DE1295098B - Deflection amplifier tubes working without a magnetic field - Google Patents
Deflection amplifier tubes working without a magnetic fieldInfo
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- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
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Description
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Die Erfindung betrifft eine langgestreckte ohne Felder zwischen den verdrillten Platten quasistationär Magnetfeld arbeitende Ablenkverstärkerröhre mit sind.The invention relates to an elongated quasi-stationary without fields between the twisted plates Magnetic field working deflection amplifier tube with are.
einem einen konstanten Strahlstrom abgebenden An Stelle der verdrillten Kondensatorplatten kön-a constant beam current instead of the twisted capacitor plates can
Elektronenstrahlerzeugungssystem, einem Einkoppel- nen die Ein- und die Auskoppelteile auch aus jeweils teil, in dem die Strahlelektronen durch Querfeld- 5 zwei Verzögerungsleitungen mit einem solchen Versteuerung eine dem Eingangssignal entsprechende zögerungsmaß bestehen, daß die axiale Ausbreitungs-Auslenkung aus der Achse des unmodulierten Elek- geschwindigkeit der längs dieser Verzögerungsleitung tronenstrahls erfahren, einem Auskoppelteil, in dem fortschreitenden Signalwellen gleich der Triftdas verstärkte Eingangssignal durch Influenzwirkung geschwindigkeit der Elektronen ist. Als Ausführungsaus dem Elektronenstrahl ausgekoppelt wird und io form dafür kann eine Doppelmäanderleitung Vereiner Auffangelektrode. Wendung finden.Electron beam generating system, a coupling in and the coupling out parts also from each part in which the beam electrons pass through cross-field 5 two delay lines with such a taxation there is a degree of delay corresponding to the input signal that the axial propagation deflection from the axis of the unmodulated elec- tric speed along this delay line tron beam experience, a decoupling part, in which advancing signal waves equal to the Triftdas amplified input signal due to the influence of the speed of the electrons. As an embodiment, the electron beam is decoupled and a double meander line can be used for this purpose Collecting electrode. Find a turn.
Eine derartige Röhre ist bereits bekannt (man ver- Bei Verwendung von verdrillten Platten als Eingleiche beispielsweise die deutsche Patentschrift koppelteil tritt der Elektronenstrahl in den Ver-1 033 342). Trotz ihres einfachen Aufbaus hat sich stärkerteil in Form eines sich erweiternden Trichters diese bekannte Röhre wegen ihrer sehr geringen Ver- 15 ein. Die einzelnen Elektronen, die alle eine nur radial Stärkung nicht durchsetzen können. Um diesem Man- gerichtete Ablenkung aus der Achse des unmoduliergel der geringen Verstärkung abhelfen zu können, ten Strahles besitzen, sind auf den Umfang des Trichwurde auch bereits in der deutschen Patentschrift ters verteilt, dessen Querschnitt kreisförmig ist. Jedes 1 215 819 eine langgestreckte mit Zyklotronwelle ar- Elektron wird beim Eintritt in den Verstärkerteil in beitende parametrische Elektronenstrahlröhre vorge- 20 Richtung auf das Elektrodenpaar mit der positiveren schlagen. Eine derartige Röhre benötigt jedoch zum Spannung beschleunigt. Die Elektronen erhalten da-Betrieb ein longitudinales Magnetfeld, um die zu- bei je nach ihrer Lage zusätzlich zu ihrer nur radial nächst translatorische Auslenkung der Elektronen in gerichteten Ablenkung eine Ablenkung in azimutaler eine Rotationsbewegung zu überführen. Daneben be- Richtung. Nach einer bestimmten Laufstrecke im steht bei diesen bekannten Ablenk-Verstärkerröhren 25 Verstärkerteil besitzen jedoch die Elektronen wieder wegen der Rotationsbewegung der Elektronen eine die gleiche Ablenkbewegungsrichtung wie beim Ein-Phasenbeziehung zwischen der Zyklotronwelle im tritt in den Verstärkerteil. Die Länge des Verstärker-Elektronenstrahl und der Pumpwelle. Nur bei rieh- teiles wird daher vorteilhaft so bemessen, daß ein tiger Phasenlage der Elektronen zum Pumpfeld tritt aus dem Verstärkerteil austretendes Elektron gleiche eine Verstärkung des Eingangssignals ein. 30 Ablenkbewegungsrichtung hat wie bei seinem Ein-Such a tube is already known (one can use twisted plates as single equals For example, the German patent coupling part, the electron beam enters the Ver-1 033 342). Despite its simple structure, it has a stronger part in the form of an expanding funnel this known tube because of its very low distortion. The individual electrons, all one only radially Strengthening cannot prevail. To this man-directed deflection from the axis of the unmodulating gel To be able to remedy the low gain that th ray possesses, are on the circumference of the Trichwurde also already distributed in the German patent ters, the cross-section of which is circular. Each 1 215 819 an elongated cyclotron wave ar- electron is generated when entering the amplifier part in The parametric cathode ray tube in the direction of the pair of electrodes with the more positive one beat. Such a tube, however, needed to accelerate the voltage. The electrons get there operation a longitudinal magnetic field around which, depending on its position, in addition to its only radial next translational deflection of the electrons in directional deflection a deflection in azimuthal to transfer a rotational movement. Next to it direction. After a certain running distance in However, in these known deflection amplifier tubes 25, the amplifier section has the electrons again because of the rotational movement of the electrons, the same deflection movement direction as in the one-phase relationship between the cyclotron wave im enters the amplifier section. The length of the amplifier electron beam and the pump shaft. Only in the case of riehteiles is therefore advantageously dimensioned in such a way that a The phase position of the electrons in relation to the pump field is the same as the electron exiting the amplifier part a gain of the input signal. 30 The direction of deflection has as with its entry
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, tritt in den Verstärkerteil.The invention has now set itself the task of entering the amplifier part.
eine einfach aufgebaute, ohne Magnetfeld arbeitende Da der Elektronenstrahl beim Austritt aus dema simply structured, working without a magnetic field because the electron beam emerges from the
Röhre zu schaffen, die eine genügend hohe Verstär- Verstärkerteil divergiert, wird vorteilhaft zwischen kung eines eingekoppelten Signals ermöglicht, ohne Verstärkerteil und Auskoppelteil eine elektronendabei den komplizierten Aufbau und die relative 35 optische Sammellinse vorgesehen werden. Es eignet Schmalbandigkeit einer parametrischen Zyklotron- sich dafür besonders eine elektrostatische Einzellinse, wellenröhre in Kauf nehmen zu müssen. Die Erfindung soll an Hand der schematischenCreating a tube that diverges a sufficiently high amplifier-amplifier section is advantageous between The effect of a coupled-in signal makes it possible to use electrons without an amplifier part and a decoupling part the complicated structure and the relative converging optical lens can be provided. It is suitable Narrow band of a parametric cyclotron - especially an electrostatic single lens, having to accept corrugated tube. The invention is based on the schematic
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Ablenk- Figuren der Zeichnung, die sich auf ein Ausführungsverstärkerröhre der eingangs erwähnten Art gemäß beispiel der erfindungsgemäßen Ablenkverstärkerder Erfindung vorgeschlagen, daß zwischen dem Ein- 40 röhre bezieht, näher erläutert werden: koppelteil und dem Auskoppelteil ein mit elektro- F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch die Verstärkerstatischen Feldern arbeitender Verstärkerteil in Form röhre zwischen Einkoppel- und Verstärkerteil. Als eines Quadrupols vorgesehen ist, in dem das Ein- Einkoppelteil sind verdrillte Kondensatorplatten vergangssignal durch Vergrößerung der Auslenkung der wendet. Den beiden Kondensatorplatten wird das Strahlelektronen verstärkt wird. Der Verstärkerteil 45 Eingangssignal zugeführt. Die Wirkung des Ablenkkann dabei aus vier axialsymmetrisch um den Elek- feldes kann man etwa auf folgende Weise verstehen, tronenstrahl angeordneten, zum Elektronenstrahl Wir denken uns dabei wie üblich die sinusförmig sich konvex gebogenen, in Strahlrichtung gerade verlau- ändernde Signalspannung aus zwei gegensinnig mit fenden plattenförmigen Elektroden bestehen. gleicher Winkelgeschwindigkeit rotierenden ZeigernTo solve this problem, a deflection figure of the drawing, which relates to an execution amplifier tube of the type mentioned in the introduction according to the example of the deflection amplifier according to the invention Invention proposed that relates between the single 40 tube, will be explained in more detail: coupling part and the decoupling part with electrical F i g. 1 shows a section through the booster statics Fields working amplifier part in the form of a tube between coupling and amplifier part. as a quadrupole is provided, in which the coupling-in part are twisted capacitor plates past signal by increasing the deflection of the turns. The two capacitor plates will do that Beam electrons is amplified. The amplifier part 45 is supplied with an input signal. The effect of the distraction can from four axially symmetrical around the elec- tric field one can understand in the following way, electron beam arranged to the electron beam We think of it as usual the sinusoidal itself convexly curved signal voltage that changes straight in the direction of the beam and consists of two opposite directions fenden plate-shaped electrodes. equal angular velocity rotating pointers
Für die vorgeschlagene Ablenkverstärkerröhre 50 zusammengesetzt. Durch geeignetes Verdrillen der können auch vorteilhaft Koppelteile verwendet wer- Platten kann erreicht werden, daß der eine Zeiger den, die in Weiterbildung der Erfindung aus verdrill- »stehenbleibt«, während der andere mit doppelter ten Kondensatorplatten bestehen. Damit eine mög- Winkelgeschwindigkeit umläuft. Der stehende Zeiger liehst gute Kopplung zwischen dem Eingangssignal ergibt für eine bestimmte Elektronengeschwindigkeit und den Elektronen erzielbar ist, wird dabei vorteil- 55 bei entsprechender Steigung der Verdrillung einen in haft die »Kreisfrequenz der Verdrillung« ungefähr Strahlrichtung sich fortbewegenden, seine Richtung gleich der Signalfrequenz gewählt. Unter »Kreis- beibehaltenden Vektor. Der zweite Zeiger wirkt als frequenz der Verdrillung« versteht man dabei die Störung, die jedoch vernachlässigbar klein ist, wenn räumliche Wiederholung einer vollen Umdrehung des die Signalspannung über eine Zeitdauer von mehreren Koppelteils. Bei der geforderten Gleichheit von 60 Perioden auf ein Elektron einwirkt. Das einzelne in »Kreisfrequenz der Verdrillung« und Signalfrequenz Strahlrichtung sich fortbewegende Elektron befindet — was bei gegebener Signalfrequenz und Koppelteil- sich damit in einem Ablenkfeld, in dem es wie in verdrillung im wesentlichen eine Bedingung an die einem Plattenkondensator mit statischem Feld oder Gleichgeschwindigkeit der Strahlelektronen dar- wie in dem Ablenksystem eines Wanderfeldoszillostellt — läuft somit das im Koppelteil transportierte 65 graphen nur in radialer Richtung mit konstanter Signalfeld konform mit der Auslenkung und Bewe- Kraft abgelenkt wird. Das Einzelelektron läuft entgung der Strahlelektronen. Die Länge des Ein- und lang einer Parabel. Ein Elektron, das zu einem spä-Auskoppelteiles ist dabei so bemessen, daß die teren Zeitpunkt in den Kondensator eintritt, findetAssembled for the proposed deflection amplifier tube 50. By suitably twisting the Coupling parts can also be used to advantage. Plates can be achieved that the one pointer the one, which in a further development of the invention from twist "stops", while the other with double ten capacitor plates exist. So that a possible angular velocity rotates. The standing pointer gives good coupling between the input signal for a given electron velocity and the electrons can be achieved, an in according to the "angular frequency of twisting" about the direction of the beam moving forward, its direction chosen equal to the signal frequency. Under »Circle Retaining Vector. The second pointer acts as a frequency of twisting ”is understood to mean the disturbance, which is, however, negligibly small if spatial repetition of a full revolution of the signal voltage over a period of several Coupling part. With the required equality of 60 periods, one electron acts. The single in "Angular frequency of twisting" and signal frequency of beam direction moving electron is located - What with a given signal frequency and coupling part - so in a deflection field in which it is as in twisting is essentially a condition of a plate capacitor with a static field or Equal velocity of the beam electrons as in the deflection system of a traveling field oscilloscope - The graph transported in the coupling part thus runs only in the radial direction with a constant Signal field conforming to the deflection and movement force is deflected. The single electron runs against it of the beam electrons. The length of the in and long of a parabola. An electron that becomes a spä-Auskoppelteiles is dimensioned so that the direct point in time occurs in the capacitor takes place
eine andere Phasenlage der Signalspannung und somit eine andere Richtung des elektrischen Vektors vor und wird in entsprechender Weise entlang einer Parabelbahn abgelenkt. Als Gesamtbild für den Elektronenstrahl ergibt sich ein Trichter mit kreisförmigem Querschnitt und parabelförmiger Mantellinie. Die Pfeile 1 bis 7 in F i g. 1 zeigen die Ablenkrichtung einiger Elektronen dieses Strahls beim Eintritt in den Verstärkerteil. Der Verstärkerteil besteht aus den Plattenpaaren 8 und 9 bzw. 10 und 11. Die Plat- ίο ten 8 und 9 bzw. 10 und 11 eines Plattenpaares müssen gleiches Gleichpotential besitzen, damit sich ein Quadrupolfeld ausbildet. Falls die Platten 8 und 9 ein positiveres Gleichpotential als die Platten 10 und 11 haben, ergibt sich für Elektronen mit der Ablenkrichtung des Pfeiles 3 eine beschleunigende, für Elektronen mit einer Ablenkrichtung nach Pfeil 6 eine verzögernde Kraft. Elektronen mit einer Ablenkrichtung nach den Pfeilen 1, 2, 4, 5 und 7 werden in Richtung auf die Platte 8 bzw. die Platte 9 abgelenkt.a different phase position of the signal voltage and thus a different direction of the electrical vector before and is deflected in a corresponding manner along a parabolic path. As an overall picture for the electron beam the result is a funnel with a circular cross-section and a parabolic surface line. The arrows 1 to 7 in FIG. 1 show the deflection direction of some electrons of this beam upon entry in the amplifier part. The amplifier part consists of the plate pairs 8 and 9 or 10 and 11. The plate ίο th 8 and 9 or 10 and 11 of a pair of plates must have the same potential for a Quadrupole field forms. If the plates 8 and 9 have a more positive DC potential than the plates 10 and 11, there is an accelerating effect for electrons with the direction of deflection of arrow 3, and an accelerating one for electrons with a deflection direction according to arrow 6, a retarding force. Electrons with one direction of deflection according to the arrows 1, 2, 4, 5 and 7 are deflected in the direction of the plate 8 and the plate 9, respectively.
In Fig. 2 ist im Querschnitt das Bild der Bahnen einiger Einzelelektronen im Verstärkerteil dargestellt. Elektronen mit einer Ablenkrichtung nach Pfeil 3 der F i g. 1 werden geradlinig beschleunigt. Es ergibt sich die Bahn 14. Elektronen mit einer Ablenkrichtung nach den Pfeilen 1 und 5 der F i g. 1 werden in Richtung auf die Platte 8 der F i g. 1 abgelenkt und um so stärker beschleunigt, je mehr sie sich der Bahn 14 nähern. Es ergeben sich für diese Elektronen die Bahnen 15 und 16. Analog zur Bahn 14 ergibt sich eine Bahn 17. Elektronen, die mit einer Ablenkrichtung angenähert der Pfeilrichtung 6 der F i g. 1 in den Verstärkerteil eintreten, werden ebenfalls seitlich abgelenkt. Es ergeben sich dafür die Bahnen 18 und 19. Es ist ersichtlich, daß somit alle in den Verstärkerteil eintretenden Elektronen von der Achse des unmodulierten Strahls weg beschleunigt werden. Nach einer bestimmten Laufzeit besitzen die Elektronen wieder gleiche Ablenkbewegungsrichtung wie beim Eintritt in den Verstärkerteil (für Elektronen nach den Pfeilen 1 und 5 in Punkt 20 bzw. für Elektronen in der Nähe von Pfeil 6 die Punkte 21 und 22). Der Verstärkerteil ähnelt in dieser Hinsicht einem Klystronverstärker, bei dem ebenfalls der Verstärker bestimmte ausgezeichnete Längen besitzt.In Fig. 2, the image of the paths of some individual electrons in the amplifier part is shown in cross section. Electrons with a deflection direction according to arrow 3 in FIG. 1 are accelerated in a straight line. It results the path 14. electrons with a deflection direction according to arrows 1 and 5 of FIG. 1 will be in Direction of the plate 8 of FIG. 1 is deflected and the more it accelerates, the more it moves away from the path 14 approaching. The paths 15 and 16 result for these electrons. This results in an analogous manner to path 14 a path 17. Electrons, which with a deflection direction approximated to the direction of the arrow 6 in FIG. 1 in the Entering the amplifier part will also be deflected laterally. This results in the tracks 18 and 19. It can be seen that thus all electrons entering the amplifier part from the axis of the unmodulated beam can be accelerated away. After a certain period of time, the electrons have again the same direction of deflection as when entering the amplifier part (for electrons according to arrows 1 and 5 at point 20 or for electrons in the vicinity of arrow 6, points 21 and 22). Of the The amplifier part is similar in this respect to a klystron amplifier, in which the amplifier also determines has excellent lengths.
In F i g. 3 ist schematisch ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Ablenkverstärkerröhre dargestellt. Dabei ist mit 23 der Einkoppelteil, mit 24 der Verstärkerteil und mit 26 der Auskoppelteil bezeichnet. 25 stellt eine elektronenoptische Sammellinse dar, deren Aufgabe es ist, die Elektronen in den Auskoppelteil konvergierend eintreten zu lassen.In Fig. 3 schematically shows a cross section through a deflection amplifier tube according to the invention. Here, 23 denotes the coupling part, 24 the amplifier part and 26 the decoupling part. 25 represents an electron-optical collecting lens, the task of which is to bring the electrons into the coupling-out part to enter converging.
Die Verwendung von verdrillten Kondensatorplatten für den Einkoppelteil erfordert, daß die Kreisfrequenz der Verdrillung ungefähr gleich der Signalfrequenz sein muß, wenn eine ausreichende Kopplung zwischen dem Eingangssignal und dem Elektronenstrahl erreicht werden soll. Dieser Einkoppelteil ist sehr breitbandig, wie an Hand von F i g. 4 gezeigt werden soll. Bei Übereinstimmung zwischen Signalfrequenz und Kreisfrequenz der Verdrillung ergibt sich eine Ablenkbewegung z. B. in Richtung der Bahn 27. Je stärker die Signalfrequenz von der Kreisfrequenz der Verdrillung abweicht, um so stärker ist die Krümmung der Elektronenbahnen 28, 29 und 30. Je kürzer die Einkoppelstrecke ist, um so besser können diese gekrümmten Bahnen als gerade Linien betrachtet werden. Der Kreis 31 deutet die Länge der Einkoppelstrecke an. Die Austrittsbahnen 32 bis 34 aus dem Einkoppelteil der Kurven 28 bis 30 weichen dann nur wenig von einem Radiusvektor ab.The use of twisted capacitor plates for the coupling part requires that the angular frequency the twist must be approximately equal to the signal frequency if there is sufficient coupling between the input signal and the electron beam is to be achieved. This coupling part is very broadband, as shown in FIG. 4 is to be shown. If there is a match between Signal frequency and angular frequency of the twist results in a deflection z. B. in the direction of Lane 27. The more the signal frequency deviates from the angular frequency of the twist, the stronger it is the curvature of the electron paths 28, 29 and 30. The shorter the coupling-in distance, the better it can be these curved paths can be regarded as straight lines. The circle 31 indicates the length of the Coupling section. The exit paths 32 to 34 from the coupling part of the curves 28 to 30 give way then only slightly depends on a radius vector.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Verwendung von Kopplern mit verdrillten Kondensatorplatten. Jede Anordnung, die eine auf ein durchlaufendes Einzelelektron gleichgerichtete Kraft erzeugt, ist bei der erfindungsgemäßen Ablenkverstärkerröhre anwendbar. Für den Fall der Verwendung von Verzögerungsleitungen mit Querfeldern als Einkoppelteil ergibt sich ein bandförmiger Elektronenstrahl, der sich in Strahlrichtung parabelförmig erweitert. Man wird dann den Verstärkerteil so legen, daß die Elektronen dieses Strahls nur in radialer Richtung weiter abgelenkt werden.The invention is not limited to the use of couplers with twisted capacitor plates. Each arrangement, one on a continuous Single electron rectified force is generated in the deflection amplifier tube according to the invention applicable. In the event that delay lines with transverse fields are used as the coupling part the result is a ribbon-shaped electron beam, which expands in a parabolic shape in the direction of the beam. You will then place the amplifier part so that the electrons of this beam only in radial Direction to be distracted further.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Ablenkverstärkerröhre besteht darin, daß kein Magnetfeld und damit kein Magnetfelderzeugungssystem benötigt wird. Weiterhin ist eine Phasenbeziehung zwischen Elektronen und Quadrupolfeld hinfällig. Da keine Pumpfrequenz erforderlich ist, läßt sich das Quadrupolfeld denkbar einfach erzeugen und es fällt auch ein zusätzlicher Pumposzillator vollständig weg.The main advantage of the deflection amplifier tube according to the invention is that there is no magnetic field and thus no magnetic field generation system is required. There is also a phase relationship between electrons and quadrupole field is obsolete. Since no pump frequency is required, this can be done Generate the quadrupole field very easily and there is also no need for an additional pump oscillator.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1960S0066650 DE1295098B (en) | 1960-01-15 | 1960-01-15 | Deflection amplifier tubes working without a magnetic field |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1960S0066650 DE1295098B (en) | 1960-01-15 | 1960-01-15 | Deflection amplifier tubes working without a magnetic field |
| FR847568A FR1276468A (en) | 1960-12-21 | 1960-12-21 | Deflection amplifier tube without magnetic field |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1295098B true DE1295098B (en) | 1969-05-14 |
Family
ID=25995958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1960S0066650 Pending DE1295098B (en) | 1960-01-15 | 1960-01-15 | Deflection amplifier tubes working without a magnetic field |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1295098B (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1033342B (en) * | 1956-07-10 | 1958-07-03 | Siemens Ag | Electron beam tubes for amplifying and limiting the amplitude of high-frequency signals in the decimeter and centimeter wave range |
| DE1215819B (en) * | 1959-08-19 | 1966-05-05 | English Electric Valve Co Ltd | Elongated parametric electron beam tubes working with cyclotron waves for amplification or frequency conversion |
-
1960
- 1960-01-15 DE DE1960S0066650 patent/DE1295098B/en active Pending
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