 6 is welded to the upper edge of the cap and merges into a glass attachment 27 into which the heating current supply lines 17, IS are melted.

Für die Energieentnahme ist eine konzentrische Rohrleitung vorhanden, deren Innenleiter 28 axial zum Kupferring 2 durch eine Bohrung 29 des in die Kupferplatte i eingesetzten ferromagnetischen Zylinders 6, einen an den Zylinder angesetzten Metaflstutzen 30 und einen den Hochvakuumraum abschließenden Glasansatz 31 herausgeführt ist. Seine Verbindung mit dem Schwingsystein ist durch den unmittelbaren Anschluß zweier in der Ebene des Kupferringes 2 und entsprechenden Ausnehmunggen 3:2 des Eisenzylinders 6 und des Kapferringes 7 liegenden diainetralen, gleich langen Zuführungsleitungen 33 an zwei.Anodensegmente 5 gleichen hochfrequenten Potentials hergestellt. Für den Anschluß des Außenrohres der konzentrischen Rohrleitung ist auf den Stutzen 30 ein Rohrstück 34 aufgesetzt, das durch ein-en auf den ferromagnetischen Zylinder 6 aufgebrachten Silbermantel gut leitend mit dem auf hochfrequenten Nullpotential befindlichen Mittelteil,der Platte i verbunden ist.A concentric pipeline is provided for the energy extraction, the inner conductor 28 of which is led out axially to the copper ring 2 through a bore 29 of the ferromagnetic cylinder 6 inserted into the copper plate i, a metal connector 30 attached to the cylinder and a glass attachment 31 closing the high vacuum chamber. Its connection with the oscillating system is established by the direct connection of two diainetral, equally long supply lines 33 lying in the plane of the copper ring 2 and corresponding recesses 3: 2 of the iron cylinder 6 and the cap ring 7 to two anode segments 5 of the same high-frequency potential. For the connection of the outer pipe of the concentric pipeline, a pipe section 34 is placed on the socket 30 , which is connected to the central part of the plate i, which is at high-frequency zero potential, in a highly conductive manner by a silver jacket applied to the ferromagnetic cylinder 6.

Ein besonderer Vorzug der Röhre gemäß der Erfindung ist der durchaus symmetrische Augau und die Gleichachsigkeit der Energiezufuhr und -.ntnahme. Die Röhre kann leicht in den Apparat eingesetzt und ausgewechselt werden. Ihre Befestigung im Apparat ist andeutungsweise aus der Abb. i ersichtlich. In gestrichelten Linien ist der in den Apparat eingebaute Topfmagnet mit seinem Eisenkern 35 und seiner Wickfung 36 dargestellt. Das in einer Zentralbohrung des Eisenkerns liegende Außenrohr der konzentrischen Rohrleitung für dile Energieentnahme ist mit 37 bezeichnet. Die Röhre wird also mit ihrem den Innenleiter 28 enthaltenden Glasansatz 31 in das Außenrohr 37 eingeschoben und durch Anschrauben des den Eisenschluß im Magneten herstellenden Ringes 38 befestigt.A particular advantage of the tube according to the invention is the perfectly symmetrical extension and the equiaxed nature of the energy supply and removal. The tube can easily be inserted into the apparatus and exchanged. Their attachment in the apparatus is indicated in Fig. I. The pot magnet built into the apparatus with its iron core 35 and its winding 36 is shown in dashed lines. The outer tube of the concentric pipeline for the extraction of energy, which is located in a central bore in the iron core, is denoted by 37. The tube is thus pushed with its glass attachment 31 containing the inner conductor 28 into the outer tube 37 and fastened by screwing on the ring 38 which establishes the iron connection in the magnet.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Slot anode magnetron tube for generating ultra-short, in particular decimeter or centimeter waves, in which adjacent anode segments are each connected by a self-induction to form oscillation circuits that determine the wavelength, with a hot cathode lying parallel to the anode segments, expediently indirectly heated, and a magnetic field acting in the direction of the anode segments , characterized in that .the anode segments (5) lie in a circular arrangement in one plane, a correspondingly circular hot cathode (16) is opposite them and a pot magnet: (35, 36) is present, one of which has a pole piece inside - and circular disc (9) lying in the plane of the anode-cathode space, the other pole school 1 of which is formed by an annular disc (ii) arranged on the outside.

2. Magnetron tube according to claim i, in which the entire oscillating system is made from a single metal, in particular copper piece, characterized in that the individual oscillating structures (3, 4, 5) are worked out radially from a copper ring (2) in such a way that the anode segments (5) lie in one of the boundary planes of the ring. 3. Magnetron tube according to claim: 2, characterized in that the copper ring (2,) forms part of an expediently circular copper plate (i) which is also the carrier of the magnetic pole pieces (9, 11) and the hot cathode structure. 4. Magnetron tube according to claim 3, characterized in that in the copper plate (i), coaxially with the copper ring (2), a cylindrical workpiece (6) made of ferromagnetic material as a carrier of the inner pole piece (9), expediently conical, is inserted. 5. Magnetic field tube according to claim 3, characterized in that the outer pole piece (ii) is attached to a spacer ring (io) embedded in the copper plate (i) on the same axis as the copper ring (2). 6. magnetic field tube according to claim 3 and 4, characterized in that an insulator (13) is placed on the inner pole shoe (9) , which has a metal disc (14) with the holders (15, ig, 2o) for the hot cathode (16 ) and for one each at hot cathode potential, .the anode-cathode space inside and outside, shielding against the escape of electrons, cylindrical sheet metal (: 21, 22). 7. Magnetron according to claim i to 6, characterized in that a concentric pipe (28, 37) is provided for the energy input, the inner conductor (2-8) of which is axially to the copper ring (2) through a bore (29 ) of the ferromagnetic cylinder (6 ) inserted into the copper plate (I) and a glass attachment (31) closing off the high vacuum chamber and led through two diametrically or several supply lines (33) of equal length lying in the plane of the copper ring to two or more several Anodensegniente (5) requenten same hig - potential or its support is connected and whose outer tube (37) with good conductivity on the provided, for example, with a silver sheath ferromagnetic cylinder with that on the high-frequency Nullpot-ential located-en middle part of the copper plate. 8 . magnetron according to claim i to 7, characterized in that the tube assembly by a metal cap kegelsturnpffärmige: is covered (25) the lower edge of which is welded to a shoulder ring (24) of the copper plate (i) and the upper edge of which is welded to a metal socket (: 26), in the glass extension (27) of which the heating current supply lines (17, 18) are melted, which closes the high vacuum space.