DE976519C - Klystron - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Klystron mit innerhalb der Röhre liegenden, zur Geschwindigkeitsmodulation des Elektronenstrahls oder zur Auskopplung der Hochfrequenzenergie dienenden Koppelelektroden und mit außerhalb der Röhre liegendem Hohlraumresonator, dessen zur Gefäßwandung paralleler Teil einen Koppelschlitz aufweist, der mit den Koppelelektroden zusammenarbeitet.

Derartige Ultrakurzwellenröhren sind bekannt, und es ist auch bekannt, daß die Anordnung des Hohlraumresonators außerhalb des Vakuumraumes besondere Vorteile hinsichtlich der Abstimmbarkeit der Gesamtanordnung ergibt. Es ist ferner bekannt, innerhalb eines Vakuumraumes angeordnete, Hochfrequenzspannung führende Elektroden einer Röhre mit einem außerhalb dieses Raumes liegenden Schwingungsgebilde durch die Wandung hindurch kapazitiv zu koppeln und zur Verbesserung einer solchen Kopplung die zu koppelnden Teile durch parallel zueinander und zur Röhrenwandung verlaufende Metallflächen, die gegebenenfalls unmittelbar auf die isolierende Wandung aufgebracht sein können, zu vergrößern.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, einen Hohlraumresonator ohne Anwendung von Koppelschlitzen mit einem innerhalb einer Vakuumröhre

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angebrachten Schwingsystem durch die Röhrenwandung hindurch kapazitiv zu koppeln, die Kante der Koppelschlitze von außerhalb -des Vakuums angebrachten Hohlräumen eines Zweikamnierklystrons über Durchführungen galvanisch mit den ihnen zugeordneten Koppelelektroden zu verbinden und bei einer nicht mit Geschwindigkeitssteuerung arbeitenden Ultrakurzwellenröhre außerhalb des Vakuums liegende Resonanzräume so auszubilden,

ίο daß ihre äußeren Wandungsteile beiderseits ihres Kopplungsschlitzes die eine Belegung und innerhalb der Röhre liegende und entsprechend ausgebildete Teile der Koppelelektroden die Gegenbelegung zweier neben dem Schlitz liegender Koppelkapazitäten bilden.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die zuletzt beschriebene, am Tage der Anmeldung der Erfindung noch nicht bekannte Ausbildung der Koppelkapazitäten in Anwendung auf Klystronröhren gegenüber den bisher bekannten Röhren mit Geschwindigkeitssteuerung von Elektronen besondere technische Vorteile bietet.

Gemäß der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, bei einem Klystron der eingangs angegebenen Art zwischen den Koppelelektroden und dem Hohlraumresonator einen Koppelkondensator anzuordnen, dessen eine Belegung die äußeren Wandungsteile des Koppelschlitzes des Hohlraumresonators und dessen andere Belegung innerhalb der Röhre und zur Gegenbelegung parallel liegende Teile der Koppelelektroden bilden. Dadurch wird erreicht, daß im Innern des Vakuumgefäßes liegende Koppelelektroden kapazitiv mit dem außerhalb des Vakuumraumes liegenden Hohlraumresonator gekoppelt sind. Man erzielt also den Vorteil, keine galvanischen Durchführungen zu benötigen und die Vorteile des außerhalb des Vakuumgefäßes liegenden Hohlraumresonators beizubehalten, ohne daß man dies mit schwerwiegenden Nachteilen, insbesondere in konstruktiver Hinsicht erkaufen müßte, wobei darüber hinaus noch gleichzeitig der weitere Vorteil erzielt wird, daß die am Koppelschlitz des Hohlraumresonators bzw. an der kapazitiven Koppelstelle zwangläufig auftretenden Streufelder durch den Koppelkondensator selbst im wesentlichen kurzgeschlossen werden, so daß es sich erübrigt, weitere die Abstrahlung verhindernde Mittel anzuwenden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. ι. In dieser Figur ist mit 1 die zur Erzeugung des Elektronenstrahls dienende Elektronenquelle bezeichnet. 2 und 3 sind die beiden Elektroden, welche zur Geschwindigkeitsmodulation des Elektronenstromes dienen. Sie bestehen vorzugsweise aus je einem ebenen gitterförmigen Teil, an den sich ein in der Längsrichtung der Röhre verlaufender zylinderförmiger Blechteil anschließt, der zur kapazitiven Kopplung mit dem entsprechend ausgebildeten Hohlraumresonator dient. Die Elektroden 2 und 3 erzeugen die zur Steuerung des Elektronenstromes dienende elektrische Doppelschicht. Die zur Auskopplung der erzeugten Schwingungsenergie dienende elektrische Doppelschicht wird von den beiden Elektroden 3 und 4 erzeugt. Der Raum innerhalb der Elektrode 3 ist im wesentlichen wechselfeldfrei. In ihm erfolgt die Umwandlung der Geschwindigkeitsmodulation des Elektronenstromes in eine Dichtemodulation. Mit 5 ist die Auffangelektrode bezeichnet.

Außerhalb der isolierenden Gefäßwand befinden sich nun die beiden Hohlraumresonatoren 6 und 7, deren jeder die Form eines oben und unten mit einem ringförmigen Deckel abgeschlossenen Hohlzylinders hat. Der Resonator 6 ist durch die als Dielektrikum wirkende Gefäßwand 8 hindurch mittels seiner Zylinderflächen 9 und 10 kapazitiv an die Elektroden 2 und 3 angekoppelt. Der ringförmige Spalt 11 des Hohlraumresonators steht gerade dem Zwischenraum zwischen den beiden Elektroden 2 und 3 gegenüber. Ein verschiebbarer Ring 12, dessen Lage gegenüber dem Spalt 11 geändert werden kann, dient zur Abstimmung des Hohlraumresonators. Der Anordnung des Hohlraumresonators 6 entspricht die des Hohlraumresonators 7, der mit den Elektroden 3 und 4 gekoppelt ist und die erzeugte Hochfrequenzenergie aufnimmt. 13 ist eine Hochfrequenzleitung (konzentrische Leitung), die einen Teil der erzeugten Hochfrequenzenergie an das Steuersystem zurückführt, also zur Rückkopplung zum Zwecke der selbständigen Schwingungserregung dient. Mit 14 ist eine vakuumdichte Stromeinführung bezeichnet, die dazu dient, der Elektrode 3 das notwendige Gleichpotential zu erteilen.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Beispiel für die praktische Durchführung des Erfindungsgedankens. In dieser Figur sind für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet. Die Gefäßwand 8 besteht aus einem keramischen Werkstoff, auf welche die Elektroden als aufgedampfte oder aufgestrichene Innenbeläge aufgebracht sind. Die zur kapazitiven Kopplung der Elektroden mit den Hohlraumresonatoren dienenden Außenbeläge sind in der gleichen Weise ausgebildet und bilden einen Teil der Hohlraumresonatoren. Die übrigen Teile dieser Hohlkörper sind aus Blech und in der dargestellten Weise über die Außenbeläge geschoben. Die Enden der Röhren können mit gläsernen Kappen für die vakuumdichte Durchführung der Elektrodenzuleitungen versehen sein.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Klystron mit innerhalb der Röhre liegenden, zur Geschwindigkeitsmodulation des Elektronenstrahls oder zur Auskopplung der Hochfrequenzenergie dienenden Koppelelektroden und mit außerhalb der Röhre liegendem Hohlraumresonator, dessen zur Gefäßwandung paralleler Teil einen Koppelschlitz aufweist, der mit den Koppelelektroden zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Koppelelektroden und dem Hohlraumresonator ein Koppelkondensator angeordnet ist, dessen eine Belegung die äußeren Wandungsteile

   beiderseits des Koppelschlitzes des Hohlraumresonators und dessen andere Belegung innerhalb der Röhre und zur Gegenbelegung parallel liegende Teile der Koppelelektroden bilden.
2. 2. Klystron nach Anspruch ι mit keramischer Gefäßwand, dadurch gekennzeichnet, daß als Koppelelektroden auf der keramischen Gefäßwand aufgebrachte, vorzugsweise aufgedampfte Beläge dienen.
3. 3. Klystronröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite der Gefäßwand entsprechende Gegenbeläge angebracht sind, die Teile der Hohlraumresonatoren sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschrift Nr. 526727; österreichische Patentschrift Nr. 159847;

   französische Patentschriften Nr. 761 007, 851022;

   USA.-Patentschriften Nr. 2 200 986, 2 222 899, 222 902;

   »Radio-Amateur«, Wien, November 1940, S. bis 338;

   »Journal of Applied Physics«, Mai 1939, S. 321 ff.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 735 968, 751 110, 857550, 864890, 879399, 903941, 919245, 919253.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 309 705/12 10.