DE906817C - Elektronenroehre zum Anfachen von ultrahochfrequenten Schwingungen mit einem Hohlraum vorzugsweise in Form einer aus Innen- und Aussenleiter bestehenden konzentrischen Leitung als Resonator - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 18. MÄRZ 1954

P 4051 Villa/21 o⁴

Julius Pintsch K.G., Berlin

Die Erfindung betrifft die Weiterbildung einer j Elektronenröhre zum Anfachen, insbesondere Verstärken, Erzeugen oder Empfangen von ultrahochfrequenten, elektromagnetischen Schwingungen, die in erster Linie dadurch gekennzeichnet ist, daß ein von metallischen Flächen umgrenzter, gegen Verluststrahlung abgeschlossener Hohlraum als Resonator wirkt und daß der Abstand der den Resonator begrenzenden elektrisch leitenden Flächen an den Stellen, wo dieselben als Elektroden wirken, kleiner ist als der Abstand der Leiterteile, die sich an die als Elektroden wirkenden Flächen anschließen.

Ein großer Schwungradwiderstand ist insbesondere dadurch zu erreichen, daß die Metallflächen des Hohlraumresonators im Anschluß an die Stelle, an der sie eine vollwandige Elektrode, die Anode, bilden, nach außen hin gewölbt sind, so daß der Resonator im wesentlichen aus der Kapazität zwischen Gitter und vollwandiger Elek- ao trode (Anode) und aus einer bzw. zwei torusförmigen einwindigen Selbstinduktionen besteht.

Vielfach ist es nun wesentlich, den hohen Schwungradwiderstand zu schaffen, ohne daß man dadurch bezüglich des Außenleiters an eine hestimmte Formgebung gebunden ist. Insbesondere

ist es in vielen Fällen erwünscht, daß zwar der hohe Schwungradwiderstand erzielt wird, jedoch der Außenleiter an der Stelle der Elektronenströmung und seinen sich daran anschließenden Teilen gleichbleibenden Durchmesser besitzt, was für die Herstellung und Handlichkeit der Röhre günstig ist. Gemäß der Erfindung wird daher die Einrichtung so getroffen, daß der Außenleiter bzw. ein von diesem konzentrisch umgebener und isoliert von ίο ihm angeordneter, mit einer Strahlungszuleitung versehener Hohlzylinder, dessen Außenflächen mit der Innenfläche des Außenleiters eine Kurzschlußkapazität für die Betriebswellenlänge bildet, an der Stelle der Elektronenströmung mit einem polschuhartigen Ansatz versehen ist, der (gegenüber dem Gitter) die Anode bzw. Bremselektrode bildet. Hierdurch wird der gewünschte hohe Schwungradwiderstand erzielt und außerdem eine Verkürzung der axialen Länge der Röhre (gegenüber dem ao Betrag einer halben Wellenlänge) erreicht. Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht nun darin, daß der Innenleiter an seinem einen Ende durch eine Metallscheibe galvanisch mit dem Außenleiter verbunden ist. Dieses hat nämlich den Vorteil, daß die konzentrische Leitung zwecks Bildung des Hohlraitmresonators nur an einem Ende durch einen konzentrisch zur Achse angeordneten Zylinderkondensator (Kurzschlußkapazität) abgeschlossen ist. Dadurch wird eine weitere Verkürzung der axialen Länge des Resonators erreicht und ferner die Ableitung der Wärme vom Gitter günstig gestaltet, indem von dem Innenleiter über die Metallscheiben Wärme auf die erheblich größere Fläche des Außenleiters übergeleitet und von dort aus abgestrahlt werden kann. Die günstige Ableitung der Wärme vom Gitter ist besonders vorteilhaft bei Anordnungen in Bremsfeldschaltung, weil hierbei das Gitter eine hohe positive Gleichspannung erhält und stark der Erwärmung ausgesetzt ist.

In den Abb. ι und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längs- und im Querschnitt wiedergegeben.

Der den Resonator umschließende Hohlkörper besteht im wesentlichen aus dem zylindrischen Außenleiter ι und dem aus zwei Abschnitten gebildeten konzentrischen Innenleiter 2, ζ. Am unteren Ende sind Außen- und Innenleiter durch die Kreisringscheibe 3 galvanisch miteinander verbunden. Das obere Ende des Außenleiters ist über die Kreisringscheibe 4 mit dem Hohlzylinder 5 galvanisch verbunden, welch letzterer den Außenleiter einer konzentrischen Hochfrequenzleitung bildet. Der Abschnitt 2 des Innenleiters wird ohne Querschnittsänderung durch den Innenleiter 6 der Hochfrequenzleitung fortgesetzt, welch letzterer an seinem oberen Ende in die Stabantenne 7 übergeht. An das obere Ende des Außenleiters 5 schließt sich senkrecht zur Röhrenachse eine Metallplatte 8 an. die der kapazitiven Überleitung des Antennenstromes zum Außenleiter dient. In geringem Abstand innerhalb des Außenleiters 1 des Resonators befindet sich ein als Elektrode dienender Hohl-' zylinder 9, der durch Isolatoren 10 in dem gefäßförmigen Hohlkörper 1, 3, 4 abgestützt ist. Durch eine die Kreisringscheibe 3 isoliert durchsetzende Zuleitung 11 kann dem vollkommen umschlossenen Hohlzylinder 9 eine besondere Vorspannung erteilt werden.

Der mittlere Teil des Innenleiters 2, 2' ist als zylindrisches Gitter gleichen Durchmessers ausgebildet. Der Hohlzylinder 9 ist auf der dem Gitter zugekehrten Seite mit einem polschuhartigen Ringkörper 23 versehen, durch den der Abstand zwischen Gitter und vollwandiger (Brems-) Elektrode auf einen für die Anfachung günstigen Wert verringert wird. Der Wellenwiderstand des Resonators ist demzufolge nur an dieser Stelle klein. Dadurch ist ein hoher Schwungradwiderstand erzielt. Koaxial im Innern des Gitters 12 befindet sich eine haarnadelförmige Kathode 14, die durch die Schraubenfeder 15 über den Zugdraht 16 gespannt wird. Schraubenfeder und Zugdraht befinden sich innerhalb des Isolierkörpers 17 und innerhalb des hohen Innenleiters 2 bzw. 6. Die Stromzuführung 18 zur Kathode ist durch den ebenfalls hohl ausgebildeten Teil des Innenleiters 2' isoliert in das Innere der Röhre eingeführt. Das untere Ende des Leiters 2' ragt über die Kreisringscheibe 3 etwas hinaus und ist mit einem Glasstutzen 19 versehen, der das Innere der Röhre vakuumdicht abschließt. Weitere vakuumdichte Glasverschmelzungen 20, 21 befinden sich an der Einführungsstelle der Zuleitung 11 und an dem oberen Rand der Hochfrequenzleitung.

Die Röhre dient vorzugsweise zum Anfachen von Schwingungen in der Bremsfeldschaltung, wobei Außen- und Innenleiter und damit auch das Gitter eine hoch positive und der vollkommen umschlossene Hohlzylinder 9 eine schwach positive _1Oo oder negative Spannung relativ zur Kathode erhalten.

Die Wirkungsweise der Röhre ist im Prinzip folgende: Der Anfachraum zwischen dem Gitter 12 und dem polschuhartigen Ringkörper 23 dient als konzentrierte Kapazität, während die an beiden Enden anschließenden Feldräume torusförmige Selbstinduktionen darstellen. Wegen der zylindrischen bzw. scheibenförmigen Ausbildung der die beiden Selbstinduktionen begrenzenden Leiter erhalten diese im Längsschnitt rechteckiges Profil. Bei der Anfachung von Schwingungen bilden sich nun in dem Anfachraum zwischen 12 und 23 ein Spannungsbauch und in der Umgebung der \^erbindungsstelle der Scheibe 3 mit dem Innenleiter 2' bzw. an der Übergangsstelle des Resonatorhohlraumes in die Hochfrequenzleitung 5, 6 Spannungsknoten der Schwingung aus. Der Raum zwischen Hohlzylinder 9 und dem Außenleiter 1 wirkt wie ein relativ zur Eigenfrequenz verstimmter Kurzschlußkondensator. Die Länge der Hochfrequenz- " leitung beträgt im günstigsten Fall λ/4 oder ein ungeradzahliges Vielfaches hiervon, so daß sich an der Übergangsstelle zwischen Energieleitung und Antenne ein Spannungsbauch der Schwingung ausbildet. Auch hier kann durch geeignete Wahl des

Abstandes zwischen den Leitern 5 und 6 eine optimale Anpassung des Antennenwiderstandes an den Resonator erzielt werden. Wegen der besonderen Ausbildung des Resonators beträgt seine Länge nicht Χ/2, sondern weniger. Es wird dadurch der Ohmsche Widerstand des Resonators verringert und der Weg für die Ableitung der Wärme verkürzt.

Claims (4)

1. P A T E N T A N S P R L C H E:

   I. Elektronenröhre zum Anfachen von ultrahochfrequenten Schwingungen mit einem Hohlraum vorzugsweise in Form einer aus Innen- und Außenleiter bestehenden konzentrischen Leitung als Resonator, dessen elektrisch leitende Begrenzungsflächen an den als Elektroden wirkenden Stellen einen kleineren Abstand als an den sich daran anschließenden Flächen haben, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter (1) bzw. ein von diesem konzentrisch umgebener und isoliert von ihm angeordneter, mit einer Spannungszuleitung (11) versehener Hohlzylinder (9), dessen Außenfläche mit der Innenfläche des Außenleiters (1) eine Kurzschlußkapazität für die Betriebswellenlänge bildet, an der Stelle der Elektronenströmung mit einem polschuhartigen Ansatz (23) versehen ist, der (gegenüber dem Gitter 12) die Anode bzw. Bremselektrode bildet.
2. 2. Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (2,2') an seinem einen Ende durch eine Metallscheibe (3) galvanischmit dem Außenleiter (1) verbunden ist.
3. 3. Elektronenröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem polschuhartigen Ansatz (23) versehene Hohlzylinder (9) durch Isolatoren (10) an der Innenfläche des Außenleiters (1) bzw. des von diesem und seiner Abschlußplatte (3) gebildeten Gehäuses abgestützt ist.
4. 4. Elektronenröhre nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter zur Bildung der Wandung des Vakuumgefäßes dient.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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