DE901800C

DE901800C - Schwingungserzeuger unter Verwendung einer Wanderfeldroehre

Info

Publication number: DE901800C
Application number: DEC2924A
Authority: DE
Inventors: Oscar Doehler; Werner Kleen
Original assignee: CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1948-07-29
Filing date: 1950-10-01
Publication date: 1954-01-14
Also published as: GB667208A; FR58975E; GB673033A; GB675056A; FR60639E; US2607031A; FR970096A; IT454356A; CH278419A; DE872223C; GB675625A; DE879845C; FR60636E; DE888269C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schwingungserzeuger, dessen Betriebsfrequenz durch Änderung der Dichte des Elektronenstromes geändert werden kann. Diese Art von Abstimmung eines elektrischen Schwingungserzeugers spielt eine wichtige Rolle in der Ultra-Hochfrequenz-Technik. Die Vorteile dieser Abstimmungsart im Vergleich mit derjenigen, welche eine mechanische Änderung einer Kapazität oder einer Selbstinduktion erfordert, sind bekannt, so daß eine eingehende Beschreibung nicht erforderlich ist.

Der Schwingungserzeuger nach der Erfindung betrifft eine Wanderfeldröhre. Man weiß, daß die Arbeitsweise einer derartigen Röhre auf der Wechselwirkung zwischen einem Elektronenstrahl und einer Hochfrequenzwelle beruht, die über eine Verzögerungs-' leitung parallel zum Strahl geführt wird. Hieraus folgt eine Verstärkung, welche mittels einer angepaßten Rückkoppelung zur Selbsterregung der Röhre ausgenutzt werden kann. ao

Im Hauptpatent 872 223 ist ein Verfahren der Abstimmung durch Änderung der Beschleunigungsspannung in einem Schwingungserzeuger der Wanderfeldröhrenart sowie der Aufbau der Röhre beschrieben. Nach diesem Verfahren wird die Veränderung der Frequenz durch Änderung der Gleichvorspannung erhalten, unter der die Verzögerungsleitung steht.

Aber die Erfahrung hat gezeigt, daß es gleichfalls möglich ist, eine Verstimmung zu erhalten, d. h. eine Veränderung der Schwingungsfrequenz mittels einer

Regelung der Stromstärke des Elektronenstrahls, eine Sache, welche vom physikalischen Gesichtspunkte aus sich folgendermaßen erklärt: Es ist in dem Hauptpatent gezeigt, daß für die Selbsterregung einer Schwingungsröhre die Beziehung erfüllt sein muß

In dieser Gleichung bezeichnet I die Länge der ίο Röhre, l_g diejenige des Rückkoppelungskanals, λ die Wellenlänge, c die Lichtgeschwindigkeit und O₁, die Phasengeschwindigkeit der durch das Elektronenbündel verstärkten Welle. N ist eine ganze Zahl. V₃, ist nicht nur eine Funktion der Elektronengeschwindigkeit, sondern auch des Gleichstroms I des Elektronenstrahls. Wenn man also O₃, mittels einer Abänderung von I ändert, kann diese Gleichung nur erfüllt werden durch eine Abänderung von λ. Damit ist gezeigt, daß der Schwingungserreger auch mittels der Änderung der Stromstärke des Strahls abgestimmt werden kann.

Die Versuche der Patentinhaberin haben gezeigt, daß z. B. eine Stromänderung des Strahls von ι bis 7 mA eine Frequenzänderung von etwa ioo Mc/s um as den mittleren Frequenzwert von 3000 Mc/s hervorruft. Diese relative Verstimmung von etwa 3 °/₀ ist bereits bedeutend höher als diejenige, welche man bisher bei den Reflexklystrons erhalten hat.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel den Oszillatorkreis, welcher der gleiche ist wie in dem Hauptpatent. T ist die Röhre mit dem Eingang E und dem Ausgang S, F ein Filter, D der Phasenschieber, die in den Rückkoppelungskanal G eingeschaltet sind. C bezeichnet die Kopplung der Belastung. F₀ ist die Gleichspannung, die mittels eines Potentiometers R₀ abgegriffen wird, dessen Schieber eine Spannung U₀ liefert, welche auf die Verzögerungsleitung H und den Kollektor B gelegt wird. Diese Spannung ist regelbar, um die Frequenz nach dem Verfahren des Hauptpatents einzustellen. Nach dem vorliegenden Zusatz wird, wenn man an erster Stelle voraussetzt, daß die Spannung der Verzögerungsleitung auf einem konstanten Potential gehalten wird, die Frequenzänderung der Schwingung durch eine Abänderung U₁ erhalten, die durch den Schieber eines Potentiometers R₁ von einer Batterie der Spannung F₁ abgenommen wird. Die Spannung U₁ wird auf eine beliebige Elektrode geleitet, welche den Gleichstrom der Kathode- steuert. Beispielsweise ist in der Zeichnung U₁ zwischen die Kathode K und die Wehneltelektrode W geschaltet. Es kann die Wehneltelektrode durch ein Gitter vor der Kathode ersetzt werden. Ebenso kann die Spannung U₁ einer Hilfsanode A zugeführt werden, die zwischen die Kathode und dem Anfang der Wendel geschaltet ist, wobei die Wendel stets auf konstantem Potential Verbleibt.

Das Verfahren der Abstimmung mittels Abänderung der Spannung U₁ (Dichteänderung) besitzt gegenüber demjenigen der Abänderung der Spannung U₀ (Beschleunigungsänderung) den Vorteil, daß man, um eine gegebene Abänderung der Frequenz zu erhalten, einer relativ kleinen Änderung von U₁ bedarf, im Vergleich mit der dazu erforderlichen Änderung von U₀. Andererseits ist die Kapazität der Verzögerungsleitung bedeutend höher als die einer Steuerelektrode (Wehneltelektrode, Gitter, Hilfsanode). Dies hat zur Folge, daß die notwendige Leistung für die Abstimmung mittels Stromänderung offensichtlich viel geringer ist als in dem Falle, wo diese mittels Regelung der Spannung der Verzögerungsleitung erhalten wird.

Die Änderung der Frequenz, die auf der Änderung des Strahlstromes beruht, ist von einer Änderung der Nutzleistung begleitet. In zahlreichen technischen Anwendungen ist diese Änderung der Leistung nicht schädlich. Die Tatsache, daß die Abstimmung ebensogut durch die Abänderung der Gleichspannung U₀ wie durch diejenige des Gleichstromes erreicht werden kann (mittels U₁), liefert die Möglichkeit einer Abstimmung durch gleichzeitige Änderung dieser beiden Spannungen. Die Änderung von CZ₁ ist alsdann ein konstanter Teil der Änderung von U₀.

Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, daß es die Charakteristik, welche die Frequenz als Funktion der Spannung aufweist, viel linearer gestaltet. Ebenso wird der Vorteil einer viel konstanteren Leistung im Bereich der möglichen Abstimmungsänderung erreicht. Diese Vorteile lassen sich durch eine zweckmäßige Wahl des Verhältnisses der Änderungen von F₁ und F₂ ebenso wie durch geeignete Wahl der mittleren Werte von U₁ und U₀ erhalten.

Claims

PaTENTANSPKÜCHE:

i. Schwingungserzeuger unter Verwendung einer Wanderfeldröhre, welche eine Verzögerungsleitung mit Kollektor enthält und bei der in dem zwischen dem Ende und dem Anfang der Verzögerungsleitung vorgesehenen Rückkoppelungskanal ein Durchgangsfilter eingeschaltet ist, dessen Durchlaßbreite kleiner ist als das Trennungsintervall zwischen zwei benachbarten Wellenarten des Schwingungssystems, wobei die Flanken des Durchgangsfilters einer einzigen Wellenart entsprechen, welche zwischen vorgegebenen Grenzen der Kollektorspannung möglich ist, nach Patent 872 223, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die gestatten, die Stromstärke des Elektronenstrahls zu ändern.
2. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung einer zwischen Emissionskathode und Verzögerungsleitung geschalteten Hilfselektrode geändert wird.
3. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Mittel vorgesehen sind, die gestatten, gleichzeitig die Vorspannung der Verzögerungsleitung und des Kollektors zu ändern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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