DE1264624B

DE1264624B - Electron beam tubes for amplifying or limiting high-frequency signals

Info

Publication number: DE1264624B
Application number: DE1961S0072866
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dieter Froelich; Dipl-Ing Dr Rudolf Mueller
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-03-07
Filing date: 1961-03-07
Publication date: 1968-03-28

Description

Elektronenstrahlröhre zur Verstärkung oder Begrenzung hochfrequenter Signale Die Erfindung betrifft eine Elektronenstrahlröhre zur Verstärkung oder Begrenzung hochfrequenter Signale sehr kurzer Wellenlänge mit einem einen konstanten Strahlstrom abgebenden Elektronenstrahlerzeugungssystem, einem vom Elektronenstrahl durchsetzten Einkoppelsystem, in dem die Strahlelektronen im Rhythmus der Frequenz des Eingangssignals eine Auslenkung aus der Achse des unmodulierten Elektronenstrahls (Röhrenachse) erfahren, und mindestens einem Auskoppelkreis mit nachfolgender Auffangelektrode.Cathode ray tube for amplifying or limiting high frequencies Signals The invention relates to a cathode ray tube for amplification or limitation high frequency signals of very short wavelength with a constant beam current emitting electron gun, one interspersed with the electron beam Coupling system in which the beam electrons in the rhythm of the frequency of the input signal a deflection from the axis of the unmodulated electron beam (tube axis) experienced, and at least one decoupling circuit with a subsequent collecting electrode.

Der Wirkungsgrad derartiger Elektronenstrahlröhren bestimmt sich wesentlich aus dem Verhältnis von Hochfrequenzausgangsleistung zur Gleichstromleistung des Elektronenstrahls. Da die Hochfrequenzausgangsleistung unabhängig von der Gleichstromleistung des Elektronenstrahls sich mit der Modulation laufend ändert, ist der Wirkungsgrad derartiger Röhren nicht konstant.The efficiency of such cathode ray tubes is essentially determined from the ratio of high frequency output power to DC power of the Electron beam. Because the high frequency output power is independent of the DC power of the electron beam changes continuously with the modulation, is the efficiency such tubes are not constant.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektronenstrahlröhre zur Verstärkung oder Begrenzung hochfrequenter Signale zu schaffen, die bei hohem Wirkungsgrad im gesamten Aussteuerbereich mit einem möglichst konstanten Verhältnis von Hochfrequenzausgangsleistung zur Gleichstromleistung des Elektronenstrahls arbeitet. Solche Röhren werden besonders für amplitudenmodulierte Sender benötigt.The invention is based on the object of a cathode ray tube to create amplification or limitation of high frequency signals at high Efficiency in the entire dynamic range with a ratio that is as constant as possible from high frequency output power to DC power of the electron beam. Such tubes are particularly required for amplitude-modulated transmitters.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß bei der Längenmodulation von Stromimpulsen die Gleichstromkomponente proportional mit der Hochfrequenz geändert wird. Entsprechend diesem .Prinzip soll der den Auskoppelkreis anregende Elektronenstrahl einer erfindungsgemäßen Elektronenstrahlröhre Impulsform mit in der Länge modulierten Stromimpulsen erhalten.The invention is based on the consideration that the length modulation of current pulses, the direct current component changed proportionally with the high frequency will. According to this principle, the electron beam which excites the coupling-out circuit should a cathode ray tube according to the invention with pulse shape modulated in length Receive current pulses.

Es ist bereits eine Elektronenstrahlröhre zur Verstärkung und Amplitudenbegrenzung hochfrequenter Signale des Dezimeter- und Zentimeterwellenbereichs bekannt, die aus einem einen konstanten Strahlstrom abgebenden Elektronenstrahlerzeugungsssystem, einer Querfeldsteuereinrichtung zur Auslenkung des Elektronenstrahls im Rhythmus der Frequenz des Eingangssignals und einem Auskoppelsystem mit nachfolgender Auffangelektrode besteht und bei der das Auskoppelsystem von einer Blende und einem in Elektronenstrahlrichtung dicht hinter der Blende angeordneten Hohlraumresonator gebildet ist (vgl. die deutsche Patentschrift 1033 342). Die Blende ist dabei so bemessen und in bezug auf den Elektronenstrahl so angeordnet, daß die von dem Eingangssignal durch die Querfeldsteuereinrichtung jeweils in den einen Halbperioden nach der einen Seite ausgelenkten Elektronen auf die Blende auftreffen, während die jeweils in den anderen Halbperioden nach der anderen Seite ausgelenkten Elektronen .auch noch bei der größten Auslenkung den Hohlraumresonator durchsetzen. Der Elektronenstrahl regt also den Hohlraumresonator mit Stromimpulsen ,an. Bei dieser Elektronenstrahlröhre liegt die Blende wenigstens größenordnungsmäßig auf dem gleichen Gleichpotential wie die hinter dem Hohlraumresonator angeordnete Auffangelektrode, so daß eine nennenswerte Verbesserung des Wirkungsgrades nicht auftritt. Außerdem ist bei der geschilderten bekannten Anordnung eine magnetische Fokussierung nicht möglich, da eine reine Querfeldsteuerung des Elektronenstrahls vorgenommen wird. Die El:ektronenstrahldichte (und damit auch der Wirkungsgrad) ist dadurch bei der bekannten Elektronenstrahlröhre begrenzt.It is already a cathode ray tube for amplification and amplitude limitation of high-frequency signals of the decimeter and centimeter wave range known, the from an electron beam generating system emitting a constant beam current, a transverse field control device for deflecting the electron beam in rhythm the frequency of the input signal and a decoupling system with a subsequent collecting electrode and in which the decoupling system consists of a diaphragm and one in the electron beam direction is formed close behind the diaphragm arranged cavity resonator (see. The German Patent specification 1033 342). The aperture is dimensioned in this way and in relation to the electron beam arranged so that the input signal through the cross field controller electrons deflected to one side in each of the half periods hit the diaphragm, while each in the other half-periods after the electrons deflected on the other side, even with the greatest deflection Enforce cavity resonator. The electron beam thus excites the cavity resonator with current pulses. In this cathode ray tube, the aperture is at least of the order of magnitude at the same potential as that behind the cavity resonator arranged collecting electrode, so that a significant improvement in efficiency does not occur. In addition, in the known arrangement described, a magnetic one Focusing not possible because the electron beam is controlled purely in a cross-field manner is made. The electron beam density (and thus also the efficiency) is thereby limited in the known cathode ray tube.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer Elektronenstrahlröhre der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Strahlelektronen längs ihres gesamten Weges in einem zur Röhrenachse parallelen statischen Magnetfeld (Längsfeld) verlaufen, daß das Einkoppelsystem aus zwei gleichen, in Elektronenstrahlrichtung kurzen und im Abstand von einer halben Zyklotronwellenlänge (A,/2) deckungsgleich hintereinanderliegenden Plattenpaaren besteht, an deren einander jeweils parallel gegenüberliegenden Platten das Eingangssignal synchron gelegt ist, und daß die Strahlelektronen im Anschluß an das Einkoppelsystem ein längs- und axialsymmetrisches Ablenkelektrodensystem durchlaufen; das so ausgebildet und mit solchen Gleichpotentialen beaufschlagt ist, daß sein elektrostatisches Ablenkfeld zusammen mit dem statischen Magnet- Feld die ankommenden nusgelenkten Strahlelektronen derart weiter nach außen lenkt, daß zwei im wesentlichen parallel zur Röhrenachse verlaufende, Impulsform im Rhythmus der Frequenz des Eingangssignals zeigende Elektronenstrahlbündel entstehen, von denen zumindest eines einen entsprechend exzentrisch zur Röhrenachse angeordneten Auskoppelkreis durchsetzt.To solve the problem, it is proposed in a cathode ray tube of the type mentioned according to the invention that the beam electrons run along their entire path in a static magnetic field parallel to the tube axis (longitudinal field), that the coupling system consists of two identical ones, short and spaced in the electron beam direction consists of half a cyclotron wavelength (A, / 2) congruent one behind the other, on the plates of which the input signal is placed synchronously, and that the beam electrons pass through a longitudinally and axially symmetrical deflection electrode system following the coupling system; which is designed in such a way and subjected to such direct potentials that its electrostatic deflection field together with the static magnetic field directs the incoming beam electrons further outwards in such a way that two electron beam bundles are created that run essentially parallel to the tube axis and show a pulse shape in the rhythm of the frequency of the input signal , of which at least one passes through a decoupling circle arranged correspondingly eccentrically to the tube axis.

Man kann die gestellte Aufgabe mit einer Elektronenstrahlröhre der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß .dadurch lösen, daß das Einkoppelsystem aus einem in Elektronenstrahlrichtung kurzen Plattenpaar besteht, an dessen einander parallel gegenüberliegenden Platten das Eingangssignal gelegt ist, und daß die Strahlelektronen im Anschluß an das Einkoppelsystem ein längssymmetrisches Ablenkelektrodensystem durchlaufen, das so ausgebildet und mit solchen Gleichpotentialen beaufschlagt ist, daß sein elektrostatisches Ablenkfeld die ankommenden ausgelenkten Strahlelektronen derart weiter nach außen lenkt, daß zumindest ein im wesentlichen parallel zur Röhrenachse verlaufendes; Impulsform im Rhythmus der Frequenz des Eingangssignals zeigendes Elektronenstrahlbündel entsteht, das einen entsprechend exzentrisch zur Röhrenachse angeordneten Auskoppelkreis durchsetzt. An Hand der in schematischer Weise in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung nachstehend näher erläutert werden. Dabei sind alle Teile weggelassen, die nicht zum Verständnis der Erfindung notwendig erscheinen, wie z. B. die Vakuumhülle oder das System zur Erzeugung des Magnetfeldes. Einander entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt F i g. 1 eine mit Magnetfeld arbeitende erfindungsgemäße Elektronenstrahlröhre, F i g. 2 eine Vorderansicht des Einkoppelsystems einer Elektronenstrahlröhre nach F i g. 1, F i g. 3 eine Vorderansicht des Ablenkelektrodensystems einer Elektronenstrahlröhre nach F i g. 1, F i g. 4 eine ohne Magnetfeld arbeitende erfindungsgemäße Elektronenstrahlröhre, F i g. 5 eine Vorderansicht des Ablenkelektrodensystems einer Elektronenstrahlröhre nach F i g. 4, F i g. 6 eine mit Magnetfeld arbeitende erfindungsgemäße Elektronenstrahlröhre mit zwei Auskoppelkreisen.You can do the task with a cathode ray tube initially mentioned type according to the invention .does that trigger the coupling system consists of a short pair of plates in the electron beam direction, on each other parallel opposite plates the input signal is placed, and that the beam electrons a longitudinally symmetrical deflection electrode system following the coupling system run through, which is designed and acted upon with such constant potentials, that its electrostatic deflection field deflects the incoming beam electrons steers further outward in such a way that at least one is substantially parallel to the tube axis trending; Pulse shape showing the rhythm of the frequency of the input signal Electron beam is created, one correspondingly eccentric to the tube axis arranged Auskoppelkreis interspersed. With reference to the in a schematic manner in the Exemplary embodiments illustrated in the drawing are intended to illustrate the invention below are explained in more detail. All parts that are not for understanding have been omitted the invention appear necessary, such. B. the vacuum envelope or the system for Generation of the magnetic field. Corresponding parts are given the same reference symbols Mistake. It shows F i g. 1 a cathode ray tube according to the invention operating with a magnetic field, F i g. 2 shows a front view of the coupling system of a cathode ray tube according to FIG F i g. 1, Fig. 3 is a front view of the deflection electrode system of a cathode ray tube according to FIG. 1, Fig. 4 a cathode ray tube according to the invention that works without a magnetic field, F i g. 5 is a front view of the deflection electrode system of a cathode ray tube according to FIG. 4, fig. 6 shows a cathode ray tube according to the invention which operates with a magnetic field with two decoupling circuits.

In F i g. 1 :erzeugt das Elektronenstrahlerzeugungssystem 1 einen zeitlich konstanten Elektronenstrahl 2, der in einem statischen magnetischen Längsfeld B verläuft. Das Einkoppelsystem, dem das zu verstärkende Eingangssignal zugeführt wird, besteht aus zwei gleichen, in Elektronenstrahlrichtung kurzen Plattenpaaren 3 und 5, die jeweils von zwei einander parallel gegenüberliegenden Metallplatten gebildet sind und an die das Eingangssignal synchron gelegt ist. »Kurz« bedeutet dabei, daß der Elektronenlaufwinkel im Bereich zwischen den beiden Platten des Plattenpaares 3 bzw. 5 jeweils klein gegenüber 2 ur ist. Der Abstand der beiden, in Elektronenstrahlrichtung deckungsgleich hintereinanderliegenden Plattenpaare 3 und 5 voneinander beträgt eine halbe Zyklotronwellenlänge (A,/2) der durch das statische Magnetfeld B gegebenen Zyklotronfrequenz. Die Strahlelektronen erhalten beim Durchtritt durch das erste Plattenpaar 3 :eine Zyklotronbewegung im Rhythmus der Frequenz des Eingangssignals, die durch die beiden Kurven 7 und 8 angedeutet ist. Durch das zweite Plattenpaar 5 wird die Zyklotronbewegung der Elektronen wieder aufgehoben, wie an Hand der F i g. 2 erläutert werden soll. In F i g. 2 gibt der Punkt 9 die Lage eines in das Plattenpaar 3 eintretenden Elektrons an, die mit dem Achspunkt des ummodulierten Elektronenstrahls übereinstimmt. In Strahlrichtung gesehen, führt dann das Elektron als Folge des herrschenden Eingangssignalfeldes eine (der Längsbewegung überlagerte) Kreisbewegung entsprechend dem Kreisbogen 10 aus und tritt genau nach einem halben Umlauf in das Plattenpaar 5 ein (Punkt 11). Da die beiden Plattenpaare 3 und 5 synchron geschaltet sind, wird durch das Plattenpaar 5 die Zyklotronbewegung des Elektrons aufgehoben. Die das Plattenpaar 5 verlassenden Elektronen gelangen daher (infolge des dann nur noch wirksamen Magnetfeldes B) auf einer geradlinigen, zur Achse des ummodulierten Elektronenstrahls (Röhrenachse) im wesentlichen parallelen Bahn in das Ablenkelektrodensystem. Das Ablenkelektrodensystem besteht aus vier gleichen, parallel und symmetrisch um die Röhrenachse angeordneten, stabförmigen Elektroden 12, 13, 14 und 15, die im Systemquerschnitt die Eckpuükte eines Quadrats mit zwei zu den Platten des Einkoppelsystems parallelen Seiten bilden. Weiterhin enthält das Ablenkelektrodensystem zwei gleiche, parallel und symmetrisch zur Röhrenachse jenseits gegenüberliegenden Seiten der stabförmigen Elektrodenanordnung angeordnete Flächenelektroden 16 und 17 U-förmigen Querschnitts (U-förmige Elektroden), die, mit ihren offenen Seiten zur Röhrenachse zeigend, den betreffenden Seiten der stabförmigen Elektrodenanordnung jeweils mit Abstand parallel gegenüberliegen. Die .stabförmigen Elektroden 12 und 14 sind mit einem höheren Gleichpotential beaufschlagt als die stabförmigen Elektroden 13 und 15 (F i g. 3). Dabei liegen die Elektroden 12 und 14 einerseits und die Elektroden 13 und 15 andererseits ähnlich wie bei einem Quadrupol auf jeweils dem gleichen, gegenüber der Kathode positiven Gleichpotential. Die U-förmigen Elektroden 16 und 17 sind mit dem gleichen, in der Mitte zwischen den Gleichpotentialen der diagonalen Elektrodenpaare liegenden Gleichpotential beaufschlagt. Infolge des Magnetfeldes B und des zwischen den vier stabförmigen Elektroden 12 bis 15 ausgebildeten .elektrostatischen Feldes ergibt sich entsprechend den Gesetzten der Elektronenbewegung in gekreuzten elektrischen und magnetischen Feldern für die Elektronen eine Leitbahngeschwindigkeit, die jeweils nach der Seite gerichtet ist, nach der die Elektronen durch das Einkoppelsystem aus der Achse des ummodulierten Elektronenstrahls (Röhrenachse) ausgelenkt worden sind. Die Pfeile 18 und 19 (F i g. 3) geben die jeweilige Richtung der Leitbahribewegung an. Die Strahlelektronen werden also noch weiter nach außen gelenkt und gelangen dadurch in den Bereich innerhalb der beiden U-förmigen Elektroden 16 und 17. Auf Grund der dortigen Feldverhältnisse ergibt sich dann wieder eine geradlinige, zur Achse des ummodulierten Elektronenstrahls (Röhrenachse) im wesentlichen parallele Elektronenbahn. Auf diese Weise entstehen zwei Elektronenstrahlbündel, die im Rhythmus der Frequenz des Eingangssignals Impulsform aufweisen. Das eine dieser Elektronenstrahlbündel durchsetzt einen Auskoppelkreis 20, der aus einem Hohlraumresonator besteht, und regt ihn mittels seiner Impulse an. Der Auskoppelkreis könnte auch als Verzögerungsleitung mit longitudialen hochfrequenten elektrischen Feldern ausgebildet sein. Im Anschluß an den Hohlraumresonator 20 treffen die Elektronen auf die Auffangelektrode 21 auf. Das andere Elektronenstrahlbündel gelangt auf eine Auffangelektrode 22, die gegenüber der Kathode auf einem geringen positiven Gleichpotential liegt, so daß sich an ihr nur geringe Auftreffverluste ergeben. Wie weiter unten an Hand von F i g. 6 noch erläutert wird, kann jedoch auch dieses Elektronenstrahlbündel zur Anregung eines (weiteren) Auskoppelkreises verwendet werden.In Fig. 1: the electron gun 1 generates a electron beam 2 constant over time, which is in a static magnetic longitudinal field B runs. The coupling system to which the input signal to be amplified is fed consists of two identical pairs of plates, which are short in the electron beam direction 3 and 5, each of two parallel opposing metal plates are formed and to which the input signal is applied synchronously. "Short" means that the electron travel angle in the area between the two plates of the plate pair 3 and 5 are each small compared to 2 ur. The distance between the two, in the electron beam direction congruent one behind the other plate pairs 3 and 5 from each other half a cyclotron wavelength (A, / 2) that given by the static magnetic field B. Cyclotron frequency. The beam electrons are obtained when passing through the first Plate pair 3: a cyclotron movement in the rhythm of the frequency of the input signal, which is indicated by the two curves 7 and 8. Through the second pair of plates 5, the cyclotron movement of the electrons is canceled again, as shown in FIG i g. 2 should be explained. In Fig. 2, point 9 gives the position of one in the Plate pair 3 entering electrons, which with the axis point of the re-modulated Electron beam matches. Seen in the direction of the beam, the electron then leads as a consequence of the prevailing input signal field (superimposed on the longitudinal movement) Circular movement corresponding to the circular arc 10 and occurs exactly after half a Circulation in the pair of plates 5 (point 11). Since the two pairs of plates 3 and 5 are synchronous are switched, the cyclotron movement of the electron is caused by the pair of plates 5 canceled. The electrons leaving the pair of plates 5 therefore arrive (as a result of of the then only effective magnetic field B) on a straight line to the axis of the modulated electron beam (tube axis) essentially parallel path in the deflection electrode system. The deflection electrode system consists of four equal, Rod-shaped electrodes arranged parallel and symmetrically around the tube axis 12, 13, 14 and 15, the corner points of a square with two Form sides parallel to the plates of the coupling system. Also includes the deflection electrode system is two identical, parallel and symmetrical to the tube axis arranged on the other side of the rod-shaped electrode arrangement Surface electrodes 16 and 17 of U-shaped cross-section (U-shaped electrodes), which, with their open sides pointing to the tube axis, the respective sides of the rod-shaped Electrode arrangement are parallel to each other at a distance. The .stick-shaped Electrodes 12 and 14 have a higher DC potential applied to them than that rod-shaped electrodes 13 and 15 (Fig. 3). The electrodes 12 and 14 on the one hand and the electrodes 13 and 15 on the other hand similar to a quadrupole to the same DC potential that is positive in relation to the cathode. The U-shaped Electrodes 16 and 17 are the same, in the middle between the DC potentials of the diagonal pairs of electrodes applied direct potential. As a result of the Magnetic field B and formed between the four rod-shaped electrodes 12 to 15 .electrostatic field results according to the laws of electron motion in crossed electric and magnetic fields a path velocity for the electrons, which is directed towards the side towards which the electrons pass through the coupling system has been deflected from the axis of the modulated electron beam (tube axis) are. The arrows 18 and 19 (FIG. 3) indicate the respective direction of the guide bar movement at. The beam electrons are thus directed even further outwards and get there thereby in the area within the two U-shaped electrodes 16 and 17. On Because of the field conditions there, there is a straight line to the The axis of the modulated electron beam (tube axis) is essentially parallel Electron orbit. In this way, two electron beams are created that go in rhythm the frequency of the input signal have a pulse shape. One of those electron beams passes through a decoupling circuit 20, which consists of a cavity resonator, and stimulates him with his impulses. The decoupling circuit could even designed as a delay line with longitudinal high-frequency electrical fields be. Following the cavity resonator 20, the electrons hit the collecting electrode 21 on. The other electron beam arrives at a collecting electrode 22, which is at a low positive DC potential with respect to the cathode, see above that there are only minor impact losses on it. As below with reference to F i g. 6 will be explained, but this electron beam can also be used for Excitation of a (further) decoupling circuit can be used.

Die F i g. 4 und 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Elektronenstrahlröhre, die ohne Magnetfeld arbeitet. Das Elektronenstrahlerzeugungs.sys.tem 1 erzeugt wiederum einen zeitlich konstanten Elektronenstrahl 2. Dieser Elektronenstrahl tritt durch das Einkoppelsystem hindurch, das hier nur aus zwei in Elektronenstrahlrichtung kurzen, einander parallel gegenüberliegenden Metallplatten 4 und 6 besteht, an die das Eingangssignal gelegt wird. Durch das Einkoppelsystem werden im Rhythmus der Frequenz des Eingangssignals die Strahlelektronen nach der einen bzw. anderen Platte hin ausgelenkt (Kurven 7' und 8') und gelangen anschließend in das Ablenkelektrodensystem, das aus zwei gleichen, parallel und symmetrisch zur Röhrenachse angeordneten, staubförmigen Elektroden 23 und 24, die in einer parallel zu den Platten des Einkoppelsystems durch die Röhrenachse verlaufenden Ebene liegen und mit dem gleichen, gegenüber der Kathode negativen Gleichpotential beaufsehlagt sind, und aus zwei weiteren, parallel zur Röhrenachse zu beiden Seiten der stabförmigen Elektrodenanordnung angeordneten Flächenelektroden 25 und 26 besteht, die der sta'bförmigen Elektrodenanordnung jeweils mit Abstand parallel gegenüberliegen. Die eine dieser Flächenelektroden (Elektrode 25) ist plattenförmig ausgebildet und mit einem gegenüber der Kathode niedrigen positiven Gleichpotential beaufschlagt, während die andere Elektrode 26 periodische Struktur besitzt und aus untereinander gleichen, quer zur Röhrenachse angeordneten und in Längsrichtung der Röhre fluchtend hintereinanderhegenden Platten besteht, die auf der Röhrenachse zugewandten Seite mit einer mittigen Einbuchtung versehen und abwechselnd mit einem gegenüber der Kathode positiven und negativen Gleichpotential beaufschlagt sind, so daß sich ein in der Richtung alternierendes periodisches elektrostatisches Feld ergibt.The F i g. 4 and 5 show an embodiment of a cathode ray tube according to the invention which operates without a magnetic field. The electron beam generation system 1 in turn generates an electron beam 2 that is constant over time. This electron beam passes through the coupling system, which here consists only of two parallel opposing metal plates 4 and 6, which are short in the electron beam direction and to which the input signal is applied. Due to the coupling system, the beam electrons are deflected towards one or the other plate in the rhythm of the frequency of the input signal (curves 7 'and 8') and then reach the deflection electrode system, which consists of two identical, dust-like electrodes arranged parallel and symmetrically to the tube axis 23 and 24, which lie in a plane running parallel to the plates of the coupling system through the tube axis and are subjected to the same negative DC potential with respect to the cathode, and two further flat electrodes 25 and 25, which are arranged parallel to the tube axis on both sides of the rod-shaped electrode arrangement 26, which are each parallel opposite the rod-shaped electrode arrangement at a distance. One of these surface electrodes (electrode 25) is plate-shaped and has a positive direct potential that is lower than that of the cathode, while the other electrode 26 has a periodic structure and consists of plates that are identical to one another and are arranged transversely to the tube axis and are aligned one behind the other in the longitudinal direction of the tube provided with a central indentation on the side facing the tube axis and alternately applied with a positive and negative direct potential relative to the cathode, so that a periodic electrostatic field alternating in the direction results.

Durch das geschilderte Ablenkelektrodensystem werden die Elektronen nach der Seite, nach der sie im Einkoppelsystem ausgelenkt wurden, noch weiter nach außen getrieben (Pfeile 18' und 19' in F i g. 5). Auf der einen Seite gelangen dabei die Elektronen auf die plattenförmige Elektrode 25, die bezüglich der Kathode auf einem geringen positiven Gleichpotential liegt, um die Auftreffenergie der Elektronen gering zu halten. Auf der anderen Seifte gelangen die Elektronen in das periodische elektrostatische Feld der aus den Platten 26 gebildeten periodischen Struktur, das bewirkt, daß die Elektronen so auf einer im wesentlichen parallel zur Achse des unmodulierten Elektronenstrahls (Röhrenachse) verlaufenden Bahn 27 gesammelt werden, daß wiederum ein Impulsform im Rhythmus der Frequenz des Eingangssignals aufweisendes Elektronenstrahlbündel entsteht. Dieses regt dann mittels seiner Impulse einen von ihm durchsetzten; in Form eines Hohlraumresonators 20 ausgebildeten Auskeppelkreis an und wird schließlich von der Auffangelektrode 21 aufgefangen.By means of the deflection electrode system described, the electrons are driven further outwards to the side to which they were deflected in the coupling system (arrows 18 'and 19' in FIG. 5). On the one hand, the electrons reach the plate-shaped electrode 25, which is at a low positive direct potential with respect to the cathode, in order to keep the impact energy of the electrons low. On the other hand, the electrons get into the periodic electrostatic field of the periodic structure formed by the plates 26, which causes the electrons to be collected on a path 27 running essentially parallel to the axis of the unmodulated electron beam (tube axis) that again a Electron beam having a pulse shape in the rhythm of the frequency of the input signal is created. This then, by means of its impulses, stimulates someone interspersed with it; in the form of a cavity resonator 20 and is finally collected by the collecting electrode 21.

Bei einer erfindungsgemäßen Elektronenstrahlröhre können grundsätzlich zwei Impulsformen im Rhythmus der Frequenz des Eingangssignals aufweisende Elektronenstrahlbündel gebildet werden. Jedes dieser Strahlbündel kann zur Hochfrequenzerzeugung ausgenutzt werden, indem es einen Auskoppelkreis anregt. F i g. 6 zeigt ein derartiges Ausführungsbeispiel in Verbindung mit einer mit Magnetfeld arbeitenden Röhre nach der Erfindung.In a cathode ray tube according to the invention, in principle Electron beam having two pulse shapes in the rhythm of the frequency of the input signal are formed. Each of these bundles of rays can be used to generate high frequencies by exciting a decoupling circuit. F i g. 6 shows such an embodiment in connection with a tube operating with a magnetic field according to the invention.

Die Elektronenstrahlröhre nach F i g. 6 stimmt mit der Röhre nach den F i g. 1 bis 3 überein, reit der Ausnahme, daß auch das längs der Bahn $ verlaufende, Impulsform im Rhythmus der Frequenz des Eingangssignals aufweisende, Elektronenstrahlbündel einen Auskoppelkreis anregt. Die beiden Auskoppelkreise in Form der Hohlraumresonatoren 20 und 20' sind in Längsrichtung der Röhre um eine Strecke s gegeneinander versetzt, die so bemessen ist, daß der Elektronenlaufwinkel n beträgt, damit sich die in den beiden Hohlraumresonatoren 20 und 20' erzeugten Hochfrequenzspannungen in Phase befinden. Ein Phasenschieber in einer der die Hohlraumresonatoren 20 und 20' verbindenden Leitung wäre ebenfalls denkbar; der Elektronenlaufwinkel könnte dann von dem Wert z entsprechend abweichen. Bei einer Röhre nach F i g. 6 ergibt sich ein Verhältnis von Hochfrequenzstrom Il zu Kathodenstrom 1K von 1,28, so daß eine derartige Röhre stets mit besserem Wirkungsgrad als ein Klystron arbeitet.The cathode ray tube according to FIG. 6 matches with the tube the F i g. 1 to 3, except that the one running along the path $, Electron beam having a pulse shape in the rhythm of the frequency of the input signal stimulates a decoupling circuit. The two decoupling circuits in the form of the cavity resonators 20 and 20 'are offset from one another by a distance s in the longitudinal direction of the tube, which is dimensioned so that the electron travel angle is n, so that the in the two cavity resonators 20 and 20 'generated high frequency voltages in phase are located. A phase shifter in one of the connecting cavities 20 and 20 ' Leadership would also be conceivable; the electron travel angle could then depend on the value z differ accordingly. In the case of a tube according to FIG. 6 results in a relationship of high frequency current II to cathode current 1K of 1.28, so that such a tube always works with better efficiency than a klystron.

Eine erfindungsgemäße Elektronenstrahlröhre eignet sich insbesondere auch zur Verstärkung oder Begrenzung von frequenzmodulierten Signalen.A cathode ray tube according to the invention is particularly suitable also for amplifying or limiting frequency-modulated signals.

Eine Amplitudenmodulation kann in der Röhre selbst mit Hilfe des Ablenkelektrodensys-tems vorgenommen werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 bis 3 könnte z. B. die Modulationsspannung den vier stabförmigen Elektroden 12 bis 15, bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 4 und 5 der plattenförmigen Elektrode 25 zugeführt werden.An amplitude modulation can be carried out in the tube itself with the help of the deflection electrode system be made. In the embodiment according to FIGS. 1 to 3 could e.g. B. the modulation voltage of the four rod-shaped electrodes 12 to 15, in the embodiment according to the F i g. 4 and 5 of the plate-shaped electrode 25 are supplied.

Claims

Claims: 1. Cathode ray tube for amplification or limitation high frequency signals of very short wavelength with a constant beam current emitting electron gun, one interspersed with the electron beam Coupling system in which the beam electrons follow the rhythm of the input signal a deflection from the axis of the unmodulated electron beam (tube axis) experienced, and at least one decoupling circuit with a subsequent collecting electrode, d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that the beam electrons along their entire path in a static magnetic field parallel to the tube axis (longitudinal field) run that the coupling system of two equal, in the electron beam direction short and congruent at a distance of half a cyclotron wavelength (.1, / 2) there is one behind the other pairs of plates, each parallel to each other opposite plates the input signal is placed synchronously, and that the beam electrons Following the coupling system, a longitudinally and axially symmetrical deflection electrode system run through, which is designed and acted upon with such DC potentials that his electrostatic deflection field along with the static magnetic field the incoming deflected beam electrons further outward so that two essentially Pulse shape running parallel to the tube axis, in rhythm with the frequency of the input signal. pointing electron beams arise, of which at least one correspondingly eccentric to the tube axis arranged decoupling circle interspersed.

2. Cathode ray tube to amplify or limit high-frequency signals with very short wavelengths an electron beam generating system emitting a constant beam current, a coupling system penetrated by the electron beam, in which the beam electrons a deflection from the axis of the unmodulated in the rhythm of the frequency of the input signal Experienced electron beam (tube axis), and at least one decoupling circuit with subsequent collecting electrode, characterized in that the coupling system consists of a pair of plates, which are short in the electron beam direction, on each of which parallel opposite plates the input signal is placed, and that the beam electrons a longitudinally symmetrical deflection electrode system following the coupling system run through, which is designed and acted upon with such constant potentials, that its electrostatic deflection field deflects the incoming beam electrons steers further outward in such a way that at least one is substantially parallel to the tube axis running, pulse shape showing the rhythm of the frequency of the input signal Electron beam is created, one correspondingly eccentric to the tube axis arranged Auskoppelkreis interspersed.

3. cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the deflection electrode system consists of four identical, parallel and rod-shaped electrodes arranged symmetrically around the tube axis, which are in the System cross-section the corner points of a square with two to the plates of the coupling system parallel sides and of which diagonally opposite electrodes are applied with the same, positive DC potential compared to the cathode, the pair of electrodes assigned to one diagonal at a higher DC potential lies than the pair of electrodes assigned to the other diagonal, and consists of two identical, parallel and symmetrical to the tube axis beyond opposite sides of the Rod-shaped electrode arrangement arranged surface electrodes of U-shaped cross-section consists (U-shaped electrodes), which, with their open sides pointing to the tube axis, the respective sides of the rod-shaped electrode arrangement in each case at a distance parallel opposite and with the equal = en, in the middle between the equal potentials of the diagonal pairs of electrodes are applied with direct potential (F i G. 3).

4. Cathode ray tube according to claim 3, characterized in that in Extension of one U-shaped electrode of the decoupling circuit with the following Collecting electrode and in extension of the other U-shaped electrode only one with collecting electrode with a slight positive DC potential applied to the cathode is arranged (Fig. 1).

5. cathode ray tube according to claim 3, characterized in that that in extension of both one and the other U-shaped electrode each a decoupling circuit is arranged with a subsequent collecting electrode and that the both decoupling circles in the longitudinal direction of the tube by a distance (s) that corresponds to the electron travel angle -r, are offset from one another (FIG. 6).

6. Cathode ray tube according to claim 3, 4 or 5, characterized in that the modulation voltage for Amplitude modulation is fed to the four rod-shaped electrodes.

7. Cathode ray tube according to claim 2, characterized in that the deflection electrode system consists of two same rod-shaped electrodes arranged parallel and symmetrically to the tube axis, in a parallel to the plates of the coupling system through the tube axis running plane and with the same, opposite to the cathode negative Equal potential are applied, and two more, parallel to the tube axis flat electrodes arranged on both sides of the rod-shaped electrode arrangement exists, which are opposite the rod-shaped electrode arrangement each parallel at a distance and of which one electrode is plate-shaped and with, one opposite the cathode has a low positive DC potential applied to it, while the other Electrode has a periodic structure and is mutually identical, transversely to Tube axis arranged and aligned one behind the other in the longitudinal direction of the tube Plates consists, on the side facing the tube axis with a central Provided indentation and alternating with a positive and opposite the cathode negative DC potential are applied (Fig. 5). B.

Cathode ray tube according to claim 7, characterized in that the modulation voltage for amplitude modulation is fed to the plate-shaped electrode.

9. Cathode ray tube after a of claims 1 to 8, characterized in that the decoupling circuit is a cavity resonator is.