DE959298C

DE959298C - Elektronenroehre fuer sehr hohe Frequenzen nach Art einer Wanderfeldroehre

Info

Publication number: DE959298C
Application number: DES40376A
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Veith
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-08-10
Filing date: 1954-08-11
Publication date: 1957-03-07

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenröhre zur Erzeugung, Verstärkung, Überlagerung oder zur Erzielung ähnlicher Wirkungen für sehr hohe Frequenzen. Die Röhre arbeitet nach Art einer Wanderfeldröhre. Die Erfindung hat besondere Bedeutung für eine spezielle Art von Wanderfeldröhren, die als Rückwärtswellenröhren bekannt sind. Hierbei sind die geometrischen Abmessungen der Verzögerungsleitung in bezug auf die Betriebsspannungen und die Querschnittsform der Elektronenströmung oder mehrerer Elektronenströmungen so bemessen, daß eine fortschreitende Welle erzeugt wird, welche entgegengesetzt zur Richtung der Elektronenströmung verläuft und am kathodenseitigen Ende der Verzögerungsleitung abgenommen werden kann.

Eine bekannte Form von Verzögerungsleitungen, die sowohl für Wanderfeldröhren allgemein als auch für Rückwärtswellenröhren besonders geeignet ist, stellt die sogenannte Interdigitalleitung dar. Diese Leitung ist im wesentlichen als Doppelkammleitung ausgebildet, bei der die Glieder (Zinken) der beiden Kämme ineinandergreifend angeordnet sind. Sie wird sowohl als reine doppelte Kammleitung verwendet, aber auch als Doppelkammleitung, deren einer Kamm eine kapa-

zitive Beschwerung durch eine Gegenplatte od. dgl. aufweist. Bei den bisher bekannten Anordnungen liegen die beiden Kämme in einer im wesentlichen gemeinsamen Ebene. Bei der Betrachtung des Wellenausbreitungsmechanismus einer solchen Inter digitalleitung pflegt man diese als eine sehr stark geknickte Lecherleitung aufzufassen. Dabei entstehen zwischen den Zinken der beiden Kämme große hochfrequente elektrische Feldstärken, derart, daß das Hochfrequenzfeld auch aus der Ebene, in der sich die beiden Kämme befinden, herausstreut. Die Längskomponente dieses Streufeldes ist es, die für die Wechselwirkung mit den Elektronen einer oder mehrerer Elektronenströmungen verwendet wird. Der für die Güte der Wechselwirkung maßgebende Wert wird Kopplungsfaktor genannt und enthält das Quadrat der Längsfeldstärke im Zähler und die längs der Leitung fließende Hochfrequenzleistung im Nenner. Es sind auch bereits Anordnungen bekanntgeworden, die zwei parallel zueinander angeordnete Doppelkammleitungen aufweisen, zwischen und parallel zu denen ein Elektronenstrahl verläuft. Jede der beiden Doppelkammleitungen stellt dabei für sich eine vollständige Doppelkammleitung dar. Das Merkmal dieser bekannten Anordnung gegenüber einer Anordnung mit nur einer Doppelkammleitung besteht also darin, daß beiderseits des Elektronenstrahls jeweils eine Doppelkammleitung angeordnet ist, so daß die auf beiden Doppelkammleitungen geführte elektromagnetische Welle gleichzeitig mit dem Elektronenstrahl in Wechselwirkung tritt.

Ferner ist bereits eine Anordnung mit zwei verschieden langen, beiderseits eines Elektronenstrahls angeordneten Kammleitungen bekannt, bei der der Elektronenstrahl durch gekreuzte elektrische und magnetische Felder geführt wird und die eine der Kammleitungen, die kürzer als die andere ausgebildet ist, zur Einkopplung der elektromagnetischen Welle und die andere zur Verstärkung derselben dient.

Die Erfindung ermöglicht es, bei einer Verzögerungsleitung, welche als doppelte Kammleitung ausgebildet ist, die mit den Elektronen in Wechselwirkung tretende Längskomponente der elektrischen Feldstärke besonders groß zu machen. Um dies zu erreichen^ besteht die Erfindung darin, daß die Verzögerungsleitung aus zwei gleich langen, leitenden Kämmen besteht, die zueinander derart angeordnet sind, daß die Glieder (Zinken) des einen Kammes in einer von den Gliedern (Zinken) des anderen Kammes unterschiedlichen, insbesondere parallelen Ebene liegen, daß diese beiden Ebenen einen Abstand voneinander haben, so daß zwischen ihnen der (mehrere) Elektronenstrahl (en) laufen kann (können), und daß die in der einen Ebene liegenden Glieder (Zinken) gegenüber den in der anderen Ebene liegenden Gliedern (Zinken) versetzt angeordnet sind.

Man nimmt zweckmäßig die Zinken des einen Kammes oder den ganzen Kamm so weit aus der Ebene des anderen Kammes heraus, wie der Abstand der Zinken des einen Kammes beträgt, und ordnet die Kämme so an, daß die Glieder des einen Kammes genau in der Mitte zwischen den Gliedern des anderen Kammes liegen. Dann befindet sich das elektrische Hochfrequenzfeld der von den beiden Kämmen gebildeten Verzögerungsleitung zum allergrößten Teil nur noch im Raum zwischen den beiden Kämmen, während der Außenraum nahezu frei vom Hochfrequenzfeld ist. Durch Vergrößerung des Abstandes der Zinken vermindert sich die Kapazität der Leitung ganz wesentlich, so daß die gespeicherte Leistung im gleichen Maße verringert wird. Es sinkt also der Betrag der Leistung im Nenner des Ausdrucks für den Kopplungsfaktor; der Kopplungsfaktor steigt damit an. Die größte elektrische Feldstärke herrscht zwar in einer Richtung, die gegen die Ausbreitungsrichtung geneigt ist, aber auch die Komponente dieser Feldstärke in Ausbreitungsrichtung (Längskomponente) ist noch groß genug, um zusammen mit der vermindert gespeicherten Leistung einen erhöhten Kopplungsfaktor zu ergeben. Die Anordnung arbeitet naturgemäß um so günstiger, je geringer der Winkel zwischen den elektrischen Feldlinien und der Richtung der Elektronenbewegung ist. Dieser Winkel kann etwa 45 ° bemessen sein. Man erzielt aber auch bei Winkeln von ungefähr 65 ° noch gute Ergebnisse.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen zwei Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter und schematischer Darstellung.

In Fig. ι ist ein Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Doppelkammleitung veranschaulicht, wobei die einzelnen Kammrücken mit 1 und 2 bezeichnet sind. Die Zinken 3, 4, S, 6 und 7 liegen in einer parallelen Ebene zu der Ebene, in der sich die Zinken 8, 9, 10, 11 und 12 des zweiten Kammes befinden. Zwischen diesen beiden Kämmen bewegt sich eine Elektronenströmung 13 in Richtung der Pfeile 14 und 15. Die Elektronenströmung kann in mehrere einzelne Elektronenströmungen aufgeteilt sein. Es ist aber auch möglich, mehrere Elektronenströmungen verschiedener Geschwindigkeit bzw. Richtung vorzusehen. Die Pfeile 16 versinnbildlichen elektrische Feldlinien, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen unter einem Winkel von etwa 45° zur Elektronenströmungsrichtung verlaufen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die Zinken eine quadratische Querschnittsform. Die Erfindung hat aber ebensogut Bedeutung für Kammleitungen von jeder beliebigen anderen Querschnittsform.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel in einem Querschnittsbild senkrecht zur Elektronenströmung veranschaulicht. Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die beiden Kämme insgesamt in verschiedenen Ebenen liegen, sind bei' dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Stege 17 und 18, welche die Kammrücken bilden, in der gleichen Ebene angebracht, während lediglich die Zinken 19 und 20 in unterschiedlichen Ebenen

liegen. Die Elektronenströmung 21 durchsetzt senkrecht zur Darstellungsebene den Raum zwischen den Zinken.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Elektronenröhre für sehr hohe Frequenzen nach Art einer Wanderfeldröhre mit einer als Doppelkammleitung ausgebildeten Verzögerungsleitung, längs der ein (mehrere) Elektronenstrahl (en) läuft (laufen), dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung aus zwei gleich langen, leitenden Kämmen besteht, die zueinander derart angeordnet sind, daß die Glieder (Zinken) des einen Kammes in einer von den Gliedern (Zinken) des anderen Kammes unterschiedlichen, insbesondere parallelen Ebene liegen, daß diese beiden Ebenen einen Abstand voneinander haben, so daß zwischen ihnen der (mehrere) Elektronenstrahl (en) lauf en kann (können), und daß die in der einen Ebene liegenden Glieder (Zinken) gegenüber den in der anderen Ebene liegenden Gliedern (Zinken) versetzt angeordnet sind.
2. Röhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Ebenen ungefähr gleich dem Abstand benachbarter Zinken eines Kammes ist, und' daß die Glieder des einen Kammes genau in der Mitte zwischen den Gliedern des anderen Kammes liegen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 903 726;
französische Patentschriften Nr. 1046 766, ι 068 448.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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