DE922607C - Elektronenroehrenanordnung zur Erzeugung, Verstaerkung, Gleichrichtung oder Anzeige sehr kurzer Wellen - Google Patents

Elektronenroehrenanordnung zur Erzeugung, Verstaerkung, Gleichrichtung oder Anzeige sehr kurzer Wellen

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DE922607C
DE922607C DEP53970A DEP0053970A DE922607C DE 922607 C DE922607 C DE 922607C DE P53970 A DEP53970 A DE P53970A DE P0053970 A DEP0053970 A DE P0053970A DE 922607 C DE922607 C DE 922607C
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DE
Germany
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electron
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DEP53970A
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English (en)
Inventor
Friedrich W Dr-Ing Gundlach
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/02Electrodes; Magnetic control means; Screens
    • H01J23/11Means for reducing noise

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  • Particle Accelerators (AREA)

Description

  • Elektronenröhrenanordnung zur Erzeugung, Verstärkung, Gleichrichtung oder .Anzeige sehr kurzer Wellen Die Erfindung betrifft eine Elektronenröhre für sehr kurze Wellen mit einem innerhalb der Röhre verlaufenden E1°cktronienstrahl. Es ist ran sich bekannt, bei der Führung elektromagnetischer Wellen längs geeigneter Leitungen durch besondere An-Ordnung der Leitungsführung zu erreichen, daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeit ,der Wellen etwa der Eliektron!engeschwiindigkeit des Elektronenstrahles gleichkommt, so -daß ein. Energieaustausch zwischen dem Elektronenstrahl -und einem in Richtung des Elektronenstrahles sich fortbewegenden elektrischen oder @elektromagnetischen Feld stattfindet.
  • Diesle bekannten Anordnungen sind vielfach als Wandierfeldröhren ausgebildet, bei denen zur Welle-uführung Wendeln od. dgl. verwendet werden. Es sind weiterhin. ;auch Wauderfeldröhran mit inhomogener Verzögerungsleitung bekannt, bei .denen eine mit Blenden versehene Hohlrahrlieitung oder ein System hintereinanderliegender Resonanzkammern, iein[en Kettenleifter bildet, der eine Vielzahl von Einzelgliedern aufweist, wobei die an jedem Kettenglied auftretende Spannung in der Richtung des Elektronevistrahles liegt: Nicht nur bei diesen nach Art von Wanderfeldröhren gestalteten Röhrenanordnungen der Höchstfrequenztechnik, sondern ;auch beim Klystron, H@eilschen Generator, Relexklystnon usw. werden allgemein Elektronenstrahlen verwendet, welche hochfrequente elektrische Felder durchsetzen. Wenn man diese Röhren zurr Verstärkung oder Erzeugung sehr kleiner hochfrequenter Spannungen benutzt, so klommt es darauf an, daß der Elektronenstrahl möglichst keine störenden Schwankungen in seiner Intensität oder Geschwindigkeit aufweist, sehe er in das eigentliche Elektrodensystem eintritt. Diese Schwankungen kann der Elektronenstrahl beispielsweisse diadurch besitzen, daß per zuvor schon ein anderes Hiochfrequenzfeld durchsetzt hat. Er kann auch diese Störungen bereits ,infolge der 'Schwanl@unigsierschleiiun;geri bei der thermischen Enässion an der Kathode, d. h. durch die,sogen;annten Rauschstörungenerhalten.
  • Der Erfindmg liegt die Aufgabe zugrunde, den Elektronenstrahl von sämtlichen Schwankungserscheinwngeninnerhalb seines gewünschten Frequenzbereiches zu befreien. Auf ,diese Weise können dann selbst ganz geringe hochfrequente Spannungen störunggsfrei verstärkt fader @anderweitig zur Sbeuerung dies Elektronenstrahles ausgenutzt werden.
  • Die Erfindung macht von Maßniahmen Gebrauch, die rä.umilich vor dem Eintritt des Elektronenstrahles in das Steiuersystem der Röhre liegen. Es ist an sich bereits bekannt, in Richtung der Elektronenbewegung vor dem Steuersystem leinen Laufraum vorzusehen, der eine dem Zwecke der Raxuschvermindierunl;g dienende Hilfssteuerstreckeenthält. Bei einer solchen bekannten Anordnung, bei der in der Hilfssteuerstrecke geine Herabsetzung der durch das Schrotrauschen ientstehenden 'Störungen bewirkt werden soll, geschieht dies dadurch, daß die Hilfssteuerstrecke mit einem auf die Betriebsfrequenz abgestimmten H@ohlraumnesionator gekoppelt ist und seine bestimmte Phasienbeziehung zwischen Hilfsstenersystem und @eigentlichem Steuersystem hergestellt wird. Bei einer anderen biekannten Artordnung ist Nebenfalls ein .als Schwingungskreis ausgebildetes Steuersystem vorgesehen, bei dem eine Rauschverminderung dadurch angestrebt wird, daß von deiner Kompensationswirkung Gebrauch gemacht wird. Duirch besiondere Bemessung der Phasenbedingungen wird der Hilfssteuerkreiis mit dem eigentlichen Steuersystem in Beziehung gebracht. Der als Schwingungskreis ausgebildete Vorkreis kann uni leinen geringen Betrag gegen den Steuierkreiis verstimmt werden, wobei diesle Verstimmung z. B. in kapazitivem Sinn vorgenommen wird.
  • Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß die Hilfssteuerstredke durch ein vom Steuersystem getrenntes und hochfrequenzmäßig von demselben unabhängiges, leime Schwächung in Fortpflanzungsrichtung bewirkendes Dämpfungssystem -gebildet ist. Das Dä mpfungs,system ist nicht durch Phasen- und Laufzeitbedingungen sowie .sonstväe Abhängigkeiten mit dem Steuersystem der Verstärkungsstrecke verknüpft. Die Dämpfungswirkung kommt dadurch zustande, daß in gentsprechender Weise, wie sonst in einer Verzögerungsleitung eine Verstärkung bewirkt wird, nunmehr eine Abschwächung stattfindet. In dem gewünschten Frequenzbereiich wird also in der Hilfssteuierstredkeeine negative Verstärkung, d. h. eiirre Abschwächung in Fortpfinnzungsrichtung bewirkt. Das Dämpfungssystem ist zweckmäßig als Verzögerungsleitung ausgebildet wie sie bei Wanderfeldröhren verwendet werden, wobei ientweder seine wendelfärmige Leitung verwendet wird oder seine andere Form mach Art von einzelnen hintereimanderliegenden Resonanzkammern vorgesehen ist, welche einen Kettenleiter bilden. Während bei .dien üblichen Wanderfeldröhrei die Dimensionierung der Verzögerungsleitung so getroffen ist, daß. e Verstä.nkung der Elektronenstrahlmodulatiionen in Fortpflanzungsrichtung resultiert, ist die Verzögerungsleitung hier so bemessen, daß die anfänglich vorhandenen Störungen in der Fortpflianzungsricht=g nach einem Exponentiialggesetz geschwächt werden; die Dämpfung also gewissermaßen -durch ",eine negative Verstärkung zustande kommt.
  • Die Erfindung hat im wesentlichen Bedeutung für Anordnungen, bei; denen die Rauschstörungen durch den Elektronenstrahl die Eingangsempfindlichkeit unerwünscht herabsetzen. Hier kann eine Röhre ,geschaffen werden, die sich ganz besonders als Anfangsverstärkerröhre eignet und leine besonders ;niedrige Empfindlichkeitsschwelle besitzt. Weiterhin hat ,die Erfindung Bedeutung für Röhren, bei denen der Elektronenstrahl mehrfach ausgenutzt wird, indem @er beispielsweise zuerst ein Verstärkersystem durchsetzt, dann ein Dämpfungssys-ben durchläuft, um s -chli;elMich lein weiteres, vom fersten völlig unabhängiges Verstärkersystem zu durchlaufen. Es ist aber fauch möglich, den E1ektronenstrahl durch ielektrische ioder magnetische Gleichfelder derart umzulenken, daß ier das gleiche Verstärk ersystem nach zwischendurch ierfolgter Dämpfung und Eliminierung der Störungen mehrfach durchsetzen kann. Auf diese Weis ie lassen sich Verstärkerröhren mit außerordentlich niedrigen Kathodenemissionen herstellen.
  • An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden, wobei, die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der für die Erfindung wesentlichen Teile in schematischer Darstellung ze'ngen.
  • In Fig. i ist mit i die Bahn ie@nes Elektronenstralü,es bezeichnet, der von einer nicht näher dargestellten Eliektronenquelle ausgeht, von seiner ebenfalls nicht dargestellten Bündelungseiinrichtung fokussiert wird und zu irgendwelchen Nutzelektrodien gelangt. Eine zur Führung seiner laufenden Welle geeignete Verzögerungsleitung, z. B. leine Wende.: z, umgibt dien Elektronenstrahl und' ist s io dimensiomiert, da,ß sich @eiine Dämpfung in der Fortpfi;an.zungsrichtung iergibt.
  • In Fis. z durchtritt der Elektronenstrahl i in äquivalenter Weise leine selektive Verzögerungsleitung in Form seines Kettenleiters, der aus einer Anzahl von in Strahlrichtung hiinbereinanderliegenden Gliedern. besteht. Diese Glieder -sind als Kammern,- 3 bis 6 ausgebildet, die als Potatiionssymm@etrische Hohlkörper mit geeigneten Duzchtrittsöffnungen 7 bis i i den Elektronenstrahl umgeben. Diese Ketbenlelberglieder sind gleichfalls so diinensionlert, daß in dem gewünschten Frequenzbereich leine Dämpfung in Fortpflanzungsrichtung auftritt.
  • Fig. 3 zeigt (eine Ausführungsform, die sich von der Fis. z dadurch unterscheidet, daß die ge@ometrischert Abmessen. der Ketbe;nleiterg7.üederuntereinander verschieden :sind. Dadurch sünd die Glieder gegeneinander verstimmt, so daßi leine Entstörung nicht nur für leine bestimmte Frequenz, sondern über Beinen gröBenan Frequen:zbiereich (ermöglicht wird. Weiterhin ist die Anordnung hier so getroffen, daß dile einzelnen Trennwände 12 biss 16 vonieinandier,elektrisch vsolllert, in geeigneten Halterungsringen i7bis2i ;gelagert und über den äußeren Mantel 22 kapazitiv miteinander gekoppelt sind, wobei die Isolierränge das Diel@ektrikum der Koppelkapazitäten darstellen. Diesle Anordnung tergibt die Möglichkeit, verschieden hohe Gleichspannungen an die Trennwände der !einzelnen Kammern anzulegen, um damit eine Fokussierung des Elektronenstrahles zu bewirken. Auf diese Weise ist es möglich, gleichzeitig Entstörung und Bündelung des Elektronienstrahles mit deiner einzigen Anordnung zu bewerkstelligen, wobei gegebenenfalls kenne zusätzlichen Mag netfeldier mehr ierforderlich sind.
  • Zur Erhöhung der Dämpfung und zur Vergröß,erung des wirksamen Frequenzbereiches ist @es möglich, .die Schwingungskreisie fentsprechlend zu dämpfen. Zu diesem Zweck können die Kettenleiter beispielsweise aus schlecht leitendem Material bestehen. In entsprechender Weise kann bei einem wendelförmigen Wellenleiber, wie @er in Fig. i dargestellt ist, die Wendel aus Widerstandsmaterial hergestellt sein.

Claims (14)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektronenröhmenan@ordnung zur Erzeugung, Verstärkung, Gleichrichtung odier Anzeige sehr kurzer Wellten, .die innerhalb der Röhre fortgeleitet und mit einem Elektronenstrahl in Beziehung gebracht werden und bei der in Richtung der Elektronenbewegung vor dem Steuersystem Lein .Laufraum vorgesehen ist, der eine vorzugsweisse dem Zwecke der Rauschverminderung dienende Hilfssteuerstredke ienthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfssteuerstreeke durch sein vom Sbeuersysfiem getrenntes und hochfrequenzmäßigvon demselben unabhängiges, eine Schwächung in Fortpflanzungslichtung bewirkendes Dämpfungssystem gebildet ist.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfwugssystemeine Verzögerungsleitung nach Wanderfeldröhrenart, insbesondere eine Wendel, verwendet ist.
  3. 3. Anordnung mach Anspruch i, dadurch gekeninzeichnet, daß als Dämpfungssystem lein Kettenleiber verwendet ist, der aus einzelnen Gliedern besteht, bei denen die an jedem Kettenglied auftretende Spannung ', in 'Strahlrichtung liegt. q:.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gek 1 ennzeichnet, daß die Kettengheder ge@genei:na,nd,er verstimmt sind.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 3 ioder q., dadu irch gekennzeichnet, daß die Kettenglieder als vorzugsweise rotationssymmetrsche Kammern ausgebildet sind, die leine zentrisch angeordnete öffnung zum Durchtritt des Elektronienstrahles besitzen.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch q. Moder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern verschiedierne geometrische Abmessungen besitzen.
  7. 7. Anordnung Bach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern so ausgebildet sind, da:ß such Bandflterwirkumgen iergeben. B.
  8. Anordnung nach Anspruch 5 bis. 7, dadurch ;gekennzeichnet, daß die Trennwände zwischen; dien Kammern so ausgebildet und vorzugsweiise isoliert gegeneinander gehaltert sind, daß an dieselben verschiedene Potentiale anlegbar sind.
  9. 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenuzeichniet, daß :an die Trennwände Hifsspannungen, vorzugsweise Gleichspannungen, anlegbar sind. i o.
  10. Anordnung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungssystem gleichzeitig ganz oder zum Teil Bündelungseiinrichtung für dien Elektronenstrahl ist. i i.
  11. Anordnung nach Anspruch i bis io, da-.durch gekennzeichnet, daß in Richtung des Elek- tronenstrahles mehrfach Dämpfungssysteme und Verstärkungssystieme auieinanderfolgen.
  12. 12. Anordnung mach Anspruch i bis i i, da-. dwrch gekennzeichnet, da:. Mittel. vorgesehen sind, um den Elektronenstrahl .das gleiche Verstärkersysbem nach Durchlaufen des Dämpfungssystems mehrfach durchsetzen zu lassen.
  13. 13. Anordnung mach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Dämpfunben verwendet sind.
  14. 14. Anordnung .nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die als Wendelleiter oder als Kettenleiter ausgebildiete Verzögerungsleitung aus elektrisch oder hochfrequenzmäßig schlecht leitendem Material besteht. Angezogene Druckschriften: Schweizerische Pabents,chrift Nr. 233 052; Proeeie,dings io@f the I. R. E, 1948, S. 19 bis 23.
DEP53970A 1949-09-06 1949-09-06 Elektronenroehrenanordnung zur Erzeugung, Verstaerkung, Gleichrichtung oder Anzeige sehr kurzer Wellen Expired DE922607C (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH233052A (de) * 1940-01-31 1944-06-30 Philips Nv Schaltung mit erhöhter Rauschfreiheit zur Übertragung elektrischer Ultrahochfrequenzschwingungen.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH233052A (de) * 1940-01-31 1944-06-30 Philips Nv Schaltung mit erhöhter Rauschfreiheit zur Übertragung elektrischer Ultrahochfrequenzschwingungen.

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