DE1052582B - Elektronenroehre nach Art einer Magnetrongeneratorroehre zur Erzeugung amplitudenmodulierter Schwingungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Elektronenröhren nach Art einer Magnetrongeneratorröhre mit vom übrigen Elektrodensystem elektrisch isolierten Steuerelektroden zur Erzeugung amplitudenmodulierter Schwingungen.

Im Frequenzbereich der Zentimeterwellen sind die Magnetrone bis zu einem Stand entwickelt worden, in welchem sie leistungsfähiger als irgendeine andere Art von Schwingungserzeugern, wie z. B. Klystrone, sind. Überdies können Magnetrone bei Anwendungen, bei denen hohe Leistung verlangt wird, so gebaut werden, daß im Verhältnis zu ihrem Gewicht und ihrer Größe eine bedeutend höhere Zentimeterwellenleistung erzielt wird als bei irgendeiner anderen Bauart bekannter Zentimeterwellenerzeuger.

Bis jetzt waren jedoch die Anwendungsmöglichkeiten von Magnetronen durch die Schwierigkeit beschränkt, die erzeugten Schwingungen innerhalb eines großen Bereiches des Modulationsgrades in ihrer Amplitude zu modulieren.

Es ist bekannt, daß Magnetronschwingungen durch Änderung der Anodengleichspannung zwischen dem Wert Null und dem maximaler Leistung entsprechenden Wert impulsmoduliert werden können. Diese Modulationsart ist jedoch bei gewissen Anwendungen, wie z.B. der Modulation eines Zentimeterwellenträgers durch Sprachsignale, nicht möglich, da eine Modulation von weniger als 100%·, wie sie zu einem großen Prozentsatz im Bereich der Sprachsignale auftritt, Verhältnisse im Magnetron zur Folge hat, bei welchen

eine Verschiebung oder Veränderung der Frequenz der erzeugten Schwingungen entsteht. Durch die Verschiebung werden die Leistungsabgabe und der Wirkungsgrad des Magnetrons stark herabgesetzt; außerdem ist gewöhnlich eine konstante Ausgangsfrequenz erwünscht. Überdies erfordert eine durch Änderung der Anodengleichspannung verursachte Modulation eine hohe Leistungsabgabe des zugeführten Modulationssignals. Aus diesem Grund ist ein Modulationssystem für eine Magnetronröhre zur Erzeugung amplitudenmodulierter Schwingungen durch Änderung der Anodengleichspannung des Magnetrons in seinen räumlichen Maßen sehr viel größer und in seinen Herstellungskosten sehr viel teuerer als das Magnetron mit seinen Betriebsspannungsquellen allein.

Schon früher wurden in Magnetronen Gitter versuchsweise benutzt, die jedoch dann als unbrauchbar betrachtet wurden. Der Grund dafür lag darin, daß die Gitter meist zwischen Kathode und Anode im Bereich der Elektronenströmung angebracht wurden, um letztere regeln zu können. Solche Gitter erwiesen sich aber als verhältnismäßig unwirksam zur Steuerung der Elektronenströmung und zeigten bald eine Überhitzung auf Grund des Elektronenbombardements.

Elektronenröhre
nach Art einer Magnetrongeneratorröhre zur Erzeugung amplitudenmodulierter
S chwingungen

Anmelder:
Raytheon Manufacturing Company,
Waltham, Mass. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Holzer, Patentanwalt,
Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. Juni 1951

Percy LeBaron Spencer, West Newton, Mass.
(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Weiterhin ist die Anwendung von zusätzlichen, Elektronen emittierenden Elektroden bekannt, die zwischen den kathodennahen Enden der Anodenarme angeordnet sind. Durch verschieden starke Elektronenemission kann die Dielektrizitätskonstante innerhalb der durch die Anodenarme und die dazwischenliegenden Abschnitte des Anodenhauptkörpers gebildeten Resonatoren geändert und dadurch die erregten Schwingungen in ihrer Frequenz verändert werden.

Bei einer Elektronenröhre nach Art einer Magnetrongeneratorröhre mit vom übrigen Elektrodensystem elektrisch isolierten S teuer elektroden zur Erzeugung amplitudenmod'ulierter Schwingungen, bei der die Anode aus einem parallel zur Kathode sich erstrekkenden Hauptkörper und einer Anzahl länglicher Teile besteht, die jeweils mit einem Ende an dem Hauptkörper befestigt sind, während ihre anderen, freien Enden zur Kathode hin ragen, und bei der jeweils zwei benachbarte längliche Anodenteile zusammen mit dem jeweils dazwischenliegenden Abschnitt des Anodenhauptkörpers einen zur Kathode hin offenen Hohlraumresonator bilden und ausschließlich diese Hohlraumresonatoren die Erzeugerkreise für die hochfrequente elektromagnetische Schwingungsenergie darstellen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die selbst keine Elektronen aussendenden Steuerelektroden in den der Kathode zugewandten Öffnungen der Hohlraumresonatoren

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angeordnet sind, derart, daß jede Öffnung eine längs derselben sich erstreckende Steuerelektrode aufweist und daß die Abstände der Steuerelektroden von der Kathode etwas größer sind als die Abstände der freien Enden der den Steuerelektroden jeweils benachbarten länglichen Anodenteile von der Kathode.

In dieser Weise angebrachte Steuerelektroden haben sich als besonders wirksam zur Steuerung der Amplitude der erzeugten Schwingungen erwiesen.

Während die Bewegung der einzelnen Elektronen in den den freien Enden der Anodenteile benachbarten Bereichen äußerst kompliziert ist und nicht leicht analysiert werden kann, ist die Erklärung des Steuervorganges, welche zum Verständnis dieser Erfindung behilflich sein kann, wie folgt:

Von der Kathode ausgesandte Elektronen werden unter dem Einfluß des zwischen Anode und Kathode aufgebauten elektrostatischen Feldes von der Anode angezogen und durch ein im Raum zwischen Anode und Kathode im wesentlichen senkrecht zum elektrostatischen Feld verlaufendes magnetisches Gleichfeld gezwungen, sich auf einer Kreisbahn um die Kathode zu bewegen. Die Wechselwirkung zwischen den hochfrequenten Feldern der Anode und der Elektronenströmung verursacht eine Gruppenbildung der Elektronen, die in ihrer Ausdehnung etwa den Speichen eines Rades ähnelt, die sich von der Kathode radial nach außen erstrecken und an den Anodenteilen vorbeirotieren. Diese Elektronengruppen induzieren bei ihren Bewegungen an den freien Enden der Anodenteile Spannungen und geben hierbei Energie an die Hohlräume ab.

Durch die Anordnung von als Steuerelektroden dienenden Gitterdrähten zwischen den freien Enden der Anodenteile und durch das Anlegen eines Potentials an diese Gitterdrähte werden die Elektronengruppen in Abhängigkeit des an die Gitterdrähte angelegten Potentials entweder radial nach innen getrieben oder radial nach außen gezogen. Wenn die Elektronengruppen von den Enden der Anodenteile weg nach innen gedrückt werden, so wird weniger Wechselspannung in den Anodenhohlräumen induziert, demgemäß ist auch weniger hochfrequente Wechselspannung vorhanden, um die Gruppierung der aus der Kathode kommenden Elektronen vorzunehmen. Daher sinkt die Amplitude der erzeugten Schwingungen des Magnetrons. Wenn jedoch durch das Potential der Gitterdrähte die Elektronengruppen nach außen gezogen werden, können die um die Kathode kreisenden Elektronen näher an die Enden der Anodenteile kommen, und ihre Gruppierung wird dichter, weil sie durch die hochfrequenten Wechselspannungen zwischen benachbarten Anodenteilen stärker beeinflußt werden. Sie sind dann in der Lage, mehr Energie an die Anodenhohlräume zu liefern, weil sie dichter gruppiert sind und weil sie sich näher an den Enden der Anodenteile befinden. Somit wird es ersichtlich, daß durch Anbringung der Steuerelektroden zwischen den freien Enden der Anodenteile eine äußerst wirksame Steuerung der Wechselwirkungsbeziehungen, die die Schwingungen im Magnetron erzeugen, erreicht werden kann. Außerdem ist die Erhitzung der Steuergitteranordnung (Steuerelektrodenanordnung) durch Elektronenbombardement verhältnismäßig gering, da die Steuerelektroden sich außerhalb der Hauptelektronenströmung befinden. Dabei ist der in die Steuergitteranordnung fließende Strom klein und somit die benötigte Modulationsleistung zur Erzielung eines hohen Amplitudenmodulationsgrades der erzeugten Schwingungen verhältnismäßig gering.

Es ist bekannt, daß irgendwelche Änderungen in der Frequenz der erzeugten Schwingungen, die z. B. durch das modulierende Signal bewirkt werden, durch eine elektronische Abstimmvorrichtung kompensiert werden können. Diese elektronische Abstimmvorrichtung kann aus einer (zweiten) Elektronenquelle bestehen, die Elektronen in einen der Hohlräume des Magnetrons sendet. Dadurch wird die Dielektrizitätskonstante des Hohlraumes geändert, was in Übereinstimmung mit bekannten Gesetzen eine Änderung seiner Resonanzfrequenz zur Folge hat.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 stellt einen Teillängsschnitt einer erfindungsgemäßen Magnetronröhre der Radbauart mit der Modulationsschaltung dar;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der in Fig. 1 dargestellten Röhre längs der Linie 2-2 von Fig. 1;
Fig. 3 zeigt ein Diagramm, das die Ausgangsleistung N_A, die Eingangs-Modulationsleistung N_Mod und die Modulationsverstärkung V_Mod einer Magnetronröhre nach Fig. 1 und 2 darstellt;

Fig. 4 zeigt einen Teillängsschnitt eines mechanisch abstimmbaren Magnetrons der Radbauart, bei dem die Steuerelektroden mit den Abstimmelementen starr verbunden sind, und

Fig. 5 zeigt einen Teillängsschnitt einer Magnetronröhre der Radbauart, die mit einem Steuergitter der in Fig. 1 und 2 dargestellten Bauart ausgestaltet ist und eine elektronische Abstimmvorrichtung mit der zugehörigen Schaltung aufweist, um im Synchronismus mit der Modulationsspannung am Steuergitter eine durch diese Modulationsspannung eventuell entstehende Frequenzabweichung zu kompensieren.
Fig. 1 und 2 stellen eine Magnetronröhre dar, deren Anode aus einem hohlzylindrischen leitenden Hauptkörper 11 besteht, welcher z. B. aus Kupfer sein kann, von dessen innerer Oberfläche sich eine Anzahl länglicher Anodenteile 12, welche hier z. B. als leitende Rippen mit planparallelen Oberflächen dargestellt sind, radial nach innen erstreckt. Abwechselnd aufeinanderfolgende Anodenteile 12 sind in der Nähe ihrer freien Enden in bekannter Weise durch leitende Streifen verbunden, um S tor schwingungen zu unterdrücken. In einem Abstand von den freien Enden der Anodenteile 12 befindet sich der Kathodenzylinder 14, der mit einem elektronenemittierenden Material überzogen ist. Der Zylinder 14 ist konzentrisch zum Zylinder 11 angeordnet und ragt wenig über die oberen und unteren Kanten der Anodenteile 12 hervor. Leitende Endscheiben 15 sind in bekannter Weise an den Enden des Kathodenzylinders 14 angebracht. Sie dienen dazu, eine axiale Bewegung der Elektroden, die zu einem Entweichen derselben aus dem Raum zwischen dem Kathodenzylinder 14 und den Anodenteilen 12 führen würde, zu verhindern.

Am unteren Ende des Kathodenzylinders 14 ist die zylindrische Kathodenhalterungsanordnung 16 angebracht, die sich durch eine Bohrung in dem magnetischen Polstück 17 nach unten erstreckt. Die Halterungsanordnung 16 ist an einer metallischen Kappe 19 befestigt, die wiederum mit dem unteren Ende der keramischen Buchse 18 verbunden ist. Das obere Ende der Buchse 18 ist mit dem Metallzylinder 20 verbunden, der wiederum an dem magnetischen Polstück 17 befestigt ist. Das Polstück 17 erstreckt sich durch eine Öffnung in der unteren Abdeckplatte 21, die das untere Ende des Anodenzylinders 11 luftdicht abschließt. Das obere Ende des Anodenzylinders 11 wird durch eine obere Abdeckplatte 22, durch welche das magnetische

Polstück 23 ragt, abgeschlossen. Zwischen dem oberen und dem unteren Polstück 23 und 17 wird in dem Raum zwischen den Anodenteilen 12 und dem Kathodenzylinder 14 durch einen permanenten Magneten 24, dessen Polenden mit dem oberen bzw. mit dem unteren Polstück verbunden sind, ein magnetisches Feld erzeugt. Ferner ist eine Auskopplungsvorrichtung vorgesehen, die aus einer Schleife 26 besteht, die in. einen der von den Anodenteilen 12 gebildeten Hohlräume hineinragt. Das eine Ende der Schleife 26 ist mit dem Innenleiter 27, das andere Ende mit dem Außenleiter 28 einer Koaxialleitung verbunden. Eine isolierende, vakuumdichte Trennwand, z. B. durch Glaseinschmelzung (nicht gezeigt), ist zwischen dem Innenleiter 27 und dem Außenleiter 28 vorgesehen.

Das bisher beschriebene Magnetron gilt nur als Beispiel; es könnte irgendeine analoge Anodenanordnung mit Hohlraumresonatoren verwendet werden.

Um die erzeugten Schwingungen in der Amplitude zu modulieren, ist erfindungsgemäß eine Steuergitteranordnung vorgesehen, die aus den Gitterdrähten 31 besteht, die an der ringscheibenförmigen Gitterstütze 30 befestigt sind. Zwischen jedem Paar Anoden teile 12 erstreckt sich, parallel zu diesen und den freien Enden der Anodenteile benachbart, ein Gitterdraht 31, der z. B. 0,1 bis 0,3 mm weiter entfernt von der Kathode angebracht ist als die freien Enden der Anodenteile. Lage, Art und Form der Steuerelektroden sind hier nur als Beispiel einer Ausführung beschrieben, die gute Ergebnisse liefert. Es kann jedoch irgendeine geeignete Art und Form der Steuerelektroden bei größenordnungsmäßig gleicher Lage verwendet werden.

Die Gitterhaltescheibe 30, an welcher die Gitterdrähte 31 befestigt sind, wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch vier Arme 32 gestützt, die mit der Scheibe 30 ein Stück bilden und sich radial nach außen erstrecken. Die Arme 32 sind starr mit Haltestäben 33 verbunden, welche aus dicken Drähten bestehen, die durch Öffnungen in der unteren Abdeckplatte 21 ragen. Die Stäbe 33 werden hinsichtlich der Platte 21 durch isolierende Pfropfen 34 starr gehalten. Uber die Haltestäbe 33 kann der Steuergitteranordnung eine erwünschte Vorspannung und das Modulationssignal zugeführt werden.

Als Beispiel wird ein Modulationskreis gezeigt, der zur Beschickung der Steuergitteranordnung mit Modulationssignalen verwendet werden kann. Dieser Modulationskreis besteht aus einem Kondensator 35 a, dessen eine Seite mit einem der Haltestäbe 33 und dessen andere Seite mit der Sekundärwicklung 36 eines Modulationstransformators 37 verbunden ist, an dessen Primärwicklung 38 eine Modulationsquelle liegt. Das Ende der Wicklung 36, welches nicht mit dem Kondensator 35 a verbunden ist, ist mit dem Schleifer 39 eines Potentiometers 40 verbunden, welches an eine Gittervorspannungsquelle 41 geschaltet ist. Die Anzapfung der Batterie 41 ist mit der Kathode 14 über deren Halteanordnung 16 verbunden, so daß durch Einstellung des Potentiometerschleifers 39 eine Vorspannung erzeugt wird, die in bezug auf die Kathode 14 entweder positiv oder negativ sein kann. Diese Vorspannung wird über den Gitterwiderstand 42 und den einen Haltestab 33 an die Steuergitteranordnung gelegt. Der Kondensator 35 a ist groß genug gewählt, um die niedrigste gewünschte Modulationsfrequenz hindurchzulassen. Wenn erwünscht, kann die Sekundärwicklung 36 des Transformators 37 auch direkt zwischen die Haltestäbe 33 und die Kathode 14 geschaltet werden. Für manche Anwen-

düngen mag es jedoch erwünscht sein, die am Steuergitter liegende Gleichspannung zu regeln. Auch können der Koppelkondensator 35 a und der Gitterwiderstand 42, wie hier gezeigt, vorteilhaft als Gitterableitkombination Verwendung finden, die beim Auftreten von Modulationssignalen großer Amplitude die Steuergittergleichspannung negativer macht und hierdurch die Steuergitteranordnung gegen Überhitzung durch Elektronenbombardement schützt.

Als Beispiel für die Anodenspeisung ist eine Anodenspannungsquelle 43 hoher Spannung dargestellt, die zwischen Kathode und Anode des Magnetrons geschaltet ist. Die Heizspannungsquelle 44 ist zwischen Kathode und den Heizstrom-Zuführungsdraht 45 geschaltet, der durch den Glasverschluß 46 hindurchgeführt ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 werden jetzt die Betriebseigenschaften eines gittergesteuerten Magnetrons der Bauart nach Fig. 1 und 2 dargestellt.

Fig. 3 stellt ein Diagramm dar, bei welchem die Anodengleichspannung U_a als Abszisse und die Ausgangsleistung N_a in Watt als Ordinate aufgetragen ist. Diese iV^-Kurve gilt bei Verhältnissen, bei welchen annähernd ein hundertprozentiger Modulationsgrad mit einem System ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten erzielt wird. Bezüglich der Kathode liegt hierbei eine Vorspannung Null an dem Potentiometerschleifer 39 (Fig. 1). Die Amplitude einer dem Modulationssystem zugeführten sinusförmigen Schwingung wird in diesem Fall auf einen Wert eingestellt, bei welchem die (lineare) Gleichrichtung der erzeugten amplitudenmodulierten Schwingung gerade noch eine sinusförmige Wellenform ergibt, wobei jedoch eine Vergrößerung der Modulationsamplitude eine Begrenzung der gleichgerichteten Schwingung verursachen würde (diese Begrenzung ist ein Zeichen der Annäherung an die hundertprozentige Modulation). Wie aus dem Diagramm ersichtlich, zeigt die A^r _A-Kurve, daß bei 1400 V Anodenspannung annähernd 37 W Leistung am Ausgang des Systems erzeugt werden, wie bei Punkt 49 angegeben ist. Bei Erhöhung der Anodenspannung erhöht sich die Leistungsabgabe bei im wesentlichen hundertprozentigem Modulationsgrad, bis bei 1950 V eine maximale Ausgangsleistung von etwa 81 W erzeugt wird, wie bei Punkt 50 angegeben. Danach sinkt die Ausgangsleistung bei Vergrößerung der Anodenspannung.

Das Diagramm der Fig. 3 zeigt auch eine Kurve, die die Modulations-Eingangsleistung N_Mod in Watt in Abhängigkeit der Anodengleichspannung U_a darstellt. Bei einer Anodenspannung von 1400 V werden, wie bei Punkt 52 angegeben, 20 W Modulationsleistung benötigt, um den gewünschten, etwa hundertprozentigen Modulationsgrad zu erzielen. Bei einer Erhöhung der Anodenspannung jedoch sinkt die Modulationsleistung schnell ab, bis bei 2100 V₁ wie bei Punkt 53 angegeben, weniger als Va W Modulationsleistung benötigt wird, um einen etwa hundertprozentigen Modulationsgrad zu erzeugen.

Im Diagramm der Fig. 3 ist ferner eine Kurve dargestellt, die den Verlauf der Modulations-Leistungsverstärkung V_liod in Dezibel in Abhängigkeit der Anodengleichspannung zeigt. Bei 1400 V Anodenspannung ist, wie bei Punkt 55 gezeigt, die Modulationsverstärkung annähernd 3 Dezibel. Die Verstärkung steigt schnell mit der Anodenspannung an, bis bei 2100 V eine Verstärkung von mehr als 22 Dezibel erreicht wird, wie bei Punkt 56 dargestellt.

Wie ersichtlich, kann ein gittergesteuertes Magnetron der hier dargelegten Bauart in einem großen

Anodenspannungsbereich betrieben werden. Weiterhin stimmt die Form der gleichgerichteten Schwingung mit der Form des Modulations-Eingangssignals annähernd überein, was besagt, daß die vorliegende Bauart eines gittergesteuerten Magnetrons im wesentlichen eine lineare Modulationscharakteristik besitzt. Überdies ist durch die besondere Art und Lage der in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschriebenen Steuergitteranordnung die durch die Zuführung eines Modulationssignals an das Steuergitter erzeugte Frequenzmodulation sehr gering. Daher ist für viele Anwendungen dieses Magnetrons keine Frequenzkompensation notwendig.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei welcher in Verbindung mit der Steuergitter anordnung ein mechanisches Abstimmsystem vorgesehen ist.

In dieser Ausführung sind der Anodenaufbau 11,12, die Kathodenanordnung 14, 16, die magnetischen Polstücke 17, 23 und die Ausgangs-Kopplungseinrichtung 26, 27, 28 im wesentlichen dieselben wie die in Fig. 1 und 2 dargestellten. Es ist jedoch eine an sich bekannte mechanische Abstimmanordnung zur Änderung der Frequenz des Magnetrons vorgesehen. Besagte Abstimmanordnung besteht aus einer Anzahl Abstimmelemente 63, von welchen je eines in jeden der durch die Anodenteile 12 gebildeten Hohlräume im Bereich der freien Enden der Anodenteile hineinragt. Die Abstimmelemente 63 sind leitend, und eine Einführung derselben in die von den Anodenteilen gebildeten Hohlräume erhöht die Kapazität dieser Hohlräume, wodurch die Resonanzfrequenz gesenkt wird. Jedes der Abstimmelemente 63 ist mit einem leitenden Draht 31 versehen, welcher sich von der unteren Kante des Elements nach unten erstreckt. Die leitenden Drähte 31 sind erfindungsgemäß vorgesehen, um als Steuerelektroden zu wirken.

Um das Anlegen einer Modulationsspannung an die Steuerelektroden 31 zu ermöglichen, werden die Abstimmelemente 63 bezüglich der Anode und der Kathode in folgender Weise isoliert gehalten. Die Abstimmelemente 63 sind an ihren oberen Enden an einem metallischen Ring 30 befestigt, der mit einer keramischen Haltescheibe 66 verbunden ist. Die keramische Scheibe 66 ist an einem beweglichen magnetischen Polstück 67 befestigt, das sich nach oben durch eine Bohrung im oberen magnetischen Polstück 23 erstreckt und in diesem axial verschiebbar angeordnet ist. Das obere Ende des magnetischen Polstückes 67 ist mit einem Gewinde 68 versehen, in welches ein mechanischer Abstimmkopf (nicht dargestellt; zur Einstellung des Polstückes 67 eingreift. Somit sind die Abstimmelemente 63 vom beweglichen Polstück 67 und damit auch von der Anode isoliert. Um eine elektrische Verbindung zwischen den Ab-Stimmelementen 63 und einem äußeren Modulationssystem vorzusehen, ist ein Zuführungsdraht 69 durch das hohle Polstück 67 konzentrisch zu demselben nach unten geführt und an seinem unteren Ende an dem Haltering 30 befestigt. Der Zuführungsdraht 69 ist durch eine Glasperle 70 am oberen Ende des magnetischen Polstückes 67 isolierend eingeschmolzen. Um einen beweglichen, vakuumdichten Abschluß zwischen dem Polstück 67 und dem Anodenaufbau zu schaffen, ist ein Balg 71 vorgesehen. Der eine Rand des Balges 71 ist mit dem Polstück 67 verbunden, der andere Rand mit der oberen Abdeckplatte 22.

Durch Anlegen einer Modulationsspannung an den Zuführungsleiter 69 wird diese über die Abstimmelemente 63 den Gitterdrähten 31 zugeführt und die 7c

gewünschte Modulationssteuerung erzeugt. Die Frequenz der erzeugten Schwingungen kann durch die axiale Verschiebung der Abstimmelemente 63 innerhalb der Anodenhohlräume (durch Verschieben des Polstückes 67) geändert werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird jetzt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei welcher von einer an sich bekannten Methode Gebrauch gemacht wird, um auf elektronischem Wege im Synchronismus mit dem Modulationssignal eine durch die an das Steuergitter angelegte Modulationsspannung eventuell entstehende Frequenzabweichung zu kompensieren. Das in Fig. 5 gezeigte Magnetron entspricht im wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten; gleiche Teile sind daher mit gleichen Bezugszahlen versehen. Es ist jedoch ein zusätzlicher Elektronenerzeuger 72 vorgesehen, um in einen der durch die Anodenteile 12 gebildeten Hohlräume Elektronen einzuleiten. Der Elektronenerzeuger 72 besteht aus einem zylindrischen leitenden Körper 73, dessen in den Hohlraum hineinragendes Ende mit einem Maschendraht 74 bedeckt ist, der als Gitter dient. Innerhalb des Zylinders 73 und konzentrisch zu ihm angeordnet befindet sich der Kathodenzylinder 75, dessen Abschlußscheibe 76 mit elektronenemittierendem Material überzogen ist. Der Zylinder 75 ist bezüglich des Zylinders 73 durch einen Glasverschluß 77 isoliert und vakuumdicht gehaltert. Innerhalb des Kathodenzylinders 75 ist eine Heizwicklung 78 angebracht, die über den Zuführungsleiter 79 gespeist wird. Zwischen Zuführungsleiter 79 und Kathodenzylinder 75 ist eine Heizspannungsquelle 81 geschaltet, die den Heizstrom für die Wicklung 78 liefert.

Der Modulationstransformator 37 besitzt eine Zusatzwicklung 82, an die das Potentiometer 83 geschaltet ist. Der Schleifer 84 des Potentiometers 83 ist mit dem Kathodenzylinder 75 verbunden. Ein Ende des Potentiometers 83 ist außerdem mit der Magnetronanode und damit mit dem Zylinder 73, an dem das Gitter 74 angebracht ist, verbunden. Somit liegt ein Teil der über die Wicklung 82 abgenommenen Modulationsspannung zwischen dem Gitter 74 und dem Kathodenzylinder 75, wodurch die Anzahl der von dem Elektronenerzeuger 72 in den Hohlraum eingeleiteten Elektronen gesteuert wird. Dadurch wird die Resonanzfrequenz des Hohlraumes geändert und das Magnetron abgestimmt. Die Polarität der Wicklung 82 wird dabei derart gewählt, daß das dem Elektronenerzeuger zugeführte Modulationssignal eine Frequenzänderung hervorruft, die entgegengesetzt ist zu der Frequenzänderung, die durch das dem Steuergitter 31 zugeführte Modulationssignal bewirkt wird. Der Potentiometerschleifer 84 wird so eingestellt, daß der Anteil des dem Elektronenerzeuger 72 zugeführten Modulationssignals gerade ausreichend ist, um Frequenzabweichungen zu kompensieren, die durch das Anlegen des Modulationssignals an die Steuergitteranordnung erzeugt werden.

Wenn erwünscht, kann auch eine Gleich-Vorspannung an dem Elektronenerzeuger 72 vorgesehen werden, durch deren Einstellung die Frequenz der erzeugten Schwingungen elektronisch geändert werden kann.

In dem in Fig. 5 dargestellten Modulationskreis für das Steuergitter 31 ist das regelbare Vorspannungssystem, bestehend aus der Batterie 41 und dem Potentiometer 40 (Fig. 1), weggelassen worden; das eine Ende des Gitterwiderstandes 42 ist hier über die Kathodenhalteanordnung 19, 16 direkt mit der Kathode 14 verbunden.

Claims (7)

Wenn erwünscht, könnte jedoch die in Fig. 1 dargestellte Vorspannungsanordnung oder eine andere Vorspannungsanordnung verwendet werden. Die Erfindung ist nicht notwendigerweise auf Magnetrone mit kreisrundem Anoden- und Kathodenaufbau beschränkt, sondern kann auch bei linearen Magnetronanordnungen angewandt werden. Patentansprüche: IO

1. Elektronenröhre nach Art einer Magnetrongeneratorröhre mit vom übrigen Elektrodensystem elektrisch isolierten Steuerelektroden zur Erzeugung amplitudenmodulierter Schwingungen, bei der die Anode aus einem parallel zur Kathode sich erstreckenden Hauptkörper und einer Anzahl länglicher Teile besteht, die jeweils mit einem Ende an dem Hauptkörper befestigt sind, während ihre anderen, freien Enden zur Kathode hin ragen, und bei der jeweils zwei benachbarte längliche Anodenteile zusammen mit dem jeweils dazwischenliegenden Abschnitt des Anodenhauptkörpers einen zur Kathode hin offenen Hohlraumresonator bilden und ausschließlich diese Hohlraumresonatoren die Erzeugerkreise für die hochfrequente elektromagnetische Schwingungsenergie darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die selbst keine Elektronen aussendenden Steuerelektroden (31) in den der Kathode (14) zugewandten öffnungen der Hohlraumresonatoren angeordnet sind, derart, daß jede öffnung eine längs derselben sich erstreckende Steuerelektrode aufweist und daß die Abstände der Steuerelektroden von der Kathode etwas größer sind als die Abstände der freien Enden der den Steuerelektroden jeweils benachbarten länglichen Anodenteile (12) von der Kathode.

2. Röhre nach Anspruch 1 mit einer zylindrischen Kathode und einem die Kathode koaxial umschließenden zylindrischen Anodenhauptkörper, von welchem die länglichen Anodenteile speichenartig radial nach innen ragen (Radbauart), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden die Form von dünnen Stäben haben, welche parallel zur Kathode angeordnet sind.

3. Röhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden an ihrem einen Ende elektrisch leitend mit einem vom übrigen Elektrodensystem elektrisch isolierten metallischen Halteteil (30) verbunden sind, welches vor der einen Stirnseite der Anode fest oder in Richtung der Längserstreckung der Steuerelektroden verschiebbar angeordnet ist, und daß dieses Halteteil mit einem Durchführungsleiter zum Zuführen der Modulationsspannung versehen ist.

4. Röhre nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Steuerelektroden von der Kathode um 0,1 bis 0,3 mm größer sind als die Abstände der freien Enden der den Steuerelektroden jeweils benachbarten länglichen Anodenteile von der Kathode.

5. Röhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine gesonderte Einrichtung zur Kompensation von Frequenzänderungen vorgesehen ist, die durch das Anlegen der Modulationsspannung an die Steuerelektroden eventuell entstehen.

6. Röhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gesonderte Kompensationseinrichtung aus einer zweiten Elektronenquelle (72) besteht, deren Elektronenemission in einen der Resonatorhohl räume hinein durch ein in Kompensationsschaltung an den Modulationstransformator (37) angeschlossenes Gitter (74) gesteuert wird (Fig. 5).

7. Röhre nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gesonderte Kompensationseinrichtung aus einer Anzahl von Abstimmelementen (63) besteht, die an dem in Richtung der Längserstreckung der Steuerelektroden verschiebbar angeordneten metallischen Halteteil (30) starr befestigt und derart ausgebildet sind, daß sie durch Verschieben des metallischen Halteteils in veränderbarem Maße in die Resonatorhohlräume hineinragen (Fig. 4).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 805 927;
britische Patentschrift Nr. 468 596;
USA.-Patentschriften Nr. 2 504 739, 2 509 419.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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