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Elektronenröhre zur Erzeugung bzw. Verstärkung sehr kurzer elektrischer
Wellen Je kürzer die Wellenlänge wird, bei der eine Ultrakurzwellenröhre betrieben
werden soll, um so größer werden die konstruktiven Schwierigkeiten und um so schwerer
gelingt es, einen hohen Wirkungsgrad und eine große absolute Leitungsabgabe des
Rohres zu erzielen. Die Erfindung beschäftigt sich nun mit der Aufgabe, bei einer
solchen Röhre sowohl in elektrischer als auch in konstruktiver Hinsicht Verbesserungen
anzubringen, welche gegenüber den üblichen Konstruktionen von Ultrakurzwellenröhren
einen wesentlichen Fortschritt bezüglich der erwähnten Eigenschaften bringen. Im
einzelnen besteht diese Aufgabe darin, eine Röhre zu schaffen, welche eine sehr
ergiebige, für die Schwingungserzeugung voll ausgenutzte Elektronenquelle besitzt,
wobei der- von diese-rElektronenquelle gelieferte, sehr starkeElektronenstrom in
einfacher Weise so gelenkt wird, daß er ohne korrespondierenden direkten Gitterverlust
(Verlust an der positiven Beschleunigungselektrode) dem Erzeugungsraum der Schwingungen
zugeführt wird. Ferner wird ein einfacher, aber mechanisch sehr widerstandsfähiger
Aufbau der Röhre gefordert, bei dem gleichzeitig auf eine vorteilhafte Ausbildung
bzw. Anbringung der notwendigen Schwingungskreise Rücksicht genommen wird.
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Diese Forderungen werden durch die Anordnung nach der Erfindung erfüllt.
Es wird dabei von einer bereits vorgeschlagenen Bauweise, ausgegangen, bei welcher
die Elektroden zylindrisch ausgebildet sind bzw. zylindrische Halteteile aufweisen
und zur D'ista'nzierung bzw. zum vakuumdichten Gefäßabschluß ring- bzw. pfropfernförmige
Körper
aus Glas oder ähnlichem Werkstoff, z. B. Keramik, dienen.Erfindungsgemäß
wird jedeElektrode. durch zwei koaxiale, einander gegenüberstehende, z. B. zylindrische
oder konische Drehkörper gebildet, welche im Bereich der vakuumdichten Verschmelzung
zylindrisch ausgebildet sind, wobei der Zwischenraum zwischen den korrespondierenden
Elektrodenteilen als Durchtrittsspalt für das scheibenförmige Elektronenstrahlbündel
dient.
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Eine Röhre nach der Erfindung ist in der Figur dargestellt. Diese
Konstruktion ist natürlich nur ein Ausführungsbeispiel für den Erfindungsgegenstand.
Es sei beispielsweise angenommen, daß es sich um eine Bremsfeldröhre handelt. Natürlich
lassen sich die baulichen Grundsätze der Erfindung auch auf andere Röhrenarten anwenden.
Die ringförmige Kathode i, i' ist von einer Abschirmelektrode 2, 2' umschlossen.
Die Kathodenzuführungen sind in einem Glaspfropfen 3, 3' eingeschmolzen. Koaxial
mit der Elektrode 2, 2' ist eine positive Beschleunigungselektrode 4., ,I' angeordnet,
die mittels einer ringförmigen Verschmelzung 5, 5' aus Glas oder einem anderen Isolierstoff
(wobei zur vakuumdichten Verbindung ein Glasfluß oder ein Lot dienen kann) mit der
Elektrode 2, 2' verschmolzen ist. Ein ähnlicher Dichtungsring 6, 6' ist zwischen
der Elektrode 7, 7', welche im vorliegenden Fall als Bremselektrode dient, und der
Elektrode 4., .@ angebracht. Um dichte Einschmelzungen zu erhalten, empfiehlt es
sich, die Werkstoffe, aus welchen die vakuumdichten Verbindungen entstehen, so zu
wählen, daß jeder Glasring von einem rohrförmigen Körper umschlossen ist, der aus
einem Werkstoff mit einem größeren Ausdehnungskoeffizienten als dem des Dichtungsmaterials
besteht, während der an den Innenteil des Dichtungskörpers angrenzende Metallkörper
am besten aus einem in seiner Ausdehnung dem Dichtungskörper, z. B. Glaskörper,
angepaßten Metall besteht. Man kann dies, wie in der Figur dargestellt, in der Weise
durchführen, daß man die Elektrodenkörper bzw. ihre Halteteile im Bereich der vakuumdichten
Verschmelzung aus zwei konzentrischen rohrförmigen Teilen herstellt, die miteinander
verschweißt sind.
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Der jeweils innenliegende Körper hat einen höheren Ausdehnungskoeffizienten
als das Glas, während das äußere Rohr, das mit dem es umschließenden Glasring verschmolzen
ist, in seinen Ausdehnungseigenschaften dem Glas angepaßt ist. Das den Ring jeweils
umschließende Rohr kann z. B. aus Eisen oder Kupfer bestehen, während das jeweils
mit der Innenweite des Einschmelz:ringes verschmolzene Rohr vorteilhafterweise aus
einer der Glasausdehnung angepaßten Einschmelzlegierung, z. B. Chromeisen oder Eisennickel,
besteht. Durch gut leitende tfiberzüge, z. B. aus Silber, kann die Leitfähigkeit
der Röhre verbessert werden.
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Die geschilderte Konstruktion ergibt die Möglichkeit, mit sehr hohen
Strömen zu arbeiten, d. h. durch Wahl einer Kathode von großem Umfang deren Ergiebigkeit
sehr zu steigern. 'Ulan kann daher durch die Konstruktion nach der Erfindung die
absolute Leistung der Röhre, soweit sie an die Emission der Kathode gebunden ist,
beliebig steigern, ohne die Wellenlänge der Eigenschwingung der Resonatoren
wesentlich vergrößern zu müssen. Dabei gelingt es aber, durch die koaxiale Anordnung
der Elektroden und durch geeignete Ausbildung der wirksamen Elektrodenteile ein
wirksames elektronenoptisches Linsensystem zu schaffen, derart, daß der von der
Kathode (den Kathoden) ausgehende Elektronenstrahl zu einem scheibenförmigen Bündel
konzentriert wird und durch den Spalt ß zwischen den Elektroden hindurchtritt, ohne
daß er auf die hochpositive Beschleunigungselektrode 4, .4.' auftrifft und ein merklicher
direkter Gitterflußstrom zustande käme. Diese gute Möglichkeit der Bündelung der
Elektronen; durch das von der negativen (oder auf Kathodenpotential befindlichen)
und der positiven Elektrode 4., @.' gebildete Linsensystem gestattet eine beliebige
Ausbildung der Elektroden. bezüglich der Laufwege der Elektronen innerhalb derselben,
so daß man beispielsweise der hochpositiven Elektrode mit Hilfe eines konischen
Ansatzes 9, 9' eine beliebige Tiefe geben kann und so die optimale Laufzeit der
Elektronen im Bereich dieser Elektrode erzielt, ohne daß man Gefahr läuft, daß die
Elektronen in zu großer Anzahl von der Elektrode .i, . aufgefangen werden. Die ganze
Anordnung zeichnet sich durch eine außerordentlich hohe mechanische Widerstandsfähigkeit
und gute M aßhaltigkeit der Elektrodenabstände aus, die sehr klein gewählt werden
können, da eine gute Festlegung der Ele.ktrodenabstände während der Herstellung
der Röhre möglich ist. Der konzentrische Aufbau der Elektroden ermöglicht außerdem
eine einfache und vorteilhafte Ausgestaltung der Schwingungskreise, welche durch
die koaxialen Rohre unmittelbar gebildet werden können. Durch verschiebbareKurzschlußstempel
(kapazitive Kurzschlußschieber) kann die Abstimmung der Schwingungskreise zwischen
den einzelnen Elektroden erfolgen. Durch die dargestellte Ausbildung der Elektroden,
bei welcher die Enden. der Elektrodenkörper im Bereich des Elektronenstrahles nur
mit schmalen Kanten einander gegenüberstehen, vermeidet man einen zu starken Einfluß
der Elektroden auf die Länge der Schwingungskreise, der dann stets vorhanden ist,
wenn die Elektroden miteinander konzentrierte Kapazitäten bilden, was bei ebenen
Elektroden in besonders starkem Maße der Fall ist.