DE958043C - Ankopplungsanordnung fuer eine Verstaerkerroehre fuer sehr kurze Wellen - Google Patents
Ankopplungsanordnung fuer eine Verstaerkerroehre fuer sehr kurze WellenInfo
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- DE958043C DE958043C DES36449A DES0036449A DE958043C DE 958043 C DE958043 C DE 958043C DE S36449 A DES36449 A DE S36449A DE S0036449 A DES0036449 A DE S0036449A DE 958043 C DE958043 C DE 958043C
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/02—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
- H01J25/22—Reflex klystrons, i.e. tubes having one or more resonators, with a single reflection of the electron stream, and in which the stream is modulated mainly by velocity in the modulator zone
- H01J25/24—Reflex klystrons, i.e. tubes having one or more resonators, with a single reflection of the electron stream, and in which the stream is modulated mainly by velocity in the modulator zone in which the electron stream is in the axis of the resonator or resonators and is pencil-like before reflection
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- Particle Accelerators (AREA)
Description
Es ist bereits eine Verstärkerröhre bekannt, bei der ein Elektronenstrahl an den Potentialflächen
eines bremsenden Gegenfeldes reflektiert und im Bereich der Elektronenumkehr die zu verstärkende
Hochfrequenzwelle eingeführt wird. Bei Vorhandensein eines elektrischen Vektors in Richtung
der Elektronenbahn werden die Elektronen je nach der Polarität des Wechselfeldes an verschiedenen
Potentialflächen und zu verschiedenen Zeiten reflektiert.
Bei der bekannten Röhre läßt man das Hochfrequenzfeld eines geeignet ausgebildeten Hohlleiters
unmittelbar auf die Elektronen einwirken. Die Erfindung bezieht sich nun in Weiterbildung
dieser Maßnahme auf eine besonders vorteilhafte Art der Hochfrequenzenergieeinkopplung. Erfindungsgemäß
wird vorgeschlagen, daß die Einführung der zu verstärkenden Hochfrequenzwelle in
den Elektronenumkehrraum senkrecht zur Richtung der Entladungsbahn erfolgt, der hochfrequente
elektrische Feldverstärker im wesentlichen in Richtung der Entladungsbahn verläuft, und daß
der Elektronenumkehrraum von zwei senkrecht zur Entladungsbahn angeordneten Elektroden begrenzt
wird, von denen die der Kathode entfernter liegende Elektrode massiv ausgebildet ist (Renektorelektrode),
während die der Kathode näher liegende Elektrode mit Öffnungen für den Elektronendurchtritt
versehen ist und diese Öffnungen solche Ab-. messungen haben und in solchem Abstand voneinander
angeordnet sind, daß die hochfrequente elektrische Feldstärke in der Nähe der Reflektorelektrode
möglichst groß ist.
to Zur Hochfrequenzenergieeinkopplung wird zweckmäßig ein sich nach dem Umkehrraum zu
verjüngender Hohlleiter vorgesehen. Dabei kann der Hohlleiter so ausgebildet sein, daß die Hochfrequenzenergie
als TE10-WeIIe einläuft. Durch
die Verjüngung des Hohlleiters wird eine wesentliche Erhöhung der Feldstärke bewirkt.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel in ao seinen für' die Erfindung wesentlichen Teilen in
vereinfachter stark schematisierter Darstellung.
In Fig. ι ist der zur Energieeinkopplung dienende
Hohlleiter durch die Wandungen 1 und 2 begrenzt, wobei die Höhe des Hohlleiters im
Elektronenumkehrraum derart verringert ist, daß die Hochfrequenzfeldstärke einen Höchstwert annimmt.
Die Hochfrequenzenergie ist in ihrer Eintrittsrichtung durch den Pfeil 3 versinnbildlicht.
Die obere Wand 2 des Hohlleiters ist mit geeigneten Öffnungen versehen, durch die die Elektronen in den Hochfrequenzraum eintreten können.
Die Wandung kann hier als Gitter ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, siebartige Löcher
vorzusehen. Gegenüber diesem Gitter steht ein zweites Gitter, das einen Teil der Anode 4 darstellt.
An der Anode 4 liegt eine sehr hohe Spannung von beispielsweise 1000 Volt. Sie befindet sich
außerordentlich dicht, z. B. in einer Entfernung von 0,1 bis ι mm, an dem ersten Gitter, damit ein
möglichst starkes Gleichfeld entsteht. Dieses Feld bedeutet für den eintretenden Elektronenstrahl ein
Bremsfeld. Das Potential der Kathode 9 ist so gewählt, daß die Elektronen an einer Potentialfläche
nahe der Wand 1 reflektiert werden. Der Elektronenstrahl
wird durch eine übliche Bündelungsanordnung so fokussiert, daß er in einem feinen
Bündel durch das Röhrchen 8 der Zuganode 7 hindurchtritt. Der austretende divergente Strahl
wird durch ein beschleunigendes Feld zwischen der Elektrode 5 und der Anode 4 parallel gerichtet. Die
Elektronen, die im Laufraum zwischen den Wan- ■ düngen 1 und 2 reflektiert werden, laufen dadurch
wieder ungefähr auf der gleichen Bahn zurück (mit einer geringen Aufspreizung) und treffen zum
größten Teil außerhalb des Röhrchens 8 auf dem der Kathode abgewandten Teil der Anode 7 auf.
Das Röhrchen 8 verhindert einen Energieaustausch zwischen der unmodulierten Elektronenströmung
und der Verzögerungsleitung 6. Erst die reflektierte Elektronenströmung tritt mit der Verzögerungsleitung
6 in Wechselwirkung, wobei ein Energieaustausch von der Elektronenströmung auf die Verzögerungsleitung stattfindet. Die Exaktheit
der Bahn der rücklaufenden Elektronen kann durch Potentialeinstellung an der Elektrode 4 beeinflußt 6g
werden.
Um die Potentialverhältnisse im Elektronenumkehrraum näher zu verdeutlichen, ist in Fig. 2
ein Ausschnitt dieses Raumes mit Potentiallinien \7eranschaulicht. Oberhalb der Wandung 1 befindet
sich die mit Löchern versehene, ein Gitter -darstellende Wandung 2, über der wiederum die Gitteröffnungen
der Anode 4 veranschaulicht sind. Das kräftige Bremsfeld zwischen den Elektroden 2
und 4 tritt sehr stark in den Laufraum zwischen Wandung 1 und Gitter 2 hinein und ergibt beispielsweise
mit einer Anodenspannung von 1000 Volt bei ι mm Abstand zwischen den Elektroden
2 und 4 eine Feldstärke von etwa 5000 Volt je Zentimeter an der Wandung 1. Das bedeutet eine
Laufzeit für den Hin- und Rückweg zwischen der Wandung r und dem Gitter 2 bei einem gegenseitigen
Abstand dieser Elektroden von 0,5 mm von etwa 1,35 · 10—10 Sekunden. Größte Dichtemodulation
erhält man, wenn diese Laufzeit gleich einer halben Periode ist, was in diesem Fall einer
Wellenlänge von 8 cm entspricht. Das Hochfrequenzfeld wird zwar, wie die gestrichelten
Potentiallinien in Fig. 2 zeigen, durch die Gitter-■ öffnungen der Wandung 2 stark geschwächt, kann
aber in der Nähe der Wandung 1 noch einen recht großen Wert haben.
Die Wirkungsweise der Röhre beruht im Gegensatz zu Röhren mit Intensitätsmodulation oder Geschwindigkeitsmodulation
auf einer besonderen Dichtemodulation, die durch die verschiedene Verweilzeit der Elektronen im Umkehrraum infolge
eines beschleunigenden bzw. verzögernden Hochfrequenzfeldes zustande kommt. Dabei wird aber
gerade der sonst, z. B. bei Röhren der Klystronart, störende Einfluß eines zu großen Laufzeitwinkeli,
ausgenutzt, indem die Elektronen in der einen Phase des Hochfrequenzfeldes gebremst und in der
anderen beschleunigt wieder aus dem Hochfrequenzfeld hinausgestoßen werden. Dabei ergibt sich als
günstigste Verweilzeit eine halbe Periode, so daß die Röhre ein flaches Maximum der Verstärkung
für einen bestimmten Frequenzbereich hat. Diese optimale Frequenz kann durch die Größe des
statischen Bremsfeldes in weiten Grenzen variiert werden. Im übrigen ist die Laufzeit nur durch den
Hin- und Rücklauf der umkehrenden Elektronen im Raum zwischen der Wandung 1 und dem Gitter
2 gegeben und nicht, wie dies z. B. bei den bekannten Trioden der Fall ist, durch den zusatzliehen
Weg, den die sehr langsamen Elektronen zwischen Kathode und dem durch die Raumladung
verursachten Potentialminimum zurücklegen müssen. Der Gradient des durch das Gitter 2
hindurchgreifenden Feldes kann also beliebig groß tao gemacht werden, um die Laufzeit abzukürzen.
Der zur Energieeinkopplung dienende Hohlleiter geht allmählich in den Elektronenumkehrraum
über, der eng genug gemacht ist, um die Hochfrequenzfeldstärke groß werden zu lassen. 1*5
Die Abstände zwischen den Elektroden 1, 2 und 4
lassen sich im Gegensatz zu dichtegesteuerten Röhren, bei denen technisch schwer realisierbare
Abstände geringsten Maßes notwendig sind, ohne große technische Schwierigkeiten klein genug
halten.
Claims (4)
- Patentansprüche:i. Ankopplungsanordnung für eine Verstärkerröhre für sehr kurze Wellen, bei der ein Elektronenstrahl an den Potentialflächen eines bremsenden Gegenfeldes reflektiert und im Bereich der Elektronenumkehr die zu verstärkende Hochfrequenzwelle eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung der zu verstärkenden Hochfrequenzwelle in den Elektronenumkehrraum senkrecht zur Richtung der Entladungsbahn erfolgt, der hochfrequente elektrische Feldstärkevektor im wesentlichen in Richtung der Entladungsbahn verläuft, und daß der Elektronenumkehrraum von zwei senkrecht zur Entladungsbahn angeordneten Elektroden begrenzt wird, von denen die der Kathode entfernter liegende Elektrode massiv ausgebildet ist (Reflektorelektrode), während die der Kathode näher liegende Elektrode mit Öffnungen für den Elektronendurchtritt versehen ist und diese Öffnungen solche Abmessungen haben und in solchem Abstand voneinander angeordnet sind, daß die hochfrequente elektrische Feldstärke in der Nähe der Reflektorelektrode möglichst groß ist.
- 2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich nach dem Umkehrraum zu verjüngender Hohlleiter vorgesehen ist.
- 3. Röhre nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung des Hohlleiters, daß die Hochfrequenzenergie als TE10-WeIIe einläuft.
- 4. Röhre nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch siebartige öffnungen in der der Kathode näher liegenden Elektrode des Elektronenumkehrraumes, die in ihrer Lage derart, vorzugsweise genau, mit kleineren Öffnungen in einer vorgelagerten Elektrode (4) übereinstimmen, daß sich symmetrische elektronenoptische Felder ergeben.In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 874341.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 609579/410 8.56 («09 797 2.57)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1071119D FR1071119A (fr) | 1951-10-09 | 1952-09-29 | Tube amplificateur pour ondes ultra-courtes |
DES36449A DE958043C (de) | 1953-11-24 | 1953-11-24 | Ankopplungsanordnung fuer eine Verstaerkerroehre fuer sehr kurze Wellen |
FR67204D FR67204E (fr) | 1951-10-09 | 1954-11-23 | Tube amplificateur pour ondes ultra-courtes |
FR68962D FR68962E (fr) | 1953-11-24 | 1954-11-23 | Tube amplificateur pour ondes ultra-courtes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES36449A DE958043C (de) | 1953-11-24 | 1953-11-24 | Ankopplungsanordnung fuer eine Verstaerkerroehre fuer sehr kurze Wellen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE958043C true DE958043C (de) | 1957-02-14 |
Family
ID=7482221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES36449A Expired DE958043C (de) | 1951-10-09 | 1953-11-24 | Ankopplungsanordnung fuer eine Verstaerkerroehre fuer sehr kurze Wellen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE958043C (de) |
FR (1) | FR68962E (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE874341C (de) * | 1951-10-09 | 1953-04-23 | Siemens Ag | Verstaerker-Roehre |
-
1953
- 1953-11-24 DE DES36449A patent/DE958043C/de not_active Expired
-
1954
- 1954-11-23 FR FR68962D patent/FR68962E/fr not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE874341C (de) * | 1951-10-09 | 1953-04-23 | Siemens Ag | Verstaerker-Roehre |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR68962E (fr) | 1958-08-26 |
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