DE902262C

DE902262C - Fremdgesteuerte Laufzeitroehre mit geteiltem Resonator

Info

Publication number: DE902262C
Application number: DEL3899D
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert Doering
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1943-10-16
Filing date: 1943-10-16
Publication date: 1954-01-21

Description

Fremdgesteuerte Laufzeitröhre mit geteiltem Resonator Bei der Erzeugung ultrakurzer Wellen hoher Leistung mit Röhrengeneratoren macht die Unterbringung der erforderlichen Kathodenfläche beträchtliche Schwierigkeiten, da meistens Schwingkreise bzw. Resonatoren verwendet werden, deren sämtliche Abmessungen für die Eigenfrequenz des Resonators bestimmend sind. Es wurde bereits vorgeschlagen, für eine Laufzeitröhre einen H-Resonator zu verwenden, der aus einer konzentrischen Rohrleitung durch Einfügung eines Steges zwischen Innen- und Außenleiter entstanden ist. Bei diesem Generator wird ein schräg zur Stegebene gestellter Elektronenstrahl zur Anregung des Resonators verwendet. Die Wirkungsweise dieses Rohres ähnelt der eines Heil'schen Generators; der Strahl wird im ersten Feld in seiner Geschwindig-Iceit moduliert, im zweiten Hochfrequenzfeld wird ein Teil der Strahlenergie ausgekoppelt.
Um eine fremdgesteuerte Laufzeitröhre zu erhalten, wird ein an sich bekannter geteilter Resonator verwendet, der aus einer konzentrischen Rohrleitung durch Einfügung zweier Trennwände entstanden ist, wobei die beiden Resonatorenhälften durch eine Schirmwand ganz oder annähernd entkoppelt sind.
Erfindungsgemäß erfolgt die Ankopplung der beidem Reson@atoren durch eine gemeinsame, durch eine Verlängerung der Schirmwand halbierte Rohrleitung, wobei in jeder Leitungshälfte ein Innenleiter vorhanden ist. Man kann sich die beiden Resonatoren aus einer konzentrischen Rohrleitung 3, 3', wie Fig. i zeigt, durch Einfügung zweier Trennwände i und 2 entstanden denken. Jede Resonatorhälfte 4 bzw. 5 schwingt dann so, daß die Länge ihrer magnetischen Grundwelle 2, etwa dem mittleren Rohrleitungsumfang (r1 -I- r2) 'z entspricht, analog einer beiderseits abgeschlossenen .1/2-Leitung. Will man eine fremdgesteuerte Röhre mit einem derartigen Schwingkreis aufbauen, so müssen die beiden Kreise vollständig entkoppelt sein. Dies wird durch Einfügung einer längeren .Schirmwand 2o erreicht, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Hierdurch werden im Zusammenhang mit den beiden Abschlußebenen 6 des Resonators die beiden Räume vollständig voneinander getrennt. In der Fig.2 erkennt man im Schnitt A-B die Schirmwand, während der Schnitt C-D an der Stelle des Elektronendurchtritts die mit dem Schirm f verbundenen Stege i und 2 sowie den Innenleiter 3' zeigt, welcher kürzer ist als der Außenleiter 3. Man hat also zwei Resonatoren mit geringen Spannungsverlusten, die vollständig entkoppelt sind. Dieser Resonator wird auf folgende Weise in einer Laufzeitröhre benutzt (vgl. Fig. 3) : Man läßt beispielsweise den streifenförmigen Elektronenstrahl an einer um go° gegen die Stege i und 2 versetzten Stelle in den Steuerresonator 8 eintreten. Dann durchlaufen die Elektronen z. B. den Laufraum g, der vom verstärkten Innenleiter 1o der Rohrleitung gebildet wird, und treten dann durch das Feld 7 des Auskoppelresonators. Der Strahl durchsetzt also den Resonator jeweils an Stellen größter Spannung (Spannungsbauch).
Die Auskopplung, die Verstimmung des Resonators, die verschiedenen Gleichspannungspotentiale, die Strahlführung und die Form des Resonators können ebenso sein wie bei der bereits vorgeschlagenen Laufzeitröhre.
Die Fig.4 zeigt, wie die Ankopplung der Auskoppelleitung an die beiden Resonatoren durch eine beiden gemeinsame Rohrleitung durchgeführt werden kann. Die Figur zeigt das obere Ende des Resonators 3 mit seinen beiden Kammern 4: und 5. Es wird eine Rohrleitung 21 benutzt, die durch eine Verlängerung 22 der Schirmwand 2o unterteilt ist, wobei in jeder Leitungshälfte ein Innenleiter 23, 24 zur Anregung bzw. zur Auskopplung eingesetzt ist.
Die Röhre kann praktisch als Vollmetallröhre bzw. mit einem Glaskolben ausgeführt werden. Ebenso kann man aus Zweckmäßigkeitsgründen auch auf eine rechteckige Resönatörform übergehen. Eine Vollmetallröhre mit annähernd rechteckigem Resonator zeigt beispielsweise Fig.5 im Querschnitt. Hierbei ist das Vollmetallrohr i i durch drei Zwischenwände 12, 13, 14 in Kathodenraum 15, Steuerfeld z6, Laufraum 17, Auskoppelfeld 18 und Anodenraum 1g unterteilt worden. Der Laufraum kann hierbei zweckmäßig als rechteckiger Hohlkörper ausgebildet werden. Auch kann, wenn nötig, statt mit Schlitzblenden mit Gittern zur Begrenzung der hochfrequenten Felder gearbeitet werden. Eine andere Ausführung zeigt Fig.6. Die Röhre ist in ihren vom Strahl durchsetzten Teilen in einfacher Weise aus gestanzten Blechen 31 mit Abstandsstücken 32 zusammengesetzt, und an dieses Blechpaket sind außen seitlich die frequenzbestimmenden Abschirmkappen 33, die die Außenwand des Resonators bilden, angesetzt worden. Dieser Resonator ist durch die Zwischenwand 34 in -zwei Teile geteilt. Soll das Rohr als selbsterregtes Rohr betrieben werden; so kann man im Außenkreis eine Rückkopplung anordnen. Hierdurch erhält man eine Röhrentype, die in Selbst- oder Fremderregung betrieben werden kann. Durch Erzwingung einer Kopplung zwischen den beiden Resonatorhälften im Innern der Röhre kann diese äußere Rückkopplung umgangen werden. Man erreicht dies, indem man beispielsweise die Trennwand 2o (Fig. 2) nicht auf die ganze Röhre durchführt oder indem- man ein seitliches Stegblech (Fig. i, Teil i oder 2) ganz wegläßt, so daß ein Röhrenquerschnitt entsteht, dessen Schema Fig.7 zeigt. Man kann auch mit einer solchen Röhre eine Frequenzvervielfachung wie bei jeder fremdgesteuerten Röhre erzielen, wenn man entweder den Auskoppelresonator durch seine räumlichen Abmessungen auf ein Mehrfaches der Frequenz der zugeführten Schwingung abstimmt oder mit solchen Harmonischen arbeitet, daß an der Stelle des Strahldurchtritts Spannungsbäuche im Auskoppelfeld auftreten (3. und 5. Harmonische). Es sei noch darauf hingewiesen, daß beim Betrieb als fremdgesteuerte Röhre beide Resonatorhälften abgestimmt werden müssen; dies kann, wie bereits vorgeschlagen, durch Einführen zweier Metall-oder Keramikstifte in die Resonatoren erfolgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Fremdgesteuerte Laufzeitröhre mit geteiltem Resonator, der aus einer konzentrischen Rohrleitung durch Einfügen zweier Trennwände entstanden ist und wobei die beiden Resonatoren durch eine Schirmwand vollständig entkoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankopplung der beiden Resonatoren durch eine gemeinsame Rohrleitung erfolgt, welche durch eine Verlängerung der Schirmwand halbiert ist, wobei in jeder Leitungshälfte ein Innenleiter vorhanden ist.
2. Fremdgesteuerte Laufzeitröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirmwand in ihrem mittleren Bereich verstärkt ist, um den beiden Hf-Feldern und dem Laufraum die richtigen Längen zu geben.
3. Fremdgesteuerte Laufzeitröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator eine Länge besitzt, die wesentlich größer ist als die angeregte Wellenlänge.
4. Fremdgesteuerte Laufzeitröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator durch Einfügung dreier Trennwände in ein Rohr entsteht.
5. Fremdgesteuerte Laufzeitröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator aus gestanzten Blechen aufgebaut ist.
6. Fremdgesteuerte Laufzeitröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Laufraumes ein Gitter bzw. ein geschlitztes Blech verwendet ist.
7. Fremdgesteuerte Laufzeitröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre als Glasröhre ausgeführt ist. B. Fremdgesteuerte Laufzeitröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre als Metallröhre ausgeführt ist. g. Fremdgesteuerte Laufzeitröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenzabstimmung der beiden Resonatoren durch Einführen metallischer oder keramischer Stifte erfolgt. io. Fremdgesteuerte Laufzeitröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Röhrenkolben nur das Strahlsystem untergebracht ist, während die beiden Resonatoren außen an die Röhre angesetzt sind, wobei die Abstimmung und Verstimmung außerhalb der Röhre erfolgt. i i. Fremdgesteuerte Laufzeitröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre ein elektrostatisch oder magnetisch konzentrisches Strahlsystem besitzt. Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 216 o58.