DE964879C

DE964879C - Elektronenroehre nach Art einer Wanderfeldroehre od. dgl.

Info

Publication number: DE964879C
Application number: DES36785A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Eichin
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1953-12-16
Filing date: 1953-12-16
Publication date: 1957-05-29

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronemröhre für sehr hohe Frequenzen nach Art einer Wanderfeldröhre od. dgl. mit einem Wellenleiter, der insbesondere als wendelförmig gestaltete Verzögerungsleitung ausgebildet ist. Bei Wanderfeldröhren ist es bekannt, zur Vermeidung von Selbsterregungen zusätzlich künstliche Bedämpfungen vorzusehen^ Dies geschieht meist so*, daß der Wellenleiter längs einer oder mehrerer Teilstrecken dadurch bedämpft wird, daß in der Nähe der Verzögerungsleitung eine Dämpfungmasse angebracht wird.

Im allgemeinen ist man bestrebt, die Länge des Dämpfungsabschnittes möglichst klein· zu halten, da hiervon die Gesamtverstärkung der Röhre und damit der Wirkungsgrad stark abhängig ist. Die Länge der Dämpfunfrsstrecke ergibt sich durch die absolute Größe der Dämpfung selbst einschließlich der sogenannten Taperung der Dämpfungsschicht, d. h. des Bereiches, in dem ein allmählicher Übergang· vom ungedämpften Teil zu dem Gebiet der stärksten Dämpfung stattfindet.

Wird als Material für die Dämpfungsmasse ein Graphitbelag verwendet, dann liegt damit für einen bestimmten Röhrentyp die Mindestlänge der Dämpfungsschicht im wesentlichen' fest. Es ist bereits bekanntgeworden, die Dämpfungsschicht in verschiedene Einzelschichtten aufzuteilen, so daß

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eine Verzögerungsleitung entsteht, die begrenzte Därnpfungsabschnitte enthält. Eine wesentliche Verbesserung- ist aber durch diese Ausgestaltung nicht erzielt worden.

Die Erfindung ermöglicht, die Länge der Dämpfungsschicht weiter zu verkürzen, ja sogar auf eine solche Art der Dämpfung überhaupt ganz verzichten zu können. Um dies zu erreichen, macht die Erfindung von einer elektronischen Dämpfung· ίο Gebrauch, Es ist bereits eine elektronische Dämpfung bekanntgeworden, bei der mit dem Wellenleiter ein Elektronenstrahl gekoppelt ist, dessen Elektronengeschwindigkeit oder Laufrichtung so gewählt ist, daß er die in der unerwünschten Richtung fortschreitende Welle dämpft. Die Anwendung eines dieDämpfung bewirkenden weiteren Elektronenstrahls erfordert jedoch einen unverhältnismäßig· große« Aufwand.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin·, daß der Dämpfungsabschnirt des Wellenleiters- so ausgebildet und angeordnet ist, daß in ihm, zumindest in dem Arbeitsfrequenzbereichi, zwischen dem Elektronenstrahl und¹ den Feldern der längs des Wellenleiters fortschreitenden elektromagnetischem Hauptwelle keine Wechsel wirkung eintritt, dagegen infolge der Wechselwirkung zwischen dem Elektronenstrahl und den· Feldern der reflektierten Welle eine elektronische Dämpfung eintritt.

Eine Wechselwirkung zwischen Elektronenstrahl und elektromagnetischer Welle auf der beispielsweise wendelförmig gestalteten Verzögerungsleitung findet nur dann statt, wen» das· Feld der elektromagnetischen Welle in. Achsrichtung entweder etwas langsamer oder etwas rascher als der Elektronenstrahl läuft. Im ersteren Fall wird die Welle verstärkt, während im zweiten' Fall jedoch eine negative Verstärkung-, also eine Dämpfung eintritt. Bei einer konstanten bestimmten Geschwindigke'it des Elektronenstrahls wird also eine elektromagnetische Welle, die sich längs einer beispielsweise als Wendel mit konstantem Durchmesser ausgebildeten Verzögerungsleitung fortpflanzt, entweder verstärkt oder aber geschwächt, je nachdem die Steigung der Wendel gewählt wird. Eine weitere. Bedingung für die Verstärkungswirkung besteht darin¹, daß elektromagnetische Welle und Strahl gleiche Richtung besitzen«.

Die Erfindung kann ganiz allgemein, durch eine Anordnung realisiert werden, bei der im Dämpfungsabschnitt der Elektronenstrahl und die reflektierte Welle gleiche Richtung haben und! das Verzögerungsmaß ein anderes ist als in den ungedämpften; Teilen des Wellenleiters. An Hand der Zeichnung¹ soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel in seinen, lediglich für die Erfindung wesentlichen. Teilen in stark vereinfachter schematischer Darstellung.

Die Verzögerungsleitung ist als Wendel 1 dargestellt und wird von einer Elektronenströmung in Richtung des· Pfeiles 2 durchsetzt. Die vom Ein- | gang B zum Ausgang A sich bewegende elektromagnetische Hauptwelle ist als Doppelpfeil· 3 und die reflektierte Welle als gestrichelter Doppelpfeil 4 veranschaulicht. Die dargestellte Wendel, die beispielsweise die Verzögerungsleitung einer Wanderfeldröhre ist, wird in die Teile Tx, T 2 und T 3 gegliedert. In den Abschnitten T1 und T 3 haben Elektronenströmung und elektromagnetische Hauptwelle gleiche Richtung. Die Steigung der Wendel ist dabei so gewählt, daß eine Verstärkung stattfindet.

Demgegenüber ist im Abschnitt T 2 die Wendel um i8o° gedreht, so daß in dieser Strecke Elektronenströmung und (hinlaufende) elektromagnetische Hauptwelle entgegengesetzte Richtung besitzen. Eine Wechselwirkung zwischen den Feldern der (hinlaufenden) elektromagnetischen Hauptwelle und der Elektronenströmung kann daher in dem - Abschnitt T 2 nicht erfolgen. Für die vom Eingang E zum Ausgang A fortschreitende elektromagnetische Hauptwelle stellt der Wendelabschnitt T2 lediglich ein Stück Leitung dar. Die am Ausgang^ reflektierte Welle bzw. das reflektierte Rauschsignal läuft über den Abschnitt T 3 zurück, ohne beeinflußt zu werden, während im Wendelabschnitt T2 reflektierte' Wellen bzw. reflektierte Rauschsignale -und Elektronenstrahl gleiche Richtung besitzen, so daß dort eine Wechselwirkung eintritt.

Gleichzeitig mit der Maßnahme des Gegeneinanderschaltens wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aber auch das Verzögerungsmaß innerhalb des Abschnittes T 2 anders gewählt. Die Steigung in diesem Wendelabschnitt ist hierbei so groß bemessen, daß die Geschwindigkeit der elektromagnetischen Welle in Achsrichtung etwas größer ist als die Geschwindigkeit des Elektronenstrahles. Die Steigung wird hier so gewählt, daß die reflektierte elektromagnetische Welle bzw. das reflektierte Rauschsystem elektronisch gedämpft wird. An dieser Stelle kann gegebenenfalls noch zusätzlich in an sich bekannter Weise durch eine Dämpfungsschicht 5 eine künstliche Bedämpfung bewirkt werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Elektronenröhre nach Art einer Wanderfeldröhre od. dgl. mit einem vorzugsweise wendelförmig gestalteten, als Verzögerungsleitung ausgebildeten Wellenleiter, der eine Dämpfungsetrecke aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsabschnitt des Wellenleiters so ausgebildet und angeordnet ist, daß in ihm, zumindest in dem Arbeitsfrequemzbereich, zwischen dem Elektronenstrahl und den Feldern der längs des Wellenleiters fortschreitenden elektromagnetischen Hauptwelle keine Wechselwirkung eintritt, dagegen infolge der Wechselwirkung zwischen dem Elektronenstrahl und den Feldern der reflektierten Welle eine elektronische Dämpfung eintritt.
2. Röhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsabschnitt so angeordnet'und derart in den ungedämpften Wellenleiter eingeschaltet ist, daß in ihm der Elektronenstrahl und die Hauptwelle in einander entgegengesetzter Richtung verlaufen, während der Elektronenstrahl und die reflektierte Welle in gleicher Richtung laufen.
3. Röhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Dämpfungsabschnitt das Verzögerungsmaß kleiner ist als in den ungedämpften Teilen des Wellenleiters.
4. Röhre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Mittel zur Bedämpfung vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nf. 836816; französische Patentschrift Nr. 951 204.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©609 737/248 12.56 (709 524/190 5. 57)