Przedmiotem niniejszego wynalazku jest prosta w wykonaniu, strumieniowa lampa elektronowa, w której powielanie czestotliwosci uzyskuje sie przy jej równoczesnym wzmocnieniu. Zrealizowa¬ ne to jest dzieki temu, ze w lampie wejsciowy uklad sprzegajacy wykonany jest jako uklad sprzegajacy fal synchronicznych, zas uklad wielobiegunowy sklada sie z co najmniej szesciu elektrod ulozonych prostoliniowo i równolegle do osi wiazki elektro¬ nów. Istota wynalazku oparta jest na fakcie, ze fale synchroniczne w strumieniu elektronów zosta¬ ja wzmocnione wówczas, gdy strumien porusza sie wzdluz osi elektrostatycznego pola kwadrupolowe- go, w którym to polu znajduje sie równoczesnie wzdluzne pole magnetyczne.Pod pojeciem fali synchronicznej, rozumie sie jak wiadomo strumien elektronów tak zmodulo¬ wany we wzdluznym polu magnetycznym przez poprzeczne pole magnetyczne, ze ciag elektronów wiruje w takt wybranej czestotliwosci wokól osi niemodulowanej wiazki elektronów, podczas gdy poszczególne elektrony poruszaja sie prostolinio¬ wo, równolegle do osi wiazki elektronów. Szczegó¬ lowe rozwazania oraz badania matematyczne wy¬ kazaly, ze w prostoliniowym ukladzie wielobiegu- nowym, którego liczba biegunów jest wieksza od czterech, np. w ukladzie szescio- lub osmiobiegu- 5198291482 nowym nie nastepuje wzmocnienie fali synchro¬ nicznej o wybranej czestotliwosci, lecz ma miejsce powielenie czestotliwosci.Rozdzial potencjalu wielobiegunowego ukladu elektrostatycznego wyraza sie we wspólrzednych biegunowych wzorem V ** Ar« cos nq, gdzie A — jest wielkoscia stala, a n — równa sie polowie liczby biegunów. Obliczenie matematycz- . ne wykazuje, ze pfty wprowadzeniu fali synchro¬ nicznej w takie pole elektrostatyczne ukladu wie¬ lobiegunowego, w którym istnieje równoczesnie po¬ dluzne pole magnetyczne, powstaje fala synchro¬ niczna o odwrotnej polaryzacji (energii) i czesto¬ tliwosci (n — l)oo, gdzie co0 jest czestotliwoscia wprowadzonej fali synchronicznej.Przy uzyciu ukladu szesciobiegunowego powstaje wiec fala synchroniczna o podwójnej czestotliwo¬ sci synchronicznej fali wprowadzonej. Obliczenie wykazuje dalej, ze amplituda tej nowej fali syn¬ chronicznej narasta linfdwo wraz z dlugoscia pola ukladu wielobiegunowego, przez które przebiega strumien elektronów. Wartosc amjflitudy moze byc przy tym dowolnie duza, a wiec przede wszystkim wieksza od wartosci amplitudy wprowadzonej fali synchronicznej. Uzyskuje sie zatem powielenie cze¬ stotliwosci przy równoczesnym wzmocnieniu ampli¬ tudy czestotliwosci powielonej.Nalezy zaznaczyc, ze w lampie strumieniowej bedacej przedmiotem niniejszego wynalazku, wy¬ tworzona fala synchroniczna o czestotliwosci . (n— l)co0 powoduje powtórne powielenie czesto¬ tliwosci. Z fali synchronicznej o czestotliwosci (fi—l) 0 odwrotnej polaryzacji (energii) i o czestotliwo¬ sci (n — l)2co0, której amplituda jest tym wieksza, im dluzsza jest droga ukladu wielobiegunowego, która przebiega strumien elektronów. Jesli np. przy zastosowaniu ukladu szesciobiegunowego w pole nieladu wielobiegunowego zostanie wprowadzona fal* synchroniczna o energii dodatniej i czestotli¬ wosci co0, wówczas z tej fali synchronicznej po¬ wstaje fala o ujemnej energii i czestotliwosci 2o0, * W dalszej czesci drogi ukladu wielobiegunowego fala o dodatniej energii i czestotliwosci 4(06.Opisana metoda mozna uzyskiwac duze cze- stotliWósci. Jednakze dla zadanego, okreslonego Wspólczynnika powielania, celowym jest zapobie¬ zenie powstawaniu fal synchronicznych o jeszcze wyzszych czestotliwosciach. Z tego wzgledu w dal¬ szym rozwinieciu wynalazku proponuje sie wlacze¬ nie wyjsciowego ukladu sprzegajacego w uklad Wi*l0bi*gOitówy. W przypadku, gdy wlaczony do Mdf wielobiegunowafco wyjsciowy uklad sprze- gKftcy jett nastrojony na aakrea czestotliwosci, od¬ powiadajacy iloczynowi (n —l^Wo, wówczas czesc skladowa odpowiadajaca talom synchronicznym G ttj czestotliwosci i energii dodatniej zostaje, w Miejscu, w ktfcfitt skladowa ta powstaje natych¬ miast odprowadaena, tak ze zostaje usunieta pod- stewa do powstawania dalszych fal synchronicz- nyek o wyzszych czestotliwosciach.Plaktjreana mozliwosc uzyskania tego polega na tym, ze elektrody ukladu wielobiegunowego o po¬ tencjale dodatnim (to znaczy co druga elektroda • na obwodzie ukladu wielobiegunowego) zostaja wykonane w postaci grzebienia, którego zeby skie¬ rowane sa promieniowo od ukladu wielobieguno¬ wego ku osi strumienia elektronów. Poszczególne 5 grzebienie zostaja przy tym tak przesuniete w kie¬ runku podluznym ukladu wielobiegunowego, ze wolne konce zebów znajdujace sie na obwodzie ukladu wielobiegunowego leza na krzywej spi¬ ralnej. 10 Niezaleznie od tego, ze mozna wytlumic powsta¬ wanie fal synchronicznych o czestotliwosciach wyz¬ szych od wymaganej, lampa strumieniowa wedlug niniejszego wynalazku posiada te ogólna zalete, ze wyjsciowy uklad sprzegajacy wlaczony zostal w 15 uklad wielobiegunowy. Tak wiec przy zastosowa¬ niu ukladu osmiobiegunowego mozna dwie naprze¬ ciw siebie lezace elektrody ukladu wykonac w po¬ staci grzebieni, które w kierunku podluznym ukla¬ du wielobiegunowego sa przesuniete wzgledem sie- 20 bie. W ukladzie opózniajacym, który zostal w ten sposób wykonany, fale synchroniczne zarówno do¬ datniej jak i ujemnej energii wzbudzaja fale wiel¬ kiej czestotliwosci wówczas, gdy uklad ten jest zwymiarowany na odpowiednia czestotliwosc. 25 Jezeli fala synchroniczna sprzezona z ukladem opózniajacym posiada energie ujemna, wówczas nie mozna zapobiec powstawaniu fal synchronicz¬ nych o jeszcze wyzszej czestotliwosci, poniewaz — jak wiadomo — nie mozna odprowadzic ze stru- 30 mienia elektronów fali o energii ujemnej. Nie ma sprzecznosci w fakcie, ze fala synchroniczna o energii ujemnej nie daje sie wyprowadzic ze strumienia elektronów, mimo ze fala ta w odpo¬ wiednim ukladzie wyjsciowym wytwarza przez in- 35 dukcje elektrostatyczna sygnal o czestotliwosci fali synchronicznej. Wystarczy wspomniec np. znany mechanizm lampy z fala biezaca, gdzie powolna fala ladunku przestrzennego, to znaczy fala ladun¬ ku przestrzennego o ujemnej energii indukuje fale 40 elektromagnetyczna w linii opózniajacej lampy z fala biezaca, bez odprowadzania ze strumienia elefrfewnów powolnej fali ladunku przestrzennego.Strutriien elektronów jest przy tym raczej coraz sil¬ niej modulowany powóltta fala ladunku przeatften- 45 nego. Podobnie w strumieniowej lampie elektro¬ nowej opracowanej wedlug niniejszego wynalazku przy wzbudzeniu fali najwyzszej czestotliwosci fala synchroniczna o energii ujemnej, strumien elek¬ tronów jest coraz silniej modulowany ta fala syn- 50 chroniczna.Znane uklady sprzegajace dla fal synchronicz¬ nych sa stosunkowo dosc skomplikowane. Azeby w lampie strumieniowej, która jest istota niniej- 55 szego wynalazku, wyeliminowac te niedogodnosc, proponuje sie, aby do wytworzenia fali synchro¬ nicznej w strumieniu elektronów zastosowac uklad sprzegajacy jak dla fal cyklotronowych i wytwo¬ rzona przy tym w strumieniu elektronów fale cy- eo klotronowa o dodatniej energii zamienic na fale synchroniczna o dodatniej energii, przy pomocy przeskoku natezenia podluznego pola magnetycz-r nego. Przeskok pola magnetycznego polega przy tym — najkorzystniej na odwróceniu kierunku po¬ co la magnetycznego. Znanym ukladem sprzegajacymI mmt * <8* m JjHiWUiKiuygte jest ukiad sprzegajacy Omem iMMUl UMmmmi* tego (AMnU sprwgajace- *B egtWMtt ii« dO s*e*tmkOwó waskiego pasma mstomwmei fcwomtaat uklad widtotKegunowy s strwnientowej ttWpy elektraiowej wedlug nhiiej- W&8# wyittllttftu )i^2 n*ft»y swej ukladem sze- fe^aMldwy*!. Dlatego do lampy strumieniowej wedlug ItlllUjWIgtt wynafazka, jako uklad sprze- gd**y dfe M cyMofePórtówyeh naidteje sie raczej 10 Hfft* opózUhtfaoa, wzAtt* Które) biegftie fala o po- pflweniym mmmym polu elektrycznym.Wynafazek zostanie dokladniej objasniony na potftiawfe ryauwku, na którym fig. l przedstawia srcltematycwit bodowa elektronowej lampy stru- 15 mfeniowej wedlug wynalazku, w której wyjsciowy ultfad sprzegajacy zostal wlaczony w uklad wielo- biegunowy.'HU 'iJfc 1 ftfztAfetawiono rozklad natezenia po¬ dluznego pola magnetycznego lampy z fig. 1. Wej- 20 sciowy uklad sprzegajacy sklada sie z linii opóz¬ niajacej 3, wawfittz której biegnie fala o poprzecz¬ nym msmnym poitr elektrycznym i czestotliwo¬ sciw*Przy wlasciwym dobrairinnateienia wzdluz¬ nego pola ns^ttetycznego II, strumien elektronów 25 f wycitodaaey 2 dzlattl defctronewego f jest modu¬ lowany falfc cyklotronowa o energii dodatniej. Po przeji&ti przez Httie opózniajaca 3 strumien elek¬ tronów l przebiega przez przeskok pola magne¬ tycznego 4, ktOry jest tak dobrany, ze przeciwdzia- 30 lajac radiowi wirujacemu elektronów ruch ten kmtpetm&e. W fen spos#* fela cyklotronowa w ftremteitkr elektrotidw zostaje zamieniona na fale syncTirwTHima.Jak wiadomo fala cyklotronowa okreslona jest 35 przez równoczesny ruch wirowy i postepowy elek¬ tronów w strumienia elektronowym, podczas gdy w Hal! syweftrorticznej elektrony maja jedynie ruch p&fiwowr. Zmodulowany w ten sposób fala syn- efcrtnfczna o dwAtóiej energii i czestotliwosci co0 40 sfrumfert elektronów przebiega przez uklad wieio- biegunowyf i trafia na kolektor i. Jako uklad wie- MMegligu*/ * naUfty rozumie* urzadzenie, które ririadd He ar parzyste} Ilczby eo najmniej szesciu elektrod rozmieszczony* symetrycznie wokól osi 45 iMiamwiii elefcttuttfrw i kttrt w kierunku obwo- dbwytf* laslUww sa etttyah potencjalem elektrycz¬ nym # juJUaliJWej wartosci bez tdznej naprzemian polaryzacji, nefctoody wtwiy przy tym przebiegac prwtettnitfw** równolegle to osi elektecnuów, 50 Grzebienie 7 oznaeaaja, ze co najmniej dwie eMKiudy ukledfr wietobiefanowego a umieszczone syfBe&ycziile #9 osi atrieadeiifa elektronów wyko¬ nane sa w postac grzebieni pneswii^tych wzgle¬ dem siebie w Meruntea wzdluznym ukladu wielo- 55 btegunwwdg* i tmena w tan sposób Unia opóznia¬ jaca, * której dajff Ha tdprowsdzic sygnal wielkiej ezettdtfttwoftl, powielony w okladzie wielobieguno- wym *< wspólczynnik «l —i)», przy m» 1,2,3....Ifeohanta* powijania dtaptcdllwesei w ukladzie 60 i^aHoKtafunowyni liaar przedstawiony na fig. 3. m wylMttla j*f& odciata padano dlugosc 1 pola ukladu wielobiegunowego, a jato rzadna amplitu¬ da A m sytfcfirafticayrti w munnmtim elektronów.£M# t on«a» wpreiwpdlooa du uMado wftalobie- 69 gunowago fala synchnhtfcana, o dodatni enetgii i «eatt«liwd*rt «d. ** flua sfnahrioKmni Wpnwi elektrostaty nowego 1 wsttuzneg) pola magnaty^znego » wsx±- d» w strumieniu eMiti«ft4w fatf »y«cfartrtlcaHa o ujemnej endr^i i dffatdCLiwadltt Oi—1)^ Ampt*- terda tej feM ayindteeniazne} wzMaf» umawo uraa z droga przebyta w ukladzie wielottagWKttrym.Dlatego krzywa a pnedatawta wyto«t aiaplilody fali s^chreatfesnej o czystotUwoici (n — 1^ L#- two zauwazyc, ze wzdluz drogi ukladu *jneMagia nowego fala synchroniczna wedlug knywt) # pep- woduje ttiowu powstawanie iaM aynolronteanaj o odpowiednio powielonej czedtertliwoict, fttów po¬ siada energie dodatnia.W przypadku, gdy uklad wWobtogimowy jeat ukladem osmiobiegunowym fela syncktofllraM we¬ dlug krzywej 10 ma czestotliwosc &* ^zwta aa»- plitudy tej fali synchronicznej ni* mofce juanfastape- wac liniowo, poniewaz amplituda fali syttdhrmUW- nej wedlug krzywej 9 (w podanym przykladzie ukladu osmiobiegunowego jest to fala synchronicz¬ na o ujemnej energii i czestotliwosci 3wt sama wzrasta. Proces powielania czestotliwosci toczy sie dowolnie daleko, ffa przyklad przy pomocy krzy¬ wej 11 zaznaczono, ze przez fala syndtronfczna o dodatniej energii Wedlug krzywej 10 Wzbudza¬ na zostanie fala synchroniczna o ezeskrtllwosti (n —1)^6)5 (w przypadku uldadu osmiobiegwiowe- go oznacza to czastotliwosc tftajl. iCWrt 1 powielo¬ nych czestotliwosci zostanie wyprowacfórn*, zalety jedynie od geometrii wyjSctowego ukfatfti aprzaga- jacego, szczególnie zas od geometrii grzebleni 7 elektronowej lampy strumieniowej z fig. -t.Z wykresu podanego na fig. 3 wynika, ze Ada synchroniczna o czastotttwosd (n;—<$*&% ^aftwfa energie dodatnia. Fala ta moze byc przekr odpro¬ wadzona ze strumienia elektronów, dzieki czemu zapobiega sie tworzeniu fal synchronicznycli o Wyz¬ szych czestotliwosciach. Aby to osiagna* Metra jedynie wyjsciowy uklad spreagajacy wftpfty* w uklad wielobiegundwy i nastroic go na zakre* od¬ powiadajacy czastotiiwoki (n—l^o. Ku' pddeta- wie fig. 4 i 5 zostanie objasniony wlasciwy, prak¬ tyczny przyklad wykonania ukladu witlofotogttne- wego przy czym uklad wielobiegunowy jeat owa¬ dem szesciobiegunowym.Fig.. 4 przedstawia uktad szesdoWeguoowy od przodu. Szesc elektrod rozmieszczonych symetrycz¬ nie wokól osi powinno przebiega* proaaettUowo w kierunku wzdluznym ukladu sz^sckfefegMoil*- go. Znajdujace sie pod stalym potene}«i» elek¬ trycznym o ujemnej polaryzacji eliktfddy A 13 i 14 sa prostymi, wydluzonymi piatami. BtokttOdy 15, Id, 17, która znajdttja sie pod potencjalem o tej samej wartosai, lecz dod^»iaj polaryzacji* wyko¬ nane sa jako ZrzeMenie, ktdtych aaby akierewa»e sa promieniscie w strone dal ukladu izeJck*ie#a- nowego. Poszczególne grzebienie winne przy tym byc przesuniete wzgledem siebie w kierunku wzdluznym ukladu szesciobiegunowego w ten *•- sób, aby wolne konce zebów na obwodzie ukladu wielobiegunowego lezaly na Krzywej spiralnej, tak jak to pokarruje H^ 3, jako fOzwkdacia efiktfod 15,10 117,51982 7 Dalsza mozliwosc wykonania ukladu wielobiegu- nowego 5 z fig. 1 jako ukladu osmiobiegunowego przedstawia perspektywicznie fig. 6. Elektrody ukladu osmiobiegunowego sa przy tym umieszczo¬ ne w falowodzie 18. Elektrody, które maja otrzy- 5 mac potencjal ujemny sa pretami 19, 20, 21 i 22 o przekroju trójkatnym i sa izolowane od falowo¬ du. Musza one byc galwanicznie polaczone ze soba poza falowodem. Pozostale cztery elektrody 23, 24, 25 i 26, które maja otrzymac potencjal dodatni, umieszczone sa po srodku scianek falowodu 12 i skierowane do jego wnetrza. Elektrody 23 i 25 wychodzace z wezszych scianek falowodu wykona¬ ne sa przy tym jako grzebienie, których zeby sa wzajemnie przesuniete w kierunku wzdluznym fa- 15 lowodu. W ten sposób powstaje uklad opózniajacy, w którym fale synchroniczne o energii zarówno dodatniej jak i ujemnej moga wzbudzac fale wiel¬ kiej czestotliwosci. Krzywa rozproszenia tego ro¬ dzaju ukladu opózniajacego przedstawia fig. 7 na 2Q wykresie—_x v Widac, ze uklad jako urzadzenie o charakterze fali wstecznej posiada silnie zblizony do poziome¬ go przebiegu krzywej rozproszenia, pierwszej, na- oc przód dazacej fali czesciowej, tak ze przy pracy z ta fala czesciowa linia opózniajaca jest dalece szerokopasmowa. Wymiary linii opózniajacej sa tak dobrane, ze srednia dlugosc fali ta przenoszonego zakresu równa sie jednej trzeciej dlugosci fali l0 30 doprowadzanej uprzednio do ukladu osmiobiegu¬ nowego. Fala synchroniczna o powielonej czesto¬ tliwosci 3co0 wzbudzona w ukladzie osmiobieglino¬ wym, wzbudza z kolei w linii opózniajacej fale wielkiej czestotliwosci o czestotliwosci 3co0. Przez 35 zmiane geometrii linii opózniajacej mozna ja jed¬ nak przestroic na inna zadana czestotliwosc 9co0 lub 27(o0.Wynalazek nie ogranicza sie do przedstawionych wyzej przykladów wykonania. Szczególnie zas nie 40 jest koniecznym, aby wyjsciowy uklad sprzegajacy stanowil czesc skladowa ukladu wielobiegunowe- go. Równiez uklad wielobiegunowy moze posiadac dziesiec lub wiecej elektrod. Dalej mozliwym jest zasilanie elektrod dodatnimi i ujemnymi potencja- 45 lami w sposób impulsowy i zastosowanie w ten sposób lampy do pracy impulsowej. Uzyskuje sie przy tym te zalete, ze nawet przy zlym ksztalcie impulsów, czestotliwosc zostaje scisle zachowana, poniewaz zalezy ona wylacznie od geometrii ukla- 50 du wielobiegunowego. Tego rodzaju lampa nadaje sie szczególnie do pracy impulsowej przy bardzo duzych mocach, gdy wymagana jest wysoka stabil¬ nosc czestotliwosci.Elektronowa lampa strumieniowa wedlug niniej¬ szego wynalazku ma szereg zalet. Powielanie cze¬ stotliwosci jest bardzo dokladne, poniewaz zalezy ono tylko od geometrii ukladu wielobiegunowego, a nie od stanu napiecia i pradu. Wspólczynnik po¬ wielania odbywa sie przy równoczesnym zysku mocy. PL