DE2309766A1

DE2309766A1 - THERMIONIC ELECTRON TUBE

Info

Publication number: DE2309766A1
Application number: DE19732309766
Authority: DE
Inventors: Joshua John Behenna; Graham Harold George Phipps
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1972-03-02
Filing date: 1973-02-27
Publication date: 1973-09-06
Also published as: FR2174233B3; FR2174233A1; JPS48102970A; NL7303014A; US3826945A

Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. Leo Thul 230976$Patent attorney Dipl.-Phys. Leo Thul $ 230,976

StuttgartStuttgart

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, New YorkINTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, New York

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Thermionic electron tube

Die Erfindung betrifft eine thermionische Elektronenröhre, bei der zwischen Anode und Kathode ein Elektronenst rahl erzeugt wird und die ein Steuergitter besitzt.The invention relates to a thermionic electron tube in which an electron beam is generated between the anode and cathode and which has a control grid.

In einer solchen Röhre wird der Anodenstrom und damit die Ausgangsleistung durch Anlegen verschiedener Potentiale an die Gitter- oder Steuerelektrode geändert. Um das Abfangen des Elektronenstrahls durch die Steuerelektroden so gut wie möglich zu verhindern, wird der Elektronenstrahl magnetisch fokussiert. Bei der Anwendung im Rahmen der Erzeugung von Wärme mittels Oszillatoren, für die sich die magnetisch fokussierten Elektronenröhren gut eignen, legt man Wert auf eine gute Steuerungsmögliohkeit der Ausgangsleistung.In such a tube the anode current and thus the output power changed by applying different potentials to the grid or control electrode. To intercept the To prevent the electron beam from passing through the control electrodes as much as possible, the electron beam is magnetically focused. When used in the context of generating heat by means of oscillators, for which the magnetically focused If electron tubes are well suited, value is placed on a good control facility the output power.

Eine Möglichkeit zur Steuerung ist die Anwendung von Thyristorschaltungen, mit denen im wesentlichen die Elektrodenpotentiale beeinflußt werden, aber diese Steuerungsart ist teuer und führt nicht im gewünschten Umfang zum Ziel, wie dies bei Sonderfällen notwendig ist.One possibility for control is the use of thyristor circuits, with which the electrode potentials are essentially influenced, but this type of control is expensive and does not lead to the desired extent to the goal, as is necessary in special cases.

Eine andere Möglichkeit ist die Anwendung von Steuereinrichtungen mit Gleichrichtern und einstellbaren Transformatoren am Ausgang, aber diese Lösungen sind nicht nur teuer sondern haben auch den Nachteil mangelhafter Genauigkeit und fehlendenAnother possibility is the use of control devices with rectifiers and adjustable transformers at the exit, but these solutions are not only expensive but also have the disadvantage of poor accuracy and lack of accuracy

26.2.1973February 26, 1973

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Umfang der Einstellung. Eine bekannte magnetisch fokussierte Röhre ist in der GB-PS 1 195 7o3 beschrieben.Scope of recruitment. A well-known magnetically focused Tube is described in GB-PS 1 195 703.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lösung für eine gute Einstellbarkeit der Ausgangsleistung einer Elektronenröhre der eingangs angegebenen Art zu geben.The object of the present invention is therefore to provide a solution for good adjustability of the output power of an electron tube of the type specified at the beginning.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sich das Steuergitter entlang der Kathodenelektrode und des Elektronenstrahls erstreckt, daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines den Elektronenstrahl fokussierenden Magnetfeldes vorhanden ist, das die Elektroden umschließt und im wesentlichen parallel zur Richtung des Elektronenstrahls verläuft und daß das Magnetfeld zur Änderung der über die Anode abgenommenen Leistung steuerbar ist.The invention is characterized in that the control grid extends along the cathode electrode and the electron beam that means for generating an electron beam focussing magnetic field is present, which surrounds the electrodes and is substantially parallel to the Direction of the electron beam and that the magnetic field to change the power taken off via the anode is controllable.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein sehr großer Einstellbereich für die Ausgangsleistung erreicht wird, ohne daß sich z.B. das Abfangen des Strahlstromes im nennenswertem Umfang ändert, obwohl doch das Pokussierfeld geändert wird. Dieses Ergebnis war in höchstem Maße unvorhersehbar.An advantage of the invention is that a very large adjustment range for the output power is achieved without that e.g. the interception of the beam current changes to a significant extent, although the focusing field is changed. This result was highly unpredictable.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß ein offener Magnetkreis mit einem Permanentmagneten vorhanden ist, daß die Magnetpole als sich gegenüberliegende Flächen ausgebildet sind, daß die Röhre mit den Elektroden zwischen den gegenüberliegenden Magnetpolen angeordnet ist, daß neben den sich gegenüberliegenden Polen des Magneten ein Shunt aus magnetischem Material angeordnet ist, daß eine Einrichtung zur Bewegung des Shuntes auf den Magneten zu oder von ihm weg vorhanden ist, mittels derer die Stärke des Magnetfeldes durch Teilkurzschluß und damit die Ausgangsleistung einstellbar ist.A further development of the invention provides that there is an open magnetic circuit with a permanent magnet that the magnetic poles are designed as opposing surfaces that the tube with the electrodes between the opposing ones Magnetic poles is arranged that in addition to the opposing poles of the magnet, a shunt made of magnetic Material is arranged that means for moving the shunt towards the magnet or away from it is present is, by means of which the strength of the magnetic field by partial short circuit and thus the output power can be adjusted.

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Sie hat den Vorteil, daß das Magnetfeld in einfachster Weise beeinflußt wird.It has the advantage that the magnetic field is influenced in the simplest possible way.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen entnommen werden.Further details and advantages of the invention can be found in the following description and in the drawings will.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung der Elektrodenanordnung einer magnetisch fokussierten Triodenröhre (Typ ITT 3RM/24 OG), wobei ein Teil der Anode abgeschnitten erscheint, 1 shows a basic illustration of the electrode arrangement a magnetically focused triode tube (type ITT 3RM / 24 OG), with part of the anode appearing cut off,

Fig. 2 zeigt eine andere Sicht der gleichen Röhre,Fig. 2 shows another view of the same tube,

Fig. 3 zeigt die Seitenansicht der Röhre mit der Anordnung des Fokussiermagneten,Fig. 3 shows the side view of the tube with the arrangement of the Focusing magnets,

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung der Magnetanordnung gemäß der Erfindung,Fig. 4 shows a perspective view of the magnet arrangement according to the invention,

Fig. 5 zeigt eine Oszillatorschaltung gemäß einer Ausbildung der Erfindung undFig. 5 shows an oscillator circuit according to an embodiment of the invention and

Fig. 6 zeigt die Abhängigkeit der Ausgangsleistung vom angelegten Magnetfeld im Rahmen der Schaltung gemäß Fig. 5.FIG. 6 shows the dependence of the output power on the applied magnetic field in the context of the circuit according to FIG. 5.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist eine Anzahl von thermionischen Faden-Kathoden Io parallel zueinander angeordnet. Außerdem verlaufen sie in der Mittelebeneyparallel zwischen den sich gegenüberliegenden Breitseiten der rechteckigen Anode 11. Welterr hin ist jede Kathode Io symmetrisch zwischen einem Paar von Gitterplatten 12 angeordnet; die Gitterplatten 12 weisen mit ihren Kanten zu den Breitseiten der Anode 11. Jede Gitterplatte 12As shown in Fig. 1, a number of thermionic filament cathodes Io are arranged in parallel with one another. aside from that they run parallel in the median plane between the opposite ones Broad sides of the rectangular anode 11. Globally, each cathode Io is arranged symmetrically between a pair of grid plates 12; the grid plates 12 point with their Edges to the broad sides of the anode 11. Each grid plate 12

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ist an einem Stab 13 befestigt, der seinerseits auf einer Trägerplatte 14 sitzt.is attached to a rod 13, which in turn on a Support plate 14 is seated.

Im Betriebszustand ist ein Magnetfeld H - hier durch den Pfeil angedeutet - vorhanden, das senkrecht zu den Breitseiten der Anode 11 und parallel zu den Gitterplatten 12 gerichtet ist. Das hat die Wirkung, daß die in Richtung der Anode beschleunigten Elektronen zwischen den Gitterplatten auf die Anode fokussiert werden ohne daß sie von den Gitterplatten abgefangen werden, selbst wenn diese positiv betrieben werden. Prinzipiell arbeitet die Röhre als gittergesteuerte Röhre, deren Gitterplatten Aequipotentialflächen zu beiden Seiten jeder Fadenkathode sind. Die Platten können auch ggf. durch entsprechend angeordnete, zueinander parallele Stäbe ersetzt worden. Zusätzliche Stäbe zwischen den Ecken der Platten und der gegenüberliegenden Anode können ggf. als zweites Gitter wie in einer Bündeltetrode vorgesehen werden.In the operating state there is a magnetic field H - indicated here by the arrow - which is perpendicular to the broad sides of the Anode 11 and parallel to the grid plates 12 is directed. This has the effect that the accelerated towards the anode Electrons between the grid plates are focused on the anode without being intercepted by the grid plates even if they are operated positively. In principle, the tube works as a grid-controlled tube, the grid plates of which have equipotential surfaces on both sides of each filament cathode are. If necessary, the plates can also be replaced by appropriately arranged rods parallel to one another. Additional Rods between the corners of the plates and the opposite anode can be used as a second grid as in a Bundle tetrode are provided.

Die Elektrodenanordnung ist an Stäben 15 befestigt, die in nicht gezeigter Weise am Röhrengehäuse angeschmolzen sind.The electrode arrangement is attached to rods 15 which are fused to the tube housing in a manner not shown.

In Fig. 2 ist eine Anordnung dargestellt, die in ihren Größenverhältnissen der Triodentype 3RM/24 OG entspricht und bei der für gleiche Teile auch die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 gewählt sind. Die Maßangaben sind in Zoll gemacht. Die Länge der bedeckten Kathoden und Gate-Elektroden beträt drei Zoll.In Fig. 2, an arrangement is shown, the proportions corresponds to the triode type 3RM / 24 OG and in the The same reference numerals as in FIG. 1 are chosen for the same parts. The dimensions are given in inches. The length the covered cathode and gate electrodes is three inches.

Fig. 3 zeigt ausschnittsweise die schematische Darstellung einer Röhre, die einen ähnlichen Elektrodenaufbau hat wie in Fig. 1 gezeigt und die zwischen einem Paar von Magnetpolen 2o und 21 angeordnet ist. Auch hier sind wieder entsprechende Bezugszeichen verwendet.Fig. 3 shows a section of the schematic representation of a Tube which has an electrode structure similar to that shown in FIG. 1 and which is located between a pair of magnetic poles 20 and 21 is arranged. Corresponding reference symbols are also used here.

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Die Tragstäbe 15, die hier gestrichelt dargestellt sind, werden gehalten von Isolatoren 16 und 17, die ebenfalls die hier nicht sichtbaren Kathodenfäden tragen. Die Elektrodenanordnung ist auf einer Keramikplatte montiert und von einem Kühlwassermantel 23 umgeben. Das Kühlwasser fließt zwischen der Anode und Wänden des Kühlmantels durch Ein- bzw. Ausgangsröhren, von denen eine mitThe support rods 15, which are shown here in dashed lines, are held by insulators 16 and 17, which are also not here wear visible cathode threads. The electrode arrangement is mounted on a ceramic plate and by a cooling water jacket 23 surround. The cooling water flows between the anode and the walls of the cooling jacket through inlet and outlet tubes, one of which is included

24 bezeichnet ist. Der Kühlwassermantel, die Anode 11, die Gitterplatten 12 ebenso wie die Trägerplatten 14 sind sämtlich aus nichtmagnetischem Material hergestellt, so daß zwischen den Polen 2o und 21 ein virtueller Luftspalt existiert.24 is designated. The cooling water jacket, the anode 11, the grid plates 12 as well as the carrier plates 14 are all made of non-magnetic material, so that between the Poland 2o and 21 a virtual air gap exists.

Um die Stärke des magnetischen Feldes im Luftspalt zwischen den Polen 2o und 21 einstellen zu können, ist ein magnetischer ShuntA magnetic shunt is used to adjust the strength of the magnetic field in the air gap between poles 2o and 21

25 vorgesehen. Die Einstellung des wirksamen Luftspaltes geschieht durch Verschieben des Shuntes 25 in Richtung des Pfeiles 26.25 provided. The effective air gap is set by moving the shunt 25 in the direction of the arrow 26.

Wenn der Shunt 25 sich in einem solchen Abstand von den Polen befindet, daß sein Einfluß auf den magnetischen Fluß vernachlässigbar ist, dann seien Elektrodenpotentiale so, daß eine maximale Ausgangleistung abgegeben wird; das magnetische Fokussierfeld hat dann ebenfalls seinen Maximalwert Ho. Wenn der Shunt 25 gegen die Pole bewegt wird, dann sinkt, ohne daß die Steuerspannung geändert werden muß, die Ausgangsleistung. Dies ist in Fig. 6 dargestellt, wo die Ausgangsleistung über dem Wert des Magnetfeldes aufgetragen ist. Bei einer typischen Röhre mit einer Ausgangsleistung von Jo kW und einem Magnetfeld von 12oo Gauss führte eine Verminderung des Fokussierfeldes auf 6oo Gauss zu einer Ausgangsleisung von 3 kW ohne merkliches Anwachsen des Strahlabfangens durch die Gittersteuerplatten. If the shunt 25 is at such a distance from the poles that its influence on the magnetic flux is negligible, then let electrode potentials be such that a maximum output power is delivered; the magnetic focusing field then also has its maximum value Ho. If the shunt 25 is moved against the poles, then the output power drops without the control voltage having to be changed. This is shown in FIG. 6, where the output power is plotted against the value of the magnetic field. For a typical tube with an output of Jo kW and a magnetic field of 1200 Gauss, reducing the focus field to 600 Gauss resulted in an output of 3 kW with no appreciable increase in beam interception by the grid control plates.

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Pig. 4 zeigt die augenblicklich bevorzugte Ausbildung des Magneten mit Polen 27 und 28 (entsprechend 2o und 21 in Fig. 3) mit gegenüberliegenden Polflächen, die auf einem U-förmigen Permanentmagneten 29 mit Schraubenbolzen 27a befestigt sind. Die Anordnung 29 enthält zwei U-förmige Teile 3o und 31, die mit einem durchgehenden Spannbolzen 33 auf einem Unterteil 32 befestigt sind.Pig. 4 shows the currently preferred embodiment of the magnet with poles 27 and 28 (corresponding to 2o and 21 in Fig. 3) with opposite pole faces that are on a U-shaped Permanent magnets 29 are fastened with screw bolts 27a. The arrangement 29 contains two U-shaped parts 3o and 31, which with a continuous clamping bolt 33 is attached to a lower part 32 are.

Die Shuntplatten 34 und 35 sind in nicht gezeigter Weise gleitend in dem Unterteil 32 gelagert und weisen wegen des durchgehenden Spannbolzens Langlöcher 36 und 37 auf. Jedes Teil 34 und 35 reicht in einen Steuerkasten 38, der mit Platten 39 und 4o an dem Unterteil 32 verbunden ist. Ein Steuerglied besteht aus einer Spindel 41 und nicht gezeigten Zahnrädern, die innerhalb des Kastens 38 mit den entsprechenden Teilen der Shuntplatten 34 und 35 in Eingriff stehen. Auf diese Weise können die Shuntplatten 34 und 35 durch Drehen der Spindel auf die Pole zu oder von diesen weg bewegt werden, wodurch die Stärke des dazwischenbefindlichen Magnetfeldes geändert werden kann.The shunt plates 34 and 35 are not shown slidably mounted in the lower part 32 and have because of the through clamping bolt elongated holes 36 and 37. Each Parts 34 and 35 reach into a control box 38 with plates 39 and 4o is connected to the lower part 32. A control element consists of a spindle 41 and not shown gears, which are engaged within the box 38 with the corresponding parts of the shunt plates 34 and 35. In this way the shunt plates 34 and 35 can be moved towards or away from the poles by rotating the spindle, thereby increasing the strength of the intervening magnetic field can be changed.

Die Röhre selbst wird auf dem Unterteil zwischen den Polflächen befestigt. Die Fig. 4 und der Schaltkreis in Fig. 5 mit der Kurve gemäß Fig. 6 beziehen sich auf eine Röhre vom Typ 3RM/24 OG.The tube itself is attached to the base between the pole faces. Fig. 4 and the circuit in Fig. 5 with the Curves according to FIG. 6 relate to a tube of the 3RM / 24 OG type.

Die Schaltung gemäß Fig. 5 zeigt eine abgestimmte Anode, einen gekoppelten Gitteroszillator, der für induktive Heizung geeignet ist. Er ist dargestellt mit einer Arbeitsspule und in Reihe liegender Anodenlastspule um eine hohe Ausgangsimpedanz zu erreichen. Man könnte auch den Ausgang an einer Sekundärwicklung eines Anpaßtransformators abgreifen um eine geringe Ausgangsimpedanz zu haben. Die Primärwicklung des Transformators liegt zwischen den Anschlußpunkten der großen Impedanz.The circuit of FIG. 5 shows a tuned anode, a coupled grid oscillator suitable for inductive heating is. It is shown with a work coil and anode load coil in series in order to achieve a high output impedance. You could also tap the output on a secondary winding of a matching transformer by a low output impedance to have. The primary winding of the transformer lies between the connection points of the large impedance.

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Der Anodenlastkreis stellt die größte Einheit dar, wegen der großen HP-Ströme ist es wünschenswert, sowenig Verbindung wie möglich zu haben. Die Lastkapazität besteht aus sechs 45oo pP Kondensatoren, die auf einer Platte montiert sind und wassergekühlt sind. Die Verbindungen sind in Bezug auf gute thermische Eigenschaften hinsichtlich der Kühlung der Kondensatoren ausgebildet.The anode load circuit represents the largest unit because of the large HP currents it is desirable to have as little connection as possible. The load capacity consists of six 45oo pP capacitors, which are mounted on a plate and are water-cooled. The compounds are in terms of good thermal properties designed with regard to the cooling of the capacitors.

Eine Lastspule L2, die aus vier Windungen mit 228,6 mm (9 Zoll) Durchmesser und 12,7-mm (o,5 Zoll) Kupferleitung besteht. Sie ist direkt an den Wasseranschluß der Kondensatorsammeischiene angeschlossen, wodurch die Spule wassergekühlt ist. Das andere Ende der Spule ist über eine Spule L5 oder die Primärspule des Anpaßtranformators an Erde angeschlossen. Die ganze Spulen- und Sammelschienen-Anordnung ist sorgfältig silberplattiert um die Schaltkreisverluste auf ein Minimum zu reduzieren. Die Röhre und der Magnet sind auf Isolatoren montiert und mit dem Lastkreis über einen 9ooo pP Kondensator C3 verbunden.An L2 load coil made up of four turns of 228.6 mm (9 inches) Diameter and 12.7-mm (0.5 in) copper tubing. she is connected directly to the water connection of the capacitor busbar, which means that the coil is water-cooled. The other The end of the coil is via a coil L5 or the primary coil of the Matching transformer connected to earth. The whole coil and busbar arrangement is carefully silver-plated around the Reduce circuit losses to a minimum. The tube and magnet are mounted on insulators and connected to the load circuit connected via a 9ooo pP capacitor C3.

Die Hochspannung wird der Röhre über eine Induktivität L4 von 25oojuH zugeführt, die aus einer 91*44 cm (3 Fuß) langen, einlagigen Zylinderspule, deren 16 s.w.g-Einheiten starker emaillierter Kupferdraht auf einen Winkelkörper von 72,6 mm (3 Zoll) Durchmesser gewickelt ist (1 s.w.g = 1 engl. Normstärke).The high voltage is fed to the tube via an inductance L4 25oojuH fed from a 91 * 44 cm (3 foot) long, single ply Solenoid with 16 s.w.g units of thick enamelled copper wire on an angular body of 72.6 mm (3 inches) Diameter is wound (1 s.w.g = 1 English standard thickness).

Die Rückkopplung zur Steuerelektrode wird über eine Koppelspule Ll geführt, die aus einer Spule von 279,4 mm (11 Zoll) Durchmesser besteht und die aus 3/8-Zoll Kupferleitung (Rohr) gewickelt ist. Sie ist so angebracht, daß sie einerseits die Anodenspule mit maximaler Kopplung umfaßt, aber auch zur Verminderung der Kopplung von der Anodenspule wegbewegt werden kann. Die Spule ist in umgekehrten Sinne wie die Anodenspule gewickelt und das den Kondensatoren abgewandte Ende ist direkt an Erde angeschlossen. The feedback to the control electrode is via a coupling coil Ll, which consists of a 279.4 mm (11 inch) diameter coil and which is wound from 3/8-inch copper tubing (pipe) is. It is attached so that on the one hand it encompasses the anode coil with maximum coupling, but also to reduce it the coupling can be moved away from the anode coil. The coil is wound in the opposite direction to the anode coil and the end remote from the capacitors is connected directly to earth.

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Das andere Ende ist über einen looo pF Kondensator und über eine Drosselspule mit Io Windungen aus 16 s.w.g.-Einheiten starker Draht, die auf einem Pormträger mit 12,7 mm (lo,5 Zoll) Durchmesser gewickelt sind mit der Steuerelektrode verbunden. Die Gleichstromrückverbindung der Steuerelektrode verläuft über eine 1 mH Drossel L5, zu einem Widerstand Rl, der etwa 6-8 Knhat und für I00-I50 W ausgelegt ist. Die Anode ist an ein Potential von 6-8 KV einer Gleichspannungsquelle gelegt und die Kathode liegt an Erde. Die Intensität des magnetischen Flusses zwischen Kathode und Anode ist veränderbar.The other end is through a looo pF capacitor and one Choke coil with Io windings from 16 s.w.g. units stronger Wire wound on a 12.7 mm (lo.5 inch) diameter carrier is connected to the control electrode. the DC return connection of the control electrode runs via a 1 mH choke L5, to a resistance Rl, which is about 6-8 Knhat and is designed for I00-I50 W. The anode is at a potential of 6-8 KV of a DC voltage source and the cathode is connected to earth. The intensity of the magnetic flux between the cathode and anode is changeable.

Im Betriebszustand der Röhre fließt für den Teil eines Schwingungszyklus ein Strom über das Gittter, der von der Zeitkonstante des Kreises abhängt. Die Elektronen erreichen die Anode während entsprechender Zeitabschnitte eines Schwingungszyklus, während zu der anderen Zeit negatives Sperrpotential herrscht. Die Ausgangsleistung hängt einmal vom Spitzenwert des Anodenstromes und der Betriebszeit der Anode ab, andererseits sind noch die Gitterschwingung bzw. die Zeitkonstanten des Gitterkreises zu berücksichtigen. Wenn man nun versucht, die Ausgangsleistung durch die Änderung des Vorspannungswiderstandes Rl zu erreichen, so stellt man nur eine geringe Änderung der Ausgangsleistung von ihrem Höchstwert bei fester Anodenspannung und Rückkopplung fest.In the operating state of the tube, a current flows through the grid for part of an oscillation cycle which depends on the time constant of the circle. The electrons reach the anode during corresponding time segments of an oscillation cycle, while at the other time there is a negative blocking potential. The output power depends on the one hand on the peak value of the anode current and the operating time of the anode, on the other hand the grid oscillation or the time constants of the grid circle must be taken into account. If you try to achieve the output power by changing the bias resistance Rl , you will only notice a slight change in the output power from its maximum value with a fixed anode voltage and feedback.

Wenn man aber den magnetischen Fluß durch die Röhre ändert, dann ändert sich die Ausgangsleistung der Röhre in erheblichem Umfang, wie in Fig. 6 dargestellt ist, in der die Ausgangsleistung in Kilowatt über dem Magnetfluß in Gauss aufgetragen ist. Eine Speisegleichspannung von 7*3 kV und ein magnetisches Feld von 12oo Gauss wurde benötigt um den Strom der Steuerelektrode auf einen niedrigen Wert zu bringen, und zwar unter statischen Bedingungen. Die Kurve für die Beziehung zwischen Steuerstrom und magnetischem Fluß fällt nur langsam mit steigender Flußdichte.However, if one changes the magnetic flux through the tube, then the output power of the tube changes significantly, as shown in FIG. 6, in which the output power in kilowatts is plotted against the magnetic flux in Gauss. A DC supply voltage of 7 * 3 kV and a magnetic field of 1200 Gauss were required to bring the current of the control electrode to a low value, under static conditions. The curve for the relationship between control current and magnetic flux falls only slowly with increasing flux density.

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Vor der Existenz der Erfindung wurde bei der Röhre normalerweise die Flußdichte auf 12 ooo Gauss gebracht, die Ausgangsleistung bei 4oo kHz und einem Leitendwinkel von 115° und bei einem Gitterspitzenstrom von o,6 A bzw. einem mittleren Gitterstrom von 54 mA.Before the invention of the tube, the flux density was normally brought to 12,000 Gauss, the output power at 4oo kHz and an end angle of 115 ° and with a grid peak current of 0.6 A or an average grid current of 54 mA.

Bei einer Verringerung des Pokussierfeldes auf 850 Gauss wurde überraschend festgestellt, daß die Ausgangsleistung auf 13,6 kW sank, daß der Leitendwinkel auf 155° stieg, daß der Spitzensteuerstrom auf o,4 A bzw. der Mittelwert auf J>6 mA sank. Die Gleichstromleistung sank von 46,15 auf J>2 kVA.When the focusing field was reduced to 850 Gauss, it was surprisingly found that the output power sank to 13.6 kW, that the end angle rose to 155 °, that the peak control current sank to 0.4 A and the mean value sank to J> 6 mA. The DC power dropped from 46.15 to J> 2 kVA.

Dieses Ergebnis ist ziemlich unerwartet und obwohl angenommen werden kann, daß die spezielle Bauart der Röhre einen bestimmten Beitrag ausmacht, kann doch angenommen werden, daß ähnliche Ergebnisse bei Röhren mit konzentrischem Elektrodenaufbau auftreten, bei denen die Steuerelektrode radial aufgebaut ist und das veränderliche Magnetfeld radial gerichtet ist.This result is quite unexpected and although the particular design of the tube can be believed to have a particular effect Makes a contribution, it can be assumed that similar results occur with tubes with a concentric electrode structure, in which the control electrode is constructed radially and the variable magnetic field is directed radially.

Es sei betont, daß zwar in den obigen Ausführungen und den Ansprüchen von Gleichspannungspotentialen gesprochen wird, das soll aber nicht heißen, daß die jeweiligen Elektrodenpotentiale bei der Änderung des Magnetfeldes unverändert bleiben. So werden sich, abhängig von jeweils benutzten Schaltungsanordnungen, der Anodenstrom und der Gitter- oder Steuerelektrodenstrom mit dem Magnetfeld ändern, so daß auch die mittleren Werte der Elektrodenpotentiale etwas geändert werden, wobei aber die äußeren Spannungen konstant bleiben.It should be emphasized that although in the above statements and the claims DC potentials are spoken of, but that does not mean that the respective electrode potentials remain unchanged when the magnetic field changes. So, depending on the circuit arrangements used, the anode current and the grid or control electrode current change with the magnetic field, so that the mean values of the electrode potentials can be changed slightly, but the external stresses remain constant.

Auf die durch die Erfindung vorgeschlagene Weise läßt sich die Ausgangsleistung einer magnetisch fokussierten thermionischen Röhre leichter und in einem größeren Bereich steuern als dies mit den bisher verwendeten, teuren Einrichtungen der Fall war.In the manner proposed by the invention, the output power of a magnetically focused thermionic The tube can be controlled more easily and in a larger area than with the expensive devices previously used Case was.

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Es ist selbstverständlich, daß die Erzeugung des Magnetfeldes und dessen Intensitätssteuerung auch elektromagnetisch durch Änderung des Magnetisierungsstromes erreicht werden kann.It goes without saying that the generation of the magnetic field and whose intensity control can also be achieved electromagnetically by changing the magnetizing current.

5 Patentansprüche5 claims

4 Blatt Zeichungen mit 6 Figuren4 sheets of drawings with 6 figures

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Claims

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Claims;

Γ1J Thermionic electron tube in which an electron beam is generated between the anode and the cathode and which has a control grid, characterized in that the control grid extends along the cathode electrode and the electron beam, that a device is present for generating a magnetic field which focuses the electron beam, that surrounds the electrodes and runs essentially parallel to the direction of the electron beam and that the magnetic field can be controlled to change the power taken off via the anode.

2. Electron tube according to claim 1, characterized in that there is an open magnetic circuit with a permanent magnet, that the magnetic poles are designed as opposing surfaces, that the tube with the electrodes is arranged between the opposing magnetic poles, that next to the opposing poles of the Magnets a shunt made of magnetic material is arranged that a device for moving the shunt towards the magnet or away from it is available, by means of which the strength of the magnetic field and thus the output power can be adjusted by partial short-term.

3. Electron tube according to claim 2, characterized in that the shunt is essentially U-shaped, the legs of which are opposite the magnetic poles.

4. Electron tube according to claim 3, characterized in that each leg is slidably mounted in a slot of a carrier arrangement.

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Electron tube according to claim 1, characterized in that the anode walls surround the cathode and the grid, that the cathode consists of several elongated and mutually spaced parallel wires, that the grid consists of several elongated, parallel plates which alternate between the Cathode wires are arranged and that the grid plates are each aligned parallel to the electron beam.

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