DE1009729B - Elektrodensystem zur Elektronenreflexion in Elektronenroehren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrodensystem zur Elektronenreflexion in Elektronenröhren, insbesondere für kurze und sehr kurze Wellen. Bei einem solchen Elektrodensystem wird in an sich bekannter Weise durch eine Reflektorelektrode, die gegenüber einer ihr vorgelagerten durchbrochenen Elektrode, z. B. in Form eines Gitters, negativ vorgespannt ist, ein Bremsfeld gebildet, in welchem ankommende Elektronen zur Umkehr gezwungen werden. Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung eines solchen Systems und ermöglicht vor allem solche Hysterese-Erscheinungen bei Reflexgeneratoren zu vermeiden, welche durch Auslenkung der reflektierten Elektronen in zu der Achse des Elektronenstrahls nicht parallele Bahnen entstehen. Die Erfindung hat besondere Bedeutung für Röhren nach Art der Reflexklystrone, ist aber auch überall dort von Vorteil, wo es sich darum handelt, Elektronen in einem Bremsfeld zur Umkehr zu bringen.

Bei einem Reflexoszillator hat die Reflektorelektrode die Aufgabe, mittels des Bremsfeldes die Elektronen auf zu der Achse des Elektronenstrahls möglichst parallelen Bahnen wieder durch den Laufraum zurückzuschicken. Es ist dabei aber vielfach unerwünscht, die reflektierten Elektronen auf genau denselben Bahnen zurückzuschicken, auf denen sie gegen den Reflektor anliefen, um Hysterese zu vermeiden, so daß man bereits versucht hat, durch geeignete Formgebung der Reflektorelektrode die Elektronen in eine gewünschte Richtung zu lenken. Die Erfindung löst die Aufgabe einer einheitlichen Reflexion des überwiegenden Teiles der Elektronen in eine gewünschte Richtung mit besonderen Mitteln. Erfindungsgemäß ist (sind) von den Elementen der durchbrochenen Elektrode, beispielsweise den Gitterdrähten, ein einzelnes Element oder mehrere einander nicht benachbarte Elemente so ausgebildet, daß es (sie) eine wesentlich größere Tiefenerstreckung nach der Reflektorelektrode hin besitzt (besitzen) als die anderen Elemente der durchbrochenen Elektrode, wobei die Tiefenerstreckung so groß ist, daß die öffnungen der durchbrochenen Elektrode praktisch ohne Einfluß auf den Verlauf der Äquipotentialflächen im Bereich der durchbrochenen Elektrode sind. Gleichzeitig hiermit können sich an die Elemente mit Tiefenerstreckung zusätzliche Hilfselektroden, die ebenfalls eine Tiefenerstreckung besitzen, anschließen.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. In

Fig. 1 ist eine bekannte Elektrodenanordnung schematisch veranschaulicht, wahrend

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter, schematischer Darstellung, zeigt.

Elektrodensystem zur Elektronenreflexion in Elektronenröhren

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 4

Dr. Werner Veith, München,
ist als Erfinder genannt worden

Bei der üblichen bekannten Anordnung gemäß Fig. 1 befindet sich in einem gewissen Abstand vor einer als Reflektorelektrode wirksamen Platte 10 eine durchbrochene Elektrode, beispielsweise ein .Gitter 11. Mit 1 bis 9 sind Äquipotentialflächen bezeichnet. Dabei

a5 zeigt sich, daß die dem Gitter 11 benachbarten Äquipotentialflächen 1 und 2 erheblich durch die Nähe der Einzelelemente des Gitters verformt werden. Die Folge davon sind Brechungen der Elektronenbahnen 13, so daß die Elektronen unter verschiedenen Winkeln in den Reflektorraum gelangen und nur außerordentlich schwierig in eine gewünschte einheitliche Richtung zurückgelenkt werden können.

Ferner ist aus der französischen Patentschrift 996 934 eine Anordnung bekannt, bei der vor der Reflektorelektrode zwei aus stabförmigen Elementen bestehende, quer zur Röhrenachse angeordnete Gitterelektroden vorgesehen sind, von denen die eine auf Reflektorpotential und die andere auf Resonatorpotential liegt. Durch das Zusammenwirken der Reflektorelektrode und dieser beiden Gitterelektroden erhält man ein Feld, dessen Stärke in dem Maße abnimmt, in dem man sich der Reflektorelektrode nähert. Man will dadurch erreichen, daß eine geringe Änderung der Modulationsspannung eine beachtliche Änderung der

4-5 Laufzeit der Elektronen bewirkt und ferner der zurückkehrende Elektronenstrahl fokussiert wird.

In Fig. 2 sollen die in Fig. 1 bei einer bekannten Anordnung dargestellten Verhältnisse bei einer Anordnung nach der Erfindung veranschaulicht werden.

Hier ist an einzelnen einander nicht benachbarten Elementen des Gitters 11 ein Teil 12 angesetzt, der z. B. die Form eines zylindrischen Ringes besitzt. Durch diesen Teil 12 wird das Feld in der Nähe des Gitters 11 so sehr geschwächt, daß die Äquipotential-

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flächen 1 und 2 nicht mehr durch jeden einzelnen Gitterdraht, sondern nur durch deren Gesamtheit beeinflußt werden. Durch die geringeren Verformungen können sie sich nicht in dem bisherigen Maß auf eine Brechung der Elektronenbahnen auswirken. Weiterhin finden die rückkehrenden Elektronen bei ihrer Beschleunigung ein solches Feld vor, daß sie wieder in parallele Richtung zueinander kommen, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist, während sie im Falle der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung nur normale Parabeln zu beschreiben imstande sind.

Bei den bisher bekannten Anordnungen beschreiben die reflektierten Elektronen sehr verschiedene Bahnen, ■je nachdem, ob hohe oder geringe negative Reflektorspannungen angelegt werden. Bei der Anordnung gemaß der obengenannten französischen Patentschrift liegen bei großen negativen Spannungen an der Reflektorelektrode die Umkehrpunkte der Elektronen weit von der Reflektorelektrode weg, also in einem Bereich, in dem die Elektronenbahnen durch die Gitterelektroden auf einen verhältnismäßig engenRaum zusammengedrängt sind. Dies hat aber eine störende Erhöhung der Raumladung zur Folge; denn durch die im Umkehrbereich auftretende hohe Raumladung werden die Äquipotentialflächen so verformt, daß die Elektronen nach Durchlaufen der Umkehrpunkte stark divergieren. — Bei einer Anordnung gemäß Fig. 1 werden die gegen die Reflektorelektrode 10 laufenden Elektronen durch die sehr welligen Äquipotentialflächen im Bereich des Gitters 11 stark zerstreut, so daß es verhältnismäßig schwierig ist, die reflektierten Elektronen auf Bahnen zu lenken, die parallel zur Achse des Elektronenstrahls 13 verlaufen. Bei geringerem negativem Potential der Reflektorelektrode wirkt sich dies nicht so störend aus wie bei hohem negativem Potential dieser Elektrode,, bei dem die Umkehrpunkte der Elektronen in den Bereich der Äquipotentialflächen 1,2 verlegt werden und die dort auftretende Raumladung eine weitere, im ungünstigen Sinne wirkende Deformation der Äquipotentialflächen in der Nähe der Gitterelektrode 11 zur Folge hat. Dadurch werden auch die rückläufigen Elektronen beim Durchlaufen der Gitterebene 11 zerstreut, so daß sie nicht auf zur Achse des Elektronenstrahls parallelen Bahnen zurücklaufen.

Bei der Anordnung nach der Erfindung liegen demgegenüber die Verhältnisse wesentlich günstiger, wie sich aus der Fig. 2 ohne weiteres ersehen läßt. Der Verlauf der Äquipotentialflächen zwischen Gitter 11 und Reflektorelektrode 10 ist durch die Elemente mit So Tiefenerstreckung 12 gegenüber dem Verlauf der Äquipotentialflächen in der Fig. 1 stark verändert. Selbst bei verhältnismäßig geringen negativen Potentialen an der Reflektorelektrode liegen die Umkehrpunkte der Elektronen noch in einem Bereich, -in dem die Äquipotentialflächen stark wellig sind. Zumindest durchlaufen die Elektronen zwischen der Gitterelektrode und den Umkehrpunkten Bereiche mit stark unterschiedlichem Verlauf der Äquipotentialflächen. Dadurch wird erreicht, daß die gegen die Reflektorelektrode anlaufenden Elektronen auf Bahnen gelenkt werden, die es erlauben, nach Durchlaufen der Umkehrpunkte die Elektronen auf im wesentlichen zur Achse der Elektronenströmung parallele Bahnen zu lenken. Die erfindungsgemäße Anordnung weist aber noch einen anderen wesentlichen Vorteil auf, der darin besteht, daß bei stark negativen Potentialen an der Reflektorelektrode 10 die Raumladung im Umkehrbereich gegenüber einer Anordnung gemäß Fig. 1 oder den sonst bekannten Anordnungen erheblich verringert ist. Nimmt man z. B. an, daß in Fig. 2 die Umkehrpunkte entlang der Äquipotentialfläche 1 liegen, so erkennt man sofort, daß sich infolge der größeren Ausdehnung der Äquipotentialfläche 1 eine geringere Raumladung ausbildet, als dies z. B. entlang der Äquipotentialfläche 2 der Fig. 1 der Fall ist. Die Raumladung bewirkt deshalb eine wesentlich kleinere Verformung der Äquipotentialflächen als bei den bekannten Anordnungen.

Zur Realisierung der Erfindung sind auch andere Lösungen als der im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 veranschaulichte zylindrische Ring möglich. So können in einfacher Weise streifenförmige Ansätze an den Gitterelementen angebracht sein, derart, daß in steter Reihenfolge nach einer Anzahl normaler Gitterdrähte jeweils ein Blechstreifen vorgesehen ist. Weiterhin können die Streifen auch in mehreren Richtungen verlaufen, so daß sich ein Rahmen oder bei mehreren sich kreuzenden Streifen ein Kästchensystem ergibt. In entsprechender Weise kann auch an Stelle eines einzigen Ringes eine Anzahl von solchen angewendet werden, wobei es besonders vorteilhaft ist, dieselben konzentrisch ineinander anzuordnen. Schließlich kann auch ein Streifen durch spiraliges Aufwickeln in manchen Fällen eine Vereinfachung der Herstellung bedeuten.

Es ist im übrigen auch nicht unbedingt notwendig, die Streifen, Ringe od. dgl. massiv auszubilden; denn es kommt zur Erzielung der gewünschten Wirkung in den meisten Fällen lediglich auf den der Reflektorelektrode benachbarten Rand derselben an. Dementsprechend können diese auch gegebenenfalls durchbrochen ausgebildet sein oder nur aus einem Draht od. dgl. bestehen, der den der Reflektorelektrode benachbarten Rand derselben darstellt und durch einige wenige Stege od. dgl. abgestützt ist. Dies bietet den Vorteil, freie öffnungen zum Durchtritt der zurückkehrenden Elektronen zu schaffen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Elektrodensystem zur Elektronenreflexion in Elektronenröhren, insbesondere für kurze und sehr kurze Wellen, bei dem durch eine nicht durchbrochene Reflektorelektrode, die gegenüber einer ihr vorgelagerten durchbrochenen Elektrode, vorzugsweise in Form eines Gitters, negativ vorgespannt ist, ein statisches Bremsfeld gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß von den Elementen der durchbrochenen Elektrode, beispielsweise den Gitterdrähten, ein einzelnes Element oder mehrere einander nicht benachbarte Elemente so ausgebildet ist (sind), daß es (sie) eine wesentlich größere Tiefenerstreckung nach der Reflektorelektrode hin besitzt (besitzen) als die anderen Elemente der durchbrochenen Elektrode, und daß die Tiefenerstreckung so groß ist, daß die öffnungen der durchbrochenen Elektrode praktisch ohne Einfluß auf den Verlauf der Äquipotentialflächen im Bereich der durchbrochenen Elektrode sind.

2. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das (die) Element (e) mit Tiefenerstreckung zusätzliche Hilfselektroden aufweist (aufweisen), die ebenfalls eine Tiefenerstreckung besitzen.

3. Elektrodensystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine streifenförmige Ausbildung der Elektrodenteile mit Tiefenerstreckung.

4. Elektrodensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Elek-

trodenteile in mehreren Richtungen, insbesondere senkrecht zueinander, angeordnet sind.

5. Elektrodensystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine kästchenförmige Anordnung der streifenförmigen Elektrodenteile.

6. Elektrodensystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine ringförmige Ausbildung der Elektrodenteile mit Tiefenerstreckung.

7. Elektrodensystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch mehrere, vorzugsweise konzenirische Ringe.

8. Elektrodensystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine spiralförmige Ausbildung der Elektrodenteile mit Tiefenerstreckung.

9. Elektrodensystem nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Hilfselektroden mit Durchbrechungen versehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 996 934.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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