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Gasentladungsröhre mit einer mit einem _ionisierbaren Medium gefüllten
Umhüllung, sowie zwei Elektroden zur Aufrechterhaltung eines Gasentladungsplasmas
und Hochfrequenzübertragungseinrichtung mit einer solchen Röhre Die Erfindung befaßt
sich mit einer Gasentladungsröhre und ihrer Verwendung als Hochfrequenzübertragungselement.
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Gemäß einem früheren, Vorschlag wurde ein sich in einer Gasentladungsröhre
ausbildendes Gasplasma verwandt, um die hochfrequente Energie zwischen den sich
im Gas befindlichen Elektroden zu leiten. Wenn jedoch in diesem Fall die Elektroden
der Röhre durch einen niederfrequenten Strom oder durch einen Gleichstrom erregt
werden, so ist die Aochfrequenzleitfähigkeit des Gasplasmas vielfach nicht genügend
groß. wird ein ionüsierbares Medium, etwa ein in einem Kolben oder einer Umhüllung
befindliches Gas, einer geeigneten Ionisationsspannung unterworfen, so bildet sich
in diesem Medium bekanntlich ein Plasma aus bzw. ein Raum, der neben den Gasmolekülen
etwa die gleiche Anzahl von positiven Ionen und Elektronen enthält. Es ist bekannt,
daß sich in einem solchen Gasentladungsplasma eine erhebliche Emission von Photonen
bzw. Lichtquanten ausbildet, und daß ein starker »doppelpolarer Diffusionsstrom«
entsteht, der, von der Diffusion der Elektronen an der Umhüllung der Röhre
bewirkt
wird. Da diese Diffusion normalerweise einen Elektronenverlust zur Folge hat, wird
die Leitfähigkeit des Plasmas als Hochfrequenzübertragungsglied -entsprechend verringert.
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Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird bei einer Gasentladungsröhre
mit einer mit einem vonis^:erbaren Medium gefüllten Umhüllung sowie zwei Elektroden
zur Aufrechterbaltung eines Gasentladungsplasmas erfindungsgemäß die innere und/oder
die äußere Seite der Röhrenumhüllung mit lichtempfindlichem Stoff, der entweder
bei Lichteinwirkung Elektronen aussendet oder seine Leitfähigkeit vergrößert und/oder
mit Sekundärelektronen emittierendem Stbff bedeckt. Entsprechend der Erfipdung wird
das Anwachsen der Elektronenemission oder der elektrischem Leitfähigkeit der Bedeckung
durch die Photoneu und Elektronen gesteuert, die von dem Gasentladungsplasma selbst
emittiert werden.
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Die Erfindung ist besonders nützlich, wenn das Gasentladungsplasma
ein-en Teil des - Mittelleiters einer koaxialen Übertragungsleitung bildet, wenn
sich auch ihre Anwendungsmöglichkeiten nicht hierauf beschränken.
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Zur Veranschaulichung dieser Anwendung ist in Fig. i eine koaxiale
übertragungsleitung.dargestelit, bei welcher die Erfindung angewendet wird. In dieser
Darstellung wird eine Hochfrequenzenergiequelle bekannter Ausführung durch dien
Block i und eine Hochfrequenzbelastung oder einen Hochfrequenzabschluß, zu welcher
die Hochfrequenzenergie von der Quelle i übertragen wird, durch einen Block 2 angedeutet.
Die Quelle i ist mit der Einrichtung 2 durch eine koaxiale übertragungsleitung mit
einem Außenleiter .3 und einem Innenleiter q. verbunden. Es ist vorteilhaft, aber
nicht notwendig, daß auch der Innenleiter ¢ als Hohlrohr ausgebildet ist. Das Rohr
q. weist zwischen seinen Enden eine Strecke auf, die von einer Gasentladungsröhre
5 überbrückt wird. Die Röhre besteht aus Glas. Ihr Außendurchmesser entspricht etwa
dein Innendurchmesser des Rohrleiters q.. In das linke Ende der Röhre 5 ist ein
Eingangsleiter 6 eingeschmolzen, der zu einer tassenförmigen Kathode 7 führt. Das
rechte Ende der Röhre 5 ist mit einer metallischen Kappenanode 8 verschmolzen. Nachdem
die Röhre 5 hinreichend evakuiert und in. bei Gasentladungsröhren üblicher Weise
vorbereitet i worden ist, wird sie mit einer Füllung eines geeigneten ionisierbaren
Mediums, wie Gas oder Dampf, versehen. Diese Füllung besteht vorzugsweise aus einem
Edelgas, wie Neon, Argon, Krypton, Helium od. dgl., oder einer Mischung von diesen
Gasen bei einem geeigneten vorbestimmten Druck. Das linke Ende der Röhre 5 ist außen
mit einer metallischen oder aus anderem leitendem Stoff bestehenden Bedeckung 9
versehen, die das Gebiet der Kathode 7 umgibt. Dieses linke Ende der Röhre kann
teleskopartig in das offene Ende des Leiters q. eingeführt werden, der zu diesem
Zweck an dieser Stelle aus einem dünnwandigen flexiblen Stoff 1 ¢ bestehen kann,
so da.ß ein guter elektrischer Kontakt mit der Bedsckunng 9 erzielt wird. In ähnlicher
Weise kann die Kappe 8 beleskopartig -in den entsprechenden rechten Teil des Leiters
q. eingeführt werden, so daß auch dort ein guter elektrischer Kontakt erzielt wird.
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Entsprechend dem einen Merkmai der Erfindung ist der größte Teil der
Länge der Röhre 5 an der inneren Fläche mit einer Bedeckung i o aus einem bekannten
Stoff versehen, der beim Auffallen von Lichtenergie Elektronen aussendet. Hierfür
können Stoffe verwendet werden, die bei der Herstellung von photoelektrischen Zellen
üblicherweise angewendet werden. Die Lichtenergie wird durch die Gasfüllung innerhalb
der Röhre 5 erzeugt. Zu diesem Zweck kann die Kathode 7 mit dem negativen und die
Anode 8 mit dem positiven Ende einer Gleichspannungsquelle verbunden werden.
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Beim Anlegen einer geeigneten Spannung an die Elektroden 7 und 8 bildet
sich innerhalb der Röhre 5 .ein Gasentladungsplasma aus, das eine große Menge von
Photoneu bzw. Lichtquanten enthält. Die lichtempfindliche elektronenemittierende
Bedeckung gemäß der Erfindung bewirkt jedoch, daß die Lichtenergie aus dem Plasma,
die auf diese Bedeckung auftrifft, absorbiert wird, und daß aus dieser Bedeckurig
Elektronen in Richtung auf die Achse der Röhre frei werden und so die Hochfrequenzleitfähigkeit
des Plasmas vergrößern. Der Vorgang ist dadurch zu erklären, daß die Elektronen,
die normalerweise in dem Bedeckungsstoff atomar gebunden sind, durch die Lichtenergie
vom Gascutladungsplasma angeregt -werden und sich sodann mit sehr hoher- Geschwindigkeit
frei durch das Plasma in Richtng auf die Anode bewegen und auf diese Weise die Leitfähigkeit
der Röhre steigern. Während das Plasma normalerweise selbst eine bestimmte Leitfähigkeit
aufweist, wird seine Leitfähigkeit durch die Elektronen von der Bedeckungsfläche
5 in starkem Maße vergrößert, die durch die Lichtenergie aus dem Plasma erzeugt
werden.
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Zwischen der -Kathode 7 und der die Ionisation bewirkenden niederfrequenten
oder Gleichspannungsquelle ist vorzugsweise eine Hochfrequenzdrosselspule i i geschaltet,
so daß die Hochfrequenzenergie von der Quelle i über den Leiter ¢ und die Bedeckung
9 und dann durch kapazitive Ankopplung zur Kathode 7 gelangt. Infolge der obenerwähnten
gesteigerten Leitfähigkeit der Röhre 5 wird die Hochfrequenzenergie durch das Gasplasma
in dieser Röhre zur Anode 8 und sodann zur Hochfrequenzlast 2 geleitet.
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Aus der vorangegangenen Beschreibung geht hervor, daß die Röhre 5
mit ihrem Gasplasma tatsächlich eine Fortsetzung des Mittelleiters.4 der koaxialen
Übertragungsleitung bildet: Selbstverständlich kann eine derartige Röhre auch in
anderen Systemen verwendet werden, in denen eine Steigerung der Leitfähigkeit der
Röhre zwischen den Elektroden erwünscht ist.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt.
Die Bauelemente, die in den Fig. i und 2 nach Aufbau und Wirkung die gleichen sind,
sind mit den gleichen Bezeichnungen versehen. Der wesentliche Unterschied zwischen
der
Einrichtung nach Fig. 2 gegenüber der nach Fig. i besteht darin,
daß gemäß Fig. 2 die lichtempfindliche Bedeckung 12 im Innern der Röhre 5 beim Auftreffen
von Lichtenergie nicht Elektronen emittiert, sondern ihre eigene Leitfähigkeit steigert.
Derartige Eigenschaften weist beisprEelsweise Selen auf. Bei der Anordnung nach
Fig.2, wie auch bei der nach Fig. i, dehnt sich die Bedeckung entlang des größeren
Teiles der Länge der Innenfläche der Röhre 5 aus. Die Lichtenergie von dem Plasma
bewirkt ein Ansteigen der Leitfähigkeit der inneren Bedeckung i 2 und der äußeren
Bedeckung 13 und damit eine Steigerung der Hochfrequenzleitfähigkeit zwischen den
Abschnitten des Innenleiters 4.
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Natürlich kann die Bedeckung, die dem Zweck der Vergrößerung der Hochfrequenzenergieleitfähigkeit
dient, auch aus einer Vereinigung eines lichtempfindlichen elektronenemittierenden
Stoffes und eines lichtempfindlichen Stoffes, der bei Lichteinwirkung seine Leitfähigkeit
steigert, verwendet werden.