Röhrenanordnung für ultrakurze Wellen Zur Verstärkung und Erzeugung
ultrakurzer Wellen werden häufig normale Elektronenröhren angewandt, die sich von
den. sonstigen Röhren nur durch besonders kleine räumliche Abmessungen unterscheiden,
in den äußeren Schaltungen jedoclh den Langwellenschaltungen ,gleichen. Um möglichst
sämtliche Zuleitungsinduktivitäten, verteilte Kapazitäten und Strahlungsverluste
zu vermeiden, ist es bekannt, das Elektrodensystem der Röhre koaxial und als Verlängerung
eines aus koaxialen Leitern bestehenden Schwingungskreises auszubilden. Bei dieser
bekannten Anordnung besteht -der Schwingungskreis aus zwei koaxialen Röhren, die
an Gitter und Anode eines Röhrensystems angeschlossen sind. Die- Kathode ist nach
außen nicht fortgesetzt und befindet sich in der Achse des Gitterzylinders. Diese
Anordnung entspricht einer normalen Dreipunktschaltung, bei der zwischen Gitter
und Anode ein Schwingungskreis liegt. Es hat sich nun gezeigt, da.ß bei sehr kurzen
Wellen störende Rück- und Gegenkopplungen auftreten, die von vorn,-herein nicht
zu übersehen waren. Diese Kopplungen werden teils durch die endliche Laufzeit der
Elektronen zwischen den Elektroden, teils durch die zwischen den Elektroden auftretenden
Wirk- und Blindwiderstände verursacht.
Es sind auch schon Röhren
mit koaxialer Anordnung der Elektroden angegeben worden, bei denen auch die Elektrodenherausführungen
koaxial zueinander liegen. Weiterhin sind Röhren dieser Art bekannt, bei denen die
Schwingkreise durch innerhalb des Röhrenkolbens liegende beiderseitige koaxiale
Fortsetzungen der Röhrenelektroden gebildet sind. Hierbei handelt es sich jedoch
um fest abgestimmte, von außen nicht zu beeinflussende Schwingsysteme, welche die
eingangs erwähnten Nachteile besitzen. Gemäß der Erfindung werden bei einer Röhrenanordnung
mit einem koaxialen Elektrodensystem, das konzentrisch zur Achse eines als Schwingungskreis
dienenden koaxialen Leitersystems liegt, sämtliche störenden Kopplungen dadurch
vermieden, daß nicht nur Gitter und Anode, sondern auch die Kathode nach einer oder
beiden Seiten derart verlängert sind, daß durch die Gitterverlängerung und die Kathodenverlängerung
ein weiteres koaxiales Leitersystem gebildet wird, und da.ß sämtliche durch die
koaxialen Leiter gebildeten Schwingkreise getrennt abstimmbar sind. Diese Anordnung
entspricht der an sich bekannten Einschaltung einer veränderbaren Impedanz zwischen
Gitter und Kathode bei Dreipunktschaltungen, hat jedoch vor diesen. bekannten Schaltungen
den wesentlichen Vorteil, daß sämtliche hochfrequenzführenden Zuleitungen usw. vermieden
und Strahlungsverluste sowie störende Rück- und Gegenkopplungen verhindert werden.Tube arrangement for ultrashort waves For amplification and generation
Ultrashort waves are often applied to normal electron tubes, which are different from
the. differentiate other tubes only by their particularly small spatial dimensions,
in the outer circuits, however, they are similar to the long-wave circuits. To as much as possible
all feed line inductances, distributed capacitances and radiation losses
To avoid it, it is known to use the electrode system of the tube coaxially and as an extension
an oscillation circuit consisting of coaxial conductors. At this
known arrangement consists -the oscillation circuit of two coaxial tubes, the
are connected to the grid and anode of a tube system. The cathode is after
not continued outside and is located in the axis of the grid cylinder. These
The arrangement corresponds to a normal three-point circuit, in which between grids
and anode is an oscillation circuit. It has now been shown that with very short
Waves disturbing feedback and negative feedback occur that do not occur from the front, -in
were overlooked. These couplings are partly due to the finite running time of the
Electrons between the electrodes, partly through those occurring between the electrodes
Real and reactive resistances caused.
There are already tubes
with a coaxial arrangement of the electrodes, in which the electrode leads out
are coaxial with each other. Furthermore, tubes of this type are known in which the
Oscillating circles by means of two-sided coaxial ones located inside the tubular piston
Continuations of the tube electrodes are formed. But this is what it is
about fixed oscillating systems which cannot be influenced from the outside and which the
have disadvantages mentioned at the beginning. According to the invention, in a tube arrangement
with a coaxial electrode system, which is concentric to the axis of an oscillating circuit
serving coaxial conductor system, all disruptive couplings thereby
avoided that not only grid and anode, but also the cathode after one or
both sides are extended in such a way that through the grid extension and the cathode extension
another coaxial conductor system is formed, and that all through the
resonant circuits formed by coaxial conductors are separately tunable. This arrangement
corresponds to the per se known connection of a variable impedance between
Grid and cathode in three-point circuits, but has before these. known circuits
the essential advantage that all high-frequency supply lines etc. avoided
and radiation losses as well as disruptive feedback and negative feedback are prevented.
Die gekennzeichnete Anordnung soll an Hand der Abbildungen näher beschrieben
werden. Abb. i zeigt eine Röhrenanordnung mit dem Elektrodensystem K (Kathode),
G (Gitter), A (Anode). Das Elektrodensystem ist innerhalb des Röhrenkolbens R eingeschlossen
und nach außen hin durch die Leiter L1, L2, L3 fortgesetzt. Die Rohre L1, L2 sind
mittels eines kapazitiven Kurzschlußschiebers miteinander verbunden und bilden einen
auf annähernd d/.4 schwingenden Kreis. Innerhalb -des Leiters L2 liegt der als Verlängerung
der Kathode ausgebildete stabförmige Leiter L3, der zusammen mit L, ebenfalls mittels
eines kapazitiven Kurzschlußschiebers abstimmbar ist. Bei Wellenwechsel müssen beide
Kurzschlußschieber betätigt werden, wobei jedoch eine mechanische Kupplung vorgesehen
sein kann. Die Nutzenergie wird aus dem Gitter-Anoden-Kreis, z. B. durch die einagezeichnete
Kopplungschleife B, abgenommen:. Der Einfachheit halber sind in Abb. i die Betriebsspannungszuleitungen
usw. nicht eingezeichnet. Die Kathode kann z. B. indirekt geheizt sein oder lediglich
aus einem axial innerhalb des Elektrodensystems ausgespannten Heizdraht bestehen,
der auf der einen Seite in den stabförmigen Leiter L3 übergeht und z. B. durch diesen
hindurch geheizt wird. Durch die aus den Leitern L2, L3 bestehende Impedanz läßt
sich der Rückkopplungsfaktor auf den gewünschten Wert einstellen.The marked arrangement is to be described in more detail using the illustrations
will. Fig. I shows a tube arrangement with the electrode system K (cathode),
G (grid), A (anode). The electrode system is enclosed within the tubular envelope R.
and continued to the outside through the conductors L1, L2, L3. The pipes L1, L2 are
connected to each other by means of a capacitive short-circuit slide and form a
on approximately d / .4 oscillating circle. Within -the conductor L2 lies as an extension
the cathode formed rod-shaped conductor L3, which together with L, also by means of
a capacitive short-circuit slide is tunable. When changing waves, both must
Short-circuit slide are operated, but a mechanical coupling is provided
can be. The useful energy is obtained from the grid-anode circuit, e.g. B. by the one drawn
Coupling loop B, removed :. For the sake of simplicity, the operating voltage supply lines are shown in Fig. I
etc. not shown. The cathode can e.g. B. be indirectly heated or only
consist of a heating wire stretched axially within the electrode system,
which merges on one side into the rod-shaped conductor L3 and z. B. through this
is heated through. Due to the impedance consisting of the conductors L2, L3
adjust the feedback factor to the desired value.
Statt nur nach einer Seite hin kann sich die Schwingkreisanordnung
auch nach beiden Seiten des Röhrensystems hin erstrecken, wie dies die Abb. 2 zeigt.
Die Elektroden liegen dann im Spannungsbauch eines auf einer halben Wellenlänge
schwingenden Leitersystems. Die Einstellung der Rückkopplung erfolgt wiederum durch
die Kurzschlußschieber der Gitter-Kathoden-Kreise.Instead of just one side, the resonant circuit arrangement
also extend to both sides of the tube system, as shown in Fig. 2.
The electrodes are then in the voltage curve of a half wavelength
vibrating ladder system. The feedback is set again by
the short-circuit slide of the grid-cathode circuits.
Statt die Rückkopplung bis zur Selbsterregung zu treiben, ist es auch
möglich, die Röhrenanordnung lediglich als entdämpfte Verstärkeranordnung zu verwenden,
wie dies die Abb. 3 a im Schaltbild und die Abb. 3 b in der konstruktiven Ausbildung
zeigt, mit E ist ,der Eingangskreis, mit A der Ausgangskreis bezeichnet. Der Grad
der Entdämpfung wird durch die a:bstimmbare Gitter-Kathoden-Impedanz. J eingestellt.
Die Abb. 3 a braucht im übrigen nicht weiter erläutert zu werden. In Abb.
31) ist ein Vertärkersystem gemäß Abb. 2 mit VS bezeichnet,
dessen Gitter-Anoden-Kreis auf der linken Seite an die steuernde Stufe angekoppelt
ist und auf der rechten Seite direkt in den Gitter-Kathoden-Kreis der nachfolgenden
Röhre R übergeht. Die räumlichen Abmessungen der Röhre sollen möglichst so gewählt
sein, daß die Durchmesser der Gitter-und Kathodenleitungen den Durchmesser der Anoden-
und Gitterleitungen des Verstärkersystems VS entsprechen, so daß die Verstärkeranode
in das Röhrengitter und das Verstärkergitter in die Röhrenkathode übergehen kann.
Die Entdämpfung des Verstärkersystems durch die einstellbare Gitter-Kathoden-Impedanz
ist außerordentlich wichtig, da der Eingangswiderstand einer VerstärkerstuIe bei
ultrakurzen Wellen infolge der Laufzeit der Elektronen sehr klein ist.Instead of driving the feedback to self-excitation, it is also possible to use the tube arrangement only as a de-attenuated amplifier arrangement, as shown in Fig. 3 a in the circuit diagram and Fig. 3 b in the structural design, with E being the input circuit , with A denotes the output circle. The degree of attenuation is determined by the adjustable grid-cathode impedance. J set. The Fig. 3 a does not need to be explained further. In Fig. 31) an amplifier system according to Fig. 2 is labeled VS , the grid-anode circuit of which is coupled to the controlling stage on the left-hand side and merges directly into the grid-cathode circuit of the subsequent tube R on the right-hand side . The spatial dimensions of the tube should be chosen so that the diameter of the grid and cathode lines correspond to the diameter of the anode and grid lines of the amplifier system VS , so that the amplifier anode can merge into the tube grid and the amplifier grid into the tube cathode. The attenuation of the amplifier system through the adjustable grid-cathode impedance is extremely important, since the input resistance of an amplifier stage is very small in the case of ultrashort waves due to the transit time of the electrons.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Abb. q. dargestellt, bei dem
nicht wie in Abb. 2 eine Röhre in der Mitte eines beiderseits kurzgeschlossenen
Leitersystems, sondern zwei Röhren an den beiden offenen Enden eines Leitersystems
angeordnet sind. Mit K, G, A sind wiederum Kathoden, Gitter und Anoden der
beiden Röhren, mit L1, L2, L3 die zu den einzelnen Elektroden führenden Schwingkreisleiter
und mit S 1 und S2 die beiden Kurzschlußschieber, vorzugsweise beide kapazitive
Kurzschlüsse, zur Einstellung des Entdämpfungsgrades bezeichnet. Der Gitter-Anoden-Kreis
braucht nicht besonders abgestimmt zu werden, da er von selbst auf etwa ,1/2 schwingt.
In
vielen Fällen ist es notwendig, diel Abmessungen des Elektrodensystems wegen der
erforderlichen kleinen. Laufzeiten so klein zu machen, daß die an das Elektrodensystem
angeschlossenen Leitungen mechanisch nicht mehr stabil und einfach ausgeführt werden
können. Es kann deshalb vorteilhaft sein, das koaxiale Leitersystem konisch von
den Elektroden bis zu dem kapazitiven Kurzschluß zu erweitern-, und zwar derart,
da.B die Verhältnisse der Durchmesser der Leitungen zueinander konstant bleiben,
so daß auch der Wellenwiderstand konstant ist; eine solche Anordnung zeigt die Abb.
5. D@a bei dieser Ausführungsform ein abstim,mbarer Gitter-Kathoden-Kreis schwierig
durchzuführen ist, wird mit Vorteil, wie dargestellt, zwischen die Gitterleitung
und die Kathodenleitung eine veränderbare Impedanz .J eingeschaltet, durch die der
Rückkopplungsgrad eingestellt werden lmnn. Damit diese Einstellung wirksam ist,
muß die Kapazität zwischen der Gitterleitung und der Kathodenleitung so klein wie
möglich sein.Another embodiment is shown in Fig. Q. shown in which, as in Fig. 2, a tube is not arranged in the middle of a conductor system short-circuited on both sides, but two tubes are arranged at the two open ends of a conductor system. K, G, A in turn denote the cathodes, grids and anodes of the two tubes, L1, L2, L3 denote the oscillating circuit conductors leading to the individual electrodes, and S1 and S2 denote the two short-circuit slides, preferably both capacitive short-circuits, for setting the degree of damping . The grid-anode circuit does not need to be specially tuned, since it oscillates to about. 1/2 by itself. In many cases it is necessary to reduce the dimensions of the electrode system because of the small size required. To make running times so short that the lines connected to the electrode system can no longer be made mechanically stable and simple. It can therefore be advantageous to widen the coaxial conductor system conically from the electrodes to the capacitive short circuit - in such a way that the ratios of the diameter of the lines to one another remain constant, so that the characteristic impedance is also constant; Such an arrangement is shown in Fig. 5. D @ a in this embodiment a tunable, mbaren grid-cathode circuit is difficult to implement, a variable impedance is advantageously switched on between the grid line and the cathode line, as shown, through the the degree of feedback can be adjusted lmnn. For this setting to be effective, the capacitance between the grid line and the cathode line must be as small as possible.
Die Ankopplung des. Nutzkreises an die Röhrenanordnung ist ebenfalls
in Abb. 5 dargestellt. Innerhalb des. Röhrenkolbens R befindet sich das. Elektrodensystem
zusammen mit dem angekoppelten koaxialen Leitersystem, das an einem Ende kapazitiv
kurzgeschlossen ist. An dieses. koaxiale System ist ein Paralleldrahtsystem L angeschlossen,
dessen einer Leiter mit der Anode und dessen anderer Leiter mit der Kathode des
Röhrensystems verbunden ist. Außer, dieser Leitung L sind noch zwei Leiter, durch
den Röhrenkolben hindurchgeführt, deren einer an die Kathode und deren anderer an
das Gitter angeschlossen ist und die zusammen mit einem Kurzschlußbügel die abstimmbare
Gitter-Kathoden-Impedanz J bilden.The coupling of the useful circuit to the tube arrangement is also
shown in Fig. 5. The electrode system is located inside the tubular piston R
together with the coupled coaxial conductor system, which is capacitive at one end
is shorted. To this. coaxial system is connected to a parallel wire system L,
whose one conductor to the anode and whose other conductor to the cathode of the
Tubular system is connected. Besides this line L there are still two conductors through
the tubular piston passed through, one to the cathode and the other to
the grid is connected and the tunable together with a shorting clip
Form grid-cathode impedance J.
Schließlich sei noch erwähnt, daß die angegebenen Röhrenanordnungen
auch für andere als die bisher beschriebenen Schaltungen von großem Vorteil sind.
Dies zeigt die Abb. 6, bei der eine UKW-Verstärkerröhre R der beschriebenen Art
auf der einen Seite mit einem zwischen Gitter und, Kathode liegenden Eingangskreis
E, auf der anderen Seite mit einem zwischen: Kathode und Anode liegenden Ausgangskreis
A versehen ist. Auf der Eingangsseite befindet sich außerdem eine einstellbare Impedanz
J, die zur Kompensation der Gitter-Anoden-Kapazität dient. Eine solche Kompensation
mittels einer der Gitter-Anoden-Kapazität parallel geschalteten . Induktivität ist
an sich. bekannt und hat sich bei ultrakurzen Wellen gut bewährt. Die in Abb.6 dargestellte
Konstruktion, ist hierfür besonders deshalb geeignet, weil bei Wellenwechsel beide
Kreise E und J gemeinsam bedient werden können..Finally, it should be mentioned that the specified tube arrangements
are also of great advantage for circuits other than those described so far.
This is shown in Fig. 6, in which a VHF amplifier tube R of the type described
on one side with an input circuit between the grid and the cathode
E, on the other side with an output circuit between: cathode and anode
A is provided. There is also an adjustable impedance on the input side
J, which is used to compensate for the grid-anode capacitance. Such compensation
connected in parallel by means of one of the grid-anode capacitance. Inductance is
per se. known and has proven itself well on ultra-short waves. The one shown in Figure 6
Construction is particularly suitable for this because both of them are used when the shaft changes
Circles E and J can be operated together.