DE964249C - Wanderfeldroehre - Google Patents
WanderfeldroehreInfo
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- DE964249C DE964249C DES27313A DES0027313A DE964249C DE 964249 C DE964249 C DE 964249C DE S27313 A DES27313 A DE S27313A DE S0027313 A DES0027313 A DE S0027313A DE 964249 C DE964249 C DE 964249C
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/16—Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
- H01J23/24—Slow-wave structures, e.g. delay systems
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Wanderfeldröhre zur Erzeugung, Verstärkung oder Modulation von
Schwingungen sehr hoher Frequenzen. Bei den bekannten Wanderfeldröhren wird eine längs einer
Verzögerungsleitung fortschreitende elektromagnetische Welle derart verlangsamt, daß ein Elektronenstrahl
ihr zu folgen vermag und ein Energieaustausch zwischen der Elektronenströmung und
der fortschreitenden Welle stattfindet. Die üblichen Wanderfeldröhren sind so ausgebildet, daß als Verzögerungsleitung
eine Drahtwendel verwendet wird, durch deren Inneres ein Elektronenstrahl geleitet
wird.
Die Erzeugung und Führung des Elektronenstrahles erfordert aber einigen Aufwand. Vor
allem macht die Führung Schwierigkeiten, da sie über eine größere Länge bewirkt werden muß. Die
Verstärkung einer Wanderfeldröhre hängt nämlich von der Länge der Wendel ab, so daß man dementsprechend
eine größere Laufstrecke des Elektronenstrahles benötigt. Man verwendet daher in der
Regel äußere Magnetfelder, um den Elektronenstrahl zu führen, wobei nach Möglichkeit der
Strahl so zusammengehalten v. erden muß, daß nur ein geringer Elektronenaufprall auf die den Elektronenstrahl
umgebende Wendel erfolgt. Andererseits soll aber der Elektronenstrahl auch nach Möglichkeit
die Wendel in ihrem Inneren voll ausfüllen, da sonst eine zu geringe Kopplung zwischen
den elektromagnetischen Feldern und den Elek-
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tronen stattfindet und der Energieaustausch und damit die Verstärkung bei zu dünnem Elektronenstrahl
nur gering sind.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bereits eine Anordnung bekannt, bei der unter Ausnutzung
einer Rundkathode eine radial von der Kathode ausgehende Elektronenströmung ausgenutzt wird.
Die Elektronenströmung kann dabei mit verhältnismäßig einfachen Mitteln zu einem Flachstrahl
ίο gebündelt werden, wobei allerdings bei großen Wegstrecken gegebenenfalls trotzdem noch zusätzliche
Mittel zur Führung des Bündels erforderlich sind. Bei dieser bekannten Anordnung ist der als
Verzögerungsleitung wirksame Wellenleiter spiralig ausgebildet und befindet sich als Band- oder
Drahtgitter im Entladungstraum.
Wenngleich die obenerwähnten Nachteile durch diese bekannte Anordnung zum Teil beseitigt sind,
so treten hierbei aber wieder andere Schwierigkeiten auf. So ist vor allem die Spirale nicht leicht
herzustellen, da sie mit großer Genauigkeit ausgeführt werden muß. Mit jeder Windung der
Spirale wird ihre Wegstrecke größer, so daß der Abstand von Windung zu Windung nach außen
«5 hin immer größer werden muß und sich dadurch z. B. eine logarithmische Form der Spirale ergibt.
Weiterhin ist bereits eine Anordnung bekanntgeworden, bei der die Verzögerungsleitung eine
mäanderförmige Gestalt oder die Form einer plattgedrückten Wendel aufweist. Die Verzögerungsleitung ist dabei so geführt, daß durch dieselbe ein
Zylindermantel entsteht. Entlang dieses Zylindermantels wird der Elektronenstrahl auf einer kreisförmigen
Bahn geführt. Zur Führung des Elektronenstrahls ist aber auch bei dieser Anordnung
zwangläufig ein magnetisches Feld notwendig. Darüber hinaus ist die Herstellung der Wendel mit
erheblichen Schwierigkeiten verbunden.
Ferner ist bereits eine Anordnung vorgeschlagen worden, bei der das Elektronenbündel das System
der Wechselwirkung zwischen Bündel und Welle senkrecht zur Röhrenachse durchläuft. Auch bei
einer solchen Anordnung muß ein magnetisches Fokussierungsfeld vorgesehen werden, dessen FeIdlinen
in Richtung der Röhrenachse verlaufen.
Demgegenüber stellt die Erfindung eine wesentliche
Vereinfachung dar. Die Erfindung besteht darin, daß eine gestreckte Kathode vorgesehen ist, daß
symmetrisch zu ihr und senkrecht zu ihrer Längsausdehnung mindestens ein Verzögerungsleitungspaar vorgesehen ist, deren Einzelelemente im wesentlichen
in Ebenen liegen, welche durch die Längsachse der Kathode gehen.
Der Wellenleiter kann dabei im wesentlichen aus zwei oder mehr bandförmigen Streifen bestehen.
Es ist aber auch möglich, an Stelle einer bandförmigen Gestaltung ihn gitterförmig auszubilden.
Eine gebündelte Elektronenströmung, insbesondere in Gestalt von einem oder mehreren Flachstrahlbündeln,
läßt sich an diesem Wellenleiter entlang führen. In einer Ebene senkrecht zur Kathodenoberfläche
bildet der Wellenleiter dementsprechend eine im wesentlichen zieharmonikaähnliche Form,
wobei die in der Elektronenströmung befindlichen Teile des Wellenleiters im wesentlichen geradlinig
sind und unter gleichem Winkel verlaufen. Dies bedeutet herstellungsmäßig einen besonders einfachen
Aufbau, denn die Abstände der einzelnen Teile des Wellenleiters voneinander in Richtung der Bahn
eines jeden Elektrons können überall gleich groß gemacht werden.
Bei Verwendung einer Ovalkathode, d. h. einer Röhrchenkathode mit zwei abgeplatteten Breitseiten,
kann an den beiden Breitseiten je ein Wellenleiter oder ein Wellenleitersystem vorgesehen sein. Der
Wellenleiter kann aus bandförmigen Streifen bestehen oder gitterförmig ausgebildet sein, wobei
sich zweckmäßig eine gebündelte Elektronenströmung an ihm entlang führen läßt. Zwischen
Kathode und Wellenleiter kann eine strombegrenzende Elektrode, z. B. ein Gitter, sich befinden, wobei
dieses gegebenenfalls so ausgestaltet und angeordnet ist, daß es zugleich eine Bündelung der
Elektronenströmung bewirkt. Es ist aber auch möglich, eine zusätzliche Bündelungselektrode oder
ähnlich wirkende Elemente vorzusehen. Zu diesem Zweck können beispielsweise blendenförmige Elektroden
od. dgl. verwendet werden.
Die Erfindung läßt auch andere Anwendungsmöglichkeiten zu. So ist es z. B. auch möglich,
bei Verwendung einer Rundkathode die Anordnung axial symmetrisch auszubilden. Die einzelnen
Wellenleiter, die band- oder gitterförmig oder in sonstiger geeigneter Weise ausgebildet sein können,
erstrecken sich dann radial von der zentral liegenden Kathode zur außenliegenden Anode. In diesem
Fall kann auch zur Erzielung einer höheren Elektronenausbeute die Kathode als Zylindermantel
oder in einzelne auf dem äußeren Kreisbogen verteilte Kathoden aufgeteilt ausgebildet sein, während
die Anode an zentraler Stelle angebracht ist.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen
Teilen in stark vereinfachter, rein schematischer Darstellung. In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau
einer Wanderfeldröhre nach der Erfindung veranschaulicht. Dabei sind die einzelnen Teile der Übersichtlichkeit
der Darstellung halber auseinandergezogen gezeichnet. An zentraler Stelle befindet
sich eine Kathode 1, die z. B. als Flach- oder Ovalkathode mit zwei Breitseiten ausgebildet sein kann.
Die Kathode 1 ist von einem Gitter 2 umgeben, das in an sich gebräuchlicher Weise als Wickelgitter
gestaltet ist. Das Gitter hat vornehmlich die Aufgäbe, den Elektronenstrom zu begrenzen. Zu diesem
Zweck ist eine geeignete Spannung, gegebenenfalls eine gegenüber der Kathode negative Spannung, an
diese Elektrode angelegt. Die Stromquelle ist mit 3 versinnbildlicht, wobei die zur Kathode 1 führende
Zuleitung an einen veränderlichen Abgriff 4 gelegt ist, so daß nach Bedarf die Kathode das gleiche
Potential wie dieses Gitter besitzt oder auch positiver sein kann.
Von den beiden Breitseiten der Kathode 1 gehen
Elektronenströmungen zu den Anoden 5 und 6. Im
Zuge der Elektronenbewegung befindet sich auf jeder Seite ein Wellenleitersystem 7 und 8, das aus
einer gitterförmigen Verzögerungsleitung besteht und im Zickzack gebogen ist. An Stelle einer Vielzahl
von einzelnen Drähten kann hier auch ein einfaches oder doppeltes Band verwendet werden. Die
Verwendung von Drähten von verhältnismäßig dünnem Querschnitt hat aber den Vorteil, daß der
Elektronenaufprall auf eine wesentlich geringere Fläche erfolgt. Um den Elektronenaufprall gering
zu halten, kann außerdem an den Wellenleitern eine niedrigere Spannung, gegebenenfalls etwa
Kathodenpotential liegen. Der veränderliche Abgriff 9 an der Spannungsquelle 3 veranschaulicht
diese Möglichkeit. Der Hochfrequenzeingang ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispel an den
Stellen 10 und π vorgesehen, während der Ausgang
bei 12 und 13 erfolgen kann.
Die doppelseitige Ausnutzung der Kathode hat den Vorteil, daß sich nach beiden Seiten hin zwei getrennte Systeme anbringen lassen. Man kann diese beiden Systeme für sich getrennt betreiben und hiermit z. B. zwei aufeinanderfolgende Stufen eines Kaskadenverstärkers bilden. Wenn die An-Ordnung aber symmetrisch ausgestaltet wird, ergibt sich noch die weitere Möglichkeit, einen erdsymmetrischen Hochfrequenzein- und -ausgang zu schaffen, d. h. mit einer symmetrischen Doppelleitung die. hochfrequente Energie einzukoppeln und auch in ähnlicher Weise sie der Anordnung wieder verstärkt zu entnehmen.
Die doppelseitige Ausnutzung der Kathode hat den Vorteil, daß sich nach beiden Seiten hin zwei getrennte Systeme anbringen lassen. Man kann diese beiden Systeme für sich getrennt betreiben und hiermit z. B. zwei aufeinanderfolgende Stufen eines Kaskadenverstärkers bilden. Wenn die An-Ordnung aber symmetrisch ausgestaltet wird, ergibt sich noch die weitere Möglichkeit, einen erdsymmetrischen Hochfrequenzein- und -ausgang zu schaffen, d. h. mit einer symmetrischen Doppelleitung die. hochfrequente Energie einzukoppeln und auch in ähnlicher Weise sie der Anordnung wieder verstärkt zu entnehmen.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel veranschaulicht, das eine doppelseitig wirkende Anordnung
von oben her gesehen und teilweise im Schnitt darstellt. Die Kathode 14 ist auf ihrer
Breitseite mit Emissionsschichten 15 und 16 versehen.
Zur Strombegrenzung dient hier eine blendenförmige Bündelungselektrode 17, die durch je
einen in ihrer Mitte befindlichen Schlitz ein Elektronenstrahlbündel
längs der Kathode senkrecht zur Kathodenoberfläche entstehen läßt. Auf dem Wege zu den beiden Auffängern 18 und 19 laufen
die Elektronen an der Verzögerungsleitung entlang. Diese besteht aus je zwei bandförmigen
Wellenleitern 20, 21 und 22, 23. Diese Bänder sind zieharmonikaartig gefaltet oder gebogen, wobei die
jeweiligen oberen Biegestellen durch Querstrichelung veranschaulicht sind. Die Elektronenbündelung
läßt sich leicht so bewerkstelligen, daß ein scharf begrenztes Bündel entsteht, welches außerordentlich
dicht an dem bandförmigen Wellenleiter entlang geführt ist, ohne daß jedoch nennenswerte
Mengen von Elektronen auf den Wellenleiter übergehen. Eine solche Anordnung läßt sich fertigungsmäßig
leicht herstellen. Die mäanderförmigen Bänder 20 bis 23 können an ihren oberen und
unteren Biegestellen leicht durch geeignete Halterungsstege befestigt werden, wobei sich diese Befestigungsstellen
zweckmäßig außerhalb des Bereiches der Elektronenströmung befinden.
In Fig. 3 ist ein Ausfüh.rungsbeispiel für eine axial symmetrische Anordnung veranschaulicht.
Die Kathode 24 ist als Rundkathode ausgebildet und befindet sich an zentraler Stelle. Sie ist von
einem oder mehreren Gittern umgeben, von denen lediglich ein Gitter 25 veranschaulicht ist. Die Anode
ist mit 26 bezeichnet und schließt das gesamte System in sich ein. Die Wellenleiter sind als band-
oder gitterförmige, mänanderartig oder entsprechend anders gestaltete Verzögerungsleitungen
27 ausgebildet, deren Verlauf in der Hauptsache radial gerichtet ist. Es können hier wiederum zusätzlich
Mittel zur Auflösung der Elektronenströmung in einzelne Elektronenstrahlbündel angewendet
werden. So kann beispielsweise eine mit einer Vielzahl von Schlitzen versehene Blende die
Kathode umgeben. Es ist aber auch möglich, ein aus einzelnen Stegen bestehendes Gitter vorzusehen,
wobei die Stege parallel zur Kathode stehen und sich jeweils vor den Wellenleitern befinden.
Bei Anlegen einer geeigneten, insbesondere negativen Spannung an diese Stege wird die Elektronenströmung
in die Zwischenräume gedrängt und bildet eine Vielzahl flacher Bündel, die zwischen den einzelnen Wellenleitern verlaufen und
einerseits eine feste Kopplung mit den hochfrequenten Feldern ermöglichen, andererseits aber
einen Elektronenaufprall auf die Wellenleiter weitgehend vermeiden.
Die in Fig. 3 angezeigte Anordnung ermöglicht vor allem den Anschluß der hochfrequenten Zu-
und Ableitung in Gestalt von konzentrischen Einführungen. Es läßt sich auch die Energie beispielsweise
an den kathodenseitigen Enden des Wellenleiters von oben her konzentrisch in die Röhre einführen,
während der Hochfrequenzausgang auf der entgegengesetzten Seite an den anodennahen Enden
ebenfalls konzentrisch erfolgt.
Claims (9)
1. Wanderfeldröhre zur Erzeugung, Verstärkung oder Modulation von Schwingungen
sehr hoher Frequenz, bei der ein Energieaustausch zwischen einer Elektronenströmung und
einer längs eines als Verzögerungsleitung wirksamen Wellenleiters fortschreitenden elektromagnetischen
Welle bewirkt wird und bei der die Verzögerungsleitung als Wellenleiter in Zickzack- oder Mäanderform oder ähnlicher
Gestalt ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine gestreckte Kathode vorgesehen ist,
daß symmetrisch zu ihr und senkrecht zu ihrer Längsausdehnung mindestens ein Verzögerungsleitungspaar
vorgesehen ist, deren Einzelelemente im wesentlichen in Ebenen liegen, welche durch die Längsachse der Kathode
gehen.
2. Wanderfeldröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter im
wesentlichen aus zwei oder mehr bandförmigen Streifen besteht.
3. Wanderfeldröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter so
ausgebildet ist, daß sich eine gebündelte Elektronenströmung, insbesondere ein oder mehrere
Flachstrahlbündel, an den Wellenleitern entlang führen läßt.
4. Wanderfeldröhre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter
im wesentlichen gitterförmig ausgebildet ist.
5. Wanderfeldröhre nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung
einer Ovalkathode an den beiden Breitseiten der Kathode je ein Wellenleiter oder - ein
Wellenleitersystem vorgesehen ist.
6. Wanderfeldröhre nach Anspruch 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kathode
und Wellenleiter eine strombegrenzende Elektrode, z. B. ein Gitter, angeordnet ist.
7. Wanderfeldröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die strombegrenzende
Elektrode derart, z. B. durch blendenartige Ausbildung, gestaltet und angeordnet ist,
daß sie zugleich eine Bündelung der Elektronenströmung bewirkt. ao
8. Wanderfeldröhre nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Bündelungselemente
vorgesehen sind.
9. Wanderfeldröhre nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Verwendung einer as
Rundkathode mit einer Vielzahl von radial angeordneten Wellenleitern.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 511 407;
schweizerische Patentschrift Nr. 275 950.
USA.-Patentschrift Nr. 2 511 407;
schweizerische Patentschrift Nr. 275 950.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES27313A DE964249C (de) | 1952-02-23 | 1952-02-23 | Wanderfeldroehre |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES27313A DE964249C (de) | 1952-02-23 | 1952-02-23 | Wanderfeldroehre |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE964249C true DE964249C (de) | 1957-05-23 |
Family
ID=7479026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES27313A Expired DE964249C (de) | 1952-02-23 | 1952-02-23 | Wanderfeldroehre |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE964249C (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2511407A (en) * | 1947-01-09 | 1950-06-13 | Csf | Amplifying valve of the progressive wave type |
CH275950A (de) * | 1940-05-17 | 1951-06-15 | Western Electric Co | Vorrichtung zur Verstärkung hochfrequenter elektrischer Schwingungen. |
-
1952
- 1952-02-23 DE DES27313A patent/DE964249C/de not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH275950A (de) * | 1940-05-17 | 1951-06-15 | Western Electric Co | Vorrichtung zur Verstärkung hochfrequenter elektrischer Schwingungen. |
US2511407A (en) * | 1947-01-09 | 1950-06-13 | Csf | Amplifying valve of the progressive wave type |
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