DE899681C - Laufzeitroehrenanordnung mit Steuer-, Lauf- und Auskoppelraum - Google Patents

Description

• Laufzeitröhrenanordnung mit Steuer-, Lauf- und Auskoppelraum Die Erfindung betrifft eine Laufzeitröhrenanordnung zur Erzeugung und Verstärkung kurzer elektrischer Schwingungen, bei welcher von dem Vorgang der sogenannten Phasenfokussierung Gebrauch gemacht wird. Diese besteht bekanntlich darin, daß ein Elektronenstrahl in seiner Geschwindigkeit moduliert und die Geschwindigkeitsmodulation in einem Laufweg in eine Dichtemodulation umgewandelt wird. Die Geschwindigkeitsmodulation erhält der Elektronenstrahl beim Durchlaufen eines aus hintereinander angeordneten Elektroden bestehenden Steuersystems. Der Strahl tritt sodann in einen feldfreien Laufraum ein, in welchem sich die Geschwindigkeitsmodulation in eine Dichtemodulation umwandelt, und durchfliegt sodann das gleichfalls aus zwei Elektroden bestehende Auskoppelsystem. Die Erfindung betrifft nun eine besonders vorteilhafte Bemessung der Laufzeitwinkel des Elektronenstrahls im Steuerraum, d. h. zwischen den beiden Steuerelektroden, im Laufraum und im Auskoppelraum, d. h. zwischen den beiden Auskoppelelektroden. Erfindungsgemäß beträgt die Summe der Laufzeitwinkel im Steuerraum und im Auskoppelraum ein ganzzahliges Vielfaches von und zwar bei phasengleicher Stromrückkopplung bei gegenphasiger Stromrückkopplung bei gleichphasiger Spannungsrückkopplung und b ei gegenphasiger Spannungsrückkopplung wobei n eine beliebige ganze Zahl bedeutet. Die Erfindung läßt sich am besten an Hand von Figuren näher erläutern. Fig. i veranschaulicht den Fall der phasengleichen Stromrückkopplung. i sei die Kathode eines Klystrons, 2 und 3 die beiden Steuerelektroden, q. und 5 die beiden Auskoppelelektroden, 6 die Auffangselektrode mit den Steuerelektroden ist der Hohlraumresonator 7, mit den Auskoppelelektroden der Hohlraumresonator 8 gekoppelt. An der Trennwand g zwischen den beiden Hohlraumresonatoren ist eine Koppelschleife io angebracht. Der Strom fließt in beiden Hälften der Koppelschleife jeweils im Uhrzeigersinne bzw. umgekehrt. In diesem Falle beträgt die Summe der Laufzeitwinkel wobei w1 den Laufzeitwinkel im Steuerraum zwischen den beiden Elektroden 2 und 3, w3 den Laufzeitwinkel im Laufraum zwischen den Elektroden 3 und q. bedeutet. Der Laufzeitwinkel w2 im Auskoppelraum zwischen den Elektroden q. und 5 ist hier gleich dem Laufzeitwinkel w, angenommen.
• Fig. 2 zeigt den Fall der gegenphasigen Stromrückkopplung bei einem Klystron. Die gleichen Teile sind wiederum mit den gleichen Bezugszeichen versehen, die Koppelschleife io ist hier jedoch so ausgebildet, daß in jedem Zeitpunkt der Strom in der einen Schleifenhälfte im entgegengesetzten Sinne umläuft wie in der anderen Schleifenhälfte. Für diesen Fall gibt Das allgemeine Ersatzschaltbild für diesen Rückkopplungsfall zeigt Fig. 3.
• Der Fall der gegenphasigen Spannungsrückkopplung ist in Fig. q. erläutert. Hierbei sei ein Schwinggebilde angenommen, das eine zylindrische Form besitzt und von einem Elektronenstrahl in axialer Richtung durchflossen wird. In gleichen Zeitmomenten hat die Wechselspannung im Auskoppelraum jeweils die entgegengesetzte Richtung wie im Steuerraum. Der Steuerraum ist mit ii, der Laufraum mit 12, der Auskoppelraum mit 13 bezeichnet. Fig. 5 zeigt das Ersatzschaltbild für diesen Rückkopplungsfall. In diesem Falle gilt Der Fall der gleichphasigen Spannungsrückkopplung, bei welchem Steuer- und Auskoppelwechselspannung jeweils die gleiche Richtung haben, ist in Fig. 6 dargestellt. Hierbei ist wieder ein zylindrisches Schwinggebilde aus zwei konzentrischen Zylindern angenommen, das aber in sehr langer Richtung vom Elektronenstrom durchflossen wird. Die Spannungen zwischen den beiden Elektroden 2 und 3 bzw. q. und 5 sind in jenem Augenblick in Gegenphase. Das Ersatzschaltbild diesei Anordnung zeigt Fig. 7. Für diesen Fall gilt Es hat sich herausgestellt, daß bei dieser Wähl der Laufzeitwinkel die Wirkung des Laufraumes, welche die Steilheit der Röhre bedingt, optimal wird. Wesentlich ist dabei, daß nicht jeder Laufwinkel für sich irgendeine bestimmte Größe hat, sondern die Summe der Laufwinkel für die Arbeitsweise der Röhre von ausschlaggebender Bedeutung sind.
• Man erzielt eine optimale Wirkung, wenn man den Laufwinkel in der Steuerstrecke gleich n oder einem ungeradzahligen Vielfachen von n wählt. Der Laufwinkel in der Auskoppelstrecke wird vorzugsweise ebenso groß oder annähernd ebenso groß wie der Laufwinkel in der Steuerstrecke gemacht.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Laufzeitröhrenanordnung zur Erzeugung und Verstärkung kürzester elektrischer Wellen mit einem zur Geschwindigkeitsmodulation des Elektronenstrahls dienenden Steuersystem, einem Laufraum und einem Auskoppelraum, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Laufzeitwinkel im Steuerraum und im Laufraum ein ganzzahliges Vielfaches von n, und zwar im Falle der gleichphasigen Stromrückkopplung die Summe der Laufzeitwinkel für gegenphasige Stromrückkopplung und für gleichphasige Spannungsrückkopplung beträgt, wobei n eine beliebig ganze Zahl bedeutet.
2. 2. Laufzeitröhrenanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufwinkel in der Steuerstrecke gleich n oder einem ungeraden ganzzahligen Vielfachen von n ist.