DE935685C

DE935685C - Electric discharge tubes

Info

Publication number: DE935685C
Application number: DEA12176D
Authority: DE
Inventors: William C Hahn
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1939-05-27
Filing date: 1940-05-28
Publication date: 1955-11-24
Also published as: BE474854A; GB544850A; GB541271A

Description

Die Erfindung betrifft Anordnungen in Form von Entladungsröhren zur Ausübung eines Verfahrens zum Betrieb von Laufzeitröhren nach dem Patent 908 743. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Weiterbildung der in der' Patentschrift 919 245 beschriebenen Anordnungen zur Ausübung eines Verfahrens nach dem Hauptpatent. Während jedoch die in der älteren Patentschrift 919 245 beschriebenen Anordnungen hauptsächlich zur Schwingungserzeugung geeignet sind, betrifft die Erfindung Anordnungen, die außer zur Schwingungserzeugung auch für Verstärkerzwecke u. dgl. geeignet sind.The invention relates to arrangements in the form of discharge tubes for carrying out a method for operating time-of-flight tubes according to patent 908,743. The invention relates in particular on a further development of the arrangements described in patent specification 919 245 for exercise a method according to the main patent. However, while those described in the earlier patent specification 919 245 Arrangements are mainly suitable for generating vibrations, the invention relates Arrangements which, in addition to generating vibrations, are also suitable for amplifier purposes and the like.

Ein Elektronenstrahl, welcher zwischen den Elektroden einer Vakuumröhre fließt, kann entweder in der Elektronengeschwindigkeit oder in der Ladungsdichte moduliert werden. Bei der ersten Modulationsart werden systematische Unregelmäßigkeiten in der Elektronengeschwindigkeit von Punkt zu Punkt längs des Strahles erzeugt. Die zweite Modulationsart betrifft die Erzeugung von Ladungsdichteänderungen, wobei diese Änderungen aus systematischen Unregelmäßigkeiten in der Elektronengruppierung bestehen. An electron beam that flows between the electrodes of a vacuum tube can either be in the electron velocity or the charge density can be modulated. With the first type of modulation become systematic irregularities in the electron speed from point to point generated along the beam. The second type of modulation concerns the generation of charge density changes, these changes consist of systematic irregularities in the electron grouping.

Bei den üblichen Entladungsgefäßen wird zwischen diesen beiden Modulationsarten nicht unterschieden. Beim Arbeiten mit ultrakurzen Wellen ist die ersterwähnte Geschwindigkeitsmodulation jedoch vorteilhaft. Entladungsgefäße, in denen die Geschwindig-In the case of the usual discharge vessels, no distinction is made between these two types of modulation. However, when working with ultrashort waves, the first-mentioned speed modulation is advantageous. Discharge vessels in which the speed

keitsmodulation angewendet wird, werden allgemein als Laufzeitröhren bezeichnet.modulation is applied, are generally referred to as time-of-flight tubes.

Gegenstand des Hauptpatents ist nun im Prinzip ein Verfahren zum Betrieb von Laufzeitröhren, und zwar in der Weise, daß die einem Elektronenstrahl in-einer Steuereinrichtung aufgedrückte Geschwindigkeitsmodulation erst außerhalb des Wirkungsbereiches der Steuereinrichtung in. eine Dichtemodulation umgewandelt wird. Dadurch werden die Verluste in der ίο Steuereinrichtung, welche bei den üblichen Ultrakurzwellenröhren auftreten, stark herabgesetzt. Die auf diese Weise bewirkte Geschwindigkeitsmodulation kann sodann in eine Ladungsdichtemodulation von höherer Größenordnung umgeformt werden, so daß Verstärkerwirkungen auftreten. Im Hauptpatent sind ferner Vorrichtungen zur Ausübung dieses Verfahrens angegeben, bei denen der so in seiner Dichte modulierte Elektronenstrahl zur Anregung einer Auskoppelvorrichtung verwendet wird, der dann die verstärkten Ultrakurzwellen entnommen werden können.The subject of the main patent is now in principle a method for operating time tubes, and in such a way that the speed modulation imposed on an electron beam in a control device only converted into a density modulation outside the range of action of the control device will. This reduces the losses in the ίο control device, which is the case with the usual ultra-short wave tubes occur, greatly reduced. The speed modulation effected in this way can then be transformed into a charge density modulation of a higher order of magnitude, so that Reinforcing effects occur. The main patent also includes devices for carrying out this process indicated, in which the density modulated electron beam to excite a decoupling device is used, from which the amplified ultra-short waves can then be taken.

Die Erfindung befaßt sich mit der Verbesserung der im Hauptpatent u. a. in den Ansprüchen 9 und xi angegebenen Anordnungen, bei denen die Steuereinrichtung (Modulationskarnmer) mehrere Modulationsstrecken umfaßt.The invention is concerned with the improvement of the main patent, inter alia. in claims 9 and xi specified arrangements in which the control device (modulation chamber) several modulation paths includes.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Steuereinrichtung aus einer Reihe von in Strahlrichtung aufeinanderfolgend angeordneten Ankoppelkreisen (gekoppelten Kreisen) besteht, von denen die jeweils benachbarten über ihre Endkapazitäten miteinander gekoppelt sind. Bei dem der Erläuterung der Erfindung dienenden Ausführungsbeispiel wird zu diesem Zweck ein Elektrodenaufbau benutzt, der aus einer Reihe von in einem bestimmten Abstand zueinander angeordneten rohrförmigen Zylindern besteht, durch die der Elektronenstrahl hindurchgeführt wird. Die zylinderförmigen Elektroden sind derart bemessen und in solchem Abstand zueinander angeordnet, daß sie selbst die Hauptteile eines Resonanzkreises bilden. Sie stehen ferner derart mit der Elektronenstrahlgeschwindigkeit in Zusammenhang, daß sich zwischen den verschiedenen Teilen kumulierende Wirkungen ergeben.According to the invention it is proposed that the control device consists of a series of in the beam direction successively arranged coupling circles (coupled circles) consists of which the respectively neighboring ones are coupled to one another via their end capacities. In the case of the explanation Serving the invention embodiment, an electrode structure is used for this purpose, which from consists of a series of tubular cylinders arranged at a certain distance from one another, through which the electron beam is passed. The cylindrical electrodes are such sized and arranged at such a distance from one another that they themselves form the main parts of a resonant circuit form. They are also related to the electron beam velocity in connection with the fact that there are cumulative effects between the various parts.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. In den Fig. 1 und 2 sind schematische Darstellungen gezeigt, die lediglich zur Erläuterung der Erfindung dienen. Ein schematisches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers zeigt die Fig. 3. Die Potentialverteilung im Schwingungserzeuger ist in der Fig. 4 graphisch dargestellt. In der Fig. 5 ist schematisch ein Schwingungskreis dargestellt, welcher die gleiche Funktion wie die Anordnung nach Fig. 3 ausübt. In den Fig. 6 und 7 befinden sich graphische Darstellungen der Strom- und Potentialverteilung, während die Fig. 8 ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers zeigt. Ein Schnitt längs der Linie 9-9 der Fig. 8 ist in der Fig. 9 dargestellt. Die Fig. 10 zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verstärkeranordnung. Endlich sind in den Fig. 11, 13, 15 16, konstruktive Abänderungen der Anordnung nach der Erfindung gezeigt, während die Fig. 12 und 14 graphische Darstellungen sind, die sich-auf die Anordnungen nach den Fig. 11 und 13 beziehen.The invention is explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the figures. In FIGS. 1 and 2, schematic representations are shown which are only used to explain the Invention serve. A schematic embodiment of a vibration generator according to the invention FIG. 3 shows the potential distribution in the vibration generator is shown graphically in FIG. In Fig. 5, an oscillation circuit is shown schematically, which the same function as the arrangement of FIG. 3 exercises. 6 and 7 are graphical representations of the Current and potential distribution, while FIG. 8 shows another embodiment of an inventive Vibration generator shows. A section along the line 9-9 of FIG. 8 is shown in FIG. 10 shows a schematic embodiment of an amplifier arrangement according to the invention. Finally, in Figs. 11, 13, 15, 16, structural modifications of the arrangement according to the invention shown, while Figs. 12 and 14 graphically Are representations which relate to the arrangements according to FIGS.

Bevor die Erfindung im einzelnen beschrieben werden soll, ist es zweckmäßig, auf das Prinzip der Geschwindigkeitsmodulation nach dem Hauptpatent einzugehen. In dem Hauptpatent ist ausführlich dargelegt, daß die verschiedenen Elektronen eines gleichförmigen Elektronenstromes in ihrer Geschwindigkeit verschiedenartig beeinflußt werden, wenn sie ein Gebiet durchqueren, dessen Potential periodisch verändert ist. Einige Elektronen werden beschleunigt, während andere Elektronen, die einen Augenblick später in dieses Gebiet eintreten, verzögert werden. Es wird also, wenn das Potential dieses bestimmten Gebietes periodisch verändert wird, der Elektronenstrahl nach Durchqueren dieses Gebietes aus Komponenten hoher und geringer Geschwindigkeit bestehen. Dieser Zustand ist in der Fig. 1 dargestellt, in der die schwarzen Punkte a die schnellen Elektronen darstellen, während die hellen Punkte δ die langsamen Elektronen bedeuten. Wenn der Elektronenstrahl aus dem Modulationsraum heraustritt, wird die Ladungsdichteverteilung in demselben im wesentlichen gleichmäßig sein, wie in der Fig. 1 dargestellt ist. Zu einem etwas späteren Zeitpunkt wird eine Umgruppierung der Elektronen erfolgt sein, da die schnelleren Elektronen die langsameren Elektronen einholen werden, falls keine Störungen eintreten, Der Elektronenstrahl der Fig. 1 wird also, "wenn er einen Laufraum von genügender Länge durchquert hat, d. h. nachdem gewisse Zeit verflossen ist, den in der Fig. 2 dargestellten Zustand einnehmen. Jetzt ist der Elektronenstrahl in seiner Ladungsdichte moduliert, d. h. er ist durch eine ungleichmäßige Raumverteilung der Elektronen gekennzeichnet.Before the invention is to be described in detail, it is useful to go into the principle of speed modulation according to the main patent. The main patent explains in detail that the speed of the various electrons in a uniform stream of electrons is influenced differently when they pass through an area whose potential is changed periodically. Some electrons are accelerated, while other electrons that enter this area a moment later are decelerated. If the potential of this particular area is changed periodically, the electron beam after passing through this area will consist of high and low speed components. This state is shown in FIG. 1, in which the black points a represent the fast electrons, while the bright points δ represent the slow electrons. When the electron beam emerges from the modulation space, the charge density distribution therein will be substantially uniform, as shown in FIG. At a somewhat later point in time, the electrons will be regrouped, since the faster electrons will catch up with the slower electrons if no disturbances occur a certain time has elapsed, assume the state shown in Fig. 2. The electron beam is now modulated in its charge density, ie it is characterized by a non-uniform spatial distribution of the electrons.

Die Erfindung macht von der oben beschriebenen Tatsache Gebrauch. Es wird nämlich eine Geschwindigkeitsmodulation des Elektronenstrahles bewirkt, die anschließend in eine Ladungsdichtemodulation zur Erzielung gewisser gewünschter Ergebnisse umgeformt wird.The invention makes use of the fact described above. Namely, it becomes a speed modulation of the electron beam, which then results in a charge density modulation is transformed to achieve certain desired results.

In der Fig. 3 ist in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt. Das längliche Entladungsgefäß 9 enthält eine Kathode 10, zwei oder mehrere an hoher Spannung liegende Beschleunigungselektroden 11 sowie eine Anode 12. Um das Entlassungsrohr herum ist eine Reihe von Elektroden 14 bis 18 hintereinander angeordnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen diese Elektroden aus Hohlzylindern, die in bestimmter Entfernung zueinander angeordnet sind. Durch diese Maßnahme wird bewirkt, daß der Elektronenstrahl an den Stellen 21 bis 24 beeinflußt werden kann. In Fig. 3, an embodiment according to the invention is shown in a schematic manner. The elongated discharge vessel 9 contains a cathode 10, two or more at high voltage lying acceleration electrodes 11 and an anode 12. Around the discharge pipe is a Row of electrodes 14 to 18 arranged one behind the other. In the illustrated embodiment, these electrodes consist of hollow cylinders that are shown in FIG a certain distance to each other are arranged. This measure causes the electron beam at points 21 to 24 can be influenced.

Die Elektroden 14 bis 18 sind von einer rohrförmigen Hülle 26 umgeben, die koaxial zu diesen Elektroden angeordnet ist. Die Hülle 26 ist über die Wandungsteile 28, 29 mit den Elektroden 14 und 18 verbunden. Die erfindungsgemäße Anordnung übt zweierlei Wirkungen aus. Einderseits dient das Elektrodensystem zur Beeinflussung des Elektronenstrahles, derThe electrodes 14 to 18 are tubular Surrounding sleeve 26, which is arranged coaxially to these electrodes. The shell 26 is over the wall parts 28, 29 connected to electrodes 14 and 18. The arrangement according to the invention does two things Effects. On the one hand, the electrode system is used to influence the electron beam, the

das Entladungsrohr 9 durchquert. Andererseits kann das gesamte System als abgestimmtes Rückkopplungssystem angesehen werden, welches eine Kopplung zwischen den zuletzt von dem Elektronenstrahl durchquerten Elektroden und den anfangs vom Elektronenstrahl durchquerten Elektroden bewirkt.the discharge tube 9 traverses. On the other hand, the entire system can be viewed as a matched feedback system, which is a coupling between the electrodes last traversed by the electron beam and those initially traversed by the electron beam crossed electrodes causes.

Die Dimensionen und elektrischen Beziehungen der verschiedenen Teile der erfindungsgemäßen Anordnung müssen daher zweckmäßig derart gewählt werden, daß die gewünschte Wirkung zustande kommt.The dimensions and electrical relationships of the various parts of the inventive arrangement must therefore be chosen expediently in such a way that the desired effect is achieved comes.

Diese Wirkung wird erzielt, wenn das Gerät in einen Betriebszustand gebracht wird, wie er in der Fig. 4 dargestellt ist. Die Kurve A dieser graphischen Darstellung zeigt die Änderung des Spannungsabfalles der Elektroden 14 bis 18 zur Hülle 26, wenn man in Richtung des Elektronenstrahles längs der Achse des Entladungsgefäßes fortschreitet. Wenn dieser Zustand herrscht, wirkt das gesamte System wie die in der Fig. 5 dargestellte Schaltung.This effect is achieved when the device is brought into an operating state as shown in FIG. Curve A of this graphical representation shows the change in the voltage drop of the electrodes 14 to 18 to the shell 26 when one progresses in the direction of the electron beam along the axis of the discharge vessel. When this condition prevails, the entire system acts like the circuit shown in FIG.

In der Fig. 5 ist eine Reihe von Induktivitäten 32 bis 36 und Kapazitäten 38 bis 41 dargestellt, wobei angenommen ist, daß das gesamte System sich in Resonanz befindet. Im Ersatzschaltbild entsprechen die induktiven Elemente den Elektroden 14 bis 18 und die Kapazitäten den Kopplungskapazitäten zwischen den Enden der aneinandergrenzenden Elektroden. Während des Betriebes sowohl der Anordnung nach Fig. 3 als auch der Anordnung nach Fig. 5 wird abwechselnd eine Erhöhung und ein Absinken des Potentials stattfinden, wenn man von der Elektrode 14 zur Elektrode 18 bzw. von der Induktivität 32 zur Induktivität 36 fortschreitet. Die in der Fig. 5 gezeigte Anordnung stellt selbstverständlich nur eine Annäherung an die Anordnung nach Fig. 3 dar, da die Elektroden 14 bis 18 keinen reinen induktiven Charakter besitzen. Dennoch wird in einem gewissen Resonanzzustand, wie noch im folgenden erläutert wird, die Potentialverteilung längs des Elektrodensystems (gemessen zur Hülle 26) die in der Fig. 4 dargestellte Form besitzen. Es wird also, wenn man in Richtung des Elektronenstrahles von dem Wandungsteil 28 aus fortschreitet, das Potential stetig ansteigen, bis der Elektrodenzwischenraum 21 erreicht wird. An diesem Zwischenraum fällt das Potential steil ab. Dieser Zustand wiederholt sich bei jedem Elektrodenzwischenraum. Die entsprechende Stromverteilung längs des Elektrodensystems ist in Kurve B der Fig. 6 dargestellt.5 shows a series of inductances 32 to 36 and capacitances 38 to 41, it being assumed that the entire system is in resonance. In the equivalent circuit diagram, the inductive elements correspond to electrodes 14 to 18 and the capacitances correspond to the coupling capacitances between the ends of the adjacent electrodes. During the operation of both the arrangement according to FIG. 3 and the arrangement according to FIG. 5, an increase and a decrease in the potential will alternately take place as one progresses from the electrode 14 to the electrode 18 or from the inductance 32 to the inductance 36. The arrangement shown in FIG. 5 is of course only an approximation of the arrangement according to FIG. 3, since the electrodes 14 to 18 do not have a purely inductive character. Nevertheless, in a certain resonance state, as will be explained in the following, the potential distribution along the electrode system (measured in relation to the sheath 26) will have the form shown in FIG. If one proceeds in the direction of the electron beam from the wall part 28, the potential will rise steadily until the electrode gap 21 is reached. The potential drops steeply at this gap. This state is repeated for every gap between the electrodes. The corresponding current distribution along the electrode system is shown in curve B of FIG. 6.

Unter Zugrundelegung der in der Fig. 4 dargestellten Potentialbeziehungen werden die Potentialgradienten in den Spalten 21 bis 24 die durch die Kurve .C der Fig. 7 dargestellte Form annehmen. Der Gradient steigt an dem Ende jeder Elektrode steil an. In entsprechender Weise besteht an dem gegenüberliegenden Ende der nächsten Elektrode ein starker Abfall. Zu einem gleichen Zeitpunkt sind die Gradienten in den verschiedenen Zwischenräumen in gleicher Weise gerichtet. Ein Elektron, welches einen der Zwischenräume 21 bis 24 zu einem Zeitpunkt durchquert, wenn ein Potentialgradient in diesem Zwischenraum besteht, wird in seiner Geschwindigkeit beeinflußt. Für die Zwecke der Erfindung ist es zweckmäßig, daß jedes Elektron in gleicher Weise beeinflußt wird, wenn es einen der Zwischenräume zwischen den Elektroden durchquert. Es ist also erwünscht, daß ein Elektron, welches in dem ersten Zwischenraum beschleunigt wird, in ähnlicher Weise in den übrigen Zwischenräumen beschleunigt wird, während andererseits ein verzögertes Elektron auch in den anderen Zwischenräumen verzögert werden soll. On the basis of the potential relationships shown in FIG. 4, the potential gradients in columns 21 to 24 will assume the form shown by the curve .C of FIG. The gradient rises steeply at the end of each electrode. Similarly, there is a large drop at the opposite end of the next electrode. At the same point in time, the gradients in the various spaces are directed in the same way. An electron which traverses one of the spaces 21 to 24 at a point in time when a potential gradient exists in this space is influenced in its speed. For the purposes of the invention it is appropriate that each electron is influenced in the same way when it passes through one of the spaces between the electrodes. It is therefore desirable that an electron which is accelerated in the first space is accelerated in a similar manner in the other spaces, while on the other hand a delayed electron should also be decelerated in the other spaces.

Dieses wird erreicht, wenn die Laufzeit eines Elektrons durch eine einzige Elektrode ungefähr einer vollen Periode oder einem ganzen Vielfachen dieser Periode der Potentialschwankung entspricht. Damit dieser Zustand erreicht wird, müssen die Dimensionen und elektrischen Charakteristiken der einzelnen Teile geeignet gewählt werden. Zu diesem Zweck ist es zunächst günstig, eine geeignete Länge für die verschiedenen Elektroden 15,16, 17 zu wählen. Diese Elektroden sollen doppelt so lang wie die Elektroden 14 und 18 sein. Zur Vereinfachung der Rechnung ist es zweckmäßig, diese Länge im Winkelmaß als Winkel Θ_α anzugeben, wobei der Winkel in solchen Einheiten gemessen ist, daß eine vollständige Wellenlänge (der gewünschten Betriebsfrequenz) 360° entspricht. Θ_α ist durch die folgende Gleichung, welche von elementaren Beziehungen zwischen Strahlgeschwindigkeit und der Fortpflanzungsgeschwindig- go keit einer elektromagnetischen Welle abgeleitet ist, bestimmt:This is achieved when the transit time of an electron through a single electrode corresponds approximately to a full period or a whole multiple of this period of the potential fluctuation. In order to achieve this state, the dimensions and electrical characteristics of the individual parts must be selected appropriately. For this purpose, it is initially beneficial to choose a suitable length for the various electrodes 15, 16, 17. These electrodes should be twice as long as electrodes 14 and 18. To simplify the calculation, it is useful to specify this length in the angular measure as angle Θ _α , the angle being measured in units such that a complete wavelength (the desired operating frequency) corresponds to 360 °. Θ _α is determined by the following equation, which is derived from elementary relationships between beam speed and the speed of propagation of an electromagnetic wave:

(ι)(ι)

In dieser Gleichung ist mit V die Gleichspannung des Strahles und mit Θ_υ der Teil einer vollen Periode (im Winkelmaß gemessen), der bei einer derartigen Spannung für die Laufzeit eines Elektrons durch eine Elektrode erforderlich ist,' bezeichnet.In this equation, V denotes the direct voltage of the beam and Θ _{υ denotes} the part of a full period (measured in the angular measure) that is required for the transit time of an electron through an electrode at such a voltage.

Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß 6>₆ = 360° (2 π Radiane) sein muß, damit die gewünschte additive Wirkung in den verschiedenen Elektrodenzwischenräumen auf den Strahl ausgeübt wird. Aus bestimmten Gründen, die im folgenden weiter erläutert werden, ist es jedoch zweckmäßig, das zur Erzeugung von Schwingungen dienende Gerät derart zu bauen, daß 0_b einen etwas kleineren Wert als 360⁰ besitzt. Die genaue Zahl wird durch die Anzahl der Elektrodenzwischenräume bestimmt. In der folgenden Tabelle sind die Werte für <9₆ bei einer gegebenen Anzahl von Elektrodenzwischenräumen angegeben. It has already been pointed out that 6> ₆ = 360 ° (2 π radians) must be so that the desired additive effect is exerted on the beam in the various interelectrode spaces. For certain reasons, which will be explained in more detail below, it is, however, expedient to build the device used to generate vibrations in such a way that 0 _{b has} a value slightly smaller than 360 ⁰ . The exact number is determined by the number of spaces between the electrodes. The following table shows the values for <9 ₆ for a given number of electrode gaps.

Tabel

Anzahl von ZwischenräumenNumber of spaces

2 3 4 52 3 4th 5

270,0°
306,4°
322,0°270.0 °
306.4 °
322.0 °

329.4°
334,7°
338,4°
341,2°329.4 °
334.7 °
338.4 °
341.2 °

Da die Ausgangsleistung von der Strahlspannung abhängt, wird man einen möglichst hohen Wert für V wählen. Wenn man annimmt, daß beispielsweise sechs Elektrodenzwischenräume vorhanden sind und daß eine Gleichspannung von 8ooo Volt benutzt wird ergibt sich für Θ_α aus der Gleichung (i) ein, Wert von 59.2°.Since the output power depends on the beam voltage, the highest possible value for V will be chosen. If one assumes, for example, that there are six electrode gaps and that a DC voltage of 8,000 volts is used, the result for Θ _α from equation (i) is a value of 59.2 °.

Wenn die Länge der Elektroden in dieser Weise versuchsweise festgelegt ist, ist es zunächst wünschenswert, die Zwischenelektrodenkapazität zu bestimmen, die erforderlich ist, um das System in Resonanz zu bringen (d. h. um einen Betrieb zu gewährleisten, bei dem die in der Fig. 4 dargestellte Spannungsverteilung herrscht).
Aus der Fig. 4 kann abgeleitet werden, daß der Kapazitätsabfall in einem Zwischenraum zwischen den Elektroden gleich dem Doppelten der Spannung, welche zwischen jeder der angrenzenden Elektrodenenden und dem Wandungsteil 26 liegt, sein muß. ao Da der an dem Ende jeder Elektrode beobachtete Strom identisch mit denjenigen in dem zugehörigen Zwischenraum ist, muß ferner die Kapazität des Zwischenraumes gleich dem Doppelten der Elektrodenwandungsimpedanz an der Zwischenraumgrenze sein (die Zwischenraumkapazität kann beispielsweise durch kapazitätserhöhende Mittel geregelt werden, welche an Hand der Fig. 8 näher beschrieben sind). Zur Berechnung der Impedanz zwischen Elektrode und Hülle 26 geht man zweckmäßig von folgender Formel aus. Die Impedanz an irgendeinem Punkt berechnet sich nach der FormelOnce the length of the electrodes is tentatively determined in this manner, it is first desirable to determine the interelectrode capacitance required to bring the system into resonance (that is, to ensure operation in which that shown in FIG Stress distribution prevails).
From FIG. 4 it can be deduced that the drop in capacitance in a space between the electrodes must be equal to twice the voltage which is between each of the adjacent electrode ends and the wall part 26. ao Since the current observed at the end of each electrode is identical to that in the associated space, the capacitance of the space must also be equal to twice the electrode wall impedance at the space boundary (the space capacitance can be regulated, for example, by means of capacitance-increasing means, which are shown on the basis of Fig . 8 are described in more detail). To calculate the impedance between the electrode and the sheath 26, the following formula is expediently used. The impedance at any point is calculated using the formula

Z = Z₀ tanh (α + j Θ) . (2)Z = Z ₀ tanh (α + j Θ). (2)

In dieser Formel ist Z₀ die charakteristische Impedanz der betrachteten Leitung, α ist eine Konstante, und Θ ist der elektrische Winkel, von einem Strommaximum aus gemessen.In this formula, Z _{0 is} the characteristic impedance of the line under consideration, α is a constant, and Θ is the electrical angle, measured from a current maximum.

Im vorliegenden Fall hegen die Strommaxima aus Symmetriegründen jeweils in der Mitte der verschiedenen Elektroden, wie in der Fig. 6 dargestellt ist. Damit die Impedanz an dem Ende jeder Elektrode bestimmt wird, muß der Winkel Θ gleich der LängeIn the present case, for reasons of symmetry, the current maxima are in the middle of the various electrodes, as shown in FIG. 6. In order for the impedance at the end of each electrode to be determined, the angle Θ must be equal to the length

einer halben Elektrode, also —— gesetzt werden. Dahalf an electrode, so —— are placed. There

die Konstante α vernachlässigt werden kann, kann man die Gleichung (3) auch in der folgenden Form schreiben:the constant α can be neglected, equation (3) can also be expressed in the following form to write:

j Θ_α . Θ „j Θ _α . Θ "

Z = Z₀ · tanh -—- =j Z₀- tang —-. Z = Z ₀ · tanh - - - = j Z ₀ - tang - -.

2 ' 2 ' 22

Hieraus ergibt sich die Gleichung (4):This results in equation (4):

j Z₀ tang— =j Z ₀ tang— =

(3)(3)

(4)(4)

in der A₀ die gewünschte Betriebswellenlänge, Cg die Zwischenraumkapazität und c die Lichtgeschwindigkeit ist.where A _{0 is} the desired operating wavelength, Cg is the gap capacitance, and c is the speed of light.

Wenn bei einer praktischen Ausführung der Durchmesser des Entladungsgefäßes 1,9 cm, derjenige der Elektroden 2,5 cm und derjenige der Hülle zu 26,5 cm gewählt ist und Z₀ den Wert 41,6 jOhm besitzt, errechnet sich Cg zu 2,24 Picofarad bei Lösung der Gleichung (5) unter Berücksichtigung des bereits berechneten Wertes für Q_g gleich 59,2°.If, in a practical embodiment, the diameter of the discharge vessel is selected to be 1.9 cm, that of the electrodes 2.5 cm and that of the casing 26.5 cm, and Z _{0 has} the value 41.6 jOhm, then Cg is calculated to be 2.24 Picofarad when solving equation (5) taking into account the already calculated value for Q _g equal to 59.2 °.

Die bisherige Diskussion berücksichtigte hauptsächlich nur die Anordnung nach Fig. 3 als Stromkreis ohne Rücksicht auf die Art der Erregung desselben. Im folgenden wird nun auch die Zusammenwirkung zwischen den Elektroden und dem Elektronenstrahl der Röhre 9 berücksichtigt. Es sei angenommen, daß eine Hochfrequenzspannung F₃ in irgendeiner Weise an dem Zwischenraum 21 hegt. Die durch diese Spannung bewirkte Geschwindigkeitsmodulation ist dann V_g B₁, wobei mit S₁ ein Faktor bezeichnet ist, der von der geometrischen Ausbildung des Zwischenraumes, der Betriebswellenlänge und der Durchschnittsgeschwindigkeit des Strahles abhängt.The previous discussion mainly only considered the arrangement according to FIG. 3 as a circuit without regard to the type of excitation of the same. In the following, the interaction between the electrodes and the electron beam of the tube 9 is now also taken into account. It is assumed that a high-frequency voltage F _{3 is present} at the gap 21 in some way. The speed modulation brought about by this voltage is then V _g B ₁ , where S ₁ denotes a factor which depends on the geometric configuration of the gap, the operating wavelength and the average speed of the jet.

Gemäß den schematischen Darstellungen in den Fig. ι und 2 wird die bewirkte Geschwindigkeitsmodulation wenigstens teilweise in eine Ladungsdichtemodulation umgeformt sein, wenn der Elektronenstrahl aus dem Laufraum, der durch die Elektrode 15 bestimmt ist, heraustritt. Der Betrag des hochfrequenten, auf diese Weise erzeugten Leitungsstromes/ ist eine Funktion der Geschwindigkeitsmodulation VgB₁ des gesamten Strahlstromes J₀, der Gleichspannung V des Strahles und der Elektrodenlänge <9₆. In einer Formel beschrieben berechnet sich / als goAccording to the schematic representations in FIGS. 1 and 2, the speed modulation that is effected is at least partially converted into a charge density modulation when the electron beam emerges from the space defined by the electrode 15. The amount of the high-frequency line current generated in this way / is a function of the speed modulation VgB _{1 of} the total beam current J ₀ , the direct voltage V of the beam and the electrode _{length <9 6} . Described in a formula, / is calculated as go

7 = J-7 = J-

(5)(5)

_ist hierbei ein symbolischer Operator, der angibt,_is a symbolic operator that indicates

daß die Größe / in Gleichung (5) eine Vektorgröße ist, deren Wert von dem des Vektors Θ_δ abhängt.that the quantity / in equation (5) is a vector quantity, the value of which depends on _{that of the vector Θ δ.}

Da der modulierte Strahl den zweiten Zwischenraum 22 durchquert, wird er in dem Elektrodensystem einen hochfrequenten Strom induzieren, welcher dem Leitungsstrom/ entspricht, jedoch entgegengesetztes Vorzeichen besitzt. Der induzierte Strom kann also geschrieben werden alsAs the modulated beam traverses the second gap 22, it becomes in the electrode system induce a high-frequency current which corresponds to the line current /, but the opposite Has a sign. The induced current can thus be written as

7= -7B. 7 = -7 B. (6)(6)

In dieser Gleichung ist B ein Faktor, der von dem Elektrodenzwischenraum abhängt. Dieser Faktor B kann gleich dem Faktor B₁ aus Gründen, die nicht näher zu erläutern sind, gesetzt werden. Folglich berechnet sich der in dem Elektrodensystem erzeugte Leitungsstrom zuIn this equation, B is a factor that depends on the electrode gap. This factor B can be set equal to the factor B ₁ for reasons that do not need to be explained in more detail. Consequently, the line current generated in the electrode system is calculated

Ji =Ji =

-i h-i h

e_b e _b

2V2V

(7)(7)

Es sei ferner angenommen, daß der Zwischenraum 22 durch eine Hochfrequenzspannung V_g beeinflußt wird, die in Amplitude und Phase der Spannung des Zwischenraumes 21 entspricht. Unter diesen Bedingungen berechnet sich die scheinbare Amplitude zuIt is also assumed that the space 22 is influenced by a high-frequency voltage V _g , which corresponds in amplitude and phase to the voltage of the space 21. Under these conditions the apparent amplitude is calculated

Λ J * Λ J *

-ti ' ~"— -—-ti '~ "- -—

-JJ₀V, B* e„-JJ ₀ V, B * e "

-j /0 B* Θ, -j / 0 B * Θ,

2 F2 F

(8)(8th)

Diese Gleichung kann vereinfacht werden, wenn manThis equation can be simplified if one

2V2V

mit G_7n bezeichnet. Die Gleichung erhält also die folgende Form: _denoted by G 7n. So the equation takes the following form:

A= -JG_7nIQj,. (9) A = -JG _7n IQj ,. (9)

Die obigen Rechnungen betreffen hauptsächlich ίο die Wechselwirkung zwischen Elektronenstrahl und Elektrodensystem, wenn lediglich zwei Zwischenräume vorhanden sind. Selbstverständlich muß jedoch im allgemeinen mit n-Zwischenräumen gerechnet werden, welche um 0_b° voneinander entfernt sind. In jedem Zwischenraum wirkt eine hochfrequente Spannung auf dem Elektronenstrahl. Ferner befindet sich zwischen je zwei Zwischenräumen der durch eine Elektrode gebildete Laufraum. Die gesamte Wirkung desThe above calculations mainly concern ίο the interaction between electron beam and electrode system when there are only two gaps. It goes without saying, however, that n-gaps which are 0 _b ° apart must generally be taken into account. A high-frequency voltage acts on the electron beam in each gap. Furthermore, the running space formed by an electrode is located between every two intermediate spaces. The entire effect of the

Elektronenstrahles auf das Elektrodensystem kann nun wie folgt berechnet werden: Der erste Zwischenraum bewirkt eine Geschwindigkeitsmodulation V₀B₁, welche wiederum eine scheinbare Admittanz an dem zweiten Zwischenraum von —j G_n Electron beam on the electrode system can now be calculated as follows: The first space causes a speed modulation V ₀ B ₁ , which in turn has an apparent admittance at the second space of -j G _n

bewirkt.causes.

Dieses ist die Voraussetzung dafür, daß der Gradient in dem zweiten Zwischenraum die gleiche Richtung wie in dem ersten Zwischenraum besitzt. Die Admittanz des dritten Zwischenraumes ist —j 2G_7n /2(9,,, während die Admittanz für den vierten Zwischenraum — J3G_m /3®t beträgt.This is the prerequisite for the gradient in the second interspace to have the same direction as in the first interspace. The admittance of the third space is - j 2G _7n / 2 (9 ,, while the admittance for the fourth space - J3G is _m / 3®t .

Im folgenden wird die Wirkung der Spannung an dem zweiten Zwischenraum berücksichtigt. Die Admittanz des dritten Zwischenraumes, die von der Modulation, die durch diese Spannung bewirkt wird, abhängt, ist —JG_7n/0^; diejenige des vierten Zwischenraumes ist — j 2G_7n /2 0_b . Wenn man die Ad_ mittanz summiert, erhält man die GesamtadmittanThe following takes into account the effect of the tension on the second gap. The admittance of the third space, which depends on the modulation caused by this voltage, is - JG _7n / 0 ^; that of the fourth space is - j 2G _7n / 2 0 _b . If you add up the admittance, you get the total admittan

A_m = —j (n — 1) G A _m = -j (n -1) G

jz{n — 2) G_m J20_b —j 3 (n — 3) G_m /3 Θ± j (η —τ) jz {n - 2) G _m J20 _b —j 3 (n - 3) G _m / 3 Θ ± j (η —τ)

(10)(10)

Von dieser Admittanz ist die negative Konduktanzkomponente G_t — G_7n [(n — i) sin Θ_υ + 2 [η — 2) sin 2 0_b + 3 (» —3) sin 3 Θ (- (n — 1) sin(w — 1) <9„)]. (11)Of this admittance, the negative conductance _{component is} G _t - G 7n [(n - i) sin Θ _υ + 2 [η - 2) sin 2 0 _b + 3 (» - 3) sin 3 Θ (- (n - 1) sin (w - 1) <9 ")]. (11)

Bei Oszillatorbetrieb ist es erwünscht, daß der zur Schwingungserregung erforderliche Strom sein Minimum besitzt. Diese Bedingung bietet eine Möglichkeit zur Berechnung des günstigsten Wertes von 0_b. In the case of oscillator operation, it is desirable that the current required to excite the oscillation has its minimum. This condition provides a way of calculating the most favorable value of 0 _b .

Es sei noch darauf hingewiesen, daß in der Gleichung (11) die Größe G_7n als Faktor den Strahlstrom / enthält. Die Größe G_t kann daher als das Produkt zweier Komponenten aufgefaßt werden. Die eine Komponente G_7n ist hauptsächlich eine Funktion des Strahlstromes / und die andere Komponente —-*- ist hauptsächlich eine Funktion des Winkels 0_b. Da der Wert von G_u welcher für Oszillatorbetrieb erforderlich ist, dadurch bestimmt ist, daß er gleich den inneren Verlusten der Anordnung sein soll (die inneren Verluste sind wiederum durch die physikalischen Daten des Systems bestimmt), kann der günstigste Wert für den Winkel 0_b annähernd da-It should also be pointed out that the quantity G _7n in equation (11) contains the beam current / as a factor. The quantity G _t can therefore be understood as the product of two components. One component G _7n is mainly a function of the beam current / and the other component —- * - is mainly a function of the angle 0 _b . Since the value of G _u, which is required for oscillator operation, is determined by the fact that it should be equal to the internal losses of the arrangement (the internal losses are in turn determined by the physical data of the system), the most favorable value for the angle 0 _b approximately there-

durch bestimmt werden, daß die Größe -~ alsbe determined by that the size - ~ as

^Gm ^G m

Funktion von 0_b für einen festen Wert von η aufgezeichnet wird. Für jeden Wert η wird das MaximumFunction of 0 _b for a fixed value of η is recorded. For each value η becomes the maximum

der Größe -=Λ- den Wert von 0_b bestimmen, für denof size - = Λ- determine the value of 0 _b for which

G_m und folglich / ein Minimum ist. Die hierbei erzielten Ergebnisse sind bereits in der Tabelle angegeben worden. G _m and hence / is a minimum. The results achieved here have already been given in the table.

Aus den obigen Ausführungen ergibt sich, daß die wirksamste Rückkopplung und folglich der günstigste Oszillatorbetrieb erzielt werden, wenn die Strahlspannung derart gewählt ist, daß 0_h einen in der Tabelle angegebenen Wert annimmt. Selbstverständlich kann 0₆um 360⁰ oder um ein Vielfaches dieses Winkels vergrößert werden, ohne die Betriebsbedingungen zu ändern. Beispielsweise kann es bei einem System mit sechs Zwischenräumen aus Spannungsgründen erforderlich sein, größere Elektrodenlängen zu benutzen, beispielsweise 500⁰. In diesem Fall kann man <9₆ statt zu 335⁰ nach der Tabelle zu 335 -j- 360° also zu 695⁰ wählen.From the above it follows that the most effective feedback and consequently the most favorable oscillator operation are achieved if the beam voltage is selected in such a way that 0 _h assumes a value given in the table. Of course, 0 ₆ can be increased by 360 ⁰ or a multiple of this angle without changing the operating conditions. For example, in a system with six gaps, it may be necessary to use longer electrode lengths, for example 500 ⁰ , for reasons of voltage. In this case, you can choose <9 ₆ instead of 335 ⁰ according to the table for 335 -j- 360 °, i.e. 695 ⁰ .

Bei dem oben beschriebenen Betriebsverfahren wird eine Spannungsverteilung längs des Elektrodensystems erzielt, die der in der Fig. 4 dargestellten Kurve entspricht. Das betrachtete System enthält vielfach eine Reihe von Ankoppelkreisen (gekoppelten Kreisen), wobei jeder von einer Elektrode und den damit verbundenen Elementen gebildet wird. Es wird daher eine Reihe von Resonanzzuständen möglich sein. Ferner werden bei gewissen dieser Ausführungsformen Modulationswirkungen bewirkt werden, die den oben beschriebenen Effekten entsprechen. Die Erfindung ist daher nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es kann gegebenenfalls auch eine Spannungsverteilung erzielt werden, die nicht mit der in der Fig. 4 dargestellten übereinstimmt. Es ist lediglich erforderlich, daß Modulationswirkungen auftreten.In the operating method described above, a voltage distribution along the electrode system that is that shown in FIG. 4 is achieved Curve corresponds. The system under consideration often contains a number of coupling circuits (coupled Circles), each formed by an electrode and the elements connected to it. It will therefore a number of resonance states may be possible. Furthermore, in certain of these embodiments, modulation effects will be effected which reduce the correspond to the effects described above. The invention is therefore not limited to those described above Embodiments are limited, but a stress distribution can optionally also be achieved which does not correspond to that shown in FIG. It is only necessary that Modulation effects occur.

Die obigen Betrachtungen betreffen hauptsächlich das Problem, wie man einen günstigen Betrieb des Oszillatorsystems aufrechterhalten kann ohne Rücksieht auf die spätere Verwendung der so erzeugten Hochfrequenzleistungen. Selbstverständlich kann die Verbindung mit einem äußeren Nutzkreis, beispielsweise einer Antenne, durch geeignete Kopplung mit dem Elektrodensystem bewirkt werden. Diese Kopplung erfolgt bei der Anordnung nach Fig. 3 durch einen plattenförmigen Körper 48, welcher mit dem einen Ende der Elektrode 16 kapazitiv verbunden ist, und zwar an der Stelle eines Spannungsmaximums (die mittlere Elektrode wird vorzugsweise für diesen Zweck verwendet, da durch diese Maßnahme verhindert wird, daß das System in irgendeiner anderen Weise schwingt). Der plattenförmige Körper 48 ist mit einem äußeren Stromkreis über eine koaxiale Leitung, die aus dem inneren Leiter 49 und einem äußeren Leiter 50 besteht, verbunden.The above considerations mainly concern the problem of how to get the Oscillator system can be maintained regardless of the subsequent use of the generated High frequency power. Of course, the connection with an external useful circle, for example an antenna, by suitable coupling with the electrode system. This coupling takes place in the arrangement of FIG. 3 by a plate-shaped body 48, which with the one End of the electrode 16 is capacitively connected, at the point of a voltage maximum (the middle electrode is preferably used for this purpose, as prevented by this measure that the system vibrates in some other way). The plate-shaped body 48 is with an outer circuit via a coaxial line consisting of the inner conductor 49 and a outer conductor 50 is connected.

Die Anordnung nach der Erfindung zeichnet sich durch außerordentliche mechanische Einfachheit aus. Dieses rührt insbesondere daher, daß eine Reihe von gleichförmigen Elektroden benutzt wird. Ferner is' es bei der Anordnung nach der Erfindung nicht erforderlich, zu äußerst kleinen Elektroden überzugehen wie es allgemein sonst bei Ultrakurzwellenrohren erforderlich ist. Dieses rührt daher, daß zu der theoretisch berechneten Elektrodenlänge jedes Vielfache ίο von 360⁰ addiert werden kann, ohne die Betriebsbedingungen zu ändern.The arrangement according to the invention is characterized by extraordinary mechanical simplicity. This is particularly due to the fact that a number of uniform electrodes are used. Furthermore, with the arrangement according to the invention it is not necessary to switch to extremely small electrodes, as is otherwise generally required in the case of ultra-short wave tubes. This is due to the fact that any multiple ίο of 360 ⁰ can be added to the theoretically calculated electrode length without changing the operating conditions.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Erzeugung von Schwingungen braucht man im Gegensatz zu den bekannten Röhren nur verhältnismäßig niedrige Spannungen, ohne den Wirkungsgrad zu vermindern, da eine Vielzahl von in Kaskade ge- -- schalteten Zwischenräumen gegeben ist, deren jeder mit relativ niedriger Spannung arbeitet. " Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Anordnung ao als Empfänger läßt sich aus diesem Grunde eine verhältnismäßig hohe Spannungsverstärkung erzielen. Dieses ist von besonderer Bedeutung, da hiermit ermöglicht wird, ohne besondere Werkstoffe mit äußerst niedrigen Verlusten für die gesamten Teile des Gerätes auszukommen. Es wird somit ermöglicht, gewisse Gläser zu verwenden, die an die Stelle der äußerst . kostspieligen Dielektrika, wie Quarz, treten können. Die Erfindung wurde bisher lediglich an dem in der Fig. 3 dargestellten schematischen Ausführungsbeispiel beschrieben. Ein praktisches Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 8 dargesteEt. Die dort dargestellte Anordnung besteht aus einer evakuierten Elektronenstrahlröhre mit einem länglichen Schaftteil 60 und einem breiten, die Anode enthaltenden Teil 61. Das Gefäß selbst besteht vorzugsweise aus Quarz oder einem Glas mit niedrigen Verlusten. Der Schaftteil 60 enthält das Strahlerzeugungssystem, das aus der gestrichelt dargestellten Kathode 64 und einem Zylinder 65 besteht. Dieser Zylinder ist entweder direkt mit der Kathode, wie es in der Figur dargestellt ist, verbunden oder liegt an einer Spannung, die einige Volt negativer oder positiver ist. Zur Beschleunigung der Elektronen wird eine Beschleunigungselektrode 66 benutzt, die getrennt von der Kathode angeordnet ist und an einem geeigneten positiven Potential, beispielsweise mehrere hundert Volt, Hegt.When using the arrangement according to the invention for generating vibrations you need in In contrast to the known tubes, only relatively low voltages, without the efficiency to be reduced, since there are a large number of cascaded intermediate spaces, each of which operates at a relatively low voltage. "When operating the arrangement according to the invention ao as a receiver, a relatively high voltage gain can be achieved for this reason. This is of particular importance, as it is made possible without special materials with extremely low losses for all parts of the device. It is thus made possible, certain Glasses to use that in the place of the extremely. expensive dielectrics, such as quartz, can occur. The invention has so far only been based on the schematic exemplary embodiment shown in FIG. 3 described. A practical embodiment is shown in FIG. These The arrangement shown consists of an evacuated cathode ray tube with an elongated shaft part 60 and a wide part 61 containing the anode. The vessel itself preferably consists of Quartz or a low-loss glass. The shaft portion 60 contains the beam generation system that consists of the cathode 64 shown in dashed lines and a cylinder 65. This cylinder is either directly connected to the cathode, as shown in the figure, or connected to a voltage, which is a few volts more negative or positive. An accelerating electrode is used to accelerate the electrons 66 used, which is arranged separately from the cathode and on a suitable positive potential, for example several hundred volts.

Zur Erzielung bestimmter erwünschter. Potentialverhältnisse in dem mittleren Teil des Laufraumes für den Elektronenstrom sind mehrere. Zwischenelektroden 61 vorgesehen, die beispielsweise aus Ringen aus leitendem Werkstoff, beispielsweise Graphit, bestehen, die auf die innere Wandungsoberfläche des Entladungsgefäßes aufgebracht sind. Diese Elektroden sind über Zuführungen 62 mit äußeren Elementen verbunden. Um das Entladungsgefäß herum sind mehrere magnetische Fokussierungsspulen angeordnet. Nachdem der Elektronenstrahl das Entladungsgefäß durchquert hat, wird er durch eine Anode 68 aufgefangen, die die Form eines hohlen konischen, aus Graphit bestehenden Körpers besitzt. Um zu verhindern, daß von der Anode emittierte Sekundärelektronen in den Entladungsraum zurückkehren, ist eine rohrförmige Elektrode 69, die als Bremsgitter wirkt, vorgesehen.To achieve certain desired. Potential relationships in the middle part of the passage space for the electron flow there are several. Intermediate electrodes 61 are provided, which for example consist of rings made of conductive material, for example graphite, which are applied to the inner wall surface of the discharge vessel. These electrodes are connected to external elements via feed lines 62. Around the discharge vessel several magnetic focusing coils are arranged. After the electron beam hits the discharge vessel has traversed, it is caught by an anode 68 which is in the form of a hollow conical body made of graphite. To prevent secondary electrons emitted from the anode Returning to the discharge space is a tubular electrode 69, which as Brake grid acts, provided.

Bei dem Betrieb des Entladungsgefäßes liegen die Zwischenelektroden 61 an Erde, die Kathode 64 an einer ein bis mehrere tausend Volt niedrigeren Spannung und die Anode 68 an einer ein bis mehrere tausend Volt höheren Spannung als die Kathode. An das Bremsgitter 69 ist eine Spannung, welche fünfzig bis mehrere hundert Volt negativer als die Anodenspannung ist, gelegt. Diese Spannungen werden von einer geeigneten Spannungsquelle, beispielsweise einer Batterie 70,' geliefert.When the discharge vessel is in operation, the intermediate electrodes 61 are connected to earth and the cathode 64 connected a voltage one to several thousand volts lower and the anode 68 at one to several thousand Volts higher voltage than the cathode. At the braking grid 69 is a voltage which fifty to several hundred volts more negative than the anode voltage. These tensions are from a suitable voltage source, for example a battery 70, 'supplied.

Die bisher beschriebenen Elektroden u. dgl. dienen zur Erzeugung eines gerichteten Elektronenstrahles von konstanter Durchschnittsintensität und -geschwindigkeit. Außerhalb des Entladungsgefäßes befindet sich ein Elektrodensystem, das zur Beeinflussung des Elektronenstrahles mit Hochfrequenzen dient. Dieses System besteht aus einer Reihe von rohrförmigen Elektroden 73 und 77, die in gewisser Entfernung koaxial zu dem Entladungsgefäß 60 angeordnet ist. Diese Elektroden bestehen aus einem geeigneten leitfähigen Werkstoff, beispielsweise Kupfer. Sie sind voneinander durch Isolierringe 78 bis 81 getrennt. Wenn die Anordnung mit ultrahohen Frequenzen betrieben wird, wird für diese ringförmigen Elektroden ein Werkstoff benutzt, welcher verhältnismäßig niedrige dielektrische Verluste hat. Beispielsweise bestehen diese Elektroden aus Quarz.The electrodes and the like described so far serve to generate a directed electron beam of constant average intensity and speed. Outside the discharge vessel is located an electrode system that is used to influence the electron beam with high frequencies is used. This system consists of a number of tubular Electrodes 73 and 77, which are arranged coaxially to the discharge vessel 60 at a certain distance. These electrodes are made of a suitable conductive material, for example copper. they are separated from one another by insulating rings 78 to 81. If the arrangement with ultra high frequencies is operated, a material is used for these ring-shaped electrodes, which relatively low has dielectric losses. For example, these electrodes are made of quartz.

Die Elektroden 73 bis 77 sind koaxial innerhalb einer leitenden Hülle 83 angeordnet, die sich fest über die ganze Länge des schaftförmigen Teiles des Entladungsgefäßes erstreckt. Die Elektroden 73 bis η¹] sind mit der Hülle 83 über kreisförmige Scheidewände 85, 86 verbunden, die senkrecht zu der Achse des Entladungsgefäßes angeordnet sind. Diese Scheidewände sind vorzugsweise elastisch ausgebildet, um eine Wärmeausdehnung der Elektroden zu ermöglichen. Bei der dargestellten Anordnung sind die Scheidewände 86, 85 mit ringförmigen Flanschen 88, 89 versehen, die mit der inneren Oberfläche der Hülle 83 fest verbunden sind. Damit eine hinreichende Befestigung der Teile aneinander erzielt wird, sind die Flansche an verschiedenen Stellen mit Einschnitten versehen, so daß sie dehnbar sind. Ferner sind die Flansche mit geschlitzten Ringen 90, 91 verbunden, die mit Hilfe von zugespitzten Schrauben 92 gedehnt werden können. Durch Anziehen dieser Schrauben werden die Flansche nach außen gebogen" und in festen Kontakt mit der Hülle gebracht.The electrodes 73 to 77 are arranged coaxially within a conductive sheath 83 which extends fixedly over the entire length of the shaft-shaped part of the discharge vessel. The electrodes 73 to η ¹ ] are connected to the casing 83 via circular partition walls 85, 86 which are arranged perpendicular to the axis of the discharge vessel. These partitions are preferably designed to be elastic in order to allow thermal expansion of the electrodes. In the arrangement shown, the partitions 86, 85 are provided with annular flanges 88, 89 which are fixedly connected to the inner surface of the shell 83. In order to achieve a sufficient fastening of the parts to one another, the flanges are provided with incisions at various points so that they can be stretched. Furthermore, the flanges are connected with slotted rings 90, 91, which can be stretched with the aid of tapered screws 92. Tightening these screws will "bend" the flanges outward and bring them into firm contact with the shell.

Die Elektroden 73 bis 77 und die Hülle 83 entsprechen den Elektroden und der Hülle der Fig. 3. Die Elektroden 73 bis 77 bilden also, allein betrachtet, Mittel, die in Wechselwirkung mit dem Elektronenstrahl stehen, während sie miteinander und mit der Hülle 83 zusammen ein Rückkopplungssystem bilden. Die Längsdimensionen der Elektroden sind so in Bezug zur Durchschnittsgeschwindigkeit des den schaftförmigen Teil des Entladungsgefäßes 60 durchquerenden Elektronenstrahles gewählt, daß die gewünschte Wechselwirkung bei der Betriebsfrequenz srzielt wird. Für den gewünschten Betrieb ist es er-'orderlich, daß die Kapazitäten zwischen den ein-The electrodes 73 to 77 and the sheath 83 correspond to the electrodes and the sheath of FIG Electrodes 73 to 77 thus, considered alone, form means which interact with the electron beam stand while they form a feedback system with each other and with the shell 83. The longitudinal dimensions of the electrodes are related to the average speed of the den shaft-shaped part of the discharge vessel 60 traversing electron beam selected that the desired Interaction at the operating frequency is achieved. For the desired operation it is necessary that the capacities between the

zelnen Elektroden in entsprechender Weise abgestimmt sind. Um die erforderliche Genauigkeit in der Abstimmung der Kapazitäten zu erzielen, sind mehrere leitende Streifen 96 bis 99 vorgesehen, die auf den Isolierringen 78 bis 81 gleitbar angebracht sind. Diese Streifen überdecken die Zwischenräume zwischen den einzelnen Elektroden. Die Zwischenraumkapazität ist somit eine Funktion sowohl von der Größe als auch von der Lage dieser Ringe. Folglich ist es durch geeignete Wahl der Längsausdehnung und der Lage der Streifen möglich, die Zwischenelektrodenkapazität innerhalb der erforderlichen Grenzen genau abzustimmen. Unter gewissen Bedingungen kann es zweckmäßig sein, die normale Betriebsfrequenz des Schwingungskreises zu ändern. Zur Änderung der Kapazität dienen ebenfalls die Streifen 96, 98. Diese Körper sind mechanisch an einem beweglichen Stab 100, der zweckmäßig aus einem geeigneten dielektrischen Werkstoff, beispielsweise Quarz, besteht, befestigt. Dieser Stab kann in der Längsrichtung des Entladungsgefäßes derart bewegt werden, daß gleichzeitig die Lage der verschiedenen Streifen geändert wird. Ein äußerlich zugänglicher Handgriff 101 dient zur Verschiebung dieser Streifen. Bei der Änderung der Zwischenraumkapazität ist ferner eine entsprechende Änderung der wirksamen Elektrodenlänge erforderlich. Diese Änderung wird durch eine Änderung der Strahlgeschwindigkeit in einem gewissen Grad ermöglicht.individual electrodes are matched in a corresponding manner. In order to achieve the required accuracy in the To achieve matching of the capacities, several conductive strips 96 to 99 are provided on the Isolation rings 78 to 81 are slidably attached. These strips cover the spaces between the individual electrodes. The gap capacitance is thus a function of both Size as well as the location of these rings. Consequently, it is through suitable choice of the longitudinal extent and the position of the strips possible, the inter-electrode capacitance accurately within the required limits to vote. Under certain conditions it may be useful to use the normal operating frequency of the To change the oscillation circuit. The strips 96, 98 also serve to change the capacitance. These Bodies are mechanically attached to a movable rod 100, suitably made of a suitable dielectric Material, such as quartz, is made, attached. This rod can be in the longitudinal direction of the Discharge vessel are moved in such a way that the position of the various strips is changed at the same time will. An externally accessible handle 101 is used to move these strips. When the gap capacity is changed, there is also a corresponding one Change of the effective electrode length required. That change is due to a change the jet speed allows to a certain extent.

Die Auskopplung der Hochfrequenzleistung aus dem Schwingungskreis kann mit Hilfe eines plattenförmigen Körpers 103 erfolgen, der kapazitiv mit dem einen Ende der Elektrode 75 gekoppelt ist. Dieser Körper 103 ist über koaxiale Rohrleitungen 104, 105 mit einem äußeren Verbraucherkreis verbunden.The decoupling of the high-frequency power from the oscillation circuit can be done with the help of a plate-shaped Body 103 take place, which is capacitively coupled to one end of the electrode 75. This Body 103 is via coaxial tubing 104, 105 connected to an external consumer group.

Bisher wurde die Erfindung lediglich an einer Anordnung zur Erzeugung von Schwingungen erläutert. Der Gegenstand der Erfindung ist in gleicher Weise auch bei Hochfrequenzverstärkern verwendbar, wofür in der Fig. 10 ein schematisches Ausführungsbeispiel dargestellt ist.So far, the invention has only been explained using an arrangement for generating vibrations. The subject matter of the invention can also be used in the same way with high-frequency amplifiers, for which purpose in Fig. 10 a schematic embodiment is shown.

Das längliche Gefäß 110 enthält eine Kathode in, eine Hochspannungsbeschleunigungselektrode 112 und eine Anode 113. (Das Entladungsgefäß kann auch durch ein Entladungsgefäß, welches dem in der Fig. 8 dargestellten entspricht, ersetzt werden.) Das Entladungsgefäß ist an der Kathodenseite von einem Einkoppelsystem umgeben. Dieses System besteht aus einer Reihe von rohrförmigen Elektroden 114, 115, 116, die in Richtung der Strahlachse hintereinander angeordnet und koaxial von einer leitenden Hülle 118 umgeben sind. Die Elektrode 115 besitzt eine derartige Länge, daß die Laufzeit durch diese Elektroden ungefähr einer vollen Periode der Potentialänderung bei der gewünschten Betriebsfrequenz entspricht. Der Resonanzzustand des besagten Systems wird durch Abstimmung der kapazitiven Kopplung erreicht.The elongated vessel 110 contains a cathode in, a high voltage acceleration electrode 112 and an anode 113. (The discharge vessel can also can be replaced by a discharge vessel which corresponds to that shown in FIG. 8.) The discharge vessel is surrounded by a coupling system on the cathode side. This system consists of a series of tubular electrodes 114, 115, 116, which are arranged one behind the other in the direction of the beam axis and are coaxial with a conductive sheath 118 are surrounded. The electrode 115 has such Length that the transit time through these electrodes is approximately one full period of the change in potential at the desired operating frequency. The state of resonance of the said system is through Matching the capacitive coupling achieved.

Zur Modulation des Elektronenstrahles wird ein plattenförmiger Körper 120 benutzt, der in der Nähe des einen Endes der Elektrode 115 angeordnet ist. Der Körper 120 ist über eine koaxiale Rohrleitung 121, 122 mit einem Oszillator 123 verbunden. Die von dem Oszillator 123 gelieferte Energie dient zur Erregung des Elektrodensystems, so daß Spannungen von gleicher Phase an den Zwischenräumen 125 und 126 entstehen.A plate-shaped body 120 is used to modulate the electron beam, which is located in the vicinity of one end of the electrode 115 is arranged. The body 120 is via a coaxial pipe 121, 122 connected to an oscillator 123. The energy supplied by the oscillator 123 is used for excitation of the electrode system, so that voltages of the same phase at the spaces 125 and 126 develop.

Da die Verluste des Systems von der Energiequelle 123 herrühren, ist es nicht notwendig, daß das Elektrodensystem selbst eine negative Konduktanz besitzt, die zur Erzeugung von Schwingungen erforderlich ist. Folglich kann die Länge der Elektrode 115 genau zu 360⁰ gewählt werden. Wenn jedoch eine Energierückkopplung aus irgendeinem Grunde gewünscht ist, kann die Länge der Elektrode 115 etwas kürzer als 360⁰ gewählt werden.Since the losses of the system originate from the energy source 123, it is not necessary that the electrode system itself have a negative conductance, which is necessary for generating vibrations. As a result, the length of the electrode 115 can be chosen to be ^{exactly 360 degrees.} However, if energy feedback is desired for any reason, the length of electrode 115 can be chosen to be ^{slightly less than 360 degrees.}

Das Elektrodensystem, das bereits oben beschrieben wurde, bewirkt eine Überlagerung der Geschwindigkeitsmodulationseffekte an den Zwischenräumen 125 und 126. Der aus dem rechten Ende der Elektrode 116 heraustretende Strahl wird somit durch Komponenten verschiedener Geschwindigkeit gekennzeichnet. Diese Geschwindigkeitsmodulation wird in eine Ladungsdichtemodulation umgeformt, wenn der Elektronenstrahl in Richtung der Achse des Gefäßes 110 fortschreitet. The electrode system, which has already been described above, causes the velocity modulation effects to be superimposed at the spaces 125 and 126. The one from the right end of the electrode 116 Exiting jet is thus characterized by components of different speeds. These Velocity modulation is transformed into a charge density modulation when the electron beam progresses in the direction of the axis of the vessel 110.

An einer von dem Eingangselektrodensystem entfernten Stelle ist ein weiteres Elektrodensystem, welches zur Auskopplung benutzt wird, vorgesehen. In ähnlicher Weise wie das Eingangssystem besteht dieses aus einer Reihe von Elektroden 128 bis 132, go die innerhalb einer zylindrischen Hülle 133 angeordnet sind. Die Elektroden sind durch Zwischenräume 134 bis 137 voneinander getrennt.At a point away from the input electrode system is another electrode system, which is used for decoupling, provided. In a similar way to the entrance system this from a series of electrodes 128 to 132, go which are arranged within a cylindrical shell 133. The electrodes are through spaces 134 to 137 separated from each other.

Durch den in seiner Ladungsdichte modulierten Elektronenstrahl wird ein Strom in dem Elektrodensystem, welches die Zwischenräume begrenzt, erzeugt. Diese induzierten Ströme sind an den verschiedenen Zwischenräumen gleichgerichtet. Damit die Ströme sich summieren, sind die Längen der verschiedenen Elektroden derart gewählt, daß sie der Entfernung zwischen zwei aneinandergrenzenden Ladungsdichtemaxima entsprechen. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn die Elektrodenlänge 360° der Strahlgeschwindigkeit beträgt, so daß die Durchschnittslaufzeit der Elektroden durch die Elektrode einer vollen Periode der Potentialänderung entspricht. Unter den festgesetzten Bedingungen werden sich die Wirkungen an den verschiedenen Zwischenräumen 134 bis 137 summieren, so daß hochfrequente Ströme von verhältnismäßig hohen Größen längs des Elektrodensystems fließen. Dem System können daher hohe Leistungen entnommen werden, ohne daß eine ungebührliche Dämpfung eintritt.The electron beam, modulated in its charge density, creates a current in the electrode system, which delimits the gaps, creates. These induced currents are at the different Gaps rectified. In order for the currents to add up, the lengths are different Electrodes chosen in such a way that they correspond to the distance between two adjacent charge density maxima correspond. This condition is met if the electrode length is 360 ° of the beam speed so that the average transit time of the electrodes through the electrode is one full period corresponds to the change in potential. Under the established conditions, the effects will be felt at the various gaps 134 to 137, so that high-frequency currents of relatively large quantities flow along the electrode system. The system can therefore be high Services can be withdrawn without undue attenuation occurring.

Zur Ankopplung des Ausgangssystems an den Verbraucherkreis dient eine kapazitive Kopplung 140. Dieses Kopplungsglied 140 ist mit einer koaxialen Rohrleitung 141, 142 verbunden. Wenn die Impedanz des Lastkreises einschließlich der koaxialen Rohrleitung genau auf das Ausgangselektrodensystem abgestimmt ist, werden durch die in dem Elektroden-, system induzierten Ströme sehr hohe Spannungen an dem Lastkreis entstehen.A capacitive coupling 140 is used to couple the output system to the consumer circuit. This coupling member 140 is connected to a coaxial pipe 141, 142. When the impedance of the load circuit including the coaxial pipeline precisely matched to the output electrode system very high voltages are generated by the currents induced in the electrode system the load circuit arise.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen besitzen die verschiedenen Hochfrequenzelektroden alle die gleiche Form. Diese Anordnung zeichnet sich an sich durch einen besonderen hohen WirkungsgradIn the embodiments described so far, the various high-frequency electrodes have all the same shape. This arrangement is characterized by a particularly high degree of efficiency

aus. Selbstverständlich kann das Elektrodensystem jedoch auch andere Formen annehmen.the end. Of course, however, the electrode system can also take other forms.

In der Fig. ii ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der Elektronenstrahl durch das Rohr 150, welches nur teilweise dargestellt ist, geführt wird. Der Elektronenstrahl durchquert nacheinander mehrere rohrförmige Elektroden 152 bis 156, wobei diese wiederum von einer leitenden Hülle 158 umgeben sind. Die Elektroden 153 und 155 besitzen eine Länge in der Größenordnung von 360°, so daß die Elektrodenlaufzeit durch diese Elektroden ungefähr einer vollen Periode der Betriebsfrequenz entspricht. Die Elektrode 154 besitzt die doppelte Länge der Elektroden 153 und 155, während die Elektrodenabschnitte 152 und 156 halb so lang wie die Elektrode 154 sind. Die Zwischenelektrodenkapazitäten sind in entsprechender Weise abgestimmt. Wenn die obengenannte Bedingung erfüllt ist, wird bei dem Betrieb der Anordnung durch, die Einwirkung des Elektronenstrahles die augenblickliche Potentialverteilung längs des Elektrodensystems der Kurve D der Fig. 12 entsprechen. Unter diesen Umständen werden sich wiederum die einzelnen Effekte addieren.Another embodiment is shown in FIG. Ii, in which the electron beam is guided through the tube 150, which is only partially shown. The electron beam successively traverses a plurality of tubular electrodes 152 to 156, these in turn being surrounded by a conductive sheath 158. The electrodes 153 and 155 have a length of the order of magnitude of 360 °, so that the electrode transit time through these electrodes corresponds approximately to a full period of the operating frequency. The electrode 154 is twice the length of the electrodes 153 and 155, while the electrode sections 152 and 156 are half as long as the electrode 154. The inter-electrode capacitances are matched accordingly. If the above-mentioned condition is met, during the operation of the arrangement by the action of the electron beam, the instantaneous potential distribution along the electrode system will correspond to curve D in FIG. Under these circumstances, the individual effects will again add up.

Die negative Konduktanz, welche für einen Schwingbetrieb erforderlich ist, kann durch Verkürzen der verschiedenen Elektroden in einem gewissen Maß erzielt werden. Gegebenenfalls genügt es auch, daß lediglich gewisse Elektroden verkürzt werden. Beispielsweise wird die Länge der Elektroden 153 und 155 zu 360° gewählt, während die Elektroden 152, 154 und 156 um den geeigneten Betrag verkürzt werden. Bei dieser Anordnung wird vorzugsweise die Länge der Elektrode 154 zu 630⁰ und die Länge der Elektroden 152 und 156 zur Hälfte dieses Wertes gewählt Die Leistungsauskopplung erfolgt mit Hilfe einer kapazitiven Kopplung 159, die mit dem einen Ende der Elektrode 154 gekoppelt ist.The negative conductance which is required for an oscillating operation can be achieved to a certain extent by shortening the various electrodes. If necessary, it is also sufficient that only certain electrodes are shortened. For example, the length of the electrodes 153 and 155 is chosen to be 360 °, while the electrodes 152, 154 and 156 are shortened by the appropriate amount. In this arrangement, the length of the electrode 154 is preferably selected to be 630 ^° and the length of the electrodes 152 and 156 to half this value.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in der Fig. 13 dargestellt. In diesem Fall sind die Hochfrequenzelektroden 160 bis 165 nicht wie bisher an den Enden mit der Hülle 168 verbunden. Vielmehr wird die Kopplung dadurch erreicht, daß die Elektroden 160 und 165 mit Verlängerungen versehen werden, die sich von α bis b und a' bis V erstrecken. Diese Verlängerungen bilden Viertelwellenlängsübertragungsleitungen oder haben die Länge von einer ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen. In diesem Fall bilden sich an den Elektroden 160 und 165 stehende Wellen aus, deren Spannungsminima bei a und a! liegen. Die Spannungsverteilung am Elektrodensystem wird durch die Kurve E der Fig. 14 wiedergegeben. Bezüglich der Modulation wirkt die Anordnung nach Fig. 14 in gleicher Weise wie die Anordnung nach Fig. 3. Es werden jedoch longitudinale Potentialgradienten an den offenen Enden b und V der Viertelwellenabschnitte bestehen, so daß .eine zusätzliche Wechselwirkung zwischen Elektronenstrahl und Elektrodensystem auftreten wird. Wenn es sich zeigt, daß dieser Einfluß verhältnismäßig groß ist, muß er zweckmäßig bei der Berechnung und Konstruktion des Systems berücksichtigt werden.Another embodiment according to the invention is shown in FIG. In this case, the high-frequency electrodes 160 to 165 are not connected to the sheath 168 at the ends as before. Rather, the coupling is achieved in that the electrodes 160 and 165 are provided with extensions which extend from α to b and a ' to V. These extensions form quarter-wave longitudinal transmission lines or are an odd number of quarter-wave lengths in length. In this case standing waves form at electrodes 160 and 165, the voltage minima of which at a and a! lie. The voltage distribution on the electrode system is shown by curve E in FIG. 14. With regard to the modulation, the arrangement according to FIG. 14 acts in the same way as the arrangement according to FIG. 3. However, there will be longitudinal potential gradients at the open ends b and V of the quarter-wave sections, so that there will be an additional interaction between the electron beam and the electrode system. If it turns out that this influence is comparatively great, it must expediently be taken into account in the calculation and construction of the system.

Aus mechanischen Gründen kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein, die Anordnung nach Fig. 13 mit derjenigen nach Fig. 3 zu verwenden, indem eine direkte elektrische Verbindung bei der Fig. 13 an einem Ende des Elektrodensystems benutzt wird, während das andere Ende unverändert bleibt. Es können auch die Kopplungen nach Fig. 14 in anderer Weise ausgeführt werden.For mechanical reasons it may be appropriate to use the arrangement according to FIG that of FIG. 3 by making a direct electrical connection at FIG one end of the electrode system is used while the other end remains unchanged. It the couplings according to FIG. 14 can also be carried out in a different manner.

Zur Abstimmung der Anordnung nach Fig. 13 wird zweckmäßig die wirksame Länge der letzten Elektrode verändert. Die hierzu notwendige Ausbildung der Elektroden ist in dem schematischen Ausführungsbeispiel der Fig. 15 dargestellt, indem die Teile 160', 161' und i68' in ihrer Wirkung den ähnlich numerierten Elementen der Fig. 13 entsprechen. Die Elektrode 160' ist an dem einen Ende mit einer in Achsrichtung verschiebbaren Verlängerung 170 versehen. Diese Verlängerung dient zur Änderung der wirksamen Länge der Elektrode, so daß eine derartige Elektrode. bei verschiedenen. Betriebsfrequenzen benutzt werden kann.To coordinate the arrangement according to FIG. 13, the effective length of the last electrode is expedient changes. The design of the electrodes required for this is shown in the schematic exemplary embodiment in FIG. 15, in which the parts 160 ', 161 'and i68' in their effect the similarly numbered Elements of FIG. 13 correspond. The electrode 160 'is at one end with an in Axially displaceable extension 170 is provided. This extension is used to change the effective length of the electrode, so that such Electrode. at different. Operating frequencies used can be.

Eine weitere Verbesserung der Ausführungsform nach Fig. 13 besteht darin, daß die Hochfrequenzelektroden innerhalb der Entladungsröhre angeordnet werden, so daß sie durch die Röhrenwandung von der zugehörigen leitenden Hülle getrennt sind. Ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Anordnung zeigt die Fig. 16, in der die Elektroden mit 164" und 165", die Hülle mit 168" bezeichnet sind. Die Wandung 171 trennt also die Elektroden 164" und 165" von der Hülle 168". Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn die Elektrodenoberflächen verhältnismäßig dicht zum Elektronenstrahl angeordnet werden sollen.A further improvement of the embodiment of FIG. 13 is that the high frequency electrodes be placed inside the discharge tube so that they can be through the tube wall of the associated conductive sheath are separated. An embodiment of such an arrangement is shown 16, in which the electrodes with 164 "and 165", the shell are designated by 168 ″. The wall 171 thus separates electrodes 164 "and 165" from sheath 168 ". This embodiment is special advantageous if the electrode surfaces are arranged relatively close to the electron beam should be.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Electric discharge tube where a Electron beam in a control device consisting of several modulation paths Undergoes speed modulation, which turns into a density modulation along the electron beam path converts, in particular device according to patent 919 245 for carrying out a method for the operation of time-of-flight tubes, according to which an "electron flow is speed-modulated in this way that the speed modulation is only outside the effective range converts the respective modulation path into a density modulation, characterized in that that the control device consists of a number of consecutively arranged in the beam direction Ankoppelkreise (coupled circles) consists, of which the respectively neighboring over their end capacities are coupled to each other.

2. Tube arrangement according to claim 1, characterized in that the modulation paths of the Control device are designed and arranged in such a way that each of the preceding Density modulation resulting from the modulation path is used at least in part for excitation in the subsequent modulation paths.

3. Tube arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling circuits

consist of line sections which are preferably designed in the same way with one another. 4. Tube arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that one of the Control device separate decoupling device for the removal of the conversion of the Velocity modulation into density modulation amplified waves from the electron flow is provided.

5. Tube arrangement according to claim 4, characterized in that the decoupling device is also designed as a series of coupling circuits.

6. Tube arrangement according to claim 5, characterized in that the individual coupling circuits the decoupling device are designed and arranged such that during operation of the arrangement an amplification takes place in the coupling-out section.

7. Tube arrangement according to one of claims ι to 6, characterized in that from the Series of coupling circuits existing device is designed such that when operating the Arrangement no self-excitement takes place.

8. Tube arrangement according to one of claims ι to 6, characterized in that a feedback path from the output of the arrangement to the input is provided, and that this return path is designed such that during operation the arrangement a self-excitation occurs at a given frequency.

9. Tube arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the electron beam is formed as a cavity Oscillating circuit is surrounded, the electron beam facing (r) tubular (r) body (15 to 17 or 160 to 165) from each other or from the outer tube (26, 168) coaxially surrounding the tubular body (s) through spaces (21 to 24) are separated, the lengths of the inner tubular body and the Gap capacities are matched so that the interactions between the electron beam and the electrode system at the interstices add up. '

10. Tube arrangement according to claim 9, characterized in that the length of the or the inner tubular body (16, 162) at least corresponds approximately to one or more periods of the change in potential.

11. Tube arrangement according to claim 9 or 10, characterized in that means for changing capacitance are provided at the intermediate spaces are.

12. Tube arrangement according to claim 9, 10-55 or 11, characterized in that the inner tubular body by insulating parts from each other are separated.

13. Tube arrangement according to claim 11 or 12, characterized in that displaceable metal strips (96, 97, 98, 99) are placed on the insulating body are.

14. Tube arrangement according to claim 13, characterized characterized in that the metal strips on a common, axially displaceable Rod (100) are attached.

15. Tube arrangement according to one of claims 9 to 14, characterized in that the inner tubular body (160, 165) is only capacitive are coupled to the outer metal tube (168).

16. Tube arrangement according to one of claims 9 to 15, characterized in that the inner tubular body are designed to be variable in length.

17. Tube arrangement according to claim 16, characterized characterized in that the tubular body consists of two hollow cylinders which can be pushed one on top of the other (160, 170) exist.

18. Tube arrangement according to claim 9 or one of the following, characterized in that the inner tubular electrodes (164 ", 165") are arranged inside the discharge vessel.

Referred publications:

British Patent No. 488 094.

For this purpose 2 sheets of drawings

I 509575 11.55