DEC0006186MA

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Publication number: DEC0006186MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 29. Juli 1952 Bekanntgemacht am 7. Juni 1956Registration date: July 29, 1952. Advertised on June 7, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Es sind, beispielsweise axis den deutschen Patentschriften 878813 und 878986, Wanderfeldröhren bekannt, welche als Verstärker oder Frequenzvervielfacher von Dezimeter- und Zentimeterwellen arbeiten und bei welchen die längs einer Verzöger rungsleitung laufende Welle durch Wechselwirkung mit einem Elektronenstrahl verstärkt wird, der parallel' 'zu dieser · Verzögerungsleitung und senk- \ recht zu gekreuzten elektrischen und magnetischen > Gleichfeldern mit einer Geschwindigkeit verläuft, die'dem Verhältnis' der elektrischen Feldstärke zur magnetischen Induktion dieser beiden' Felder und f er¹ Phasengeschwindigkeit der Welle ^: gleich ist. I)as elektrische'Feld wird zwischen der Verzogerurigsleitüng'und einer zuihr parallelen Elektrode erzeugt, die gegen diese Verzögerungsleitung auf einem negativen Potential gehalten wird. Das magnetische Feld kann z. B. durch einen permanenten Magneten erzeugt werden. In dem Räum zwischen der Verzögerungsleitung und'der negativen Elektrode pflanzt sich der Elektronenstrahl fort und tritt mit dem Feld der längs der Verzögerungsleitung fortschreitenden Welle in Wechselwirkung. " ' "" ■■-■·;.·■·■■■ - .-·.:.--'·■·■■ ·-.■■There are, for example, the German patents 878813 and 878986, traveling wave tubes known which work as amplifiers or frequency multipliers of decimeter and centimeter waves and in which the wave running along a delay line is amplified by interacting with an electron beam that is parallel to this · Delay line and perpendicular to crossed electric and magnetic> constant fields runs at a speed which is equal to 'the ratio' of the electric field strength to the magnetic induction of these two 'fields and for ¹ phase velocity of the wave ^{: is the} same. I) The electrical field is generated between the delay line and an electrode parallel to it, which is held at a negative potential with respect to this delay line. The magnetic field can e.g. B. can be generated by a permanent magnet. The electron beam propagates in the space between the delay line and the negative electrode and interacts with the field of the wave traveling along the delay line. "'""■■ - ■ ·;. · ■ · ■■■ - .- ·.: .--' · ■ · ■■ · -. ■■

Die Erfindung bezweckt, den Wirkungsgrad einer derartigen Röhre zu verbessern. Erfiridungsgemäß ist der Wechselwirkungsraum'ιό z-wei Abschnitte unterteilt, deren erster von einer Verzöge-The invention aims to improve the efficiency of such a tube. According to the invention is the interaction space'ιό z-wei sections divided, the first of which is characterized by a delay

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C 6186 VIII al 21 a¹ C 6186 VIII al 21 a ¹

rungsleitung gebildet wird, welcher einer Elektrode ohne Verzögerungseigenschaften gegenüberliegt, deren Potential höher ist als dasjenige der Verzögerungsleitung. Der zweite Abschnitt des Wechselwirkungsraumes wird.dagegen in an sich bekannter Weise von einer Verzögerungsleitung gebildet, welcher eine Elektrode ohne Verzögerungseigenschaften gegenüberliegt, deren Potential niedriger ist als dasjenige der Verzögerungsleitung.line is formed, which is opposite an electrode without delay properties, whose potential is higher than that of the delay line. The second section of the In contrast, the interaction space is provided by a delay line in a manner known per se formed, which is opposite to an electrode without delay properties, its potential is lower than that of the delay line.

ίο Hierbei ist die Verzögerungsleitung des zweiten Abschnitts in Fortsetzung der Elektrode ohne Verzögerungseigenschaften des ersten Abschnitts und die Elektrode ohne Verzögerungseigenschaften des zweiten Abschnitts in Fortsetzung der Verzögerungsleitung des ersten Abschnitts angeordnet.ίο Here is the delay line of the second Section in continuation of the electrode without delay properties of the first section and the electrode without delay properties of the second section in continuation of the delay line of the first section arranged.

Nach einer Abänderung der Erfindung ist im ersten Wechselwirkungsraum die Elektrode mit höherem Potential als stark gedämpfte Verzögerungsleitung ausgebildet.According to a modification of the invention, the electrode is in the first interaction space higher potential than a heavily attenuated delay line.

Um die Überlegung zu erklären, welche zu den erfindungsgemäßen Anordnungen geführt hat, wird zunächst der Elektronenmechanismus der aus den obigen Patentschriften bekannten Röhren erläutert. Fig. ι zeigt einen schematischen Schnitt einer solchen bekannten Röhre, während die Fig. 2 a und 2 b die Kraftlinien bzw. Äquipotentiallinien des elektrischen Feldes bei Anwesenheit einer Hochfrequenzwelle veranschaulichen.In order to explain the consideration which led to the arrangements according to the invention, is first the electron mechanism of the tubes known from the above patent specifications is explained. Fig. Ι shows a schematic section of such a known tube, while Fig. 2a and 2 b the lines of force or equipotential lines of the electric field in the presence of a Illustrate high frequency wave.

Wenn nach Fig. 1 ein von einer Kathode 2 ausgehender Elektronenstrahl 1 in den Wechselwirkungsraum eintritt, welcher zwischen der auf ein positives Potential gebrachten Verzögerungsleitung 3 (mit dem Eingang 4 und dem Ausgang S für die Hochfrequenzwelle) und der negativen Elektrode 6 liegt, unterliegen die Elektronen des Strahles zunächst einer Phasenfokussierung und geben dann ihre potentielle Energie an das Hochfrequenzfeld der fortschreitenden Welle ab, das hierdurch verstärkt wird.If, according to FIG. 1, an outgoing from a cathode 2 Electron beam 1 enters the interaction space, which between the Delay line 3 brought to a positive potential (with input 4 and output S. for the high frequency wave) and the negative electrode 6, the electrons are subject to the Beam first phase focusing and then give their potential energy to the high-frequency field the advancing wave, which is thereby amplified.

Im Laufe dieser Energieabgabe nähern sich die Elektronen der Leitung 3, während sie bei Abwesenheit des Hochfrequenzfeldes (Fig. 1) von der Sammelelektrode 7 aufgenommen werden.In the course of this energy release, the electrons approach the line 3, while they are absent of the high-frequency field (FIG. 1) can be picked up by the collecting electrode 7.

Ein Teil 8 der Leitung 3 trägt eine Dämpfungsschicht, um die Selbsterregung von Schwingungen zu vermeiden. Der Teil 9 der Leitung dient hauptsächlich der Phasenfokussierung und der Teil 10 hauptsächlich der Verstärkung. Zwischen den Elektroden 3 und 6 wird ein quer zu dem Strahl verlaufendes und in der Zeichenebene liegendes elektrisches Gleichfeld E_gl ausgebildet. Die Richtung dieses Feldes wird, mit der elektrischen Kraft auf ein Elektron übereinstimmend, von der negativen Elektrode 6 zu der positiven Elektrode 3 angenommen. Ferner wird senkrecht zu der Zeichenebene ein magnetisches Gleichfeld mit der Induktion B erzeugt, welches mit dem elektrischen Feld E_gl und der Elektronengeschwindigkeit ν (Leitbahngeschwindigkeit) durch die BezeichnungA part 8 of the line 3 carries a damping layer in order to avoid the self-excitation of vibrations. Part 9 of the line is mainly used for phase focusing and part 10 mainly for amplification. Between the electrodes 3 and 6, an electrical constant field E _gl running transversely to the beam and lying in the plane of the drawing is formed. The direction of this field is assumed from the negative electrode 6 to the positive electrode 3, coinciding with the electric force on an electron. In addition, a constant magnetic field with induction B is generated perpendicular to the plane of the drawing, which is associated with the electric field E _gl and the electron speed ν (conductor path speed) through the designation

υ== -^- verknüpft ist. υ == - ^ - is linked.

In Fig. 2 a sind die elektrischen Kraftlinien des Hochfrequenzfeldes dargestellt, welche sich im Wechselwirkungsraum mit der Phasengeschwindigkeit der Welle verschieben. Die Pfeile der Kraftlinien weisen in die Kraftrichtung nach derselben Übereinkunft, die für das Gleichfeld angenommen wurde. Das Hochfrequenzfeld ist dem elektrischen Gleichfeld E_gl überlagert. Fig. 2 b zeigt die Äquipotentiallinien des resultierenden Feldes.In Fig. 2a the electrical lines of force of the high-frequency field are shown, which shift in the interaction space with the phase velocity of the wave. The arrows of the lines of force point in the direction of force according to the same convention that was assumed for the constant field. The high-frequency field is superimposed on the constant electric field E _gl. Fig. 2b shows the equipotential lines of the resulting field.

Aus Fig. 2 a ist ersichtlich, daß die Querkomponente des Hochfrequenzfeldes sich von dem Gleichfeld E_g[ in den Gebieten A, C, E ... subtrahiert und sich in den dazwischengelegenen Gebieten B, D ... zu ihm addiert, so daß das resultierende Querfeld in den Gebieten A, B, C, D, E . . . abwechselnd schwächer und stärker als das Gleichfeld wird.From Fig. 2a it can be seen that the transverse component of the high-frequency field is subtracted from the constant field E _{g [} in areas A, C, E ... and added to it in the areas B, D ... located in between, so that the resulting cross-field in areas A, B, C, D, E. . . becomes alternately weaker and stronger than the constant field.

Wenn bei nicht vorhandenem Hochfrequenzfeld die Elektronengeschwindigkeit υ gleich dem Verhältnis -^- ist, wird die elektrische Kraft, welcheIf, in the absence of a high-frequency field, the electron speed υ is equal to the ratio - ^ - , the electrical force, which

JDJD

auf die Elektronen einwirkt, durch die Lorentzkraft ausgeglichen, welche auf der Geschwindigkeit der Elektronen und auf dem magnetischen Feld beruht. Die hochfrequente Querkomponente des elektrischen Feldes, 'die abwechselnd von der Gleiehkomponente subtrahiert bzw. zu ihr addiert wird, wirkt nämlich in Verbindung mit dem Magnietfeld derart, daß den Elektronen eine zusätzliche Geschwindigkeit erteilt wird, welche sich der gleichförmigen Geschwindigkeit ν (Leitbahngeschwindigkeit) überlagert, wobei der Zuwachs der elektrischen Kraft durch den Zuwachs der Lorentzkraft ausgeglichen wird. Dies ergibt sich aus folgender Betrachtung. Innerhalb des Wechselwirkungsraumes ist ein sich mit der "Längsgeschwindilgkeit ν parallel zur Verzögerungsleitung bewegendes ■ Elektron zwei transversalen Kräften unterworfen. Die elektrische Kraft ist gleich E_gl ■ e und treibt es gegen die positive Elektrode, während die Lorentzkraft die Größe B ■ e ■ ν hat und das Elektron auf die negative Elektrode hintreibt. Das Elektron behält seine Längsbewegung bei, wenn diese beiden Kräfte sich aufheben, d.h. wenn die bekannte Bedingungacts on the electrons, balanced by the Lorentz force, which is based on the speed of the electrons and on the magnetic field. The high-frequency transverse component of the electric field, which is alternately subtracted from or added to the equilibrium component, acts in connection with the Magnetic field in such a way that the electrons are given an additional speed, which is superimposed on the uniform speed ν (conductor path speed), the increase in the electrical force being compensated for by the increase in the Lorentz force. This results from the following consideration. Within the interaction space an electron moving with the "longitudinal velocity ν parallel to the delay line is subject to two transverse forces. The electrical force is equal to E _gl ■ e and drives it against the positive electrode, while the Lorentz force has the magnitude B ■ e ■ ν and drives the electron towards the negative electrode. The electron maintains its longitudinal motion when these two forces cancel each other, ie when the known condition

ν = 4r .erfüllt ^ist- ' ν = 4r. ^is fulfilled - '

Wenn ein zusätzliches Transversalfeld Δ E_HF durch die in der Verzögerungsleitung fortschreitenden Hochfrequenzwellen erzeugt wird und sich zu dem statischen Feld E_gl addiert, erhält das Elektron die Geschwindigkeit 'If an additional transversal field Δ E _{HF is} generated by the high-frequency waves advancing in the delay line and is added to the static field E _gl , the electron receives the speed '

Δ υ =Δ υ =

E_gl+ Δ E hf BE _gl + Δ E hf B

hieraus folgtit follows from this

B ■ e · Δ ν = e · J E B ■ e · Δ ν = e · J E

_HFHF

d.h. der Zuwachs der Lorentzkraft wird durch den Zuwachs der elektrischen Kraft gerade ausgeglichen, so daß das Elektron seine Longitudinalbewegung "fortsetzt und keine transversale Komponente der Geschwindigkeit erhält.i.e. the increase in the Lorentz force is just compensated by the increase in the electrical force, so that the electron continues its "longitudinal movement" and no transversal component that gets speed.

Die Elektronen werden also, wie die Pfeile zwischen den Fig. 2a und 2b angeben, je naclThe electrons are thus, as indicated by the arrows between FIGS. 2a and 2b, each nacl

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C 6186 WIMal21 α⁴ C 6186 WIMal21 α ⁴

ihrer Lage in bezug auf das fortschreitende Hochfrequenzfeld verzögert oder beschleunigt. Diese Beschleunigungen und Verzögerungen führen zur Gruppenbildung (Fokussierung) von Elektronen in den Bereichen, welche in Fig. 2 b durch G symbolisch angedeutet sind; in diesen Bereichen ist die Querkomponente des Hochfrequenzfeldes Null und die Längskomponente zu der Strahlrichtung ent- , gegengerichtet.their position with respect to the advancing high frequency field is delayed or accelerated. These accelerations and decelerations lead to the formation of groups (focusing) of electrons in the areas which are symbolically indicated by G in FIG. 2 b; In these areas, the transverse component of the high-frequency field is zero and the longitudinal component is directed opposite to the direction of the beam.

ίο Aus Fig. 2 b ist ersichtlich, daß in diesen Bereichen G die Äquipotentiallinien des resultierenden Feldes (in Strahlrichtung gesehen) .schräg zu der Verzögerungsleitung gerichtet sind. ^Die angesammelten Elektronen werden infolge des vorhandenen Magnetfeldes in Verbindung mit der Längskomponente der elektrischen Feldstärke einer Kraft unterworfen, welche sie entlang den Äquipotentiallinien in Richtung auf die positive Elektrode drückt, ohne dabei die gleichförmige Lärigsgeschwindigkeit ν zu verändern. Sie verlieren dadurch einen Teil ihrer potentiellen Energie, welcher an das Hochfrequenzfeld abgegeben wird; hierdurch wird die Hochfrequenzwelle verstärkt.
Der elektronische Wirkungsgrad einer derartigen Röhre ist um so höher, je näher sich bei Abwesenheit eines Hochfrequenzfeldes die Elektronen am Kathodenpotential befinden. Das Hochfrequenzfeld nimmt jedoch mit der Entfernung von der Verzögerungsleitung rasch ab, und die Elektronen befinden sich daher während der Fokussierung in einem schwachen Hochfrequenzfeld, was, für die Verstärkung ungünstig ist. Bei der bekannten Röhre sind somit die Bedingungen für einen, guten Wirkungsgrad mit den Bedingungen für eine gute Verstärkung nicht vereinbar.From Fig. 2 b it can be seen that in these areas G the equipotential lines of the resulting field (seen in the beam direction) are directed obliquely to the delay line. ^ As a result of the existing magnetic field in connection with the longitudinal component of the electric field strength, the accumulated electrons are subjected to a force which presses them along the equipotential lines in the direction of the positive electrode without changing the uniform Lärigs speed ν . As a result, they lose part of their potential energy, which is given off to the high-frequency field; this amplifies the high frequency wave.
The electronic efficiency of such a tube is higher, the closer the electrons are to the cathode potential in the absence of a high-frequency field. However, the high-frequency field decreases rapidly with the distance from the delay line, and the electrons are therefore in a weak high-frequency field during focusing, which is unfavorable for the gain. In the known tube, the conditions for a good efficiency are therefore not compatible with the conditions for a good amplification.

Zur Überwindung dieser Schwierigkeit wurde in der französischen Patentschrift 1 000 853 bereits vorgeschlagen, mit der Kathode der Röhre besondere elektronenoptische Systeme zu verbinden oder die Leitung in zwei Abschnitte zu zerlegen, von denen der erste, welcher für die Fokussierung der Elektronen bestimmt ist, geringen Abstand von der negativen Elektrode hat. Diese Systeme besitzen in konstruktiver und energetischer Hinsicht verschiedene Mangel, welche sie in der Praxis unverwendbar machen.In order to overcome this difficulty, the French patent specification 1 000 853 already proposed to connect special electron-optical systems to the cathode of the tube or to divide the line into two sections, the first of which is for focusing the electrons are determined, has a small distance from the negative electrode. These systems own Various deficiencies in constructive and energetic terms, which make them unusable in practice do.

Die Erfindung sieht eine Lösung vor, welche diese Nachteile nicht besitzt und darin besteht, daß der Wechselwirkungsraum in zwei Abschnitte unterteilt wird, wobei der Mechanismus des Energieaustausches im ersten Abschnitt zu dem an Hand der Fig. 2 a und 2 b erläuterten Mechanismus umgekehrt ist. . .The invention provides a solution which does not have these disadvantages and consists in that the interaction space is divided into two sections, with the mechanism of energy exchange is reversed in the first section to the mechanism explained with reference to FIGS. 2 a and 2 b. . .

Dieser umgekehrte Mechanismus findet in einem Röhrenabschnitt statt, wo die Richtung des elektrischen Gleichfeldes E_gl umgekehrt wurde, d. h. wo die Verzögerungsleitung auf das negative Potential !gebracht wurde, während die positive Elektrode eben ist.This reverse mechanism takes place in a tube section where the direction of the constant electric field E _{gl has been} reversed, ie where the delay line has been brought to the negative potential, while the positive electrode is flat.

Fig..3aund3b zeigen für diesen Fall den Verlauf der Kraftlinien und .Äquipotentiallinien entsprechend den Fig. 2 a und 2 b. Wie ersichtlich, tritt in diesem Falle ebenfalls die Phasenfokussierung an den Punkten ein, wo die elektrische Querkomponente -des Hochfrequenzfeldes Null ist. Im Gegensatz zu den Fig.. .2a-.u-nd.2b ist jedoch die elektrische Längskomponente des Hochfrequenzfeldes in diesen Punkten in .gleicher Richtung wie der Strahl ausgerichtet. Die Äquipotentiallinien des resultierenden Feldes verlaufen (in Strahlrichtung gesehen), schräg zu der Verzögerungsleitung hin, so daß die Elektronen zu dieser negativen Elektrode gedrückt werden. Während dieser Bewegung nehmen sie .an potentieller Energie zu, die ihnen vom Hochfrequenzfeld geliefert wird. Die energetische Wirkung ist daher umgekehrt, wie sie an Hand der Fig. 2a und 2b beschrieben wurde; die Hochfrequenzwelle wird nicht verstärkt, sondern gedämpft.Fig..3a and 3b show the course for this case the lines of force and .equipotential lines corresponding to FIGS. 2 a and 2 b. As can be seen In this case, the phase focusing also occurs at the points where the electrical cross component - the high frequency field is zero. In contrast to FIGS. 2a-2b, however, the electrical longitudinal component of the high-frequency field in these points in the same direction as the beam aligned. The equipotential lines of the resulting field run (in the direction of the beam seen), obliquely towards the delay line, so that the electrons to this negative electrode be pressed. During this movement, they gain in potential energy that is theirs is supplied by the high frequency field. The energetic effect is therefore the opposite of how it appears Hand of Figures 2a and 2b has been described; the high frequency wave is not amplified, but muffled.

Die Darstellungen der Fig. 3;a und 3 b sind jedoch nur zutreffend, wenn die die Fokussierung bewirkende Verzögerungsleitung ziemlich kurz ist. Der fokus siebte Strahl erregt nämlich seinerseits an der Verzögerungsleitung eine Welle, 'deren Hoch- · frequenzfeld die Elektronen :(aus energetischen Gründen) zu bremsen sucht. Dieses Feld ist daher zu dem Feld der gedämpft .fortschreitenden fokussierenden Welle entgegengesetzt gerichtet. Wenn die Leitung zu lang ist, wird das Feld der erregten Welle in bezug auf das Feld der fokussierenden Welle vorherrschend, und das resultierende Hochfr.equenzfeld ist umgekehrt wie in Fig. .3 a und 3 b gerichtet, d. h. daß sich die Feldbilder nach Fig. 3 c und 3d ergeben. Wie ersichtlich, werden hier die Elektronen erneut zu der positiven Elektrode gedrückt, d. h. daß sie zugunsten der Hochfrequenzenergie potentielle Energie verlieren, daß sich jedoch die Elektronengruppen -(Fig. .3 a und 3 b) entfokussieren, d. h. daß keine günstigen Arbeitsbedingungen vorliegen.The representations of Fig. 3; a and 3 b are, however only applicable if the delay line causing the focusing is quite short. The focus seventh beam in turn excites a wave on the delay line, whose high frequency field the electrons: tries to brake (for energetic reasons). This field is therefore directed opposite to the field of the attenuated .progressive focusing wave. If the line is too long, the field of the excited wave relative to the field of the focussing wave is predominant, and the resulting RF frequency field is the reverse of that directed in Fig. 3a and 3b, d. H. that the field images of Fig. 3 c and 3d result. As can be seen, here the electrons become the again positive electrode pressed, d. H. that they favor high frequency energy potential energy lose, however, that the electron groups - (Fig. 3 a and 3 b) defocus, d. H. that there are no favorable working conditions.

Die Erfindung sieht daher die Aufteilung der Verzögerungsleitung in zwei Abschnitte vor, von denen der erste, in Verlängerung der negativen Elektrode gelegene verhältnismäßig kurz ist. Der erzielte Effekt entspricht dann den Fig. 3 a und 3 b und nicht den Fig. 3 c und 3 d. Die Elektronen werden dort also stark fokussiert, wobei sie sich näher am Kathodenpotential befinden, so daß sich für den elektronischen Wirkungsgrad während der normalen Verstärkung in den Wechselwirkungs- no raum des zweiten Abschnittes sehr günstige Auswirkungen ergeben. Die Dämpfung der am Eingang des ersten Abschnittes zugeführten Welle wird wieder aufgeholt und sogar durch die Verstärkung in dem zweiten Abschnitt !Übertreffen, so daß man schließlich einen verbesserten Wirkungsgrad erzielt, ohne gegenüber der bekannten Röhre nach Fig. 1 an Verstärkung zu verlieren.The invention therefore provides for the delay line to be divided into two sections, from which the first, in the extension of the negative electrode, is relatively short. the The effect achieved then corresponds to FIGS. 3 a and 3 b and not FIGS. 3 c and 3 d. The electrons are therefore strongly focused there, being closer to the cathode potential, so that for the electronic efficiency during normal amplification in the interaction no space of the second section result in very favorable effects. The attenuation of the entrance of the first section supplied wave is caught up again and even by the reinforcement in the second section! surpass, so that you finally get an improved efficiency achieved without losing compared to the known tube of Fig. 1 of gain.

Fig. 4 zeigt schematisch ein einfaches Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens. Die Bezugszeichen entsprechen denjenigen der Fig. 1, von welcher die Fig. 4 nur darin abweicht, daß der erste Abschnitt 9 in Fortsetzung der negativen Elektrode 6 angeordnet und auf dasselbe Potential gebracht ist, während der ihm gegenüberstehende Abschnitt der positiven Elektrode keine Verzöge-Fig. 4 shows schematically a simple embodiment of the inventive idea. The reference numerals correspond to those of Fig. 1, from which the Fig. 4 differs only in that the first section 9 in continuation of the negative Electrode 6 is arranged and brought to the same potential as the one opposite to it Section of the positive electrode no delay

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rungseigenschaften aufweist. Der Abschnitt 9. ist zweckmäßig mit: einer Dämpfungsschicht versehen. Die elektromagnetische-Welle tritt bei 4 ein und bewirkt,: wie dies erläutert wurde, eine starke Fokussierung der Elektronen des Strahles 1. Die fokussierten Elektronen treten: in· den Wechselwirkungsraum zwischen: Elektrode 6 und Abschnitt loader Verzögerungsleitung ein und erregen in 10 eine fortschreitende-Welle, ,welche -in Wechselwirkung:mit dem :Strahl tritt, wie bei der bekannten Röhre der Fig; -iy..rd. h. daß .das Hochfrequenzfeld der: erregten:;Welle im Leitungsabschnitt 10 weiterhin., die Elektronen .fokussiert, wodurch sie fortlaufend einen ..Teil, ihrer . potentiellen; Energie an das EeId der Welle abgeben und sich dabei in Zykloidenbahnen der Leitung nähern.has tion properties. The section 9 is expediently provided with: a damping layer. The electromagnetic wave enters at 4 and causes: as has been explained, a strong focusing of the electrons of the beam 1. The focused electrons enter: · into the interaction space between: electrode 6 and section loader delay line one and excite in 10 a progressive-wave, which -in interaction: with the: beam occurs, as in the known tube of FIG. -iy..rd. H. that .the high frequency field der: excited:; wave in line section 10 continues., the electrons .focused, whereby they continuously ... part of their. potential; Energy on emit the EeId of the wave and approach the line in cycloid trajectories.

Die Vorteile dieser Arbeitsweise sind die folgenden::. -.-. , : .... ... :'.: i. ■ ■■■·· ■·■-- ·"·■■■■■ ^; The advantages of this way of working are as follows:. -.-. ,: .... ...: '.: i. ■ ■■■ ·· ■ · ■ - · "· ■■■■■ ^;

- .1. Der elektronische..Wirkungsgrad istim Vefgleich zur Röhre nach. Fig. 1 sehr hoch, weil'bei einem Teil der Elektronen durch die - Wechselwirkung mit der Längskomponente des Hochfreqüenzf el des im Fokussierungsteil der Röhre die-potentielle Energie zunimmt, welche durch das -Hocfofrequenzfeld der'.,:. fokussierenden Welle geliefert wird. Diese Energie wird in dem der Verstärkung dienenden Teil der. Röhre in Hochfreqüenzenergie zurückverwandelt;::::::;!. ^:.■: ;-'"<■ ^iV - -■■ ■
.2. Im. Abschnitt 9-tritt keine Selbsterregung von Schwingungen auf, selbst wenn dieser Abschnitt nicht gedämpft ist. ·:■..,> .. - _; ... . ;.- .1. The electronic efficiency is in comparison to the tube. Fig. 1 very high, because 'with some of the electrons through the interaction with the longitudinal component of the high frequency field in the focusing part of the tube the potential energy increases which is generated by the high frequency field of the'.,:. focusing shaft is delivered. This energy is used in the reinforcement part of the. Tube converted back into high frequency energy; ::::::;!. ^: . ■ :; - '"<■ ^iV - - ■■ ■
.2. In section 9 there is no self-excitation of vibrations, even if this section is not damped. ·: ■ ..,> .. - _; ... ;.

... 3. Die Röhre ist verhältnismäßig kurz.
! Um: zu vermeiden, daß die Elektronen während der Fokussierung von dem fokussierenden Leitungsabschnitt 9 aufgefangen werden, - wird die Kathode vorzugsweise auf ein Potential gebracht, welches. .etwas, positiver ist als das Potenzial der... 3. The tube is relatively short.
! In order: to avoid that the electrons are caught by the focusing line section 9 during focusing, the cathode is preferably brought to a potential which. .something that is more positive than the potential of the

Verzögerungsleitung des Abschnitts 9.^: ·■ Section 9 delay line ^: · ■

: Die Röhre der Fig. 4 kann auch als Frequenzvervielfacher: arbeiten,: wenn sie so -foemesseni ist, daß die Frequenz der in dem Abschnitt 10 erregten Welle ein Vielfaches derjenigen der Welle in dem Abschnitt 9 beträgt, wobei die Phasengeschwindigkeiten in den beiden Abschnitten, welche der Strahlgeschwindigkeit gleich sind, der Grundwelle bzw. der. Oberwelle entsprechen. .-··.: The tube of Fig. 4 can also be used as a frequency multiplier: work: if it is so -foemesseni that the frequency of the excited in section 10 Wave is a multiple of that of the wave in section 9, the phase velocities in the two sections, which are equal to the jet velocity, the fundamental wave or the. Correspond to harmonic. .- ··.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann zweckmäßig besonders bei .Röhren mit Verzögerungsleitungen benutzt werden, bei welchen sich die Energie umgekehrt zur Strahlrichtung ausbreitet, eine Eigenschaft, welche beispielsweise für symmetrische Leitungen mit ineinandergreifenden Zwischenstegen, oder für mäanderförmig gewickelte Leitungen kennzeichnend ist. Auf diesen Leitungen können bei den bekannten Anordnungen selbsterregte Schwingungen auftreten, während diese Gefahr bei dem erfindungsgemäßen System, wenn solche Verzögerungsleitungen in dem fokussierenden Abschnitt 9 verwendet werden, nicht mehr besteht, ohne daß eine künstliche Dämpfung erforderlich wäre. Verwendet.man andererseits solche Verzögerungsleitungen, wie in Fig. 5 gezeigt, in dem ■verstärkenden Abschnitt 10 mit Anordnung des Dämpfungsabschnitts 8 -äm'Sammelelektrodenende und des Ausganges 5 ah dem der Kathode benachbarten Ende, so kann nian ein durch die bei 4 eingeführte 'Welle gesteuertes selbstschwingendes System herstellen (Rückwärtswellenbetrieb). Bei diesem kann die selbsterregte Schwingung gegebenenfalls mit einer Frequenzvervielfachung einhergehen, ■ '■■ wenn die Phasengeschwindigkeiten, der Wellen auf den beiden Abschnitten der Strahlgesehwiindigkedt entsprechend .angepaßt sind.The arrangement according to the invention can expediently be used especially for tubes with delay lines in which the energy propagates in the opposite direction to the beam direction, a property which is characteristic, for example, of symmetrical lines with interlocking intermediate webs, or meander-like wound lines. Self-excited vibrations can occur on these lines in the known arrangements, while this risk no longer exists in the system according to the invention, if such delay lines are used in the focusing section 9, without artificial damping being required. If, on the other hand, such delay lines, as shown in FIG. 5, are used in the reinforcing section 10 with the arrangement of the damping section 8 at the collecting electrode end and the output 5 at the end adjacent to the cathode, then a 'introduced at 4' Establish a shaft-controlled self-oscillating system (reverse shaft operation). In this case, the self-excited oscillation can possibly be accompanied by a frequency multiplication, if the phase velocities of the waves on the two sections of the beam waves are adjusted accordingly.

Gemäß einer Abänderung-der Erfindung ist nach Fig. 6 der gedämpfte Abschnitt 8 so angeordnet, daß er die positive Elektrode für die fokussierende Leitung bildet, also gegenüber derselben angeordnet ist. Hierdurch werden die fokussierenden und verstärkenden- Abschnitte der Röhre noch besser voneinander getrennt. Zugleich hat die Anordnung den Vorteil, die Röhre zu verkürzen, da der gedämpfte Teil-8 für den Abschnitt 10 mit der positiven ;Elektrode des Abschnitts 9 vereinigt ist.According to a modification of the invention, according to FIG. 6, the damped section 8 is arranged so that it forms the positive electrode for the focusing line, that is to say arranged opposite the same is. This makes the focusing and amplifying sections of the tube even better separated from each other. At the same time, the arrangement has the advantage of shortening the tube because it is damped Part-8 for section 10 with the positive ; Electrode of section 9 is united.

Claims

..: '-.:. PATENT CLAIMS: ''''

ι: traveling wave tube, in which an electron beam along a delay : - ■; line perpendicular to crossed electrical. and magnetic fields with a speed.: ■ moves that is equal to the ratio of: the electric field strength and the magnetic induction of these fields and equal to the phase speed of an electromagnetic wave propagating along the ■■■■ line,: and in which the interaction space is divided into two sections, characterized in that the first section of the interaction space is divided by one. .: Delay line is formed, which. an 'electrode without delay properties is opposite whose potential is higher than - that of the delay line, that the' second section "- of the interaction space is formed by a delay line, which is opposite an electrode without delay properties, the potential of which is lower than that of the delay line , and that the delay line of the second section in continuation of the electrode without delay properties of the first section and .. · the electrode without delay properties. of the second section in continuation of the

Delay line of the first section arranged. ■■■ arranged is; . "

2. Tube according to claim 1, characterized in that; that the length of the first section is small compared to the length of the second section.

3. tube according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the emitting cathode is against the negative electrodes of the system is brought to a slightly positive potential.

4. amplifier tube according to claim 1 to 3, characterized in that the frequency for which the phase velocities equal to the

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C 6186 VIIIal21 a*C 6186 VIIIal21 a *

Jet speed are the same in the two delay sections, the Output circuit is coupled to the output of the second section.

5. Frequency multiplier with a tube according to claims 1 to 3, characterized in that that the frequency for which the phase velocities equal the jet velocity in the second section is a multiple of the frequency for the first section.

6. Vibration generator with a tube according to claim 1 to 3, characterized in that that the second delay section has the property that the energy propagation at the desired oscillation frequency in the direction of the phase velocity takes place in the opposite direction, this second section having at its end adjacent to the collecting electrode Provided damping means and the output circuit with the end adjacent to the cathode is coupled.

7. modification of the tube according to claim 1 to 3, characterized in that the opposite the first portion lying positive electrode has damping properties.

Referred publications:

British Patent No. 574,453.

For this purpose 2 sheets of drawings