DE976503C - Verfahren zum Betrieb einer Elektronenroehre mit Laufzeitsteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Elektronenröhre mit Laufzeitsteuerung des Elektronenstromes, insbesondere Klystronröhre, bei der zwischen der Elektronenstrahlquelle und der Auffangelektrode bzw. Bremselektrode zwei je zu einem Resonanzsystem gehörige Paare von durchbrochenen, Wechselspannungen führenden Elektroden sich befinden, von denen das erste Paar das Steuersystem und das zweite Paar das Auskoppelsystem bildet, und bei der diese Elektroden positiv gegenüber der Kathode vorgespannt sind.

Es sind bereits Elektronenröhren mit Laufzeitsteuerung bekannt, bei denen zwischen der Elektronenstrahlquelle und der Auffangelektrode zwei je zu einem Resonanzsystem gehörige Paare von Wechselspannung führenden Elektroden angeordnet sind, von denen das erste Paar das Steuersystem und das zweite Paar das Auskoppelsystem bildet. Diese Elektroden sind gegenüber der Kathode positiv vorgespannt. ao

Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine mit Geschwindigkeitssteuerung arbeitende Entladungsanordnung für Ultrakurzwellen so zu betreiben, daß nach dem Durchlaufen des Steuersystems und vor dem Erreichen des Auskoppelsystems eine Nachbeschleunigung der Elektronen durchgeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röhre der eingangs beschriebenen Art derart zu

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betreiben, daß sie mit besonders gutem Wirkungsgrad arbeitet.

Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung

neben der bereits vorgeschlagenen Nachbeschleunigung eine besondere Auswahl des Verhältnisses zwischen der Vorspannung des Steuersystems und der Steuerspannung getroffen.

Gemäß der Erfindung werden bei einer Elektronenröhre mit Laufzeitsteuerung des Elektronenstromes, insbesondere Klystronröhre, bei der zwischen der Elektronenstrahlquelle und der Auffangel ektrode bzw. Bremselektrode zwei je zu einem Resonanzsystem gehörige Paare von durchbrochenen, Wechselspannung führenden Elektroden sich befinden, von denen das erste Paar das Steuersystem und das zweite Paar das Auskoppelsystem bildet, und bei der diese Elektroden derart verschieden positiv gegenüber der Kathode vorgespannt sind, daß die Elektronen zwischen Ein- und Ausao koppelsystem nachbeschleunigt werden, die Vorspannungs- und Steuerpotentiale derart gewählt, daß der von der Elektronenquelle ausgehende Elektronenstrom vor dem Erreichen des Steuersystems nur eine solche Geschwindigkeit erhält, daß bei verzögernd wirkenden Werten der Steuerspannung an den Geschwindigkeitssteuerelektroden ein Stromdurchtritt durch diese im wesentlichen unterdrückt wird und die durch das Steuersystem hindurchtretenden Elektronen vor Erreichen der Auskoppelelektroden stark nachbeschleunigt werden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Gleichvorspannung an der ersten Wechselspannung führenden Elektrode gleich groß oder kleiner als die Amplitude der steuernden Wechselspannung.

Die praktische Durchführung des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung veranschaulicht. In dieser bedeutet 1 eine Elektronenquelle, 2 einen die Elektronenquelle umschließenden Wehneltzylinder, 3 eine zylindrische Elektrode, der im Betrieb eine verhältnismäßig geringe positive Spannung von etwa 1000 Volt erteilt wird. 4 bedeutet den zur Geschwindigkeitssteuerung der Elektronen dienenden Hohlraumresonator. Auf die Elektrode 3 folgen +5 die beiden Elektroden 5 und 6, welche zur Nachbeschleunigung des Elektronenstrahles dienen. Die Elektrode 5 wird vorzugsweise auf einer Spannung gehalten, die gleich der Spannung der Elektrode 3 ist, während die Elektrode 6 und die auf sie folgende Elektrode 7 ein verhältnismäßig hohes positives Potential erhalten. Die Spannung der Elektroden 3 und 5 gegenüber der Kathode kann z. B. 1000 Volt, die der Elektroden 6 und 7 z. B. 5000 Volt betragen.

Die Ein- und Auskopplung der hochfrequenten Energie wird vorteilhaft so vorgenommen, daß die beiden Resonanzsysteme 4 und 8 als Hohlraumresonatoren ausgebildet, außerhalb der vakuumdichten Gefäßhülle angeordnet und durch die Gefaß wandung hindurch mit der zugehörigen Steuerbzw. Auskoppelelektrode kapazitiv gekoppelt sind. Die vor der Elektronenquelle kommenden Elektronen gehen zunächst mit verhältnismäßig kleiner Geschwindigkeit durch das mit dem Wehneltzylinder verbundene Gitter 2 α hindurch und passieren den Zwischenraum zwischen den Elektroden 3 und 5. Angenommen, daß an dem Resonator 4 eine Wechselspannung liegt, werden die Elektroden durch die Spannung des mit den Elektroden 3 und 5 kapazitiv gekoppelten Resonators 4 in ihrer Geschwindigkeit moduliert, wobei infolge der kleinen Geschwindigkeit des Elektronenstrahles bei beschleunigend wirkenden Werten der Steuerspannung zwar ein Strom zustande kommt, bei verzögernd wirkenden Werten der Steuerspannung der Strom aber im wesentlichen unterdrückt wird. Die Elektronen, die bei beschleunigend wirkenden Werten der Steuerspannung durch das Steuersystem hindurchfliegen, werden nun zwischen den Elektroden S und 6 sehr stark nachbeschleunigt, so daß sie wesentlich höhere Geschwindigkeiten annehmen und mit großer Geschwindigkeit den Zwischenraum zwischen den beiden Elektroden 6 und 7 durchfliegen. Dadurch wird der zur Auskopplung der Hochfrequenzenergie der Elektronenstrahlen dienende Resonator 8 zu starken Schwingungen angeregt. Hierzu muß man den Abstand der beiden Resonanzsysteme voneinander so wählen, daß der Elektronenstrahl beim Durchfliegen des Auskoppelsystems an Stelle der ursprünglichen Geschwindigkeitsmodulation in seiner Dichte moduliert wird. Es empfiehlt sich dabei, die Spannungen der Beschleunigungselektroden 5 und 6 so zu wählen, daß diese Umwandlung von der Geschwindigkeitsmodulation in die Dichtemodulation schon wenigstens zum großen Teil stattgefunden hat, bevor die Elektronen stark beschleunigt werden, da auf diese Weise die Länge der Röhre kleiner gewählt werden kann. Nach dem Durchfliegen des zur Auskopplung der Hochfrequenzenergie dienenden Elektroden- ioo systems trifft der Elektronenstrahl auf den Elektronenauf fänger 9.

Ein Teil der von dem Resonator 8 aufgenommenen Hochfrequenzenergie kann durch Rückkopplung, beispielsweise über eine konzentrische Leitung 10, wieder dem Steuersystem, d. h. dem Resonanzkreis, zugeführt werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zum Betrieb einer Elektronenröhre mit Laufzeitsteuerung des Elektronen-Stromes, insbesondere Klystronröhre, bei der zwischen der Elektronenstrahlquelle und der Auffangelektrode bzw. Bremselektrode zwei je zu einem Resonanzsystem gehörige Paare von durchbrochenen, Wechselspannung führenden Elektroden sich befinden, von denen das erste Paar das Steuersystem und das zweite Paar das Auskoppelsystem bildet, und bei der diese Elek- iao troden derart verschieden positiv gegenüber der Kathode vorgespannt sind, daß die Elektronen zwischen Ein- und Auskoppelsystem nachbeschleunigt werden, gekennzeichnet durch die Wahl solcher Vorspannungs- und Steuer-Potentiale, daß der von der Elektronenquelle

   ausgehende Elektronenstrom vor dem Erreichen des Steuersystems nur eine solche Geschwindigkeit erhält, daß bei verzögernd wirkenden Werten der Steuerspannung an den Geschwindigkeitssteuerelektroden ein Stromdurchtritt durch diese im wesentlichen unterdrückt wird und die durch das Steuersystem hindurchtretenden Elektronen vor Erreichen der Auskoppelelektroden stark nachbeschleunigt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichvorspannung an der ersten Wechselspannung führenden Elektrode gleich groß oder kleiner als die Amplitude der steuernden Wechselspannung ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 840 676,

   859 S66; britische Patentschrift Nr. 442 326; »Journal of Applied Physics«, Mai 1939, S. 321

   bis 327. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 727 235, 748 907, 925 057.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 309 752/14 11.63