DE972111C - Ultrakurzwellenroehre, bei welcher der Schwingungskreis ganz oder teilweise mit den Anregungselektroden in ein Vakuumgefaess eingebaut ist - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Ultrakurzwellenröhren, bei denen die zum Senden oder Empfangen benutzten Schwingungskreise mit den Anregungselektroden ganz oder teilweise in das Vakuumgefäß eingebaut sind. Da die Strom- und Spannungszuleitungen zu den Elektroden der Röhre mit den Schwingungskreisen sowohl eine galvanische als auch eine Feldkopplung aufweisen, ist es notwendig, die Zuleitungen gegenüber den erregten oder empfangenen ultrakurzwelligen Schwingungen zu verstimmen, um einen nutzlosen Energieentzug der Sende- bzw. Empfangskreise zu vermeiden. Es wurde daher schon vorgeschlagen, durch außerhalb des Vakuumgefäßes in den Zuleitungen angebrachte Drosseln und auch durch Metallplatten die unmittelbar zur Röhre führenden Zuleitungslängen zu verstimmen bzw. die übrigen Zuleitungen von der Ultrahochfrequenz abzuschirmen.

So ist eine Ultrakurzwellenröhre bekannt, welche außerhalb des Vakuumgefäßes derartige Metallplatten auf den Zuleitungen zu einzelnen Elektroden besitzt, welche sich senkrecht zur Richtung der Zuleitung erstrecken und zur Einstellung der günstigsten Drosselwirkung auf der Zuleitung verschiebbar angeordnet sind. Auch ist es bekannt, derartigen Röhren zur gerichteten Aussendung und Bündelung

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der erzeugten ultrakurzen Wellen außerhalb des Vakuumgefäßes einen Reflektor zuzuordnen. Ebenso ist es bekannt, insbesondere aus der Langwellentechnik, das Vakuumgefäß von hochbelasteten Röhren teilweise oder ganz aus Metall herzustellen, um so die Kühlung von sich im Betriebe stark erwärmenden Elektroden zu begünstigen, welche beispielsweise wärmeleitend mit der wärmeabstrahlenden oder in Kontakt mit einem Kühlmittel stehenden Metallfläche des Außenmantels des Vakuumgefäßes verbunden sind.

Gemäß der Erfindung wird in einer Ultrakurzwellenröhre, bei welcher der Schwingungskreis ganz oder teilweise mit den Anregungselektroden in ein Vakuumgefäß eingebaut ist, welches ganz oder teilweise aus Metall besteht bzw. innen oder außen ganz oder teilweise mit einem Metallüberzug versehen ist, und bei welcher die Stromzuführung einer hochbelasteten, gegenüber der Kathode positiv vorgespannten Elektrode mit den metallischen Teilen des Vakuumgefäßes wärmeleitend verbunden ist, diese metallische Gefäßwand derart ausgebildet und in einem solchen Abstand vom Schwingungskreis angeordnet, daß sie die ultrakurzen Wellen in den Schwingungsmechanismus unterstützender Phase reflektiert.

Die vorliegende Erfindung schlägt daher vor, hierfür und zur Erzielung auch noch anderer Wirkungen die Röhrenwandungen selbst, welche ganz oder teilweise aus Metall bestehen bzw. auf der Innen- oder Außenseite mit Metallüberzug versehen sind, zu verwenden. Die unmittelbar zur Röhre führenden Zuleitungen werden durch die metallische Röhrenwandung von der Ultrahochfrequenz abgeschirmt. Die Elektrodenzuleitungen werden dann alle oder teilweise isoliert voneinander und vakuumdicht durch diese metallische oder metallisierte Gefäßwand hindurchgeführt. Die an dem Zustandekommen der Ultrahochfrequenzschwingungen nicht beteiligten, innerhalb des Vakuumgefäßes vorhandenen Zuleitungen lassen sich bei dieser Ausbildung von Abschirmplatte und Vakuumgefäß optimal und bei kurzen Leitungslängen verstimmen.

Es ist bei langen Wellen zwar schon bekannt, die Vakuumgefäßwand aus Metall herzustellen. Hier diente diese Maßnahme jedoch lediglich dem Zweck der Kühlung u. dgl., während im vorliegenden Fall außerdem der Gefäßwand erfindungsgemäß die Bedeutung eines Reflektors für die Ultrakurzwellen und damit eines Faktors für den Schwingungsmechanismus zukommt. Werden die Gleichstromzuleitungen zu den Elektroden der Ultrakurzwellenröhre als Teile von Schwingungskreisen ausgeführt, sind sie natürlich entsprechend abzustimmen. Damit nun ein wirklich guter Abschluß durch die Metallwand bzw. durch die Metallisierung des Vakuumgefäßes eintritt, werden die Durchführungsstellen der Zuleitungen jeweils als Kurzschlußkondensator für die Ultrahochfrequenz ausgeführt.

Wird der ultrakurzwellige Schwingungskreis zugleich als Sende- oder Empfangsantenne benutzt, so muß die Strahlung durch die Wand des Va- | kuumgefäßes ein- und austreten. Das Vakuumgefäß muß dann zu einem Teil für die Strahlung durch- 6g lässig sein. Der undurchlässige metallische Teil erfüllt dann außer der Begünstigung der Wärmeableitung zwecks Kühlung der Lastelektrode sowie der Abschirmung von Zuleitungen bzw. der Bildung von Kurzschlußkondensatoren mit den Zuleitungen die Funktion, bei geeigneter Bemessung zur Einstellung eines günstigen Strahlungswiderstandes zu dienen und dabei in einem solchen Abstand von dem Schwingungskreis angebracht zu sein, daß die an ihm reflektierte ultrakurze Welle phasenrichtig auf den Schwingungskreis zurückkommt. Auch kann der metallische Teil des Vakuumgefäßes zur Erzielung bestimmter Richtcharakteristiken verwendet werden. Besonders einfach läßt sich der metallische Teil des Vakuumgefäßes gewölbt als Kugel-, Parabel- oder Hyperbelspiegel ausführen, so daß er als Reflektor oder Hilfsreflektor für die von dem Schwingungskreis ausgesandte oder empfangene Strahlung verwendet werden kann. Es lassen sich auf diese Weise Sende- und Empfangsanordnungen bedeutend vereinfachen. Da es möglich ist, durch den metallischen Teil des Vakuumgefäßes gleichzeitig eine wirksame Kühlung der Elektroden in der Röhre zu erzielen, wird die erfindungsgemäß als Reflektor zur Unter-Stützung des Schwingungsmechanismus dienende Gefäßwand auch zu diesem an sich bekannten Zweck benutzt. Ist der Metallteil des Gefäßes beispielsweise geschwärzt, so kann er durch Strahlung einen Teil der an den Elektroden erzeugten Wärme aufnehmen, die dann durch Leitungen außerhalb des Vakuumgefäßes abgeführt werden kann. Ist eine der Elektrodenzuleitungen mit dem Metallschirm direkt verbunden und aus einem Material guter Wärmeleitfähigkeit ausgeführt, so kann die mit dieser Leitung verbundene Elektrode wirksam gekühlt werden. Wird beispielsweise die sich hocherhitzende Gitterelektrodenzuleitung einer in Bremsfeldschaltung verwendeten Ultrakurzwellenröhre mit dem metallischen Teil des Vakuumgefäßes wärmeleitend verbunden, so kann durch Kühlung der Gefäßwand die zugehörige Elektrode stärker belastet und damit ein höherer Wirkungsgrad erzielt werden.

Wird die Ultrahochfrequenzenergie statt durch Strahlung, durch Leitung von (zu) dem in der Röhre untergebrachten Schwingungskreis zu (von) einer besonderen Sende- (Empfangs-)Antenne geführt, so kann das Vakuumgefäß zur Verringerung von StrahlungsVerlusten vollständig metallisiert oder aus Metall hergestellt sein. Es muß dann nur an den Durchtrittsstellen der Ultrahochfrequenzleitung in dem Vakuumgefäß ein Fenster, beispielsweise aus Glas, Quarz oder einem anderen für elektrische Wellen durchlässigen Stoff, ausgeführt sein. Durch geeignete Bemessung der Abstände zwischen dem Schwingungskreis und der Gefäßwand und der Leitungslänge zwischen Schwingungskreis und Fenster derartig, daß die reflektierte Welle phasenrichtig auf den Schwingungskreis zurückkommt, lassen sich sehr verlustlos arbeitende und bei sehr

hohen Frequenzen noch anregungsfähige Sender bzw. sehr empfindliche störungssichere Empfänger bauen.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung zeigen die Abb. ι bis 5.

Die Abb. 1 stellt eine Ultrakurzwellenröhre dar, bei der ein geschlossener Wendelkreis 1 in Bremsfeldschaltung angefacht werden kann. Die vier Zuleitungen 2, 3, 4 und 5 sind durch die mit demGlaskörper 6 am Rand verschmolzene Metallplatte 7 durchgeführt. Die Metallplatte weist zylinderförmige Ansätze 8, 8', 8", 8'" an ihrer Unterseite auf, die gegen die Zuleitungen isoliert sind und mit diesen zusammen Kurzschlußkondensatoren bilden.

Die Drahtlängen zwischen dem Schwingungskreis 1 und der Abschirmplatte 7 sind gegenüber der Eigenwelle des Schwingungskreises verstimmt.

In dem Beispiel der Abb. 2 ist der metallische Teil 9 des Vakuumgefäßes 10 gewölbt und als Scheitel des Parabolspiegels 11 ausgeführt. Die Elektrodenzuleitungen 12, 13, 14 durchsetzen somit den Scheitel der Reflektoranordnung, wodurch sie nur eine sehr geringe Störung des Wellenfeldes verursachen.

In dem Beispiel der Abb. 3 ist das Vakuumgefäß 15 an zwei Stellen 16 und 17 mit einer Metallisierung versehen, durch die die Elektrodenzuleitungen 18, 19, 20 geführt sind. Die Anordnung eignet sich besonders gut bei Verwendung sehr hoher Betriebsspannungen zwischen den einzelnen Elektroden.

Bei dem Beispiel der Abb. 4 ist das Vakuumgefäß 21 ganz mit einem metallischen Überzug versehen und weist nur an der Stelle 22 ein für ultrakurze Wellen durchlässiges Fenster auf. Der in der Röhre sich befindende Schwingungskreis 23 ist durch eine Energieleitung 24 aus zwei parallelen Drähten mit der Antenne 25 verbunden. Die Antenne ist außerdem noch mit einem Reflektor 26 versehen. Um die dargestellte Anordnung auf ihren maximalen Wirkungsgrad zu bringen, ist es erforderlich, daß der Radius des Vakuumgefäßes oder, besser, der Abstand des Schwingungskreises von der Wand des Vakuumgefäßes gleich der Viertelwellenlänge oder einem ungeradzahligen Vielfachen hiervon ausgeführt ist. Auch muß die zwischen Schwingungskreis 23 und Fenster 22 sowie zwischen Fenster 22 und Antenne 25 vorhandene Energieleitung so bemessen sein, daß eine optimale Energieübertragung stattfindet. In dem Beispiel der Abb. 5 ist noch eine spezielle Ausführungsform der zwischen Schirmwand und Zuleitung vorgesehenen Kurzschlußkondensatoren dargestellt. Die beiden Stromzuleitungen

27, 27' sind durch das Vakuumgefäß in langgestreckten Einschmelzungen 28, 28' geführt. Das Glasgefäß ist an der Außenseite mit einer Metallisierung 29 versehen, die auch die langgestreckten Einschmelzungen bis kurz vor ihrem Ende umgibt. Die Zuleitungen und die rohrförmige Metallisierung bilden dabei die Belege des Kurzschlußkondensators und die langgestreckten Glasperlen das Dielektrikum.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Ultrakurzwellenröhre, bei welcher der Schwingungskreis ganz oder teilweise mit den Anregungselektroden in ein Vakuumgefäß eingebaut ist, welches ganz oder teilweise aus Metall besteht bzw. innen oder außen ganz oder teilweise mit einem Metallüberzug versehen ist, und bei welcher die Stromzuführung einer hochbelasteten, gegenüber der Kathode positiv vorgespannten Elektrode mit den metallischen Teilen des Vakuumgefäßes wärmeleitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Gefäßwand derart ausgebildet und in einem solchen Abstand vom Schwingungskreis angeordnet ist, daß sie die ultrakurzen Wellen in den Schwingungsmechanismus unterstützender Phase reflektiert.
2. 2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Reflektor eine kugelige, parabolische oder hyperbolische Form aufweist.
3. 3. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem teilweise aus Metall bestehenden Vakuumgefäß die Gefäßwand an den Durchführungsstellen der Zuleitungen metallisch und derart ausgebildet ist, daß sie die leitungsgerichteten Wellen reflektiert.
4. 4. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Gefäßwand mit Mitteln zur Begünstigung der Kühlung versehen ist, beispielsweise geschwärzt ist.
5. 5. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nahezu ganz aus Metall hergestellte Vakuumgefäß mit einem für die ultrahochfrequente Welle durchlässigen Fenster versehen ist.
6. 6. Schaltungsanordnung zur Verwendung bei einer Röhre nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungslängen zwischen Schwingungskreis und Fenster sowie zwischen Fenster und einer Antenne so bemessen sind, daß eine optimale Energieübertragung vom Schwingungskreis auf die Antenne stattfindet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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