DE906817C

DE906817C - Electron tubes for fanning ultra high frequency vibrations with a cavity, preferably in the form of a concentric line consisting of inner and outer conductors as a resonator

Info

Publication number: DE906817C
Application number: DEP4051D
Authority: DE
Original assignee: Julius Pintsch AG
Current assignee: Julius Pintsch AG
Priority date: 1935-08-19
Filing date: 1935-08-20
Publication date: 1954-03-18

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 18. MÄRZ 1954ISSUED MARCH 18, 1954

P 4051 Villa/21 o⁴ P 4051 Villa / 21 o ⁴

Julius Pintsch K.G., BerlinJulius 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. The invention relates to the development of an electron tube for fanning, in particular amplifying, Generation or reception of ultra-high frequency electromagnetic vibrations, which is primarily characterized in that a bordered by metallic surfaces, against Radiation loss closed cavity acts as a resonator and that the distance between the Electrically conductive surfaces delimiting the resonator at the points where they act as electrodes, is smaller than the distance between the conductor parts that adjoin the surfaces acting as electrodes.

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.A large flywheel resistance can be achieved in particular by the fact that the metal surfaces of the cavity resonator at the point where you have a full-walled electrode, the anode, are curved outwards, so that the resonator essentially consists of the Capacity between grid and full-walled electrode (anode) and from one or two toroidal ones single wind self-induction.

Vielfach ist es nun wesentlich, den hohen Schwungradwiderstand zu schaffen, ohne daß man dadurch bezüglich des Außenleiters an eine hestimmte Formgebung gebunden ist. InsbesondereIn many cases it is now essential to create the high flywheel resistance without one is thereby bound to a certain shape with respect to the outer conductor. In particular

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 many cases it is desirable that the high flywheel drag is achieved, but the Outer conductor at the point of electron flow and its adjoining parts that remain the same Has diameter, which is favorable for the manufacture and handiness of the tube. According to the invention, the device is therefore made so that the outer conductor or one of This concentrically surrounded and isolated from it arranged, with a radiation feed line provided hollow cylinder, the outer surfaces of which have a short-circuit capacitance with the inner surface of the outer conductor for the operating wavelength forms, at the point of electron flow with a pole shoe-like Approach is provided which (opposite the grid) forms the anode or braking electrode. This achieves the desired high flywheel resistance and also shortens the flywheel the axial length of the tube (compared to the ao value of half a wavelength). One A particularly expedient embodiment of the invention now consists in the fact that the inner conductor is connected to one end is galvanically connected to the outer conductor by a metal disk. This namely has the advantage that the concentric line for the purpose of forming the hollow space resonator only at one end by a cylindrical capacitor arranged concentrically to the axis (short-circuit capacitance) is completed. This further shortens the axial length of the Achieved resonator and also designed the dissipation of heat from the grid favorable by of heat from the inner conductor via the metal disks to the considerably larger area of the outer conductor can be transferred and radiated from there. The favorable dissipation of heat from Grid is particularly advantageous in arrangements in braking field circuit, because here the grid is a receives high positive DC voltage and is strongly exposed to heating.

In den Abb. ι und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längs- und im Querschnitt wiedergegeben.In Figs. Ι and 2 is an embodiment of the invention in longitudinal and in cross section reproduced.

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.The hollow body surrounding the resonator consists essentially of the cylindrical outer conductor ι and the concentric inner conductor 2, ζ formed from two sections. At the lower end, the outer and inner conductors are galvanically connected to one another by the circular ring disk 3. The upper end of the outer conductor is galvanically connected via the circular ring disk 4 to the hollow cylinder 5, the latter forming the outer conductor of a concentric high-frequency line. Section 2 of the inner conductor is continued without any change in cross-section through the inner conductor 6 of the high-frequency line, the latter merging into the rod antenna 7 at its upper end. A metal plate 8 adjoins the upper end of the outer conductor 5 perpendicular to the tube axis. which is used for the capacitive transfer of the antenna current to the outer conductor. At a short distance within the outer conductor 1 of the resonator there is a hollow cylinder 9 which serves as an electrode and which is supported by insulators 10 in the vessel-shaped hollow body 1, 3, 4. The completely enclosed hollow cylinder 9 can be given a special pretensioning by a feed line 11 penetrating the circular ring disk 3 in an insulated manner.

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.The middle part of the inner conductor 2, 2 ' is designed as a cylindrical grid of the same diameter. The hollow cylinder 9 is provided on the side facing the grid with a pole shoe-like ring body 23, by means of which the distance between the grid and the full-walled (braking) electrode is reduced to a value which is favorable for the fanning. The wave resistance of the resonator is therefore only small at this point. This results in a high flywheel resistance. A hairpin-shaped cathode 14 is located coaxially inside the grid 12 and is tensioned by the helical spring 15 over the pull wire 16. The coil spring and pull wire are located inside the insulating body 17 and inside the tall inner conductor 2 and 6, respectively. The power supply 18 to the cathode is insulated and inserted into the interior of the tube through the hollow part of the inner conductor 2 '. The lower end of the conductor 2 'protrudes somewhat beyond the circular ring disk 3 and is provided with a glass connector 19 which seals the interior of the tube in a vacuum-tight manner. Further vacuum-tight glass fusions 20, 21 are located at the point of introduction of the supply line 11 and at the upper edge of the high-frequency line.

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. The tube is preferably used to fan vibrations in the braking field circuit, the outer and inner conductors and thus also the grid receiving a highly positive _{voltage and the completely enclosed hollow cylinder 9 receiving a weakly positive 10} o or negative voltage relative to the cathode.

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 desThe principle of the operation of the tube is as follows: The fan space between the grid 12 and the pole shoe-like ring body 23 serves as a concentrated capacitance, while the field spaces adjoining both ends represent toroidal self-inductions. Because of the cylindrical or disk-shaped design of the conductors delimiting the two self-inductions, they are given a rectangular profile in longitudinal section. When vibrations are fanned out, a tension bulge forms in the anchoring space between 12 and 23 and tension nodes of the vibration in the vicinity of the connection point of the disc 3 with the inner conductor 2 'or at the transition point of the resonator cavity into the high-frequency line 5, 6 . The space between the hollow cylinder 9 and the outer conductor 1 acts like a short-circuit capacitor that is detuned relative to the natural frequency. In the most favorable case, the length of the high-frequency line is λ / 4 or an odd multiple thereof, so that an anti-vibration voltage builds up at the transition point between the power line and the antenna

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. Distance between the conductors 5 and 6 an optimal adaptation of the antenna resistance to the resonator can be achieved. Because of the special design of the resonator, its length is not Χ / 2, but less. This reduces the ohmic resistance of the resonator and shortens the path for heat dissipation.

Claims

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

I. Electron tube for fanning ultra-high frequency vibrations with a cavity preferably in the form of a concentric one consisting of inner and outer conductors Conductor as a resonator, the electrically conductive boundary surfaces of which act as electrodes effective points have a smaller distance than on the adjoining surfaces, characterized in that the outer conductor (1) or one concentrically surrounded by it and a hollow cylinder provided with a voltage supply line (11) and arranged isolated from it (9), the outer surface of which has a short-circuit capacitance with the inner surface of the outer conductor (1) for the operating wavelength forms, at the point of electron flow with a pole shoe-like Approach (23) is provided, which (opposite the grid 12) the anode or braking electrode forms.

2. Electron tube according to claim 1, characterized in that the inner conductor (2, 2 ') on one end is galvanically connected to the outer conductor (1) by a metal disk (3).

3. Electron tube according to claim 1 or 2, characterized in that with the pole shoe-like Approach (23) provided hollow cylinder (9) by insulators (10) on the inner surface the outer conductor (1) or the housing formed by this and its end plate (3) is supported.

4. electron tube according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the outer conductor to form the wall of the vacuum vessel serves.

1 sheet of drawings