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Verstimmungseinrichtung für Hohlraum-Schwingkreis Bei Röhren zur Erzeugung
und Verstärkung elektrischer Wellen mit Wellenlän 'gen, die im Zentimetergebiet
liegen, ist es vorteilhaft, die Elektroden so auszubilden, daß sie unmittelbar in
Metallscheiben übergehen, welche die Wände der Röhre durchsetzen, so daß man an
der Außenseite der Röhre an diese Scheiben einen Hohlraumresonator ansetzen kann.
Der Elektronenstrom, der die Scheiben in Richtung der Gefäßachse durchsetzt, regt
den von je zwei Scheiben und einem metallischen Mantel begrenzten Hohlraumresonator
zu Schwingungen an, deren Energie durch geeignete Auskoppelglieder nach außen geführt
werden kann. Eine Änderung der Resonanzwellenlänge des Hohlraumresonators ist dadurch
möglich, daß man den Durchmesser der Resonatorwand mit Hilfe einer geeigneten mechanischen
Vorrichtung verändert. Für verschiedene Anwendungszwecke ist es notwendig, die Wellenlänge
in verhältnismäßig weiten Grenzen ändern zu können. Zu diesem Zweck müßte die Begrenzungswand
sehr weit nach außen gebracht werden. Dies bedingt einerseits einen außerordentlich
großen mechanischen Aufwand, und die Anordnung wird sehr kompliziert, andererseits
wird auch das Verhältnis von der Oberfläche des Hohlraumes zu seinem Volumen bezüglich
der Dämpfung ungünstig. je mehr zu der Form einer flachen Dose übergegangen wird,
um so ungünstiger werden die Dämpfungsverhältnisse. Diese Tatsache bringt eine große
Erschwerung mit sich, wenn man eine Verstimmung über einen größeren Bereich, beispielsweise
mehr als eine Oktave, erreichen will.
Erfindungsgemäß wird daher
die Verstimmung derart vorgenommen, daß am Hohlraumschwingkreis zwei in ihrer Lage
verstellbare Wände derart bewegt werden, daß durch Verstellung der ersten Wand der
Umfang des Resonators und von einem derart großen Resonatorumfang an durch Ver-.
stellung der zweiten Wand die Höhe des Resonators bzw. eines äußeren Resonatorteiles
verändert wird, daß das Verhältnis zwischen Volumen und Oberfläche des Resonators
stets einen bezüglich der Dämpfung günstigen Wert beibehält. Die Verstimmung in
der eingangs genannten Art wird als ' o im wesentlichen nur so weit durchgeführt,
daß bei einem günstigen Durchmesser der zylindrischen Außenwand des Resonators ein
vorgegebenes Verhältnis von Volum(#n zur Oberfläche des Resonators nicht unterschritten
wird. Die weitereVerstimmung kann d;inn dadurch erfolgen, daß, in einer im wesentlichen
senkrecht hierzu liegenden Richtung ein zweiter Wandungsteil oder mehrere solche
Teile bewegt werden.
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Der in seinem Umfang veränderliche Teil des Resonators kann durch
eine nach Art einer Irisblende gestaltete Wand gebildet werden. Der in seiner Höhe
veränderliche Resonatorteil läßt sich so gestalten, daß er von zwei mit dem Hohlraumresonator
koaxialen zylindrischen Wänden und einem oder zwei zwischen diesen befindlichen,
in Richtung der Resonatorachse verschiebbaren Kurz-. schlußstempeln gebildet wird.
Dabei kann der bzw. können die Kurzschlußstempel in der der minimalen Höhe des äußeren
Resonatorteiles entsprechenden Ausgangsstellung als Führung für den in seinem Umfang
veränderlichen Wandungsteil dienen.
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Es kann in vielen Fällen zweckmäßig sein, den äußeren Resonatorteil
als konzentrisches Lechersystem auszubilden. In diesem Fall kann die Dirnensionierung
leicht so gewählt werden, daß sich ein besonders günstiges, insbesondere optimales
Verhältnis des Durchmessers des Außenleiters zu dem des Innenleiters ergibt.
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In dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit i ein Stück:
der Glaswand der Röhre bezeichnet. Die beiden Elektroden 2 und 3
sind,Teile
eines Resonators, wobei die Kurzschluß-Stempel 4 und 5 die geometrischen
Abmessungen des Resonators bestimmen. Auf der rechteil Seite der Darstellung ist
der Kurzschlußstempel 5 in seiner unteren Endlage gezeichnet, so daß hier
die Verstimmung lediglich durch Bewegen des Kurzschlußstempels 4 erfolgt. Diese
Verstimmung wird nur so weit durchgeführt" daß bei einem günstigen Durchmesser der
zylindrischen Außenwand des Resonators ein vorgegebenes Verhältnis von Vo,*-lumen
zur Oberfläche des Resonators nicht unterschritten wird. Dementsprechend ist die
Endstellung des 'Kurzschlußstempels 4 dann erreicht, wenn er unter den Flansch
6 zu liegen kommt. Dieser Fall ist auf der linken Seite der Darstellung veranschaulicht,
so daß von dieser Stellung an lediglich der Kurzschlußstempel 5 nach oben
bewegt und dadurch eine weitere Verstimmung herbeigeführt wird. Bei dem dargestellten
Ausführufigsbeispiel, bei dem der Hohlraumresonator ein rotationssymmetrisches Gebilde
ist, besitzt der Kurzschlußstempel 5
in entsprechender Weise eine ringförmige
Gestalt. Der Kurzschlußstempel 5 müßte daher jeweils auf der rechten und
der linken Seite in gleicher Höhe gezeichnet sein. Wenn in der stark vereinfachten
und lediglich das Prinzip der Erfindung veranschaulichenden Darstellung der Kurzschlußstempel
5 auf der linken Seite hoch und auf der rechten Seite tief dargestellt ist,
so soll hiermit lediglich die Verschiebemöglichkeit des' Kurzschlußstempels durch
Darstellen zweier bestimmter Lagen veranschaulicht werden. In entsprechender Weise
ist auch bei dem KurzschlußstemPel 4 auf der linken Seite die äußerste Endstellung
und auf der rechten Seite eine beliebige andere Stellung veranschaulicht, obgleich
in Wirklichkeit die beiden Stellungen stets symmetrisch zueinander liegen.
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Am oberen Ende des Resonators kann bei 7 eine konzentrische
Leitung angeschlossen. werden. Diese besteht aus einem an den Flansch
6 angrenzenden Außenleiter und einem in der Nähe der Glaswand i verlaufenden
und diese umschließenden Innenleiter. Der ringförmige Kurzschlußstempel
5 verbindet Innen- und Außenleiter der konzentrischen Leitung. Die Erfindung
ermöglicht, optimale Verhältnisse für das Durchmesserverhältnis von Innenleiter
zu Außenleiter des konzentrischen Lechersystems zu schaffen. In der Darstellung
ist der untere Teil einer solchen Leitung 7 veranschaulicht, deren Durchmesserverhältnis
einen kleinen Dämpfungsverlust in der Leitung bedingt.
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Die Anordnung nach der Erfindung kann auch dazu verwendet werden,
bei einem etwas kleineren, für viele praktische Fälle aber ausreichenden Durchstimmbereich
die Dämpfungsverhältnisse eines Resonators zu verbessern. Eine solche Anordnung
zeigt Fig. 2. Bei dieser handelt es sich nicht darum, durch Ankopplung eines Schwingungskreises
nach dem Lechertyp eine beliebige Veränderung der Wellenlänge möglich zu machend
sondern vielmehr darum, dem Kreis trotz der Veränderung gewisser Dimensionen eine
bezüglich der Dämpfung günstige Form zu geben, -welche der vorteilhaften Form des
sogenannten -Rhumbatrons angenähert ist. Die beiden Elektroden 8 und
9 setzen sich in die Innenleiter io und ii einer konzentrischen Leitung fort,
deren Außenleiter 12 und 13 mit Flanschen 14 und 15 versehen sind.
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Zwischen dem Innen- und Außenleiter der konzentrischen Leitung gleiten
die beiden Kurzschluß- j stempel 17 und 18, die sich bei kurzenWellenlängen in der
in der linken Bildhälfte der Fig. 2 gezeigten Stellung befi nden. Bei kurzen Wellen
hat der Außenteil des Hohlraumes die Gestalt eines Zy-
linders, dessen Mantel
durch die Irisblende 16 gebildet wird. Bei dem weiteren Durchstimmen,
d. h. wenn sich die Blende 16 in ihrer äußersten Stellung befindet, werden
die Kurzschlußstempel 17 und 18 nach oben und unten auseinandergezogen. Ebenso wie
in Fig. i sind hier auf der rechten und linken Seite der Darstellung verschiedene
Stellungen der
Blende 16 und der Kurzschlußstempel 17 und 18 #,
eranschaulicht. In Wirklichkeit liegen die Blendenteile und Kurzschlußstempel natürlich
auf beiden Seiten in gleicher Höhe bzw. symmetrisch zueinander.
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Dadurch, daß die Kurzschlußstempel 17 und 18 nach oben und
unten auseinandergezogen werden, wenn sich die Blende 16 in ihrer äußersten Stellung
befindet, ergibt sich der Vorteil, daß nicht allein die Wellenlänge geändert wird,
sondern darüber hinaus auch das Verhältnis zwischen Volumen und Oberfläche einen
bezüglich der Dämpfung günstigeren Wert annimmt, als wenn die weitere Veränderung
der Wellenlänge durch ein weiteres Vergrößern des Umf anges des immer flacher werdenden
Zylinders vorgenommen würde. Die Dimensionen des Schwingkreises können so gewählt
werden, daß sich in allen Stellungen der verschiebbaren Wandungsteile,
d. h. bei den verschiedenen Wellenlängen, ein verhältnismäßig günstiger Wert
für die Dämpfung ergibt.