DE972083C - Electron tubes for fanning, amplifying, generating and receiving ultra-high frequency electromagnetic vibrations in braking field arrangements - Google Patents

Electron tubes for fanning, amplifying, generating and receiving ultra-high frequency electromagnetic vibrations in braking field arrangements

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DE972083C
DE972083C DEP4076D DEP0004076D DE972083C DE 972083 C DE972083 C DE 972083C DE P4076 D DEP4076 D DE P4076D DE P0004076 D DEP0004076 D DE P0004076D DE 972083 C DE972083 C DE 972083C
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J25/68—Tubes specially designed to act as oscillator with positive grid and retarding field, e.g. for Barkhausen-Kurz oscillators
    • H01J25/70—Tubes specially designed to act as oscillator with positive grid and retarding field, e.g. for Barkhausen-Kurz oscillators with resonator having distributed inductance with capacitance, e.g. Pintsch tube

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  • Microwave Tubes (AREA)

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 21. MAI 1959ISSUED MAY 21, 1959

P 40/6 Villa/21gP 40/6 Villa / 21g

in Bremsfeldanordnungenin braking field arrangements

(Ges. v. 15. 7. 1951)(Ges. Of July 15, 1951)

Die Erfindung bezieht sich auf Elektronenröhren, wie sie zum Anfachen, zum Erzeugen, Verstärken und auch zum Empfangen von ultrakurzwelligen Schwingungen unterhalb von io m, insbesondere im dm- und cm-Gebiet, verwendet werden.The invention relates to electron tubes such as those used for fanning, generating and amplifying and also for receiving ultrashort wave oscillations below io m, in particular in the dm and cm area.

Die Anfachung von Schwingungen mittels Elektronenröhren vollzieht sich in der Weise, daß ein Elektronenstrom durch auf ihn einwirkende Wechselspannungen periodisch in seiner Intensität oder Lage schwankt und dadurch Energie an mit Schwingungskreisen verbundene Elektroden abgibt. Durch die auf den Schwingungskreis übertragene Energie werden die zur Steuerung des Elektronenstromes dienenden Wechselspannungen aufrechterhalten.The fanning of vibrations by means of electron tubes takes place in such a way that a Electron flow due to alternating voltages acting on it periodically in its intensity or position fluctuates and thus releases energy to electrodes connected to oscillating circuits. The energy transferred to the oscillating circuit is used to control the Maintain AC voltages serving electron flow.

Bei der Anfachung langwelliger Schwingungen ist die Laufzeit der Elektronen innerhalb der Elektroden kurz im Vergleich zur Schwingungsdauer und spielt für die Anregung keine Rolle. Bei der Anfachung sehr kurzwelliger Schwingungen unterhalb von io m, insbesondere im dm- und cm-Gebiet, werden die Elektronenlaufzeiten vonWhen long-wave vibrations are fanned, the transit time of the electrons is within the Electrodes are short compared to the period of oscillation and are irrelevant for the excitation. at the amplification of very short-wave oscillations below io m, especially in the dm and cm area, the electron transit times are from

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der gleichen Größenordnung bzw. größer wie die Schwingungsdauer. Wie die Erfahrung gezeigt hat, lassen sich jedoch auch in diesen Fällen Schwingungen anfachen.
So hat sich gezeigt, daß sich ungedämpfte ultrakurzwellige Schwingungen mit Anordnungen anfachen lassen, die im wesentlichen aus einer Elektronenquelle, beispielsweise einer direkt oder indirekt beheizten Glühkathode, einer durchbrochenen oder Gitterelektrode und einer mit Anode oder Bremseiektrode bezeichneten massiven Elektrode bestehen. Werden die Elektroden, insbesondere die Gitterelektrode und die Anode oder Bremseiektrode, mit einem Schwingungskreis verbunden, so kann dieser bei richtiger Wahl der an die Elektroden gelegten Gleichspannungen, bei richtig gewählter Elektronenemission der Elektronenquelle und bei nicht zu großer Dämpfung des Schwingungskreises zu ultrakurzwelligen Schwingungen angefacht werden.of the same order of magnitude or greater than the period of oscillation. As experience has shown, however, vibrations can also be fanned out in these cases.
It has been shown that undamped ultrashort-wave oscillations can be generated with arrangements which essentially consist of an electron source, for example a directly or indirectly heated hot cathode, a perforated or grid electrode and a solid electrode labeled an anode or brake electrode. If the electrodes, in particular the grid electrode and the anode or brake electrode, are connected to an oscillation circuit, this can be fanned into ultrashort-wave oscillations if the DC voltages applied to the electrodes are correctly selected, if the electron emission of the electron source is correctly selected and if the oscillation circuit is not too damped .

Eine solche zur Schwingungsanfachung geeignete Anordnung ist schematisch in der Abb. 1 dargestellt. An Hand dieser Abb. 1 seien die Vorgänge, die bei der Schwingungsanfachung eine Rolle spielen, näher erläutert.Such an arrangement suitable for amplifying vibrations is shown schematically in FIG. On the basis of this Fig. 1 are the processes involved in the amplification of vibrations Play role, explained in more detail.

In der Abb. 1 ist mit 1 eine Glühkathode, mit 2 eine Gitterelektrode und mit 3 eine Anode oder Bremselektrode dargestellt. Da in den meisten Fällen zur Schwingungsanfachung konzentrische Anordnungen gewählt werden, und zwar in der Form, daß eine draht- oder rohrförmige Glühkathode von einer zylindrischen Gitterelektrode umgeben ist und diese wieder von einer zylindrischen massiven Elektrode, wird im folgenden die Gitterelektrode 2 auch als Zwischenelektrode und die massive Elektrode 3 auch als Außenelektrode bezeichnet. Die Zwischenelektrode 2 und die Außenelektrode 3 sind in dem dargestellten Fall mit drahtförmigen Verlängerungen 4 und 5 versehen, die mit einer Kurzschlußkapazität 6 am anderen Ende verbunden sind. Die parallelen Leiter 4 und 5 bilden zusammen mit den Elektroden 2 und 3 ein Schwingungssystem, das in der Grund- oder in irgendeiner Oberschwingung angeregt werden kann. Wird das Schwingsystem in der Grundschwingung angeregt, so beträgt die Länge des Parallelsystems /./4. An den Elektroden 2 und 3 treten dabei Spannungsbäuche und an dem für die Ultrahochfrequenz durchlässigen Kurzschlußkondensator 6 ein Spannungsknoten, d. h. Strombauch der Schwingung, auf. Über die Belegungen des Kurzschlußkondensators 6 können den Elek-. troden 2 und 3 verschiedene Gleichspannungen erteilt und die auftretenden Gleichströme abgeführt werden, ohne daß auf die hierzu notwendigen Zuleitungen Schwingungsenergie übertragen wird. Wird nun die Glühkathode 1 geheizt, so daß sie Elektronen aussenden kann, und wird an die Zwischenelektrode 2 eine hohe positive Gleichspannung gelegt, so dringen Elektronen durch die Lücken der Gitterelektrode 2 in den Raum zwischen der Elektrode 2 und der Elektrode 3 ein. Dieser Raum wird im folgenden auch als Anfachraum bezeichnet. Die direkt auf die Zwischenelektrode 2 auftreffenden Elektronen scheiden für die Schwingungsanfachung aus. Erhält die Außenelektrode gegenüber der Glühkathode ein negatives Potential, so dringen unter der Voraussetzung, daß die Elektroden 2 und 3 keine Wechselspannungen führen, die in den Anfachraum eingetretenen Elektronen nur bis zur Potentialnullfläche vor und fliegen dann wieder auf das Gitter zu. Ein Teil von ihnen wird dabei wieder vom Gitter aufgenommen, und ein anderer Teil passiert zum zweiten Male die Gitterlücken. Dieser letzte Teil scheidet als unwesentlich bei den folgenden Betrachtungen aus. Wird der Außenelektrode nur ein schwach positives Potential gegenüber der Glühkathode erteilt, so wird der in den Anfachraum gelangende Teil der Elektronen nahezu vollständig von dieser aufgenommen. Auch in diesem Fall lassen sich Schwingungen anfachen. Maßgebend für die Anfachung von Schwingungen ist zunächst die Laufzeit der Elektronen innerhalb des Anfachraumes, die in dem vorliegenden Fall von gleicher Größen-Ordnung wie die Schwingungsdauer ist. Diese Laufzeit ist abhängig von der Geschwindigkeit, mit der die Elektronen durch die Gitterlücken in den Anfachraum eintreten, und demnach von dem beschleunigenden Feld zwischen der Glühkathode und dem Gitter sowie von den an die Gitterelektrode und die Außenelektrode angelegten Gleichspannungen. Haben nun die Elektroden 2 und 3 eine ultrahochfrequente Wechselspannung zueinander, so wird der durch die Elektrode 2 hindurchtretende Elektronenstrom in seiner Intensität und im Takt dieser Wechselspannung gesteuert. Es tritt also ein Elektronenwechselstrom i durch das Gitter in den Anfachraum ein und ruft die Anfachung hervor. Außer der Laufzeit ist für die Anfächung noch maßgebend, mit welcher Phasenverschiebung φ gegenüber der zwischen den Elektroden 2 und 3 bestehenden Wechselspannung der Elektronenwechselstrom in den Anfachraum eintritt. Wie Versuche und theoretische Überlegungen gezeigt haben, wird der die Gitterelektrode 2 passierende Elektronenwechselstrom durch die folgende Art von Pendelsteuerung mit einer beispielsweise in Abb. 1 dargestellten Anordnung erzeugt:In Fig. 1, 1 shows a hot cathode, 2 shows a grid electrode and 3 shows an anode or braking electrode. Since in most cases concentric arrangements are chosen to stimulate vibrations, namely in the form that a wire or tubular hot cathode is surrounded by a cylindrical grid electrode and this again by a cylindrical solid electrode, the grid electrode 2 is also used as an intermediate electrode and the solid electrode 3 is also referred to as the outer electrode. In the case shown, the intermediate electrode 2 and the outer electrode 3 are provided with wire-shaped extensions 4 and 5 which are connected to a short-circuit capacitance 6 at the other end. The parallel conductors 4 and 5 together with the electrodes 2 and 3 form an oscillation system which can be excited in the fundamental or any harmonic. If the oscillation system is excited in the fundamental oscillation, the length of the parallel system is /./4. At the electrodes 2 and 3 there are voltage bulges and a voltage node, ie the current bulge of the oscillation, on the short-circuit capacitor 6 which is permeable to the ultra-high frequency. About the assignments of the short-circuit capacitor 6 can the elec. Troden 2 and 3 are given different DC voltages and the occurring DC currents are discharged without vibrational energy being transferred to the supply lines required for this. If the hot cathode 1 is now heated so that it can emit electrons, and if a high positive direct voltage is applied to the intermediate electrode 2, electrons penetrate through the gaps in the grid electrode 2 into the space between the electrode 2 and the electrode 3. This room is also referred to as the lighting room in the following. The electrons impinging directly on the intermediate electrode 2 are excluded from the amplification of the oscillation. If the outer electrode receives a negative potential compared to the hot cathode, the electrons that have entered the anchoring space only penetrate to the zero potential surface and then fly back towards the grid, provided that electrodes 2 and 3 do not carry any alternating voltages. Some of them are picked up again by the grid, and another part passes through the gaps in the grid for the second time. This last part can be ruled out as insignificant in the following considerations. If the outer electrode is only given a weakly positive potential in relation to the hot cathode, then the part of the electrons reaching the anchoring space is almost completely absorbed by it. In this case, too, vibrations can be stimulated. The deciding factor for the amplification of vibrations is initially the transit time of the electrons within the amplification space, which in the present case is of the same order of magnitude as the period of vibration. This transit time depends on the speed with which the electrons enter the lighting space through the gaps in the grid and therefore on the accelerating field between the hot cathode and the grid and on the DC voltages applied to the grid electrode and the outer electrode. If the electrodes 2 and 3 now have an ultra-high frequency alternating voltage with respect to one another, the electron current passing through the electrode 2 is controlled in terms of its intensity and at the rate of this alternating voltage. An alternating electron current i occurs through the lattice into the fan-up space and causes the fan-up. In addition to the transit time, what is decisive for the flattening is the phase shift φ with which the electron alternating current enters the flattening space compared to the alternating voltage existing between electrodes 2 and 3. As experiments and theoretical considerations have shown, the alternating electron current passing through the grid electrode 2 is generated by the following type of pendulum control with an arrangement shown, for example, in Fig. 1:

Durch die hochfrequenten Potentialänderungen der Außenelektrode 3 gegenüber der Zwischenelektrode 2 ändert sich der Prozentsatz der Elektronen, welche zwischen den Gitterelementen des Gitters 2 hindurch in den Anfachraum eindringen, d. h., die hochfrequente Schwingung der Elektrode 3 übt eine Steuerwirkung auf den das Gitter 2 passierenden Elektronenstrom aus. Ist nämlich die Elektrode 3 in der negativen Halbwelle ihrer Schwingung, so gehen mehr Elektronen direkt auf das Gitter 2, und es dringen weniger Elektronen in den Raum zwischen 2 und 3 ein, als wenn die Elektrode 3 sich in der positiven HaIbwelle ihrer Schwingung befindet. Diese Art der Steuerung hat nun eine verhältnismäßig sehr kleine Steilheit, weil die hier zugleich als Betriebs- wieDue to the high-frequency changes in potential of the outer electrode 3 compared to the intermediate electrode 2 changes the percentage of electrons that are between the lattice elements of the Penetrate grids 2 through into the fan room, d. i.e., the high frequency oscillation of the electrode 3 exerts a control effect on the electron flow passing through the grid 2. is namely the electrode 3 in the negative half-wave of its oscillation, so more electrons go directly onto grid 2, and fewer electrons penetrate the space between 2 and 3 than when the electrode 3 is in the positive half-wave their vibration is located. This type of control is now relatively very small Steepness, because this is both operational and

als Steuerelektrode wirkende Elektrode 3 ihre steuernde Wirkung auf die Elektronen erst ausübt, wenn diese bereits in der Nähe der Gitterelektrode 2 hohe Geschwindigkeiten erreicht S haben.Electrode 3 acting as a control electrode only exerts its controlling effect on the electrons, if this already reaches high speeds in the vicinity of the grid electrode 2 S have.

Die Bestimmung der Steilheit, die für die Anfachung eine maßgebende Rolle spielt, sei im folgenden näher beschrieben:The determination of the slope, which plays a decisive role for the fanning, is in the the following is described in more detail:

Für den Fall, daß die Außenelektrode eine hohe positive Spannung gegenüber der Glühkathode erhält, läßt sich die Steilheit in einfacher Weise durch die Strom-Spannungs-Kennlinie der Außenelektrode bestimmen. Irgendwelche Bemerkungen dazu sind nicht erforderlich. Im Fall, daß die Außenelektrode negatives Potential gegenüber der Glühkathode erhält und als Bremselektrode wirkt, ist die Beurteilung der Steilheit der Röhre eine wesentlich schwierigere, weil auch die Elektronen, welche in den Anfachraum eintreten, nach Umkehr auf die Zwischenelektrode gehen in genau derselben Weise wie diejenigen, die von der Kathode auf die Zwischenelektrode direkt auftreffen. Aus dem Strom nach der Zwischenelektrode kann daher nicht beurteilt werden, welcher Prozentsatz dieses Stromes von der Kathode direkt, welcher Prozentsatz erst nach Umkehr im Anfachraum auf die Zwischenelektrode auftrifft. Die Unterscheidung zwischen diesen zwei Anteilen des Stromes ist aber wesentlich für die Beurteilung der Steilheit der Röhre.In the event that the outer electrode receives a high positive voltage compared to the hot cathode, the slope can be determined in a simple manner by the current-voltage characteristic of the outer electrode determine. Any comments are not required. In the event that the The outer electrode receives negative potential compared to the hot cathode and acts as a braking electrode, the assessment of the steepness of the tube is a much more difficult one, because the electrons, which enter the annealing space, after reversing to the intermediate electrode, go into exactly the same Way like those that impinge directly from the cathode on the intermediate electrode. From the Current after the intermediate electrode can therefore not be assessed what percentage of this Current from the cathode directly, which percentage only after reversal in the anfachraum to the Intermediate electrode strikes. The distinction between these two parts of the current is, however essential for assessing the steepness of the tube.

Es müssen also irgendwelche Messungen gemacht werden, aus welchen geschlossen werden kann, wie der Gesamtstrom sich auf diese zwei Anteile bei Änderung der Gleichspannung der Elektroden abändert. Diese Beurteilung kann in der Weise geschehen, daß die zunächst negative Spannung der Außenelektrode allmählich erhöht wird. Im Augenblick, da die Außenelektrode das Kathodenpotential erreicht hat, fließt ein Strom auf die Außenelektrode. Bei weiterer Steigerung der Spannung der Außenelektrode steigt dieser Strom zunächst sehr steil an. bis Sekundärelektronen an der Außenelektrode entstehen. In diesem Augenblick fällt der gesamte Strom auf die Außenelektrode wieder ab, erreicht ein Minimum, um in dem Augenblick sehr steil anzusteigen, in dem die Außenelektrodenspannung die positive Spannung der Zwischenelektrode erreicht hat. Der weitere Anstieg der Kennlinie verläuft von da an praktisch linear und stellt nun den gesamten von der Kathode ausgehenden Strom dar, der in den Anfachraum eindringt. Dieser Ast läßt sich nun verfolgen bis zum Schnitt mit der Kennlinie des von der Kathode ausgehenden Emissionsstromes.So some measurements have to be made from which conclusions can be drawn how the total current affects these two components when the DC voltage changes Modified electrodes. This assessment can be made in such a way that the initially negative The external electrode voltage is gradually increased. At the moment when the outer electrode Has reached cathode potential, a current flows to the outer electrode. With further increase With the voltage of the outer electrode, this current initially rises very steeply. to secondary electrons arise on the outer electrode. At that moment all the current falls on them Outer electrode decreases again, reaches a minimum to rise very steeply at the moment, in when the external electrode voltage has reached the positive voltage of the intermediate electrode. Of the from then on, further increase in the characteristic curve is practically linear and now represents the entire from the cathode outgoing current, which penetrates into the fan space. This branch can now follow up to the intersection with the characteristic curve of the emission current emanating from the cathode.

Diese Kennlinie des Gesamtstromes zeigt mit wachsender Außenelektrodenspannung einen langsamen Anstieg infolge Schottky-Effekt. Im Schnittpunkt dieser Schottky-Kennlinie mit dem linearen Aste der Kennlinie des Stromes nach der Außenelektrode wird eine Spannung erreicht, bei welcher sämtliche von der Kathode ausgehenden Elektronen nach der Außenelektrode gehen und kein einziges Elektron mehr auf die Zwischenelektrode auftrifft.This characteristic curve of the total current shows a slow one with increasing external electrode voltage Increase due to the Schottky effect. At the intersection of this Schottky curve with the linear one Branch of the characteristic curve of the current after the external electrode a voltage is reached at which all electrons emanating from the cathode go to the outer electrode and not a single electron hits the intermediate electrode.

Die rückwärtige Verlängerung dieses Astes der Kennlinie des Außenelektrodenstromes ergibt nun die Steuercharakteristik für den Stromanteil, der von der Kathode direkt auf die Zwischenelektrode geht, und den Anteil, der in den Anfaehraum eintritt.The rearward extension of this branch of the characteristic curve of the external electrode current now results the control characteristic for the current component that flows from the cathode directly to the intermediate electrode goes, and the portion that enters the start-up space.

Man kann diese Verhältnisse in einem Diagramir darstellen. Als Abszisse wird die Spannung der Außenelektrode V3 aufgetragen. Die Spannung der Zwischenelektrode sei mit V2 bezeichnet. Die Kathodenspannung sei Null. Wird die Spannung der Außenelektrode F3 von negativen und positiven Werten geändert, so fließt ein Anodenstrom iv sobald V3 den Wert Null erreicht hat. Dieser steigt steil an und fällt dann infolge Sekundärelektronenemission ab und geht mit Erreichen der Spannung V3 = V2 in einen linearen Teil I1 über, der die Kennlinie Je des gesamten Stromes Je = J1 + i'ä in dem Punkt P schneidet. Die Kennlinie Je ist wegen des Schottky-Effektes schwach geneigt. Die rückwärtige Verlängerung dieses linearen Astes /,' gibt die — beispielsweise punktiert gezeichnete ■— Kennlinie der Röhre, aus welcher die Steilheit des Stromes, der in den Anfaehraum eintritt, zu entnehmen ist. Es sei Q beispielsweise der Betriebspunkt der Röhre. Dabei ist in der Umgebung von Q, d. h. bei Überlagern einer Wechselspannung V über den zum Punkt Q gehörenden Wert V3, jeweils I1 der in den Anfaehraum eindringende Anteil des Emissionsstromes, Z2 der direkt nach der Innenelektrode gehende Anteil des Emissionsstromes. Es ist aus dem Diagramm ohne weiteres zu ersehen, wie diese beiden Anteile in linearer Weise von der Spannung der Bremselektrode V3 abhängen. Die Neigung dieser Geraden ergibt die Steilheit der Röhre.These relationships can be shown in a diagram. The voltage of the external electrode V 3 is plotted as the abscissa. The voltage of the intermediate electrode is denoted by V 2. The cathode voltage is zero. If the voltage of the external electrode F 3 is changed from negative and positive values, an anode current i v flows as soon as V 3 has reached the value zero. This rises steeply and then falls as a result of secondary electron emission and, when the voltage V 3 = V 2 is reached, changes over to a linear part I 1 , which has the characteristic curve J e of the total current J e = J 1 + i ' ä at point P. cuts. The characteristic curve J e is slightly inclined because of the Schottky effect. The rearward extension of this linear branch /, 'gives the characteristic curve of the tube, for example drawn in dotted lines, from which the steepness of the current entering the start-up space can be seen. Let Q, for example, be the operating point of the tube. In the vicinity of Q, ie when an alternating voltage V is superimposed on the value V 3 belonging to point Q , I 1 is the portion of the emission current that penetrates the starting space, Z 2 is the portion of the emission current that goes directly to the inner electrode. The diagram clearly shows how these two components depend in a linear manner on the voltage of the braking electrode V 3. The slope of this straight line gives the steepness of the tube.

Diese Steilheit ist es, die durch die Erfindung um ein Vielfaches vergrößert wird. Erreicht wird die Vergrößerung der Steilheit und damit der Steuerwirkung der Außenelektrode dadurch, daß zusätzliche Steuermittel in der Röhre \rorgesehen werden, die den in den Anfaehraum eindringenden Elektronenstrom im gleichen Sinne steuern wie die Außenelektrode. Um eine derartige zusätzliche Steuerung zu erreichen, genügt es, daß dieses zusätzliche Steuermittel Wechselspannungen erhält, die zu den Wechselspannungen der Außenelektrode gleichphasig oder nahezu gleichphasig sind.It is this steepness that is increased many times over by the invention. The magnification of the slope and thus the control effect of the outer electrode is characterized in that additional control means are esigned in the tube \ r which control the electron current entering the Anfaehraum in the same sense as the outer electrode achieved. In order to achieve such an additional control, it is sufficient for this additional control means to receive alternating voltages which are in phase or almost in phase with the alternating voltages of the outer electrode.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann dieser Gedanke in einfacher Weise dadurch verwirklicht werden, daß ein zwischen Kathode und Gitterelektrode gelegenes Gitter aperiodisch 11g mit der Außenelektrode verbunden wird und durch diese gleichphasig oder nahezu gleichphasig eine Steuerspannung erhält. Um dem zusätzlichen Steuergitter verschieden von der Außenelektrode eine Gleichspannung erteilen zu können, wird zweckmäßig ein Überbrückungskondensator für die Ultrahochfrequenz in dieser Verbindungsleitung vorgesehen.According to one embodiment of the invention, this idea can be achieved in a simple manner be realized that a grid located between the cathode and grid electrode aperiodically 11g is connected to the outer electrode and through this in phase or almost in phase a Receives control voltage. To the additional control grid different from the outer electrode To be able to issue a DC voltage, a bypass capacitor is expedient for the Ultra high frequency provided in this connection line.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Steuerelektrode, die zweckmäßig in dem Raum zwischen der Kathode und der Gitterelektrode an-The mode of operation of the control electrode according to the invention, which is expedient in the room between the cathode and the grid electrode

gebracht ist, ist eine verschiedene, je nachdem, ob = die Glühkathode im Sättigungsgebiet oder unter Begrenzung durch Raumladung emittiert. Auch kann bei verschiedenen Anordnungen in dem Raum zwischen Kathode und Gitterelektrode; sowie bei verschiedenen Gleichspannungen eine Vergrößerung der Steilheit durch-'eine derartige ■ Steuerelektrode erzielt werden. Im folgenden seien einige Sonderfälle beispielsweise diskutiert: ίο Erhält die Zwischen- oder Gitterelektrode 2 eine so hohe positive Gleichspannung, '-daß ein Sättigungsstrom fließt, so kann eine wirksame zusätzliche Steuerung durch ein Steuergitter erzielt werden, das in der Nähe der Zwischenelektrode 2 arigeordnet ist. Erhält nun dieses zusätzliche Steuergitter eine negative Vorspannung, so wird bei auftretenden Wechselspannungen in erster Linie die von der Außenelektrode hervorgerufene Pendelsteuerung unterstützt, d. h., es wird die Verteilung des von der Kathode ausgehenden Gesamtelektronenstroms auf die beiden Anteile, den direkt auf die Zwischenelektrode fliegenden Anteil und den in den Anfachraum eintretenden Anteil, im Takt dieser Wechselspannnung geändert. Sind beispielsweise d'ie Zwischenelektrode und die zusätzliche Steuerelektrode aus einzelnen Stäben gebildet und die Stäbe der zusätzlichen Steuerelektrode im wesentlichen in oder in der Nähe der Lücken der Zwischenelektrode angeordnet, so wird bei negativer Halbphase der ultrahochfrequenten Wechselspannung der Außenelektrode gegenüber dem Gitter ein geringerer Teil der Gesamtemission in den Anfachraum treten und ein größerer Teil direkt an der Zwischenelektrode landen, bei positiver 3g Halbphase der Wechselspannung der Außenelektrode gegenüber der Gitterelektrode werden dagegen die Verhältenisse genau umgekehrt sein. Durch eine geeignet gewählte Gleichspannung der zusätzlichen Steuerelektrode kann das Maximum der Steuerwirkung eingestellt werden. In dem geschilderten Fall ist nur eine geringe bzw. keine Phasendifferenz zwischen der Wechselspannung der Außenelektrode und der der zusätzlichen Steuerelektrode notwendig, da letztere in der Nähe der Zwischenelektrode wirksam ist. Erhält die zusätzliche Steuerelektrode die Gleichspannung Null oder eine positive Vorspannung, so wird sie zweckmäßig sehr dünn gemacht, damit sie wenig Strom aufnimmt, da dieser in Phase zu der Steuerwechselspannung ist und eine Vergrößerung der Dämpfung des Kreises hervorruft.is different, depending on whether = the hot cathode emits in the saturation region or under limitation by space charge. Also, with different arrangements in the space between the cathode and grid electrode ; and with different DC voltages an increase in the slope can be achieved by such a control electrode. Some special cases are discussed below, for example: If the intermediate or grid electrode 2 receives such a high positive DC voltage that a saturation current flows, an effective additional control can be achieved by a control grid that is arranged in the vicinity of the intermediate electrode 2 . If this additional control grid receives a negative bias voltage, the pendulum control caused by the outer electrode is primarily supported when AC voltages occur, i.e. the distribution of the total electron current emanating from the cathode to the two parts, the part flying directly to the intermediate electrode and the part entering the anfachraum, changed in the cycle of this alternating voltage. If, for example, the intermediate electrode and the additional control electrode are formed from individual rods and the rods of the additional control electrode are arranged essentially in or near the gaps in the intermediate electrode, then in the case of a negative half-phase of the ultra-high-frequency alternating voltage of the outer electrode with respect to the grid, a smaller part of the Entire emissions enter the lighting space and a larger part land directly on the intermediate electrode, with a positive 3 g half-phase of the alternating voltage of the external electrode compared to the grid electrode, on the other hand, the proportions will be exactly the opposite. The maximum of the control effect can be set by a suitably selected direct voltage of the additional control electrode. In the case described, only a small or no phase difference between the alternating voltage of the external electrode and that of the additional control electrode is necessary, since the latter is effective in the vicinity of the intermediate electrode. If the additional control electrode receives the DC voltage zero or a positive bias voltage, it is expediently made very thin so that it consumes little current, since this is in phase with the control AC voltage and causes an increase in the attenuation of the circuit.

Wird die Röhre bei noch vorhandener Strombegrenzung durch Raumladung betrieben, so kommt zu dieser reinen Verteilungssteuerung noch die Raumladesteuerung hinzu, wodurch eine weitere Vergrößerung des in den Anfachraum eintretenden Elektronenwechselstromes erzielt werden kann. In diesem Fall wird zweckmäßig mit einer positiven Vorspannung an der zusätzlichen Steuerelektrode gearbeitet. Zur Erhöhung der Steuerwirkung kann · diese zusätzliche Steuerelektrode in größerem Abstand von der Zwischenelektrode und in größerer Nähe der Kathode vorgesehen werden.If the tube is operated by space charge while the current is still limited, then comes The space loading control is added to this pure distribution control, creating a further Enlargement of the electron alternating current entering the anchoring space can be achieved. In in this case it is advisable to apply a positive bias voltage to the additional control electrode worked. To increase the control effect, this additional control electrode can be placed at a greater distance from the intermediate electrode and in closer proximity to the cathode.

Zur Erzielung günstiger' Anregungsverhältnisse und geringer Dämpfung der anzuregenden Schwinggebilde werden' zweckmäßig zylindrische Elektroden und ebensolche Schwinggebilde verwendet. Solche Anordnungen sind in einigen Ausfüh rungsbei'spielen näher beschrieben. Diese Anordnungen werden dann entweder direkt oder über entsprechend dämpfungs- und verlustfrei ausgeführte Energieleitungen mit Strahlereinrichtungen .verbunden. - :'To achieve favorable 'excitation conditions and low damping of the oscillating structure to be excited it is advisable to use cylindrical electrodes and similar oscillating structures. Such arrangements are described in more detail in some examples of execution. These arrangements are then implemented either directly or via correspondingly attenuation and loss-free Power lines connected to radiator equipment. -: '

Wird die Anfachung durch entsprechend geringe Elektronenemission oder entsprechend gewählte Betriebsspannungen nur so groß gemacht, daß zwar eine Entdämpfung des mit den Elektroden verbundenen Schwingsystems, jedoch keine Schwingungserregung erfolgt, so kann die erfindungsgemäße Röhre auch' vorteilhaft zur Verstärkung sowie zum Empfang von Schwingungen der gleichen Wellenlänge benutzt werden. Auch kann natürlich, fallls modulierte ultrahochfrequente Wechselspannungen zugeführt werden, bei geeigneten Vorspannungen gleichzeitig eine Gleichrichtung erfolgen, wobei irgendeiner der Elektroden die gleichgerichteten Wechselströme entnommen werden.Is the amplification by correspondingly low electron emission or selected accordingly Operating voltages only made so large that although the attenuation of the connected to the electrodes is undamped Oscillation system, but no oscillation excitation takes place, the inventive Tube is also useful for amplifying and receiving vibrations of the same wavelength to be used. Of course, if modulated, ultra-high-frequency alternating voltages can also be used are supplied, at the same time a rectification takes place with suitable bias voltages, wherein the rectified alternating currents can be drawn from any one of the electrodes.

Ausführungsbeispiele der Erfindung stellen die Abb. 2 bis 6 dar.Exemplary embodiments of the invention are shown in FIGS. 2 to 6.

Die Abb. 2 stellt im Prinzip das gleiche Schwingsystem mit ebenen Elektroden wie die Abb. 1 dar. Nur ist hier zwischen der Kathode 1 und der Gitterelektrode 2 ein zusätzliches Steuergitter 7 vorgesehen, das mit der Außenelektrode 3 aperiodisch verbunden ist. Um den beiden Elektroden 3 und 7 getrennte Vorspannungen geben zu können, sind beide Elektroden durch einen für die Ultrahochfrequenz durchlässigen Kondensator 8 galvanisch getrennnt. Dieser Kopplungskondensator 8 ist ganz allgemein maßgebend für die Höhe der Wechselspannung des Steuermittels.Fig. 2 basically shows the same oscillating system with flat electrodes as Fig. 1. Only here is between the cathode 1 and the grid electrode 2 an additional control grid 7 is provided, which is aperiodic with the outer electrode 3 connected is. In order to be able to give separate bias voltages to the two electrodes 3 and 7 both electrodes galvanically through a capacitor 8 permeable to the ultra-high frequency separated. This coupling capacitor 8 is very generally decisive for the level of the alternating voltage of the control means.

Durch seine Größe wird bestimmt, bei welcher Amplitude dar Wechselspannung zwischen den Elektroden 2 und 3 volle Aussteuerung des Elektronenstromes erfolgt.Its size determines at which amplitude the alternating voltage between the Electrodes 2 and 3 full control of the electron flow takes place.

In den meisten Fällen wird es von Vorteil sein, vermöge der galvanischen Trennung,- welche dieser Kopplungskondensator darstellt, dem Steuermittel eine genügend negative Spannung zur Kathode zu erteilen, so daß das Steuermittel keinen Elektronenstrom führt, da dieser Elektronenstrom einen dämpfenden Einfluß auf den an die Elektroden 2 und 3 angeschlossenen, Resonator ausüben müßte.In most cases it will be advantageous to use galvanic isolation - which of these Coupling capacitor represents, the control means to a sufficiently negative voltage to the cathode issue, so that the control means does not lead an electron flow, since this electron flow has a damping Influence on the connected to the electrodes 2 and 3, resonator would have to exert.

In den meisten Fällen wird man statt der der Einfachheit halber in der Abb. 2 angedeuteten ebenen Elektroden konzentrische, beispielsweise allseitig geschlossene Elektroden und ebensolche Schwingsysteme vorsehen. Für solche geschlossenen Resonatoren sind in den Abb. 3, 4 und 5 Elektroden für drei verschiedene Arten der Steuerung dargestellt.In most cases, it is indicated in Fig. 2 for the sake of simplicity flat electrodes, concentric electrodes, for example electrodes closed on all sides, and the like Provide oscillating systems. For such closed resonators there are electrodes in Figs. 3, 4 and 5 shown for three different types of control.

In der Abb. 3 a handelt es sich um den Querschnitt durch den Elektrodenteil einer konzentrischen Ultrakurzwellenröhre, bei der die eingangs geschilderte Pendelsteuerung durch die aperiodische Ankopplung eines Steuermittels an die Außen-In Fig. 3 a is the cross section through the electrode part of a concentric Ultra-short wave tube in which the above-described pendulum control is carried out by the aperiodic Coupling of a control device to the external

elektrode verbessert wird. Mit 3 ist die als Anode oder Bremselektrode wirkende Außenelektrode, mit 2 das Gitter dargestellt, welches mit 3 zusammen den ringförmigen Raum bestimmt, in welchem die Anfachung vor sich geht. Im Zentrum der Anordnung befindet sich die drahtförmige Kathode 1 In den Lücken der Gitterstäbe von 2 sind dünne Gitterstäbe 7 angeordnet, welche z. B. an der Stirnfläche der Anordnung mit der Elektrode 3 direkt ίο oder über eine Kapazität in Verbindung stehen. Im Längsschnitt Abb. 3 b ist diese Kapazität durch eine Platte 9 und durch die Bodenfläche 10 des Außenrohres 3 gebildet. Der Platte 9 kann durch einen Stromleiter 11, welcher die Bodenfläche 10 des Außenleiters 3 durchquert, eine geeignete Gleichspannung aufgeprägt werden. Es ist klar, daß bei einer derartigen Anordnung der in den Raum zwischen Gitterelektrode 2 und Außenelektrode 3 eindringende Elektronenstrom in höherem ao Maße schwankt, da durch die mit der Außenelektrode 3 gleichphasig Wechselspannungen führende Steuerelektrode 7 der Steuereffekt der Außen elektrode verstärkt wird.electrode is improved. With 3 is the outer electrode acting as anode or braking electrode, with 2 the grid is shown, which together with 3 defines the annular space in which the fanning is going on. The wire-shaped cathode 1 is located in the center of the arrangement In the gaps of the bars of 2 thin bars 7 are arranged, which z. B. on the end face the arrangement with the electrode 3 are connected directly ίο or via a capacitance. in the Longitudinal section Fig. 3 b is this capacity through a plate 9 and through the bottom surface 10 of the Outer tube 3 is formed. The plate 9 can be connected by a current conductor 11, which the bottom surface 10 of the outer conductor 3 crossed, a suitable DC voltage can be impressed. It's clear, that with such an arrangement in the space between the grid electrode 2 and the outer electrode 3 penetrating electron current fluctuates to a greater extent, since it is caused by the external electrode 3 in-phase alternating voltages control electrode 7 the control effect of the outside electrode is reinforced.

In Abb. 3 a und 3 b ist angenommen, daß die Kathode 1 bei Sättigung betrieben wird, so daß dk1 Steuermittel 7 eine Art von Pendelsteuerung ausüben, d. h. ein Pendeln des von 1 ausgehenden Elektronenstromes zwischen direktem Auftreffen auf die Stäbe 2 und Eindringen in den Raum zwisehen 2 und 3 erfolgt. Natürlich ist die Anordnung vollkommen unabhängig davon, ob die Elektrode 3 dann als eigentliche Anode oder als Bremselektrode geschaltet wird, d. h. ob die Elektronen, nachdem sie in den Raum zwischen 2 und 3 eingedrungen sind, in einem einmaligen Hinweg nach der Elektrode 3 ihre im Gleichfeld empfangene Energie an das hochfrequente Wechselfeld abgeben oder ob sie durch geeignete Wahl der Spannung der Außen-' elektrode 3 diese nicht erreichen, sondern in einer Umkehrfläche ihre Bewegungsrichtung ändern, um nach dem Gitter 2 zurückzukehren, von dem sie dann eingefangen werden.In Fig. 3 a and 3 b it is assumed that the cathode 1 is operated at saturation, so that the dk 1 control means 7 exercise a type of pendulum control, that is, a pendulum of the electron flow emanating from 1 between direct impact on the rods 2 and penetration into the space between 2 and 3 takes place. Of course, the arrangement is completely independent of whether the electrode 3 is then connected as the actual anode or as a braking electrode, ie whether the electrons, after they have penetrated into the space between 2 and 3, are in a constant field in a single way to the electrode 3 emit received energy to the high-frequency alternating field or whether they do not reach the outer 'electrode 3 by a suitable choice of voltage, but change their direction of movement in a reversal surface in order to return to the grid 2, from which they are then captured.

Eine ähnliche Art der Anordnung zeigen die Abb. 4 a, 4 b, 4c. An Stelle der Gitterelektrode 2 befindet sich im Innern der Außenelektrode 3 eine im Querschnitt aus zwei Kreisbogen, also aus zwei Zylinderschalen, bestehende Elektrodenanordnung 2'. Die Kathode besteht im .vorliegenden Fall aus einem dünnen Wolframband ϊ, welches im wesentlichen zwei Strahlen von Elektronen in entgegengesetzten Richtungene aussendet. Zur Verstärkung dieser Strahlwirkung ist dieses Wolframband an seinen Schmalseiten flankiert von zwei Blechen 12, welche als Wehnelt-Zylinder eine Konzentrierung der beiden von 1' ausgehenden Strahlen zur Folge haben. Diese als Wehnelt-Zylinder dienenden Blechstreifen 12 können gleichzeitig für die Rückleitung des Heizstromes des Wolf rambandes 1' benutzt werden, indem sie, wie in Abb. 4 c angedeutet ist, eine Art Galgen bilden, an welchem das Wolframband befestigt ist. Die Gitterelektrode ist, da in Abb. 4 a von einem Gitter nicht mehr gesprochen werden kann, als Zwischenelektrode 2' zu bezeichnen. An diese Zwischenelektrode 2' ist bei konzentrischer Anordnung, die vor allem praktischen Wert hat, der Außenleiter des Resonators an die Außenelektrode 3 angeschlosssen. Zwischen der Zwischenelektrode und der Außenelektrode befindet sich der Anfachraum für die hochfrequenten Schwingungen. In diesen Anfachraum tritt durch geeignete Aussparungen der anfachende Elektronenwechselstrom. A similar type of arrangement is shown in FIGS. 4 a, 4 b, 4 c. In place of the grid electrode 2 there is an electrode arrangement 2 'in the interior of the outer electrode 3, which has a cross section of two circular arcs, that is to say of two cylindrical shells. In the present case, the cathode consists of a thin tungsten strip ϊ, which essentially emits two beams of electrons in opposite directions. To reinforce this beam effect, this tungsten strip is flanked on its narrow sides by two metal sheets 12, which, as Wehnelt cylinders, result in a concentration of the two beams emanating from 1 '. This serving as Wehnelt cylinder sheet metal strips 12 can be used at the same time for the return of the heating current of the Wolf rambandes 1 'by, as indicated in Fig. 4c, form a kind of gallows to which the tungsten strip is attached. The grid electrode is, since a grid can no longer be spoken of in Fig. 4a, is to be referred to as the intermediate electrode 2 '. In the case of a concentric arrangement, which is primarily of practical value, the outer conductor of the resonator is connected to the outer electrode 3 at this intermediate electrode 2 ′. The lighting space for the high-frequency vibrations is located between the intermediate electrode and the outer electrode. The fanning electron alternating current enters this lighting space through suitable cutouts.

Werden in dem Beispiel der Abb. 4 a der Zwischenelektrode 2' und der Außenelektrode 3 geeignete Gleichspannungen erteilt, so verteilen sich die in Form von zwei Elektronenstrahlen von der Kathode 1' ausgehenden Elektronen in einem bestimmten Verhältnis auf die zwei Elektroden 3 und 2 , d. h., ein Teil dieses Strahles geht direkt auf die Innenelektrode 2'. Ein anderer Teil dringt durch die Lücke in den Anfachraum zwischen 2' und 3 ein. Dieser zweite Teil kann, falls 3 als Bremselektrode benutzt wird, auf die Innenelektrode 2' zurückkehren oder, falls 3 als Anode benutzt wird, direkt nach der Anode 3 übergehen. Im Innern der Innenelektrode 2' sind nun als Steuermittel beispielsweise zwei axial angeordnete Drähte 13 vorgesehen. Diese Drähte sind wieder in aperiodischer Weise mit der Außenelektrode 3 gekoppelt und bewirken infolgedessen eine Querfeldsteuerung des von der Kathode 1' ausgehenden Strahles. Die Steuerung erfolgt in ähnlicher Weise, wie sie eingangs schon geschildert wurde,If, in the example of Fig. 4a, the intermediate electrode 2 'and the outer electrode 3 are given suitable direct voltages, the electrons emanating from the cathode 1' in the form of two electron beams are distributed in a certain ratio to the two electrodes 3 and 2, ie , Part of this beam goes directly to the inner electrode 2 '. Another part penetrates through the gap into the fan space between 2 'and 3. This second part can, if 3 is used as a braking electrode, return to the inner electrode 2 ′ or, if 3 is used as an anode, it can pass over directly to the anode 3. In the interior of the inner electrode 2 ', for example, two axially arranged wires 13 are now provided as control means. These wires are again coupled aperiodically to the outer electrode 3 and consequently effect a transverse field control of the beam emanating from the cathode 1 '. The control takes place in a similar way as it was already described at the beginning,

Abb. 5 a und 5 b zeigen eine analoge Anordnung wie die Abb. 3 und 4, bei welcher aber die Steuerung des Elektronenstromes durch sogenannte Raumladesteuerung geschieht. 3 ist wiederum die Außenelektrode, welche die als Gitter ausgebildete Zwischenelektrode 2 umschließt. Die Kathode sei ein in der Achse der Anordnung gespannter Glühfaden i. In der Nähe dieses Fadens sind einige ebenfalls axial angeordnete, als Steuermittel dienende Stäbe 13 vorgesehen. Wie in den Abb. 3 und 4 sind diese Drähte 13 an die Außenelektrode 3 aperiodisch angekoppelt, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Blockkapazität, welche es ermöglicht, den Stäben 13 eine geeignete Gleichspannung zu erteilen. Die Wirkung ist folgende: Fig. 5 a and 5 b show an arrangement analogous to Fig. 3 and 4, but in which the control of the electron flow happens through so-called space charge control. 3 is again the Outer electrode which surrounds the intermediate electrode 2, which is designed as a grid. The cathode Let a filament stretched along the axis of the assembly be i. Are near this thread some also axially arranged rods 13 serving as control means are provided. As in the Fig. 3 and 4 are these wires 13 to the outer electrode 3 aperiodically coupled, preferably with the interposition of a block capacitance, which makes it possible to give the rods 13 a suitable DC voltage. The effect is as follows:

Die Kathode 1 wird im Raumladegebiet ihrer Kennlinie betrieben, kann also in diesem Fall nun auch eine Oxydkathode, z. B. eine indirekt beheizte Oxydkathode, sein. Die Steuermittel 13 wirken als gewöhnliches Steuergitter, welches durch Raum iadesteuerung die Emission der Kathode beeinflußt.The cathode 1 is operated in the space charge area of its characteristic curve, so in this case it can now also an oxide cathode, e.g. B. be an indirectly heated oxide cathode. The control means 13 act as Ordinary control grid, which influences the emission of the cathode by means of space charge control.

Natürlich bedingen die an die Außenelektrode 3 angekoppelten Steuermittel 13 eine Vergrößerung der Kapazität zwischen Innen- und Außenelektrode und damit eine Beeinflussung, insbesondere eine Verlängerung der Wellenlänge.Of course, the control means 13 coupled to the outer electrode 3 require an increase in size the capacitance between the inner and outer electrode and thus an influence, in particular a Extension of the wavelength.

Es muß ferner darauf geachtet werden, daß zwischen Kathode und Zwischenelektrode keine parasitären Schwingungen auftreten, was dadurch erreicht werden kann, daß der Raum zwischen Kathode und Zwischenelektrode womöglich nur so lang gemacht wird, wie für den aktiven Teil derCare must also be taken that there are no parasitics between the cathode and the intermediate electrode Vibrations occur, which can be achieved by removing the space between the cathode and the intermediate electrode is possibly only made as long as for the active part of the

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Kathode erforderlich ist. Der Raum ist dann auf eine höhere Frequenz abgestimmt als der an die Gitter- und Außenelektrode sich anschließende Resonanzraum, beispielsweise das konzentrische Lechersystem. Durch diese Verstimmung des Raumes zwischen Kathode und Zwischenelektrode erreicht man, daß die von der Zwischenelektrode konzentrisch umschlossene Kathode im wesentlichen die gleichen Wechselspannungen wie die Zwischenelektrode erhält.Cathode is required. The room is then tuned to a higher frequency than that of the Grid and outer electrode adjoining resonance space, for example the concentric one Lechersystem. This detuning of the space between the cathode and the intermediate electrode is achieved that the cathode, which is concentrically enclosed by the intermediate electrode, is essentially receives the same alternating voltages as the intermediate electrode.

Ein weiteres Merkmal der Anordnungen nach Abb. 3 bis 5 besteht darin, daß die Gleichspannung dem Steuermittel von entgegengesetzter Seite zu geführt wird als die Gleichspannung zur Zwischenelektrode oder zur Kathode.Another feature of the arrangements according to Fig. 3 to 5 is that the DC voltage is fed to the control means from the opposite side than the DC voltage to the intermediate electrode or to the cathode.

Mit den in den Abb. 3 bis 5 dargestellten Anordnungen läßt sich ferner auf einfache Weise die Phase ψ des in den Anfachraum eintretenden Elektronenwechselstromes regeln. Im wesentlichen geschieht dies durch die Wahl der Laufzeit der Elektronen von der Kathode bis zur Zwischenelektrode. Diese Laufzeit wird durch zwei Größen bestimmt, nämlich erstens durch die geometrische Konfiguration, also etwa durch- den Abstand von Kathode und Zwischenelektrode, und durch das Spannungsgefälle, das die Elektronen auf ihrem Weg von der Kathode bis zum Eintritt in den Anfachraum durchlaufen. Dieses Spannungsgefälle hängt wieder von den Gleichspannungen der Zwischen- und der Außenelektrode und der Steuermittel gegenüber der Kathode ab.With the arrangements shown in Figs. 3 to 5, the phase ψ of the electron alternating current entering the anchoring space can also be regulated in a simple manner. This is essentially done by choosing the transit time of the electrons from the cathode to the intermediate electrode. This transit time is determined by two parameters, namely firstly by the geometrical configuration, i.e. the distance between the cathode and intermediate electrode, and by the voltage gradient that the electrons pass through on their way from the cathode to the entry into the compartment. This voltage gradient again depends on the DC voltages of the intermediate and external electrodes and of the control means with respect to the cathode.

Als Resonator kann vorteilhaft ein Lechersystem verwendet werden. Insbesondere kann ein konzentrisches Lechersystem benutzt werden, welches die günstigste Wirkung ergibt, wenn es allseitig geschlossen wird, so daß irgendwelche Streustrahlung vermieden ist. Eine weitere Ausgestaltung dieses Kohlraumresonators besteht darin, daß dieser Hohlraum nur durch einen einzigen, als Energieleitung dienenden engen Spalt mit der Außenweit kommuniziert.A Lecher's system can advantageously be used as the resonator. In particular, a concentric Lechersystem are used, which gives the most favorable effect when it is closed on all sides so that any scattered radiation is avoided. Another embodiment of this Kohlraumresonators consists in that this cavity only through a single, as an energy conduction serving narrow gap communicates with the outside wide.

Ein derartiger dämpfungsfreier Resonator ist in der Abb. 6 mit einer Raumladesteuerungsanordnung entsprechend der Erfindung dargestellt. Mit 14 ist die Außenelektrode, die unmittelbar an den Außenleiter des Lechersystems der Länge Il 4 anschließt, bezeichnet. Der Zwischenleiter 15 ist am einen Ende als Zwischenelektrode 2 ausgebildet, d. h. als ein Gitter mit axial gestellten Stäben. In der Achse der Anordnung befindet sich die indirekt beheizte Oxydkathode 16, welcher die zwei Heizleitungen 17 und ij' Heizenergie zuführen. Um eine besondere Stromzuführung zu der Kathode zu vermeiden, kann die eine Heizleitung unmittelbar an die Kathode angeschlossen sein. Die Heizleitungen sind im Innern des Zwischenleiters 15 in einem relativ engen Kanal geführt, der sich erst vorn im aktiven Teil der Elektrodenanordnung erweitert so daß dieser aktive Teil der Elektrodenanordnung zwischen Kathode und Zwischenelektrode eine axiale Länge hat, welche viel geringer als ein Viertel der Betriebswellenlänge ist. Von der Bodenfiäche io der Außenelektrode 14 führt ein Stromleiter 11 zu der als zweite Platte der Kopplungskapazität dienenden Scheibe 9, welche das Steuermittel 7 trägt. Dieses besteht aus einer rotationssymmetrischeii Anordnung einiger dünner Drähte, die die Kathode nahe umgeben. Die Außenelektrode 14 ist gleichzeitig die Vakuumhülle der Anordnung. Zu diesem Zwecke ist in dem engen, als Kurzschlußkapazität des Resonators der Länge λ/4 dienenden Spalt 18 eine Glas-Metall-Verschmelzung 19 vorgesehen. Auch das frei hervorstehende Ende des Zwischenleiters 15 trägt eine Metallverschmelzung 20, in welche die Heizleitungen eingebettet sind. Ebenso ist der Leiter 11, welcher den Steuermitteln eine besondere Gleichspannung zuzuführen erlaubt, durch eine Glaseinschmelzung durch den Boden des Außenleiters hindurchgeführt. Der Pumpenstengel kann beispielsweise am Glas rohr 20 angeschlossen werden. 21 stellt die Abschmelzstelle dar. Die vom Resonator abgegebene Energie entweicht durch den engen ringförmigen Kanal 18, der die einzige Verbindung des Hohlraumresonators mit der Außenwelt darstellt. Durch diese Energieleitung wird das frei herausragende Ende des Zwischenleiters als Antenne angefacht Um die Strahlleistung von den Stromzuführungen für die Heizleitung fernzuhalten, ist auf den Zwischenleiter eine Hülse 22 aufgeschoben, welche bei 22' dicht an den Zwischenleiter anschließt. Zwischenleiter und Hülse 22 bilden zusammen mit dem zwischen den beiden Scheiben 23 und 24 gelegenen freien Stück des Zwischenleiters einen abgestimmten Resonator, der über das zwischen 23 und 24 gelegene freie Stück Strahlung in radialer Richtung abgibt. Die Scheiben 23 und 24 dienen für die kapazitive Überleitung des ultrahochfrequenten Wechselstromes im Außenleiter des Resonators.Such a damping-free resonator is shown in Fig. 6 with a space load control arrangement according to the invention. The outer electrode, which is directly connected to the outer conductor of the Lechersystem of length II 4 , is denoted by 14. The intermediate conductor 15 is designed at one end as an intermediate electrode 2, ie as a grid with axially positioned rods. In the axis of the arrangement is the indirectly heated oxide cathode 16, to which the two heating lines 17 and ij ' supply heating energy. In order to avoid a special power supply to the cathode, one heating line can be connected directly to the cathode. The heating lines are guided in the interior of the intermediate conductor 15 in a relatively narrow channel which only widens at the front in the active part of the electrode arrangement so that this active part of the electrode arrangement between the cathode and the intermediate electrode has an axial length which is much less than a quarter of the operating wavelength . A current conductor 11 leads from the bottom surface 10 of the outer electrode 14 to the disk 9 which serves as the second plate of the coupling capacitance and which carries the control means 7. This consists of a rotationally symmetrical arrangement of a few thin wires that closely surround the cathode. The outer electrode 14 is at the same time the vacuum envelope of the arrangement. For this purpose, a glass-metal fusion 19 is provided in the narrow gap 18 serving as a short-circuit capacitance of the resonator of length λ / 4. The freely protruding end of the intermediate conductor 15 also carries a metal fusion 20 in which the heating lines are embedded. Likewise, the conductor 11, which allows the control means to be supplied with a special direct voltage, is passed through a glass seal through the bottom of the outer conductor. The pump stem can be connected to the glass tube 20, for example. 21 represents the melting point. The energy given off by the resonator escapes through the narrow, annular channel 18, which is the only connection between the cavity resonator and the outside world. Through this energy line, the freely protruding end of the intermediate conductor is fanned out as an antenna. To keep the radiated power away from the power supply lines for the heating cable, a sleeve 22 is pushed onto the intermediate conductor, which at 22 'adjoins the intermediate conductor tightly. The intermediate conductor and the sleeve 22 together with the free piece of the intermediate conductor located between the two disks 23 and 24 form a tuned resonator which emits radiation in the radial direction via the free piece located between 23 and 24. The disks 23 and 24 serve for the capacitive transfer of the ultra-high frequency alternating current in the outer conductor of the resonator.

Im allgemeinen wird der strahlende Teil des Rohres mit irgendwelchen Reflexionsmitteln kombiniert, so daß die ausgesendete Strahlung auf bestimmte Richtungen beschränkt wird. Eine nützliche Ausgestaltung besteht darin, die Stromzuleitungen an der Außenelektrode 14 und zu den Steuermitteln 7 im Schatten dieser Reflektoren vorzunehmen, damit diese Leitungen im Strahlungsfeld nicht induziert werden.In general, the radiating part of the pipe is combined with some kind of reflection means, so that the emitted radiation is restricted to certain directions. A useful one Design consists in the power supply lines on the outer electrode 14 and to the control means 7 in the shadow of these reflectors so that these lines are in the radiation field cannot be induced.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, no sondern kann bei irgendwelchen Ultrakurzwellenröhren zur Erhöhung der Anfachung Anwendung finden.The invention is of course not limited to the illustrated embodiments, no but can be used for any ultra-short wave tubes to increase the amplification Find.

Claims (13)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: i. Elektronenröhre zum Anfachen, Verstärken, Erzeugen und Empfangen von ultrahochfrequenten elektromagnetischen Schwingungen in Bremsfeldanordnungen, insbesondere im Bereich von dm- und cm-Wellen, bei weicher außer einer positiv vorgespannten durchbrochenen Zwischenelektrode und einer vollen Außenoder Bremselektrode zusätzliche Steuermittel zur Erhöhung der Anfachung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Steuermittel aus Elektroden, vorzugsweise ausi. Electron tube for fanning, amplifying, generating and receiving ultra-high frequencies electromagnetic oscillations in braking field arrangements, especially in the area of dm and cm waves, with softer except one positively biased openwork Intermediate electrode and a full outer or braking electrode, additional control means are provided to increase the fanning, characterized in that the additional Control means from electrodes, preferably from Gitterelektroden, zwischen Kathode und durchbrochener oder Zwischenelektrode bestehen, welche von der Außen- oder ßremselektrode gleichphasig oder nahezu gleichphasig eine Steuerwechselspannung erhalten.Grid electrodes, between the cathode and the perforated or intermediate electrode, which of the outer or ßremselelectrode is in phase or almost in phase one AC control voltage received. 2. Elektronenröhrenach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der zusätzlichen Steuerelektroden mit der ßremselektrode über einen für Ultrahochfrequenz durchlässigen Kondensator erfolgt.2. Electron tube according to claim i, characterized characterized in that the connection of the additional control electrodes with the ßremselelectrode takes place via a capacitor that is permeable to ultra-high frequencies. 3. Elektronenröhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verbindung zwischen Bremselektrode und zusätzlicher Steuerelektrode die optimale Phasenlage der Steuerspannung an der zusätzlichen Steuerelektrode eingestellt werden kann.3. Electron tube according to claim 1 and 2, characterized in that through the connection between the brake electrode and the additional control electrode the optimal phase position of the Control voltage can be set on the additional control electrode. 4. Elektronenröhre nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenröhre im Sättigungsgebiet der Emission arbeitet und die Querfeld- oder Pendelsteuerung durch eine vorzugsweise in der Nähe der durchbrochenen Elektrode wirksame Steuerelektrode erfolgt.4. Electron tube according to claim 1 to 3, characterized in that the electron tube works in the saturation area of the emission and the cross-field or pendulum control through a control electrode preferably effective in the vicinity of the perforated electrode takes place. 5. Elektronenröhre nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Steuerelektrode gegenüber der Kathode ein positives Potential erhält und sehr dünn ausgeführt ist, um nur wenig Strom aufzunehmen.5. Electron tube according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the additional control electrode receives a positive potential with respect to the cathode and is made very thin in order to take up only a small amount of power. 6. Elektronenröhre nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche aperiodisch oder nahezu aperiodisch mit der Außenelektrode verbundene Steuergitter vorzugsweise in den Lücken der durchbrochenen Elektrode wirksam ist und eine Steuerung der Stromverteilung bewirkt.6. Electron tube according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the additional aperiodically or almost aperiodically connected to the outer electrode Control grid is preferably effective in the gaps of the perforated electrode and one Control of power distribution causes. 7. Elektronenröhre nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenröhre im Raumladegebiet der Emission arbeitet und die zusätzliche Steuerelektrode vorzugsweise in der Nähe der Elektronenquelle (indirekt beheizte Oxydkathode) angeordnet ist.7. Electron tube according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the electron tube works in the space charge region of the emission and the additional Control electrode preferably near the electron source (indirectly heated oxide cathode) is arranged. S. Elektronenröhre nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine rotationssymmetrische Anordnung ge wählt ist, bei der eine draht-, rohr- oder bandförmige Glühkathode von einer aus Parallelstäben gebildeten Gitterelektrode und diese von einer zylindrischen voUwandigen Außenelektrode umgeben ist, und die zusätzliche Steuerelektrode im wesentlichen ebenfalls aus in dem Kathodengitterraum angeordneten Parallel stäben besteht.S. Electron tube according to Claim 1 or one of the following, characterized in that that a rotationally symmetrical arrangement ge is selected, in which a wire, tubular or band-shaped Hot cathode from a grid electrode formed from parallel rods and this from a cylindrical, voUwandigen outer electrode is surrounded, and the additional control electrode essentially also consists of bars arranged in the cathode grid space parallel. 9. Elektronenröhre nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Außenelektrode an. einer Stirnfläche metallisch abgeschlossen ist und dieser als Belegung eines Kurzschlußkondensators dienenden Metallplatte eine zweite, hiervon isolierte Platte gegenübersteht, die mit der zusätzlichen Steuerelektrode leitend verbunden ist.9. Electron tube according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the cylindrical outer electrode on. one end face is metallically closed and this serving as an occupancy of a short-circuit capacitor metal plate is opposite a second, insulated plate, which with the additional control electrode is conductively connected. 10. Elektronenröhre nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Steuerelektrode eine Spannungszuleitung erhält, die an den mit der zusätzl'ichen Steuerelektrode verbundenen Belag des Kurzschlußkondensators geführt und iso liert durch die Außenelektrode durchgeführt ist.10. Electron tube according to claim 1 or one of the following, characterized in that the additional control electrode is a voltage lead receives, which is led to the coating of the short-circuit capacitor connected to the additional control electrode and iso is carried out through the outer electrode. 11. Elektronenröhre nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenelektrode in Form von zwei Zylinderschalen vorgesehen ist, zwischen denen öffnungen für den Durchtritt des Elektronenstrahles frei gelassen sind, wobei die Öffnungen so bemessen sind, daß die Längskante dieser Zwischenelektroden von einem Teil des Elektronenstrahls getroffen werden können und daß zusätzliche Steuerelektroden zur Querfeld steuerung in Form von achsparallelen Drähten in der Nähe der Längskante der Zwischenelektroden angeordnet sind.11. Electron tube according to claim 1 or one of the following, characterized in that an intermediate electrode in the form of two Cylinder shells are provided, between which openings for the passage of the electron beam are left free, the openings are dimensioned so that the longitudinal edge of this Intermediate electrodes can be struck by part of the electron beam and that Additional control electrodes for cross-field control in the form of axially parallel wires are arranged in the vicinity of the longitudinal edge of the intermediate electrodes. 12. Elektronenröhre nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadtirch gekennzeichnet, daß die isolierte Gleichspannungszuführung zu der zusätzlichen Steuerelektrode mit einer Glas-Metall-Einschmelzung durch die als Wand des Valmumgefäßes ausgebildeten Außenelektroden durchgeführt ist.12. Electron tube according to claim 1 or one of the following, characterized by the fact that the isolated DC voltage supply is too the additional control electrode with a glass-to-metal seal through the wall of the Valmum vessel formed external electrodes is carried out. 13. Elektronenröhre nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungszuführungen zu den Elektroden, insbesondere auch die Gleichspannungszuführung zu der zusätzlichen Steuerelektrode, bei Kombination der Resonatoren mit Strahler und Reflektoren außerhalb des Strahlungsfeldes zugeführt sind.13. Electron tube according to claim 1 or following, characterized in that the DC voltage leads to the electrodes, in particular also the direct voltage supply to the additional control electrode, when combining the resonators with radiators and reflectors outside the radiation field are supplied. Hierzu χ Blatt ZeichnungenFor this purpose χ sheet of drawings © 909 515/34 5.59·© 909 515/34 5.59
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