DE666136C

DE666136C - Method for operating a pipe with transit time oscillations

Info

Publication number: DE666136C
Application number: DER92198D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1933-12-21
Filing date: 1934-12-22
Publication date: 1938-10-13
Also published as: NL42290C; GB442465A; FR782632A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Röhren mit Laufzeitschwingungen, das eine wesentliche Erhöhung des Wirkungsgrades bei der Erzeugung ultrahochfrequenter Schwingungen erreichen läßt.The invention relates to a method for operating tubes with transit time oscillations, that is a significant increase in the efficiency of the generation of ultra-high frequencies Can reach vibrations.

Bei der Erzeugung größerer Leistungen von Ultrakurzwellen stieß man bisher auf erhebliche Schwierigkeiten. Die Röhrenelektroden müssen, um überhaupt Wellen von weniger als 1 m Wellenlänge erzeugen zu können, sehr klein gehalten werden, was eine Verkleinerung der erzielbaren Leistung bedeutet, da die Erwärmung der Elektroden nicht über ein bestimmtes Maß gesteigert werden darf. Ein bekannter Weg zur Steigerung des Wirkungsgrades ist die Neigung des Magnetfeldes gegen die Achse des Elektrodensystems. Dies beruht wohl darauf, daß das geneigte Magnetfeld einem gewissen Prozentsatz von Elektronen eine zum Heizfaden parallel verlaufende Geschwindigkeitskomponente verleiht, wodurch die Raumladungen verringert und der Wirkungsgrad gesteigert wird. Auch auf diesem Wege konnte jedoch keine wesentliche Leistungssteigerung erzielt werden.So far, one came across with the generation of greater powers of ultra-short waves considerable difficulties. The tube electrodes need to get waves of at all less than 1 m wavelength to be able to be kept very small, which is a A reduction in the achievable output means that the electrodes are heated up may not be increased beyond a certain level. A well-known way to increase the efficiency is the inclination of the magnetic field against the axis of the electrode system. This is probably due to the fact that the inclined magnetic field has a certain percentage of electrons parallel to the filament Gives running speed component, which reduces the space charges and increases the efficiency will. Even in this way, however, no significant increase in performance could be achieved will.

Die vorliegende Erfindung geht davon aus, daß die Verlustleistung, d. h. die bei der Schwingungserzeugung auftretende Gleichstromleistung, nicht unbedingt an die Schwingelektroden selbst abgegeben werden muß, sondern daß eine Trennung von Schwingleistung (Wechselstromleistung) und Verlustleistung (Gleichstromleistung) möglich ist. Erfindungsgemäß erhalten die Elektronen, die sich der Schwingelektrode bzw. den Schwingelektrodensegmenten im Takt der Betriebsfrequenz nähern und von ihr entfernen, mit Hilfe einer auf konstantem positivem Potential liegenden Hilfselektrode eine Bewegungskomponente parallel zur Oberfläche der ein- bzw. mehrteiligen Schwingelektrode, in der sie die Schwingleistung induzieren und auf die sie höchstens zu einem kleinen Teil auftreffen, während der überwiegende Teil der Elektronen zu der Hilfselektrode geführt wird.The present invention assumes that the power dissipation, i. H. the at the Vibration generation occurring direct current power, not necessarily to the vibrating electrodes itself must be given, but that a separation of oscillating power (AC power) and power loss (DC power) is possible. According to the invention, the electrons that are obtained the oscillating electrode or the oscillating electrode segments in time with the operating frequency approaching and moving away from it, with the help of one at constant positive potential lying auxiliary electrode a movement component parallel to the surface of the or multi-part oscillating electrode, in which they induce the oscillating power and on which they hit at most to a small extent, while the majority of the Electrons is led to the auxiliary electrode.

In der Durchführung dieses allgemeinen Erfindungsgedankens werden im folgenden Ausführungsformen sowie Schaltungen zur Erzeugung und Modulation ultrakurzer Wellen beschrieben. Der Erfindungsgedanke ist in gleicher Weise bei Schwingungserzeugern, die mit einem zusätzlichen konstanten Magnetfeld, und bei Schwingungserzeuger!!, die mit einem zusätzlichen konstanten elektrischen Bremsfeld arbeiten, anwendbar. In beiden Fällen werden erfindungsgemäß HiIfs-In carrying out this general inventive concept, the following Embodiments and circuits for generating and modulating ultra-short waves described. The idea of the invention applies in the same way to vibration generators, those with an additional constant magnetic field, and with vibrators !!, the work with an additional constant electrical braking field, applicable. In in both cases, according to the invention, auxiliary

elektroden vorgesehen, welche derart angeordnet sind, daß sie ein elektrostatisches Feld mit einer Komponenten in Richtung der Achse von Anode und Heizfaden erzeugen. ^- =.' S In Abb. ι ist ein Magnetrongenerator ρί zweiteiliger Anode dargestellt, der aus äqß evakuierten Kolben ι und dem in dem* Ouetschfuß 3 gehalterten Elektrodensystem besteht. Die Anodensegmente 5, 7 werden von leitenden Streben 9, 11 gehalten, die an dem dem Ouetschfuß 3 gegenüberliegenden Ende des Kolbens 1 eingeschmolzen sind. Diese Streben bilden eine Übertragungsleitung zur Herausführung der Energie aus dem Röhrenkolben. Electrodes are provided which are arranged so that they generate an electrostatic field with a component in the direction of the axis of the anode and filament. ^ - =. ' S In Fig. Ι a magnetron generator ρί two-part anode is shown, which consists of equivalent evacuated piston ι and the electrode system held in the * Ouetschfuß 3. The anode segments 5, 7 are held by conductive struts 9, 11 which are melted down at the end of the piston 1 opposite the Ouetsch foot 3. These struts form a transmission line for carrying the energy out of the tubular bulb.

Eine weitere Stütze für die Anoden 5, 7 ist in Gestalt einer Strebe 6 vorgesehen, welche die Leiter 9, 11 mechanisch und elektrisch an Punkten verbindet, an denen Schwingungsknoten auftreten, wenn die Röhren in Betrieb genommen werden, um Schwingungen jener hohen Frequenz, für die sie gebaut ist, zu erzeugen. Die Strebe 6 wird in der Mitte gehalten von einer Stütze 8 unter Vermittlung eines Stäbchens 10 und einer Glasperle 12. Abgesehen von ihrer Funktion als Träger für die Anoden wirkt die Strebe 6 als Kurzschluß zwischen diesen für Schwingungen mit einer niedrigeren als der gewünschten Frequenz. Die Kathode 13 besteht aus einem gestreckten Heizfaden, der in bezug auf die Anoden 5 und 7 koaxial angeordnet ist und an jedem Ende durch Leiter 15 und 17, die in den Ouetschfuß eingeschmolzen sind, getragen wird.Another support for the anodes 5, 7 is provided in the form of a strut 6, which connects the conductors 9, 11 mechanically and electrically at points at which nodes of vibration occur when the tubes are put into operation to vibrate at the high frequency for which they are designed produce. The strut 6 is held in the middle by a support 8 with mediation a rod 10 and a glass bead 12. Apart from their function as a carrier for the strut 6 acts as a short circuit between them for vibrations with a lower than the desired frequency. The cathode 13 consists of a stretched one Filament arranged coaxially with respect to the anodes 5 and 7 and on each End carried by conductors 15 and 17 fused into the Ouetsch foot will.

Ein starkes Magnetfeld konstanter Intensität wird mit Hilfe der Magnetspulen 19 erzeugt, welche vorzugsweise so angeordnet sind, daß die Kraftlinien des Magnetfeldes parallel zur Achse der Anoden und dem Heizfaden verlaufen. Natürlich können die Kraftlinien in einem Winkel zur Anodenachse stehen, wodurch die Steigerung des Wirkungsgrades des Magnetrons sowohl durch die Neigung des Magnetfeldes als auch durch das obenerwähnte elektrostatische Feld verursacht wird.A strong magnetic field of constant intensity is generated with the help of the magnetic coils 19, which are preferably arranged so that the lines of force of the magnetic field are parallel to the axis of the anodes and the filament get lost. Of course, the lines of force can be at an angle to the anode axis, which increases the efficiency of the magnetron is caused by both the inclination of the magnetic field and the above-mentioned electrostatic field will.

In Durchführung des Erfindungsgedankens sind Elektroden 21 und 23 vorgesehen, die an den gegenüberliegenden Enden der Anoden 5 und 7 in geeigneter Weise angeordnet, z. B, mit Hilfe der aus dem Ouetschfuß 3 herausragenden Streben 25, 27 gehalten sind. Diese Elektroden liegen auf einem gegenüber dem Heizfaden 13 positivem Potential. Im allgemeinen ist diese Vorspannung für die beiden Elektroden die gleiche, es kann jedoch in manchen Fällen erwünscht sein, ihnen einen bestimmten Potentialunterschied zu geben.In carrying out the inventive idea electrodes 21 and 23 are provided which arranged in a suitable manner at the opposite ends of the anodes 5 and 7, z. B, with the help of the struts 25, 27 protruding from the Ouetschfuß 3 are. These electrodes are at a positive potential with respect to the heating filament 13. In general, this bias is the same for the two electrodes, however, in some cases it may be desirable to give them a certain potential difference admit.

Es sind an sich Röhren bekanntgeworden, die mit einer zylindrischen Anode und mit zu beiden Seiten dieses Zylinders angeordneten Seitenplatten versehen sind. Diese Seiteni-pjatten dienten jedoch bisher lediglich dazu, !»«Jen Aufprall von Elektronen auf die GlaspHfandung zu beiden Seiten des Elektroden-M-iystems zu verhindern, zu welchem Zwecke sie negativ vorgespannt wurden. Aitch positive Seitenplatten sind bekanntgeworden, die jedoch nur das Entweichen von positiven Ionen aus dem Raum zwischen den Elektroden verhindern sollten. Mit dem die Erfindung bildenden Verfahren zum Betrieb von Röhren mit Laufzeitschwingungen haben diese Röhrenformen nichts zu tun, da sie, wie schon einmal erwähnt, völlig anderen Zwecken dienten.There are tubes known per se, with a cylindrical anode and with to side plates arranged on both sides of this cylinder are provided. These side i-pjatten However, up to now only served to! "" The impact of electrons on the glass deposit on both sides of the electrode system to prevent what purpose they were negatively biased. Aitch positive Side plates have become known which, however, only allow positive ions to escape from the space between the electrodes should prevent. With the method forming the invention for operating tubes with transit time oscillations, they have Tubular shapes do nothing since, as mentioned before, they have completely different purposes served.

Die Arbeitsweise der in Abb. 1 dargestellten Röhre wird unter Bezugnahme auf die Abb. 2 und 3 verständlich. In Abb. 2 ist der Heizfaden mit 13 und die Anode mit 5 und 7 bezeichnet. Die gestrichelte Linie 29 zeigt eine typische Elektronenbahn, wenn man dem Magnetfeld eine solche Stärke gibt, daß der Schwingungserzeuger mit bestem Wirkungsgrad arbeitet. L^Tnter diesen Bedingungen wandert der größere Teil der aus dem Heizfaden austretenden Elektronen in einer kardioidenförmigen Bahn, wobei die Elektronen die Anoden gerade streifen. Die Frequenz der Schwingung ist durch die von einem Elektron zur Zurücklegung dieser Bahn benötigte Zeit festgelegt, während umgekehrt die Bahn von der Magnetfeldstärke bestimmt wird. Die allgemein anerkannte Theorie über die Wirkungsweise dieser Art von Schwingungserzeuger besagt, daß die Elektronen Ladungen in den Anoden induzieren, wenn sie diese streifen. Bei dieser Betriebsweise bezeichnet man das Magnetron als Elektronengenerator. The operation of the tube shown in Fig. 1 can be understood with reference to Figs. In Fig. 2, the filament is denoted by 13 and the anode by 5 and 7. The dashed line 29 shows a typical electron trajectory if the magnetic field is given such a strength that the vibrator works with the best possible efficiency. L ^T nter these conditions, travels the greater part of the emerging from the filament electrons in a kardioidenförmigen web, the electrons strike the anode straight. The frequency of the oscillation is determined by the time required by an electron to travel this path, while conversely the path is determined by the magnetic field strength. The generally accepted theory of how this type of vibrator works is that the electrons induce charges in the anodes when they brush against them. In this mode of operation, the magnetron is called an electron generator.

Es ist klar, daß ein bestimmter Teil der Elektronen die Anoden trifft und dadurch einen gewissen Anodenstromfluß hervorruft, der die Anoden erhitzt und keine Nutzarbeit leistet.It is clear that a certain part of the electrons hit the anodes and through it causes a certain flow of anode current which heats the anodes and does not do any useful work perform.

In Abb. 3, die eine in größerem Maßstabe gezeichnete Seitenansicht der in Abb. 1 enthaltenen Elektroden zeigt, ist der ungefähre no Verlauf der elektrostatischen Kraftlinien dargestellt, wobei sich dieser Verlauf auf das elektrostatische Feld in der Zeichenebene bezieht. Um die Zeichnung zu vereinfachen sind die Kraftlinien links oben und rechts unten fortgelassen. Wie man bemerkt, haben die Kraftlinien von der Mitte des Heizfadens aus nach jeder elektrostatischen Elektrode eine Komponente parallel zur Achse der Anoden und dem Heizfaden. Infolgedessen wird ein sich von dem Heizfaden zur Anode bewegendes Elektron in Richtung einer elek-In Fig. 3, which is a larger-scale side view of the one shown in Fig. 1 Electrodes shows the approximate course of the electrostatic lines of force, this course relates to the electrostatic field in the plane of the drawing. To simplify the drawing, the lines of force at the top left and bottom right have been omitted. As you have noticed the lines of force from the center of the filament after each electrostatic electrode a component parallel to the axis of the anodes and the filament. As a result, a becomes from the filament to the anode moving electron in the direction of an elec-

trostati sehen Elektrode gezogen, so daß die Bahn des Elektrons im wesentlichen eine Wendel ist, wie durch die gestrichelten Linien 31 und 33 angedeutet. Die Elektronenbahn wurde fortgelassen, wo die Kraftlinien eingezeichnet sind, da die Zeichnung sonst schwierig zu lesen wäre. Das elektrostatische Feld verläuft tatsächlich im wesentlichen symmetrisch.trostati see electrode drawn, so that the orbit of the electron is essentially one Helix is, as indicated by the dashed lines 31 and 33. The electron orbit was omitted where the lines of force are drawn, otherwise the drawing would be difficult to read. The electrostatic field is actually essentially running symmetrical.

Es ist klar, daß die allgemeine Wirkung des elektrostatischen Feldes dieselbe ist wie die einer Neigung des Magnetfeldes, jedoch hat man festgestellt, daß der Wirkungsgrad des Magnetrons durch Benutzung eines elektrostatischen Feldes um einige Male mehr vergrößert wird als durch Neigung des Magnetfeldes. It is clear that the general effect of the electrostatic field is the same as that of an inclination of the magnetic field, but it has been found that the efficiency of the magnetron several times more by using an electrostatic field is increased than by inclination of the magnetic field.

Ohne die Erfindung irgendwie durch eine Theorie der W^Tirkungsweise einschränken zu wollen, kann die Wirkungsgradsteigerung zum Teil der Tatsache zugeschrieben werden, daß dort, wo ein geneigtes Magnetfeld verwendet wird, nur die Hälfte der Elektronen von der Neigung des Feldes betroffen wird. Wenn man annimmt, daß das Feld für Elektronen, die sich in einer bestimmten Richtung bewegen, um einen maximalen Betrag geneigt sein soll, so ist es überhaupt nicht geneigt für Elektronen, die sich senkrecht zu dieser Richtung· bewegen. Infolgedessen wird die Bahn der letzterwähnten Elektronen nicht die Form einer Wendel aufweisen.Without intending to limit the invention in any manner by a theory of W ^T irkungsweise, the increase in efficiency, the fact is to be attributed in part, that where an inclined magnetic field is used, only half of the electrons is affected by the inclination of the field. Assuming that the field should be inclined by a maximum amount for electrons moving in a certain direction, it is not inclined at all for electrons moving perpendicular to this direction. As a result, the trajectory of the last-mentioned electrons will not be in the form of a helix.

Man hat auch gefunden, daß das Elektronenbombardement des Heizfadens durch Anwendung der Erfindung wesentlich herabgesetzt wird. Aus diesem Grunde kann der Schwingungserzeuger für eine größere Ausgangsleistung gebaut werden, ohne daß der Heizfaden zerstört wird.It has also been found that the electron bombardment of the filament through Application of the invention is significantly reduced. For this reason, the Vibration generators can be built for a larger output power without the Filament is destroyed.

Von offenbar noch größerer Bedeutung ist die Feststellung, daß ungefähr drei Viertel der Gleichstromkomponente des Elektronenflusses zu den elektrostatischen Elektroden 21 und 23 fließt und nur ein Viertel davon die Anoden 5 und 7 erreicht. Aus diesem Grunde kann der Schwingungserzeuger für eine vielfach größere Ausgangsleistung gebaut wer-, den, ohne daß eine Überhitzung der Anoden eintritt.Obviously of even greater importance is the observation that about three-quarters the direct current component of the electron flow to the electrostatic electrodes 21 and 23 flows and only a quarter of it reaches anodes 5 and 7. For this reason the vibration generator can be built for a much larger output power, without the anodes overheating.

Es ist zu beachten, daß die Größe der Anoden nicht über bestimmte Grenzen hinaus vermehrt werden darf, da die Kapazität zwischen den Anoden und dem Heizfaden klein gehalten werden muß, wenn hochfrequente Schwingungen erzeugt werden sollen. Aus diesem Grunde wurde es früher als Schwierigkeit empfunden, die Anoden von einer Überhitzung frei zu halten. Die Größe der elektrostatischen Elektroden hingegen ist nicht begrenzt durch den Kapazitätswert, der zwischen Röhrenelementen erlaubt ist, und diese können daher vergrößert werden, um die Wärme abstrahlen zu können.It should be noted that the size of the anodes does not exceed certain limits May be increased because the capacitance between the anodes and the filament is small must be held if high-frequency vibrations are to be generated. Because of this, it used to be considered a difficulty felt to keep the anodes free from overheating. The size of the electrostatic Electrodes, on the other hand, is not limited by the capacitance value that is allowed between tube elements and these can therefore be enlarged in order to be able to radiate the heat.

In Abb. 4 ist der Magnetronschwingungserzeuger von Abb. 1 eingesetzt gezeichnet in eine Schaltung zur Speisung der Dipolantenne 35 eines Kurzwellensenders mit Hochfrequenzschwingungen. In den Abb. 1 und 4 sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Die gezeichnete Dipolantenne besitzt eine Länge von einer halben Wellenlänge; der Knotenpunkt der χΛ,ηtenne ist mit dem positiven Pol einer nicht gezeichneten Gleichspannungsquelle über eine Hochfrequenzdrossel 37 verbunden. Die beiden Anoden 5 und 7 des Magnetrons sind über die Übertragungsleitung 9, 11 an die Antenne angeschlossen, während der Heizfaden 13 mit dem Minuspol der Gleichspannungsquelle über eine Hochfrequenzdrossel 39 verbunden ist.In Fig. 4, the magnetron oscillator from Fig. 1 is drawn in inserted a circuit for feeding the dipole antenna 35 of a shortwave transmitter with High frequency vibrations. In Figs. 1 and 4, the same parts are given the same reference numerals Mistake. The dipole antenna shown has a length of half a wavelength; the junction of the χΛ, ηtenne is connected to the positive pole of a direct voltage source (not shown) via a high-frequency choke 37 connected. The two anodes 5 and 7 of the magnetron are connected to the antenna via the transmission line 9, 11, while the filament 13 to the negative pole of the DC voltage source is connected via a high-frequency choke 39.

Die beiden elektrostatischen Elektroden 21 und 23, von denen der Einfachheit halber nur eine gezeichnet ist, sind über eine Leitung 43 und einen veränderbaren Abgriff 45 mit einem Punkt des Spannungsteilers 41 der Gleichspannungsquelle verbunden. Man hat gefunden, daß die Intensität des elektrostatischen Feldes zur Erzielung der maximalen Ausgangsleistung ziemlich kritisch ist, und aus gu diesem Grunde ist der veränderbare Spannungsabgriff 45 erwünscht. Man führt dies darauf zurück, daß ein zu schwaches Feld eine zu große Raumladung zuläßt, während ein zu starkes Feld das Elektron daran hindert, die Anode hinreichend oft zu streifen. Abb. 5 zeigt in schematischer Darstellung einen Schwingungserzeuger mit zwei Magnetronelektrodensystemen in einem gemeinsamen Vakuumgefäß 45'. Das eine Elektrodensystem enthält eine zylindrische Anode 47 und einen dazu koaxialen gestreckten Heizfaden 49. Analog enthält das andere System eine Anode 51 und einen Heizfaden 53.The two electrostatic electrodes 21 and 23, of which only for the sake of simplicity one is drawn, are via a line 43 and a variable tap 45 with a Point of the voltage divider 41 connected to the DC voltage source. It has been found that the intensity of the electrostatic field to achieve the maximum output power is quite critical, and for this reason is the changeable voltage tap 45 desired. This is due to the fact that a field that is too weak allows for too great a space charge while too strong a field prevents the electron from grazing the anode sufficiently often. Fig. 5 shows a schematic representation of a vibration generator with two magnetron electrode systems in a common vacuum vessel 45 '. The one electrode system contains a cylindrical anode 47 and an elongated filament 49 coaxial therewith. Analogously, the other contains System an anode 51 and a filament 53.

Eine elektrostatische Elektrode 55 ist am unteren Ende der Anoden 47 und 51 angeordnet und eine zweite (nicht gezeichnete) Elektrode am oberen Ende, um ein elektrostatisches Feld zwecks Erhöhung des Wirkungsgrades in der vorhin beschriebenen Weise zu erzeugen. Auf diese Weise gehört ein einziges Paar von elektrostatischen Elektroden zu einer Mehrzahl von zylindrischen Anoden.An electrostatic electrode 55 is arranged at the lower end of the anodes 47 and 51 and a second (not shown) electrode at the top for an electrostatic Generate field in order to increase the efficiency in the manner described above. That way, one belongs to one Pair of electrostatic electrodes to a plurality of cylindrical anodes.

Der Schwingungserzeuger ist im Rahmen einer ähnlichen Schaltung wie der in Abb. 4 dargestellt; gleiche 'Teile sind in den beiden Abbildungen wieder mit denselben Ziffern versehen. Die beiden Heizfäden sind über eine Leitung 57 elektrisch verbunden und über die Drosselspule 39 an den Minuspol des Spannungsteilers 41 angeschlossen.The vibrator is in the context of a similar circuit as the one in Fig. 4 shown; the same parts are in the two figures again with the same numbers Mistake. The two filaments are electrically connected via a line 57 and Connected via the choke coil 39 to the negative pole of the voltage divider 41.

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Die beiden Anoden 47 und 51 sind über die Energieleitung 59 an die Antenne 35 angeschlossen, während die elektrostatische Elektrode 55 und die nicht gezeichnete Elektrode über die Leitung 43 mit einem Punkte des Spannungsteilers 41 verbunden sind. Bei dieser Form des Schwingungserzeugers wird für die beiden Elektrodensysteme vorzugsweise nur ein einziges Magnetfeld verwendet. Der in Abb. 5 dargestellte Oszillator ist leistungsfähiger als die Spaltanodentype, weil das elektrostatische Feld zwischen einem Heizfaden und einer zylindrischen Anode symmetrisch ist, während das elektrostatische l^eld zwischen einem Heizfaden und zwei Teilanoden an den kanten der halbzylindrischen. Anoden konzentriert ist.The two anodes 47 and 51 are connected to the antenna 35 via the power line 59, while the electrostatic electrode 55 and the electrode not shown are connected to a point of the voltage divider 41 via the line 43. at this form of vibration generator is preferred for the two electrode systems only uses a single magnetic field. The oscillator shown in Fig. 5 is more powerful than the slit anode type because the electrostatic field between one Filament and a cylindrical anode is symmetrical, while the electrostatic l ^ eld between a filament and two Partial anodes on the edges of the semi-cylindrical. Anodes is concentrated.

Die Abb. 6 zeigt schematisch, wie die Form der Anoden und der elektrostatischen Elektroden eines erfindungsgemäßen Magnetrons abgeändert werden können, um die elektrostatische Schirmwirkung der Anoden herabzusetzen. Die Anode 61 ist an den Enden erweitert, während die elektrostatischen Elektroden 03 eine konische Form erhalten und mit der Kegelspitze in der Nähe des zunächstliegenden Anodenendes angeordnet werden. Der Heizfaden ist mit 65 bezeichnet, .bei dieser Anordnung können die elektrostahl, tischen Elektroden 63 eine niedrigere Spannung bei maximaler Ausgangsleistung erhalten. The Fig. 6 shows schematically how the shape of the anodes and the electrostatic Electrodes of a magnetron according to the invention can be modified to the reduce the electrostatic shielding effect of the anodes. The anode 61 is at the ends expanded, while the electrostatic electrodes 03 are given a conical shape and arranged with the tip of the cone in the vicinity of the nearest anode end will. The filament is labeled 65, with this arrangement the electric steel, table electrodes 63 receive a lower voltage at maximum output power.

In Abb. 7 sind die elektrostatischen Elektroden by mn kleinen Zylindern 09 aus Isoliermaterial, ζ. B. Quarz, versehen, um den Elektronenriuti von den äußeren Enden des !Heizfadens 71 nach den elektrostatischen Elektroden herabzusetzen. Die Oszillatoranode ist mit 73 bezeichnet. In Abb. 8 ist die Anwendung der Erfindung auf einen iSremsfeldgenerator nach Barkhausen und Kurz gezeigt. Mit Ausnahme der elektrostatischen Elektroden ist der Aufbau dieses Oszillators normal und enthält einen Heizfaden 75, ein Gitter yy und eine zylindrische Anode 79. Erfindungsgemäß werden elektrostatische Elektroden 81 gegenüber den Enden der Anode 79 angeordnet, wodurch ein elektrostatisches .beld erzeugt wird, dessen Kraftlinien eine parallel zur Achse der Röhrenelektroden verlaufende Richtungskomponente besitzen. Die beiden elektrostatischen Elektroden 81 werden gegenüber dem Heizfaden auf positivem Potential gehalten. Vorzugsweise sind sie durch einen Leiter 76 elektrisch verbunden; jedoch kann auch jede Elektrode entweder die gleiche oder eine verschiedene Vorspannung durch je eine besondere Zuleitung erhalten.In Fig. 7, the electrostatic electrodes by mn small cylinders 09 made of insulating material, ζ. B. quartz, is provided to reduce the electron flow from the outer ends of the filament 71 to the electrostatic electrodes. The oscillator anode is denoted by 73. In Fig. 8 the application of the invention to an iSremsfeldgenerator according to Barkhausen and Kurz is shown. With the exception of the electrostatic electrodes, the structure of this oscillator is normal and includes a filament 75, a grid yy and a cylindrical anode 79. According to the invention, electrostatic electrodes 81 are arranged opposite the ends of the anode 79, whereby an electrostatic .beld is generated whose lines of force a have directional components running parallel to the axis of the tube electrodes. The two electrostatic electrodes 81 are held at a positive potential with respect to the filament. Preferably they are electrically connected by a conductor 76; however, each electrode can also receive either the same or a different bias voltage by means of a special lead.

Die Verbesserung der Arbeitsweise des Barkhausen-Kurz-Oszillators beruht ebenfalls darauf, daß den Elektronen eine zum Heizfaden parallel verlaufende Geschwindigkeitskomponente erteilt wird, wie oben beim Magnetron angegeben. Beim Barkhausen-Kurz-Oszillator bewegen sich die Elektronen, statt eine wendeiförmige Bahn zu beschreiben, auf einer Bahn von im wesentlichen sinusförmiger Gestalt auf die elektrostatischen Platten zu. Wie beim Magnetron hängt die günstigste Spannung für die elektrostatischen Elektroden stark von der Größe, dem Abstand usw. der Röhrenelemente ab.The improvement in the operation of the Barkhausen-Kurz oscillator is also based that the electrons are given a velocity component that runs parallel to the filament, as was the case with the magnetron above specified. In the Barkhausen-Kurz oscillator, the electrons move instead of describing a helical path a path of substantially sinusoidal shape towards the electrostatic plates. As with the magnetron, the most favorable voltage for the electrostatic electrodes depends depends greatly on the size, spacing, etc., of the tube elements.

In Abb. 9 ist eine ähnliche Schaltung wie in Abb·. 4 dargestellt; der einzige L^Tnterschied besteht darin, daß Vorsorge für die Anlegung einer Modulationsspannung an die elektrostatischen Elektroden getroffen ist. In beiden Abbildungen tragen übereinstimmende Teile dieselben Bezugszeichen.In Fig. 9 is a circuit similar to that in Fig. 4 shown; the only L ^T DIFFERENCE is that provision is made for the application of a modulation voltage to the electrostatic electrode. Corresponding parts have the same reference symbols in both figures.

In Abb. 9 ist ein Niederfrequenztransformator 83 dargestellt, dessen Sekundärwicklung 85 in die Verbindung zwischen den elektrostatischen Elektroden und dem veränderbaren Abgriff 45 eingeschaltet ist. Durch Speisung der Primärwicklung 87 des Transformators mit einem Modulationsstrom wird die Intensität des elektrostatischen Feldes verändert, wodurch sich der Wirkungsgrad des Senders ändert und die hochfrequente Ausgangsleistung des Oszillators amplitudenmäßig nach Maßgabe des Modulationsstromes moduliert wird.In Fig. 9 a low frequency transformer 83 is shown, its secondary winding 85 into the connection between the electrostatic electrodes and the changeable Tap 45 is switched on. By feeding the primary winding 87 of the transformer the intensity of the electrostatic field is changed with a modulation current, which changes the efficiency of the transmitter and the high-frequency output power of the oscillator is modulated in terms of amplitude in accordance with the modulation current.

Die Wirkungsweise der in Abb. 9 dargestellten Schaltung wird besser verständlich durch Bezugnahme auf die Abb. 10, wo die Ausgangsleistung des Magnetrons über der den elektrostatischen Elektroden aufgedrückten Spannung aufgetragen ist. Man bemerkt, daß die Kurve innerhalb eines beträchtlichen ioo Spannungsbereiches im wesentlichen geradlinig verläuft. Der veränderbare Abgriff 45 wird so eingestellt, daß der Oszillator auf der mit 89 bezeichneten Mitte des geradlinigen Teiles arbeitet, wenn keine Modulationsspannung zugeführt wird. Die Signaleingangsspannung am Transformator 83 soll die Spannung der elektrostatischen Elektroden zwischen den mit 91 und 93 bezeichneten Grenzen ändern, wobei im Oszillatorausgang keine uo Verzerrung auftritt.The operation of the circuit shown in Fig. 9 can be better understood by referring to Fig. 10, where the Output power of the magnetron above that of the electrostatic electrodes Voltage is applied. It is noted that the curve is within a considerable ioo Voltage range runs essentially in a straight line. The changeable tap 45 is set so that the oscillator is on the indicated with 89 center of the straight line Part works when no modulation voltage is applied. The signal input voltage at transformer 83, the voltage of the electrostatic electrodes should be between the limits indicated by 91 and 93 change, whereby no distortion occurs in the oscillator output.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, aind noch zahlreiche weitere Ausführungen der Erfindung möglich, die sämtlich in den Rahmen der hier offenbarten Grundgedanken fallen.As can be seen from the above description, there are numerous other explanations of the invention possible, all within the scope of the basic ideas disclosed here fall.

Claims

Patent claims:

i. Method for operating a tube with transit time oscillations, characterized in that that the electrons that are

the oscillating electrode or the oscillating electrode segments approaching and moving away from the operating frequency with the help of a constant positive potential lying auxiliary electrode a movement component parallel to the surface of the one-part or multi-part Get oscillating electrode in which they induce the oscillating power and on the ίο they only hit a small part, while the majority the electrons are fed to the auxiliary electrode.

2. magnetron arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that on the two end faces of the one-part or multi-part, As a vibrating electrode serving anode cylinder preferably plate-shaped auxiliary electrodes are arranged, which are optionally connected to one another within the tube.

3. braking field arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that on the two end faces of a cylindrical Braking electrode, a grid-shaped acceleration electrode arranged within this and a discharge system axially to the cathode, preferably plate-shaped Auxiliary electrodes are arranged, optionally within the tube with one another are connected.

4. Tube according to claims 2 and 3, characterized in that the end face electrodes are provided with cooling surfaces or are designed as cooling surfaces.

5. Tube according to claims 2 and 3, characterized in that the end face electrodes near the cathode with small insulating cylinders, e.g. B. made of quartz, are provided, which have an immediate Prevent or reduce the transfer of electrons from the cathode to the face electrodes.

6. Tube arrangement according to claim 2,

characterized in that two magnetron systems are axially parallel to one another in the same tubular vessel are arranged and that each common for both systems. an auxiliary electrode on the front sides is provided.

7. Tube according to claims 2 and 4 to 6, characterized in that the The anode or anodes form a double-conical hollow cylinder, the generatrix of which is opposite the axis of rotation is curved such that the center of the cylinder is closer to the axis of rotation than the ends.

8. Tube according to claim 7, characterized in that the end face electrodes are also conical and arranged so that the small Is facing the diameter of the anode or anodes.

9. The method according to claim 1 using tubes according to the claims 2 to 8, characterized in that the auxiliary electrodes are at different positive potentials.

10. The method according to claims 1 and 9, characterized in that the or modulation voltages are superimposed on the bias voltages of the auxiliary electrodes.

11. The method according to claim 1, characterized characterized in that the positive bias voltage or bias voltages of the auxiliary electrodes is smaller than that of the Vibrating electrodes is the voltage.

12. The method according to claim 1, characterized characterized in that the electric and optionally magnetic fields are chosen so that the electrons are in front perform several oscillations when they hit the auxiliary electrode.

13. The method according to claims 1 and 10, characterized in that the 9 " Operating conditions of the tube are chosen so that the modulation is on the linear part of the oscillating current-auxiliary electrode voltage characteristic he follows.

1 sheet of drawings