Wynalazek dotyczy elektronowego urzadzenia wyladowczego bardzo wielkiej czestotliwosci, skladajacego sie z zamknietego 'wnekowego rezo¬ natora dzielonego i z przyrzadu, kierujacego ele¬ ktrony do otworów w sciankach zewnetrznych i wewnetrznych rezonatora, dzieki czemu szybkosc elektronów, wchodzacych do tego rezonatora, mo¬ ze byc kontrolowana, a elektrony, wychodzace z rezonatora, pozostawiaja mu wiecej energii niz jej zabieraja.Urzadzenie wedlug wynalazku posiada zam¬ kniety, wnekowy rezonator, skladajacy sie z pow¬ loki zewnetrznej i z umieszczonej pomiedzy jego przeciwleglymi sciankami czesci wewnetrznej oraz z przyrzadu, kierujacego elektrony tak, by przechodzily przez powloke zewnetrzna i czesc wewnetrzna rezonatora w taki sposób, iz szyb¬ kosc elektronów, biegnacych z powloki zewnetrz¬ nej do czesci wewnetrznej, moze byc kontrolo¬ wana, a przy przechodzeniu z czesci wewnetrznej rezonatora do jego powloki zewnetrznej elektro¬ ny pozostawiaja rezonatorowi wiecej energii, niz jej zabieraja.Urzadzenie wedlug wynalazku jest typu mo¬ dulujacego szybkosc elektronów i zawiera jako re¬ zonator linie przesylowa w postaci krótkiego ka¬ walka przewodu wspólosiowego, którego konce sa zamkniete, a boki sa zaopatrzone w srednico¬ wo przeciwlegle sobie otwory lub szpary oraz w elektrody, wysylajace elektrony przez te otwory w taki sposób, iz biegna one w poprzek omawia¬ nego przewodu wspdlosiowego, wzdluz jego sred¬ nicy.' Rezonator moze miec równiez postac krótkie¬ go cylindra, posiadajacego na koncach pierscie¬ niowe tarcze i mieszczacego wspólsrodkowy z nim mniejszy cylinder, umocowany np. przy po¬ mocy metalowego pierscienia lub tarczy, umiesz¬ czonej w plaszczyznie symetrii, bedacej punktem wezlowym napiecia, przy czym elektrony zostaja skierowane osiowo przez rezonator, przechodzac kolejno odstepy pomiedzy pierscieniowymi tar¬ czami i cylindrem wewnetrznym.Na rysunku fig. 1 przedstawia schematyczny widok znanego rodzaju lampy modulujacej szyb¬ kosc, fig. 2a — widok perspektywiczny rezona-tora, zastosowanego w urzadzeniu wedlug wyna¬ lazku, fig. 2b —*¦ przekrój poziomy tego urzadze¬ nia, posiadajacego rezonator, podobny do uwi¬ docznionego na fig. 2a, fig. 2c i 2d przedstawia¬ ja przekroje pionowe rezonatora, uwidocznione¬ go na fig. 2a, wzdluz plaszczyzn, skierowanych do siebie pod katem prostym, fig. 3 i 4 :— prze¬ kroje poziome odmiennych rezonatorów, fig. 5 przedstawia droge strumienia elektronów, wycho¬ dzacych z katody o duzej powierzchni.Przy dlugosci fali, wynoszacej 10 lub 20 cm, wytworzenie drgan przez lampy trójelektrodowe przy ujemnym potencjale siatki jest w praktyce utrudnione i glówna przyczyna tego jest fakt, ze elektrony potrzebuja pewnego, ograniczonego cza¬ su na przejscie przestrzeni pomiedzy poszczegól¬ nymi elektrodami, a ponadto trudno jest zmniej¬ szyc dostatecznie pojemnosci wewnetrzne i opór . indukcyjny. Czas przejscia elektronów mozna zre¬ dukowac badz p/rzez zwiekszenie napiecia na ele¬ ktrodach lampy, badz przez zmniejszenie wymia¬ rów liniowych elektrod, lecz wzgledy praktycz¬ ne ograniczaja wielkosc, do której moze byc zmniejszony ten czas przejscia. Jesli wiec prag¬ nie sie otrzymac bardzo mala dlugosc fali, to na¬ lezy znalezc sposób unieszkodliwienia skutków czasu przejscia elektronów. Poniewaz jest niemoz¬ liwe usunac czas przejscia, wiec pozostaja *dwie rzeczy do zrobienia* a mianowicie: albo uczynic skutki czasu przejscia elektronów nieszkodliwy¬ mi, albo uzyc go tak, by pomógl utrzymac poza¬ dane drgania. ' Znane lampy magnetronowe i lampy Barkhau- sena zuzytkowuja czas przejscia elektronów do podtrzymywania wytworzonych, w tych lampach drgan. Jest to zasada modulacji szybkosci elek¬ tronów, podana w patencie angielskim Nr 431447.Przedstawiona zasada modulacji szybkosci nie* uzywa bezposrednio czasu przejscia elektronów, lecz czyni nieszkodliwymi jego skutki. W klistro- tiie, stosujacym modulacje szybkosci, dwa zamk¬ niete, wnekowe rezonatory Al i BI (fig. 1), nastro¬ jone scisle na te sama czestotliwosc, sa tak umieszczone, iz przechodzi przez nie strumien elektronów K. Jesli lampa ma byc uzyta w roli oscylatora, to oba rezonatory lub obwody drgan sa sprzezone ze soba i dzialaja w sposób podany po¬ nizej. Gdy w pierwszym rezonatorze Al sa male drgania, strumien elektronów, przechodzacych przez ten rezonator, raz jest przyspieszany przez drgania elektromagnetyczne, a raz opózniany, czy¬ li ze w strumieniu, wychodzacym z rezonatora Al, sa elektrony o róznych szybkosciach, zalez¬ nych od fazy, w jakiej przechodza przez rezo-' natpr Al. Podczas przechodzenia strumienia przez odstep pomiedzy Al i BI elektrony, które utraci¬ ly energie, nie plyna juz równomiernie, lecz sku¬ piaja sie w szereg wiazek, poruszajacych sfe w przyblizeniu ze srednia szybkoscia strumienia.Rezonator Bi jest tak umieszczony, iz to tworze¬ nie sie wiazek jest juz znacznie posuniete w chwi¬ li dojscia elektronów do rezonatora i przez niego przechodza juz szeregi wiazek w regularnych od¬ stepach. Jesli teraz w oscylatorze BI sa wytwa¬ rzane drgania i jezeli sa one w takiej fazie, ze pole elektrpmagnetyczne, wywolane przez nie, przeciwstawia sie strumieniowi elektronów przy przejsciu kazdej wiazki i przyspiesza ruch wiaz¬ ki elektronów podczas nastepujacego pózniej roz¬ rzedzenia, to wtedy strumien elektronów traci prze¬ cietnie wiecej energii na drgania, niz jej otrzy¬ muje od tychze drgan, czyli ze jego energia ki¬ netyczna zostaje zamieniona czesciowo w energie elektromagnetyczna drgan w oscylatorze BI. Dó wytworzenia drgan elektromagnetycznych wystar¬ cza wiec zupelnie slabe spjzezenie w sluzacym do tego urzadzeniu. Czestotliwosc tych drgan jest oczywiscie calkowicie zalezna od charakterystyk rezonatorów Al i BI, które sa zazwyczaj wyko¬ nane symetrycznie z blachy miedzianej i, jak to uwidoczniono, sa dzielone, dzieki czemu czas przejscia strumienia przez odstep miedzy rezona¬ torami nie jest dlugi w porównaniu z okresem drgan.Rezonatorom natiawano rozmaite ksztalty, a , glówne zalety tych rezonatorów byly czysto mechaniczne. Rezonatory takie mialy nadzwyczaj niskie straty wobec ich malej pojemnosci i du¬ zej powierzchni zawartej w nich miedzi, wsku- ' tek czego wspólczynnik Q dobroc wynosil od 20000 do "50000, a z tego wynika oczywiscie, ze rezonatory te musza byc bardzo dokladnie stro¬ jone do siebie, by drgania mogly byc z powodze¬ niem utrzymane.Z powyzszego widac, ze mozna wykonac urza¬ dzenie, zawierajace tylko jeden rezonator, a mi¬ mo to zuzytkowac zasade modulacji szybkosci.Aby to osiagnac, nalezy uzyc jednego zamknie¬ tego, wnekowego, dzielonego rezonatora w taki sposót^, aby elektrony przechodzily najpierw przez czesc obwodu, w której ich szybkosc jest kontro¬ lowana, a nastepnie, po przejsciu znacznej prze* strzeni, odpowiadajacej przestrzeni miedzy rezo¬ natorami na fig. 1, przechodzily przez druga czesc obwodu, w której oddaja energie.Jak uwidoczniono na fig. 2a, pojedynczy re¬ zonator ma postac krótkiego kawalka wspólsrod- kowego przewodu, skladajacego sie z cylindrów przewodzacych A i B, zamknietych na koncach . krazkami miedzianymi. Jasne jest; ze moze on drgac jako pólfalowa sekcja dlugiego przewodu wspólsrodkowego, w którym byly fale stojace, przy czym oba konce sekcji isa wezlami poten- — 2 —cjalnymi, a srodek sekcji wykazuje potencjal an- tywezlowy. Aby osiagnac wymienione powyzej pozadane wyniki, utworzono w oscylatorze szpa¬ ry, umieszczone wzdluz linii, przechodzacej przez os jego i prostopadlej do niej, w punkcie ma¬ ksymalnym. Szpary te, wyciete w cylindrze zew¬ netrznym i wewnetrznym przewodu wspólsrodko- wego, sa zaopatrzone w skrzydelka metalpwe C, D, Ew podwójnym celu, a mianowicie, by zapo¬ biec zbytniemu uplywowi linii sil pola elektro¬ magnetycznego z cylindra oraz by zmniejszyc po¬ miedzy obu cylindrami odstepy, przez którejprze¬ chodza elektrony. Jezeli przez rezonator powyz¬ szy na.le.zy przepuscic strumien elektronów, to mozna to uczynic przy pomocy urzadzenia, skla¬ dajacego sie z ogrzewanej katody H (fig. 2b), przedziurawionej plytki G, spelniajacej role siat¬ ki modulujacej i z anody zbiorczej F. Oddzielna anoda zbiorcza F nie jest konieczna, gdyz moze ina stanowic jedna calosc z rezonatorem. Otwór przy krawedzi zewnetrznej skrzydelek E moze byc zamkniety w celu utworzenia powierzchni zbior¬ czej, ^ektrony, wchodzace w odstep pomiedzy skrzydelkami E, nalezy uwazac za wyszle z rezo¬ natora, poniewaz nie wywieraja one zadnego skutku do chwili ponownego ukazania sie z od¬ powiednia szybkoscia. Potrzebne jest równiez osiowe pole magnetyczne lub przyrzad, wyrzuca¬ jacy elektrony, skojarzony z plytka G, i pedzacy elektrony z katody H przez rezonator A, B dó •anody zbiorczej F. Elektrony, przechodzace przez rezonator, z chwila przejscia przez pierwszy od¬ step wchodza oczywiscie w pole elektromagne¬ tyczne, gdy urzadzenie wytwarza drgania, a wte¬ dy szybkosc, ich ulega modulacji, jak bylo po¬ wiedziane wyzej. Podczas krótkiego przelotu po¬ miedzy skrzydelkami^ utworzonymi na przewod¬ niku wewnetrznym B, elektrony dziela sie na wiazki, które w czasie przejscia przez drugi od¬ step oddaja, energie drganiom elektromagnetycz¬ nym.Dzieki powyzszemu urzadzeniu mozna* otrzy¬ mywac drgania bez dostrajania dwóch obwodów o duzej dobroci Q na jedna czestotliwosc. Z dru¬ giej zas strony teoretyczna wydajnosc lampy jest w danym przypadku mniejsza, niz w urzadzeniu uwidocznionym na fig 1., Teoretyczna granica dla klistronu modulujace¬ go szybkosc wynosi 58%, a teoretyczna granica dla lampy jednoobwodowej opisanego wyzej ty¬ pu wynosi 35%, a to dowodzi, ze chcac oisiagnac dobra wydajnosc Hej lampy trzeba umiescic na koncowej elektrodzie zbiorczej wieksza moc. Na¬ lezy jednak stwierdzic, ze w danym przypadku nie mozna osiagnac teoretycznych granic wydaj¬ nosci. W klistronie sa modulowane dwa obwody, a elektrony, przebiegajace pomiedzy nimi, maja znacznie dluzsza droge; wobec tego znacznie trudniej jest osiagnac wydajnosc teoretyczna, niz w przypadku lampy jednoobwodowej, w której mozliwosc odchylenia elektronów od wlasciwe} im drogi jest znacznie mniejsza. Aby lampa jed- noobwodowa miala wydajnosc zblizajaca sie do 35%, nalezy dokladnie obliczyc jej wymiary. Vtf urzadzeniu, opisanym powyzej, pierwazy odstepy czyli odstep kontrolny, przez który przebiegaja elektrony, powinien miec takie wymiary, by przy napieciu, przyyktórym lampa ma dzialac, elektro¬ ny przebiegaly przez ten odstep w czasie, odpo^ wiadajacym 194° z 360© jednego calkowitego okresu. Odstep roboczy, przez który elektrony przebiegaja dopiero po przejsciu przez przewód wewnetrzny B, powinien byc odpowiednio waski.Kazde powiekszenie szerokosci tego odstepu wy¬ woluje strate wydajnosci, lecz odstep ten nie moze byc zbyt maly,, gdyz wtedy zwieksza sie pojemnosc pomiedzy przewodnikiem wewnetrz¬ nym JB i plaszczem zewnetrznym A w takim stopniu, iz dlugosc fali drgan powieksza sie po¬ waznie. Ksztalt szpar i skrzydelek E jest uwi¬ doczniony tytulem przykladu na fig.- 2c i 2d.Dzieki uzyciu pola magnetycznego do kiero¬ wania elektronów na droge, przechodzaca przez uklad elektrod,' otrzymuje sie strumien elektro¬ nów o duzym natezeniu. Mozna równiez uzyc do tego celu przyrzadu wyrzucajacego elektrony.Larnpe wyladowcza, zaopatrzona w pojedyn¬ czy rezonator opisany powyzej, mozna z latwos¬ cia dostosowac do pracy na róznych czestotliwos¬ ciach, a w tym celu metalowej rurce mozna na¬ dac postac rozciaganej harmonijki lub w umy^ sposób zwiekszyc znacznie dlugosc lampy, stosu¬ jac podzialke mikrometryczna , do zmieniania czestotliwosci w granicach, wynoszacych 25% czestotliwosci sredniej. Dzieki temu urzadzenie wedlug wynalazku jest znacznie lepsze od klistro- nów, stosujacych oddzielne rezonatory do kont¬ rolowania strumienia i do otrzymywania z niego energii, wobec trudnosci dostosowania ^ycli re¬ zonatorów do kazdej czestotliwosci.Wydajnosc opisanych powyzej lamp elektro¬ nowych zalezy miedzy innymi od natezenia stru¬ mienia elektronów, przechodzacych przez rezo¬ nator. . <# * Szpary E mozna podzielic przegródkami (fig. 3), a wtedy zamiast strumienia pojedynczego otrzy¬ muje sie w odstepach dwie; trzy lub wiecej rów¬ noleglych wiazek elektronowych, a caly strumien mozna zwfekszyc przez zwiekszenie przekroju poprzecznego strumienia poczatkowego. Nlalezy przy tym zauwazyc, ze pojemnosc nie zostaje powiekszona przez czynnik, jakim jest strumien (przypuszcza sie, ze pojemnosc glówna znajdujesie pomiedzy skrzydelkami przewodnika we¬ wnetrznego B i powloka zewnetrzna A).W razie zastosowania pola magnetycznego nie jest mozliwe uzycie strumienia elektronow, skie¬ rowanych do siebie pod katem, lecz w przypadku v uzycia ukladu elektrostatycznego mozna zastoso¬ wac urzadzenie przedstawione na fig. 4, gdzie trzy lub wiecej strumieni zostaje skierowanych w róz¬ nych kierunkach wokolo powloki zewnetrznej i dochodzi do odpowiedniej liczby anod, znajduja¬ cych sie z boku, zdala od punktu wejscia. Urza¬ dzenie to jest znacznie lepsze z mechanicznego punktu widzenia oraz z tego wzgledu, ze anody latwiej jest utrzymac w stanie chlodnym, niz w urzadzeniu przedstawionym na fig. 3.Do skupienia strumienia elektronowego w celu skierowania go przez waskie szpary w przewodni¬ ku, mozna zastosowac niejednorodne pole mag¬ netyczne. Gdy strumien przechodzi wzdluz pola magnetycznego, to drogi poszczególnych elektro¬ nów przebiegaja wzdluz linii sil magnetycznych, a mianowicie drogi te maja postac linii srubowej, nawinietej scisle wokolo linii .sil magnetycznych.Jesli zas ma powstac pole magnetyczne na kato¬ dzie H lampy o szeroko rozstawionych liniach sil, a w rezonatorze A o liniach sil w malych odstepach (fig. 5), to wtedy mozna skupic elektro¬ ny, wyslane ze stosunkowo duzej • powierzchni, na droge o znacznie mniejszym przekroju po¬ przecznym. Linie przerywane na fig. 5 oznaczaja konieczny ikierunek linii sil i jednoczesnie otrzy¬ mane drogi, przebiegane przez elektrony. PL