DE969846C

DE969846C - Intensitaetsgesteuerte Elektronenroehre zur Erzeugung ultrakurzer Wellen

Info

Publication number: DE969846C
Application number: DES7250D
Authority: DE
Inventors: Dr Andreas Jaumann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-03-03
Filing date: 1942-03-03
Publication date: 1958-07-24

Description

Die Erfindung betrifft eine intensitätsgesteuerte Elektronenröhre zur Erzeugung ultrakurzer Wellen, die zwei in Richtung der Röhrenachse gleichachsig hintereinanderliegende, zu einem Gegentaktsystem vereinigte, zylindrische Elektrodensysteme besitzt, deren Elektroden die jeweilige Kathode koaxial umschließen und deren Steuergitter draht- oder bandförmige Leiterteile aufweisen, die mit flächenhaften Ansätzen versehen sind, welche jeweils der Anode des Gegensystems benachbart angeordnet sind.

Es sind bereits intensitätsgesteuerte Elektronenröhren zur Verstärkung sehr hoher Frequenzen mit zwei in einem Gefäß eingebauten, in Gegentakt geschalteten Systemen bekannt, bei denen die zwei in Richtung der Röhrenachse hintereinanderliegenden zylindrischen Elektrodensysteme gleichachsig angeordnet sind. Die Elektroden umschließen die Kathode koaxial.

Es ist weiterhin bei einem Gegentaktsystem bekannt, die Steuergitter mit draht- oder bandförmi- ao gen Leiterteilen zu versehen, die mit flächenhaften Ansätzen verbunden sind, welche jeweils der Anode des Gegensystems benachbart angeordnet sind. Die flächenhaften Ansätze bilden mit den ihnen gegenüberstehenden Teilen der Anoden Kopplungskapazitäten.

Außerdem ist an sich bekannt, in Elektronenröhren mit koaxial aufgebautem Elektrodensystem

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die hochfrequenzführenden Elektrodenzuführungen ringscheibenförmig auszubilden und senkrecht zur Achse des Elektrodensystems anzuordnen.

Ferner wurde bereits vorgeschlagen, die Elektrodenhalterungsbleche, wie sie z. B. zur Befestigung der Anodensegmente in einem Magnetron dienen, scheibenförmig auszubilden, senkrecht zur Achse des Elektrodensystems aus dem Entladungsgefäß herauszuführen und federnd mit den Deckflächen

ίο eines Hohlraumresonators zu verbinden.

Außerdem wurde bei einer anderen Anordnung noch vorgeschlagen, die scheibenförmigen, senkrecht zur Achse des Elektrodensystems angeordneten Herausführungen kapazitiv an die Deckflächen eines Hohlraumresonators anzukoppeln, damit die Gleichspannungen für die Anode und für das Gitter getrennt zugeführt werden können. -

Unserer Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Elektronenröhre mit mehreren zu einem Gegentaktsystem vereinigten Elektrodensystemen zur Erzeugung ultrakurzer Wellen zu schaffen, die in einen Hohlraumschwingkreis ohne zusätzliche äußere Schaltmittel eingebaut werden kann.

Das wesentliche Merkmal der erfindungsgemäßen intensitätsgesteuerten Elektronenröhre zur Erzeugung ultrakurzer Wellen besteht darin, daß die hochfrequenzführenden, ringscheibenförmig ausgebildeten und koaxial zur Röhrenachse angeordneten Anodenzuführungen an den einander zugekehrten Stirnseiten der Anoden mit diesen verbunden sind, daß die flächenhaften Ansätze der draht- oder bandförmigen Leiterteile der Steuergitter ebenfalls ringscheibenförmig ausgebildet sind und koaxial zur Röhrenachse im Raum zwischen den hochfrequenzführenden ringscheibenförmigen Anodejizuführungen nahe diesen angeordnet sind und daß als Schwingkreis ein die Röhre in an sich bekannter Weise umgebender Hohlraumschwingkreis, insbesondere ein Toroidkreis, dient, in dessen senkrecht zur Röhrenachse verlaufende, die Schwingkreiskapazität bildende Wandungsteile die hochfrequenzführenden ringscheibenförmigen Anodenzuführungen übergehen.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen intensitätsgesteuerten Elektronenröhre besteht darin, daß die erforderliche gegenseitige Kopplung durch eine einfache konstruktive Ausbildung und Anordnung der Anodenzuführungen und der Steuergitteransätze erreicht wird und die Röhre ohne besondere Vorkehrungen in einen toroidförmigen Hohlraumresonator eingesetzt werden kann. Außerdem ist eine wirksame Kühlung des Systems ohne weiteres möglich. Eine diesbezügliche vorteilhafte Ausbildung der Elektrodensysteme besteht darin, daß die Anoden und die Anodenzuführungen einen Teil der Vakuumhülle der Röhre bilden, so daß die letzteren gleichzeitig als Zuleitungen und Kühlflächen wirken. Zur Herabsetzung der Selbstinduktivität der hochfrequenzführenden Elektrodenzuleitungen werden diese in an sich bekannter Weise als ringförmige Scheiben ausgebildet, welche an den einander zugekehrten Stirnseiten der zylindrischen Elektrodensysteme mit den zugehörigen Elektroden (Anoden, Steuergitter) verbunden sind. Um die zwei gleichachsig hintereinander angeordneten Elektrodensysteme als Gegentaktsystem zu verwenden, werden die Rückkopplungskondensatoren, die zur Schwingungserzeugung notwendig sind, im wesentlichen durch die Abschnitte der ringscheibenförmigen Elektrodenansätze bzw. -Zuführungen gebildet, die einander nahe gegenüberstehen. Damit die Anordnung der Rückkopplungskapazitäten innerhalb des Vakuumraumes möglich ist und somit unnötig lange Leitungen vermieden werden, ist es zweckmäßig, die Anodenzuführungen durch ein isolierendes Wandungsteil, das einen Teil der Vakuumhülle bildet, zu verbinden. Eine vorteilhafte konstruktive Maßnahme besteht auch darin, daß die Anodenflächen eine solche Wandstärke besitzen, daß ihre Außenhaut praktisch frei von Hochfrequenzspannungen ist und die Anodenflächen durch ein unmittelbar von außen berührendes Kühlmittel, z. B. Wasser, kühlbar sind.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter, zum Teil schematischer Darstellung.

Fig. ι zeigt schematisch in vergrößertem Maßstab eine Gegentaktröhre, die gemäß der Erfindung 9» ausgebildet ist. In dieser bedeutet 1 die für beide Entladungssysteme gemeinsame Kathode, 2 die Zuleitungen des Heizers für die Kathode und 3 die Kathodenzuleitung. Koaxial zu der Kathode 1 sind zwei gleichachsig hintereinanderliegende Elektrodehsysteme angeordnet. Das eine Elektrodensystem besitzt das Gitter 4 und die Anode 8, die vakuumdicht mit der Glaskappe 16 verbunden ist. Das andere Elektrodensystem enthält das Gitter 5 und die Anode 9, die ebenfalls mit einer Glaskappe 17 vakuumdicht verbunden ist. Der vakuumdichte Abschluß des Gefäßes zwischen den ringscheibenförmigen Anodenzuführungen 10 und n wird von dem isolierenden Wandungsteil 18, der z. B. aus Glas besteht und mit den Scheiben 10 und 11 verschmolzen ist, gebildet. Die beiden Anoden 8 und 9 sind vakuumdicht mit den ringscheibenförmigen Zuführungen 10 und 11 verbunden, die Teile des in Fig. 2 dargestellten Hohlraumresonators sind und mit diesem unmittelbar verbunden sein können. Die beiden Gitter 4 und 5 sind mit draht- oder bandförmigen, gekreuzten Zwischenleitungen 6 und 7 mit den ringförmigen Metallscheiben 12 bzw. 13 verbunden, die zusammen mit den Scheiben 10 und 11 die Rückkopplungskapazitäten bilden. Die Gitteranschlüsse ¹¹S und 15, die nur zur Zuleitung der Gittergleichspannungen bzw. Ableitung der Gittergleichströme dienen, sind vakuumdicht durch die gläsernen Wandungsteile 16 und 17 hindurchgeführt. Bei der Gegentaktröhre nach der Erfindung empfiehlt es sich, die Rückkopplungskapazitäten (zwischen den Metallscheiben 10 und 12 bzw. 11 und 13) beispielsweise in der Größe von 3 C_ag + C hg zu wählen, wobei Cko die Kapazität zwischen Kathode und Gitter und C_ag die Kapazität zwischen Anode und Gitter bedeutet. Die Kühlung dieser Röhre ist besonders

günstig, da die Anodenzylinder, wenn beide dieselbe Anodengleichspannung führen, unmittelbar von außen, z. B. mit Wasser, gekühlt werden können.

Fig. 2 zeigt schematisch den Schnitt durch einen Schwingungskreis (Toroidkreis), in dem die erfindungsgemäße Röhre 19 eingebaut ist. Die Kapazität wird durch die kreisförmigen Platten 20, 21 gebildet, die eine Fortsetzung der Anodenzuführungen bilden. Die Induktivität wird von dem Toroid 22 gebildet. Es besteht aus zwei gegeneinander isolierten Schalen, die eine getrennte Zuführung der Anodengleichspannungen ermöglichen, für Hochfrequenz dagegen durch eine Kapazität überbrückt sind. Eine Abstimmung des Schwingkreises ist dadurch mög-Hch, daß man in eine oder in beide Scheiben 20 und 21 elastische Teile oder einen ringförmigen Schleifkontakt einschaltet, so daß eine relative Bewegung von ringförmigen Teilen der beiden Scheiben gegeneinander möglich ist. Man kann auch den starren Teil der Platten 20, 21 von dem zwecks Abstimmung beweglichen Teil mechanisch durch einen Zylinderkondensator trennen, der eine gegenseitige Verschiebung beider Teile zuläßt, für die Hochfrequenz dagegen als Kurzschluß wirkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Intensitätsgesteuerte Elektronenröhre zur Erzeugung ultrakurzer Wellen, die zwei in Richtung der Röhrenachse gleichachsig hintereinanderliegende, zu einem Gegentaktsystem vereinigte, zylindrische Elektrodensysteme besitzt, deren Elektroden die jeweilige Kathode koaxial umschließen und deren Steuergitter draht- oder bandförmige Leiterteile aufweisen, die mit flächenhaften Ansätzen versehen sind, welche jeweils der Anode des Gegensystems benachbart angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfrequenzführenden, ringscheibenförmig ausgebildeten und koaxial zur Röhrenachse angeordneten Anodenzuführungen an den einander zugekehrten Stirnseiten der Anoden mit diesen verbunden sind, daß die flächenhaften Ansätze der draht- oder bandförmigen Leiterteile der Steuergitter ebenfalls ringscheibenförmig ausgebildet sind und koaxial zur Röhrenachse im Raum zwischen den hochfrequenzführenden ringscheibenförmigen Anodenzuführungen nahe diesen angeordnet sind und daß als Schwingkreis ein die Röhre in an sich bekannter Weise umgebender Hohlraumschwingkreis, insbesondere ein Toroidkreis, dient, in dessen senkrecht zur Röhrenachse verlaufende, die Schwingkreiskapazität bildende Wandungsteile die hochfrequenzführenden ringscheibenförmigen Anodenzuführungen übergehen.
2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringscheibenförmigen Anodenzuführungen und die ihnen benachbarten ringscheibenförmigen Ansätze der Leiterteile der Steuergitter derart ausgebildet sind, daß die von ihnen jeweils gebildeten Kapazitäten etwa die Größe 3 Cag + Ckg haben.
3. Röhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge- 6g kennzeichnet, daß die Anoden und die ringscheibenförmigen Anodenzuführungen einen Teil der Vakuumhülle der Röhre bilden.
4. Röhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenaußenflächen durch ein an denselben vorbeistreichendes Kühlmittel, z. B. Wasser, gekühlt werden.
5. Röhre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jenseits der einander gegenüberstehenden Flächen der ringscheibenförmigen Anodenzuführungen und der ringscheibenförmigen Ansätze der Leiterteile der Steuergitter die ringscheibenförmigen Anodenzuführungen ein isolierender Wandungsteil verbindet, der einen Teil der Vakuumhülle der Röhre bildet.
6. Schaltung mit einer Röhre nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Erzeugung ultrakurzer Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß die von den ringscheibenförmigen Anodenzuführungen und den diesen benachbarten ringscheibenförmigen Ansätzen der Leiterteile der Steuergitter gebildeten Kondensatoren die ganzen zusätzlichen Rückkopplungskondensatoren darstellen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 715 037;
österreichische Patentschrift Nr. 159 847;
britische Patentschriften Nr. 392425, 414753.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsche Patente Nr. 737 892, 746 545, 849 734.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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