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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.