DE862786C - Verfahren zur Verbesserung der Wirkungsweise und zur Erweiterung der Anwendungsmoeglichkeiten von Magnetronroehren mit Resonanzhohlraeumen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Röhren der Magnetronbauart, die zur UKW-Übertragung bestimmt sind, und auf ihre Anwendungsschaltungen. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit Magnetronröhren mit Resonanzhohlräumen, unabhängig von ihrer Form und Anordnung, und ganz allgemein betrifft die Erfindung jede Magnetronröhre oder jede analoge Röhre, in welcher eine Kette von miteinander gekoppelten Kreisen vorhanden ist.

Wegen dieser Kopplung zwischen den Resonanzhohlräumen und der Rückwirkung, welche diese Kopplung nach sich zieht, haben die üblichen Magnetronröhren eine Neigung zur Selbsterregung

und können fast nur als Oszillatoren benutzt werden. Diese Hohlräume zeigen eine sehr große Resonanzüberhöhung, und die Frequenz der Schwingungen ist nur in sehr engen Grenzen, in der Größenordnung von 1 °/o, regelbar. Zur Erweiterung des Regelbereiches hat man schon vorgeschlagen, die Form oder Abmessung der Hohlräume zu verändern oder in Kombination mehrere Magnetronröhren mit abweichenden Parametern zu verwenden, die auf verschiedenen Frequenzen schwingen.

Im ersten Fall konnte man das. Band nur wenig- erweitern, jedoch mit dem Nachteil einer

Komplikation des Aufbaues und der Regelung, die praktisch die Anwendung dieser Maßnahme verbietet. Im zweiten Fall gelangte man zu Anlagen, die zu kompliziert und kostspielig sind. Andererseits verbietet die übliche Schwingneigung der Magnetronröhren bisher jede Verwendung einer solchen Röhre als Verstärker von Signalen oder, als Generator von Signalen, der sie zugleich modulieren kann, ebenso wie jede andere ίο Anwendung von Magnetronröhren sich, verbietet, die nicht mit ihrem dauernden Zustand der Selbsterregung auf einer genau bestimmten Frequenz vereinbar ist.

Die Erfindung hat ein Verfahren zum Betrieb ig von Magnetronröhren mit Resonanzhohlräumen zum Gegenstand, welches es ermöglicht, ihre' Neigung zur Selbstschwingung zu regeln, sie zu vermindern oder sogar vollständig zu unterdrücken und dadurch entweder ihr Schwingungsfrequenzband sehr erheblich zu erweitern oder sie als stabile Verstärker und in jeder anderen Weise zu verwenden, die auf dieser Arbeitssiabilität beruht.

' Gemäß der Erfindung führt man zwischen die Resonanzhohlräume einen zusätzlichen Kreis ein, welcher eine Gegenkopplung hervorbringt und eine mehr oder weniger ausgeprägte Entkopplung dieser Hohlräume bewirkt.

Nach einer Ausführungsform wird die Gegenkopplung mit Hilfe von Einstichen oder Einschnitten hergestellt, die seitlich in den Wandungen der Hohlräume angebracht sind und diese Hohlräume direkt miteinander im Innern des Anodenblockes verbinden. Indem man die Tiefe dieser Einstiche passend bemißt, kann man den Grad der Gegenkopplung einstellen.

Indem man diesen Einstichen ein geeignetes Profil gibt, kann man sogar der durch sie bewirkten Gegenkopplung eine selektive Wirkung erteilen. Man kann schließlich die Wirkung der Einstiche verändern, indem man in sie leitende Körper einer geeigneten Form mehr oder weniger eintreten läßt. Die Erfindung erstreckt sich somit auf jede Magnetronröhre oder analoge Röhre, deren Hohlräume in der angegebenen Weise entkoppelt sind. 4-5 In gewissen Fällen besitzt die Magnetronröhre gemäß der Erfindung eine geringe Anzahl von Hohlräumen, die sogar auf zwei Hohlräume beschränkt werden kann, welche miteinander durch einen Gegenkopplungseinschnitt verbunden sind. Durch Regelung der Gegenkopplung kann man entweder . einen rückgekoppelten Verstärker herstellen oder, wenn man eine hohe Wiedergabetreue wünscht, die Resonanzräume der Magnetronröhre vollständig entkoppeln.

Durch Einführung der Gegenkopplung kann man die Arbeitscharakteristiken einer Magnetronröhre verbessern, die Einsetzdauer des Anodenstromes wesentlich verkürzen und so erheblich den Bremseffekt vermindern, der in den gewöhnlichen Magnetronröhren anzutreffen ist und auf dem Vorhandensein eines kräftigen Anodenreststromes beruht, bevor die Verhältnisse zur Entsperrung des Magnetrons hergestellt werden. Dieser Strom gibt Veranlassung zu Störgeräuschen, die einer guten Verstärkung entgegenstehen. Indem diese unterdrückt werden, ermöglicht die Erfindung, den Grad und die Qualität der Verstärkung zu verbessern und die Magnetrons sogar für den Empfang von sehr schwachen Signalen zu verwenden und folglich sie in der ersten Stufe eines Verstärkers einzusetzen.

.' Nach einer Ausführungsform kann man eine Verstärkerstufe mit Hilfe von zwei durch einen Entkopplungseinstich verbundenen Hohlräumen ausbilden, von denen der eine, unter Berücksichtigung der Richtung der Elektronenströmung, das Signal empfängt und als Eingangskreis dient, während der andere als Ausgangskreis dient und mit einem Organ zur Entnahme des verstärkten Signals verbunden ist.

Diese beiden Hohlräume können nebeneinander angeordnet sein, in welchem Fall man einen Verstärker mit einer einzigen Stufe herstellt. Sie können jedoch auch durch eine gewisse Anzahl von zwischenliegenden, gegeneinander entkoppelten Hohlräumen getrennt sein, wodurch sich eine Schaltung ergibt, die einem mehrstufigen Verstärker gleich kommt.

Nach einer weiteren Abwandlung können die beiden aufeinanderfolgenden, eine Verstärkerstufe bildenden Hohlräume in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet werden, wobei der zwischen ihnen in dem Anodenblock angebrachte Entkopplungseinstich einen geeigneten Umriß hat, der eine Erweiterung des Frequenzbandes gestattet. Man kann insbesondere zu diesem Zweck zwischen den als Eingangskreis und Ausgangskreis dienenden Hohlräumen mehrere zylindrische Hohlräume vorsehen, von denen jeder auf einer besonderen Frequenz in Resonanz kommt, wobei jedoch diese verschiedenen Frequenzen benachbart und diese Hohlräume miteinander durch Einstiehe verbunden sind. Man kann auch an dem als Eingang dienenden Resonanzraum einen zusätzlichen Hohlraum anfügen, der mit dem Anoden-Kathoden-Raum nicht verbunden und auf eine Frequenz abgestimmt ist, die von derjenigen, des Eingangsraumes verschieden, aber ihr benachbart ist. Ebenso kann man mit dem Ausgangs'kreis verfahren.

Die Magnetronröhre kann einen vollen Anodenblock besitzen, der nur die Resonanzräume aufweist, die zur Verstärkung ausgenutzt werden.

Man kann auch eine normale Anode mit an ihrem ganzen Umfang verteilten Hohlräumen benutzen, von denen nur ein Teil für die Verstärkung verwendet wird. In diesem Fall werden zweckmäßig Mittel vorgesehen, um die Schwingungsart π festzulegen.

Gemäß der Erfindung wird man zur Regelung der Tätigkeit des Verstärkers entweder auf die lao Anodenspannung oder auf das magnetische Feld oder auf die beiden gemeinsam einwirken, um dem Anodenstrom den bestmöglichen Wert zu geben. Um die Dauer der Ausbildung des letzteren zu vermindern und ihm die Form von kurzen Impulsen zu geben, um so die Magnetronröhre als Verstärker

der Klasse C zu verwenden, wirkt man in dem gewünschten Sinn, auf das magnetische Feld oder vorzugsweise auf das elektrische Feld vor den Hohlräumen ein, indem man dieses letztere gegenüber dem Ausgangshohl raum abschwächt.

Man erreicht dies, indem man die Kathode exzentrisch innerhalb des ringförmigen Anodenblocks legt, derart, daß der Abstand zwischen Anode und Kathode allmählich von dem Eingangs-ίο hohlraum zu dem Ausgangshohlraum zunimmt.

Um zu vermeiden, daß die Elektronen nach ihrem Energieaustausch mit der elektrischen Welle des Magnetrons und der Erzeugung des Verstärkungseffektes wieder vor den Eingangshohlraum zurück- gelangen, kann man auf ihren Bahnen Schirme vorsehen oder auch, um die Konstruktion'nicht zu komplizieren, sie durch ein geeignetes Feld zurückhalten, welches einen Fokussierungseffekt erzeugt. Schließlich kann man gemäß der Erfindung in dem gleichen Magnetron den Effekt der Verstärkung des empfangenen Signals mit der Erzeugung einer lokalen Schwingung kombinieren, die, wie später dargelegt wird, geregelt wird, um einen Frequenzwechsel zu erzielen. Man macht zu diesem Zweck von verschiedenen Hohlräumen Gebrauch, die entkoppelt sind: der Schwingungsteil und der Verstärkerteil sind miteinander durch den Raum zwischen Anode und Kathode verbunden.

Indem man die Gegenkopplung passend regelt und insbesondere den in dem Magnetron angebrachten Einschnitten eine geeignete Tiefe gibt, kann man unter Beibehaltung seiner Schwingungsfähigkeit seine Übertragungskurve in Abhängigkeit von der Frequenz erheblich erweitern.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf die Anwendung einer solchen Magnetronröhre mit Gegenkopplung zur Erzeugung von Schwingungen mit verhältnismäßig breitem Band. Sie hat .insbesondere die Kombination einer solchen Magnetronröhre oder einer ähnlichen Röhre mit einer Einrichtung zum Gegenstand, welche die Änderung der Schwingungsfrequenz gestattet und, genauer, das Herausgreifen der gewünschten Frequenz oder eines schmalen Frequenzbandes.

Diese Regeleinrichtung wird gebildet durch einen Resonanzraum mit großer Resonanzüberhöhung und einer durch irgendein übliches Mittel und insbesondere durch Änderung seines Rauminhaltes regelbaren Eigenfrequenz. Diese Einrichtung wird direkt mit einem Hohlraum der Magnetronröhre verbunden, oder sie wird insbesondere durch koaxiale Kabel mit verschiedenen Hohlräumen verbunden.

Diese Einrichtung kann die Form eines Hohlleiterabschnittes erhalten, der durch einen Hornstrahler oder irgendein anderes Strahlungsmittel abgeschlossen ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. Abb. ι zeigt die Verteilung der Felder und der Ströme in einem üblichen Magnetron mit zylindrischen Hohlräumen;

Abb. 2 zeigt sein elektrisches Schema, welches die Anwesenheit einer Rückkopplung veranschaulicht, die die Selbsterregung verursacht;

Abb. 3 zeigt das entsprechende Schema, das künstlich hergestellt ist, indem die Elektronenströmung der von den Hohlräumen gebildeten Resonanzkreise getrennt wurde, um ihre Rückkopplung besser darstellen zu können;

Abb. 4 zeigt die übliche Übertragungskurve eines Magnetrons in Abhängigkeit von der Frequenz; Abb. 5 zeigt das Schema der Abb. 3, das gemäß der Erfindung so ergänzt ist, daß die Wirkung der Gegenkopplung eingeführt wird;

Abb. 6 zeigt eine Ausfühnungsform mit Anwendung von Einschnitten und stellt einen Querschnitt der

Abb. 7 dar, welche eine technische Ausführung dieses Einschnittes veranschaulicht;

Abb. 8 zeigt für sich ein Teilstück dieser Ausführung mit einem Einstich und läßt die Verteilung der Ströme bei einer solchen Anordnung deutlicher erkennen; Abb. 9 zeigt eiro entsprechendes elektrisches

Schema, welches die Aufgabe des Einstiches ebenso wie des Entkopplungskreises verständlich macht; Abb. 10 zeigt ein Schema der experimentellen

Untersuchung der Gegenkopplung; die

Abb. 11 zeigt die Kurven der Übertragung in Abhängigkeit von der Frequenz, die man erhält, indem man den Grad dieser Entkopplung verändert ;

Abb. 12 zeigt eine Verstärkermagnetronröhre, die nur zwei Hohlräume besitzt, mit ihren Eingangs- und Ausgangskreisen;

Abb. 13 zeigt ein vereinfachtes elektrisches Schema der Magnetronröhre der Abb. 12, wodurch sie einer Röhre ähnlich wird, die mit von einer Elektronenströmung durchsetzten Steuergittern ausgerüstet ist;

Abb. 14 zeigt die Anodenstromanodenspannungscharakteristiken für verschiedene magnetische Felder, die mit einem Magnetron mit negativer Rückkopplung erhalten wurden, und die gleichen Charakteristiken, die mit dem gleichen Magnetron, jedoch der gewöhnlichen Bauart, erhalten wurden. Die Abbildung macht die Verbesserung der Arbeitsweise eines Magnetrons mit negativer Rückkopplung hinsichtlich des Störgeräusches verständlich;

Abb. 15 zeigt eine Variante einer Verstärkermagnetronröhre mit zwei Hohlräumen, bei welcher der Raum zwischen Kathode und Anode vor dem Ausgangshohlraum vergrößert ist, um sich der Arbeitsweise nach Klasse C anzunähern;

Abb. 16 zeigt eine Verstäfkermagnetronröhre mit mehreren in Kaskade verbundenen Hohlräumen zur Durchführung einer mehrstufigen Ver-Stärkung;

Abb. 17 zeigt ein elektrisches Schema der Magnetronröhre gemäß Abb. 5;

Abb. 18 zeigt eine Variante, bei welcher die Eintritts- und Austrittshohlräume miteinander in dem Anodenblock durch Hohlräume verbunden sind,

-die mit dem Anoden-Kathoden-Raum nicht in Verbindung stehen,; die auf verschiedenen Frequenzen in Resonanz kommen und eine Erweiterung des durchgehenden .Verstärkungsbandes gestatten; -..Abb. 19 zeigt eine Schaltung zur Erzeugung von Schwingungen:mit veränderlicher Frequenz unter Verwendung eines Hohlleiters, der einenResonanzraum bildet- und mit dem Magnetron direkt verbunden ist; . -

...Abb. 20 zeigt graphisch das durchgehende .•Frequenzband und die Auswahl, die man darin -vernimmt, indem man auf die Abstimmung des Hohlleiters einwirkt;

-, Abb.-21 .zeigt eine Variante, bei welcher der .Raum mit veränderlicher Abstimmung mit zwei Hohlräumen des Magnetrons durch koaxiale Leiter ■verbunden ist.'

In allen Abbildungen bezeichnen gleiche Bezugs-.zeichen. die gleichen Teile.

,In Abb. ι ist/ein Teil einer üblichen Magnetron- - röhre -mit, IjLesonanzhohlräumen B dargestellt, die zylindrische Form haben und durch Schlitze F mit _:dem;Raum in Verbindung stehen, der einerseits durch, defl - Anodenblock A, von der diese Hohleinen Teil· bilden, und auf der anderen Seite ξ.Kathode K begrenzt wird. Die Verteilung des Stromes i.und des elektrischen Hochfrequenz-•feldese.entsprechend der Schwingungsart ist durch Pfeile, dargestellt., Nach dieser Schwingüngsart π gehen die Kraftlinien von einem Segment D aus und enden an dem Nachbarsegment, wobei diese ^beiden, Segmente entgegengesetzte Polarität aufweisen. Alle geraden Segmente oder Zähne haben die gleiche Polarität, ebenso wie alle ungeraden Segmente·. , Ein ' Teil der Linien erstreckt. sich .zwischen .Anöde und Kathode, ein anderer Teil verläuft in. den. Schlitzen. Die Ströme i sind Leitungsströme,; welche der Oberfläche des Hohlraumes folgen und von einem Hohlraum zu dem .nächsten entgegengesetzte Phasen haben. Zur Vereinfachung der Darstellung wurde das magnetische .Feld- nicht dargestellt, welchem das Magnetron ausgesetzt wird und dessen.Kraftlinien als parallel zu der Achse der Kathode in dem Luftspalt eines nicht.gezeigten Dauermagnets angenommen sind. .. Abb. 3 zeigt ein elektrisches Schema auf Grund der- Abb. 1. Die Bezugsgerade K-K entspricht der Kathode.K₁ die nach einer Ebene abgewickelt ist. Der elementare Schwingungskreis wird gebildet du,rch die .Selbstinduktion L₁ welche dem Inneren des·. Hohlraumes - entspricht, und durch die .dem £khlitz, F entsprechende Kapazität C Die Selbstinduktionen ι der Abb.2 berücksichtigen die Kopplung zwischen den Hohlräumen auf Grund des Vorhandenseins eines, längs der Innenwand der Anode kreisenden Leitungsstromes. Die Kapazitäten j,: stellen: die elektrischen Kraftlinien dar, welche zwischen Kathode und Anode verlaufen. ., -.;Um. · die⁵ -,Schwingungsart π festzulegen und alle anderen auszuschalten, kann man entweder ein bekanntes.. Verfahren benutzen, wobei man die Segmente.;mit_; gleicher Hochfrequenzpolarität miteinander, . durch Bügel verbindet, d. h. die Segmente D₁, D₃ .'.. einerseits und die Segmente D₂, P₁ . . . andererseits oder ein Verfahren, wonach man dem Teil der Segmente gegenüber der Kathode eine abgerundete, einem passenden Profil entsprechende Form gibt.

Wenn man die Kurve aufzeichnet, die in Abhängigkeit von der Frequenz F den Übertragungskoeffizient T für zwei einzelne Zellen des Magnetrons (wie die an Hand der Abb. 2 beschriebenen) wiedergibt, so zeigt der Versuch, daß man die Kurve der Abb. 4 erhält, die durch zwei völlig getrennte Frequenzbänder gebildet wird. Diese Kurve ist charakteristisch für das Vorhandensein von zwei Kreisen, die viel stärker als mit der kritischen Kopplung gekoppelt sind. Die Kopplung und folglich die Trennung der Frequenzbänder wird noch gesteigert durch Anwendung der Schwingbügel oder der Anodenbauart mit abgerundeten Zähnen. Ein Magnetron mit N Hohlräumen arbeitet dann wie ein auf sich selbst geschlossenes Filter, welches 2 N Resonanzfrequenzen besitzt. Die Trennung dieser Fre- S5 quenzen wird angestrebt, um eine größere Frequenzstabilität zu erzielen, unter Vermeidung von etwaigen Schwingungen auf zwei benachbarten Wellenlängen. Die enge Kopplung, die zwischen den Hohlräumen des Magnetrons besteht, ist für die Aufrechterhaltung der Schwingungen im Inneren der Elektronenröhre.günstig. Der von der Kathode ausgesandte und durch das magnetische Feld gekrümmte Elektronenstrom gibt nämlich, wenn er vor denSchlitzen vorbeigeht, seineEnergie an das Feld e der Abb. 1 ab. Er wird wechselweise mit der Frequenz dieses letzteren moduliert. Daraus folgt, daß jeder mit diesem Strom verbundene Hohlraum des Magnetrons die Rolle des Gitters einer üblichen Vakuumröhre und ihres Schwingungskreises spielt.

Diese Überlegung ermöglicht es, den Kreisen des Magnetrons eine Darstellung gemäß Abb. 3 zu geben, in welcher der Elektronenstrom Φ von den benachbarten Resonanzräumen B₁-B₂ getrennt ist und sich mit ihnen über imaginäre Gitter G₁ und G₂ in Energieaustausch befindet. Dieses Schema erinnert an das einer Triode mit dem Eingangskreis B₁ und dem Ausgangskreis B₂, der in solcher Weise rückgekoppelt ist, daß ein Zustand der Selbsterregung erzeugt wird. Der Einfluß der Gleichspannung der Gitterpolarisation, welche die Leistung der Elektrode regelt, ist hier ersetzt durch den Einfluß des magnetischen Feldes und des Abstandes zwischen den Elektroden. Bekanntlich hängen die Schwingungen, die in den Kreisen entstehen, wesentlich von der Kopplung zwischen diesen letzteren ab. Die Kopplung muß über einem kritischen Wert liegen, der als Grenzkopplung· für die Aufreohterhaltung bezeichnet wird.

Da diese Bedingung in einem Magnetron mit Resonanzhohlräumen immer erfüllt ist, hat das letztere eine ausgeprägte natürliche Neigung zur Selbsterregung und verhält sich so wie eine Triode mit Anoden- und Gitterkreisen, welche so rückgekoppelt sind, daß sie ein Oszillator wird.

Diese Eigenschaft der Magnetrons hat bisher ihre Verwendung als Verstärker von ultrakurzen Wellen verhindert und jeder Versuch in dieser Richtung wurde durch die !Instabilität derArbeitsweise und die spontane Anfachung von Schwingungen zum Scheitern gebracht.

Da andererseits die Resonanzhohlräume eine sehr hohe Resonanzüberhöhung aufweisen, schwingt das Magnetron, wie die Abb. 4 zeigt, auf einem sehr begrenzten Band und praktisch auf einer einzigen Frequenz, die man nicht durch die Charakteristiken von äußeren Kreisen regeln kann. Bei den Problemen der elektromagnetischen Auffindung von. Hindernissen ist es aber besonders wichtig, schwingende Magnetrons zu haben, deren Frequenz in bequemer Weise geändert werden kann, und zwar wegen der Schwierigkeit, breite Durchlaßbänder in den verschiedenen Geräten zu erzielen, die von den Hochfrequenzströmen, durchflössen werden. Man kann versuchen, die Schwierigkeit zu umgehen, indem- man die Charakteristiken der inneren Kreise verändert, aber dieses letztere Problem kann bei großen Leistungen in praktischer Weise nicht gelöst werden und verbietet dann die Anwendung des Magnetrons als Oszillator mit veränderlicher Frequenz.

Abb. 5 zeigt schematisch denErfindun-gsgedanken in seiner Verallgemeinerung. Er besteht darin, daß man die Resonanzkreise B₂ und B₁ durch einen zusätzlichen Kreis R verbindet und insbesondere in der Weise, daß dieser letztere sich wie eine Gegenkopplung verhält, welche die natürliche Kopplung M₁ die in Abb. 5 durch einen Pfeil H dargestellt ist, zu vermindern sucht. Der negative Rückkopplungskreis R kann eine elektrostatische Wirkung oder auch eine elektromagnetische Wirkung oder diese beiden zusammen ausüben. Seine Aufgabe wird im einzelnen in Verbindung mit den Abb. 6 bis 9 erläutert. Die Elektronenströmung Φ, deren Richtung bestimmt wird durch die Richtung des Magnetfeldes, das mit dem stets von der xA.node zur Kathode gehenden elektrischen Feld kombiniert wird, geht zunächst vor dem Resonanzhohlraum B₁ und dann vor dem Hohlraum B₂ vorbei. Dieser letztere kann so einem Ausgangskreis verglichen werden, während der erstere sich wie ein Eingangskreis verhält, und die Einrichtung R (Abb. 5) dient dazu, den Ausgangskreis mit dem Eingangskreis rückzukoppeln, um die natürliche Kopplung M zu vermindern.

Indem man den Grad dieser Gegenkopplung regelt, kann man nach Belieben die Neigung des Magnetrons zur Selbsterregung vermindern und sie sogar völlig unterdrücken. Im ersten Fall gelangt man zu Magnetrons, die mit einem verhältnismäßig breiten Einstellband schwingen. Im zweiten Fall können sie die Aufgabe von sehr stabilen Verstärkern übernehmen.

Abb. 6 zeigt eine Ausführungsform dieser Entkopplung und die elektrischen. Verhältnisse, die sich dabei ergeben. Die beiden benachbarten Hohlräume B₁ und B₂ sind direkt in dem Anodenblock durch einen Einstich £ verbunden. Die praktische Ausführung dieses Einstiches ist in Abb. 7 gezeigt, die einen Teil eines Magnetrons perspektivisch im Schnitt darstellt. Dieser Einstich ist indem engsten Teil des Anodensegmentes angebracht und man gibt ihm eine Breite d und eine Tiefe/». (Abb. 7), wie sie für die Aufgaben, welche das Magnetron erfüllen soll, am günstigsten sind. Abb. 6 stellt einen Schnitt der Abb. 7 nach einer Ebene dar, die senkrecht zu der Kathode und durch den Einstich verläuft.

Die charakteristischen Parameter der negativen Rückkopplung werden, zugleich durch die Breite d des Schlitzes und durch seine Tiefe/» gebildet, die einen erheblichen Bruchteil der gesamten Tiefe des Hohlraumes erreichen kann, ohne daß eine De- ₍ formation bei der Evakuierung der Röhre zu befürchten ist. .

Die durch die Einstiche ausgeübte Wirkung beruht auf der Unterbrechung des Kreisstromes i, der in Querrichtung längs des zylindrischen Hohlraumes zirkuliert. Abb. 8 stellt den Einstich für sich dar und zeigt, daß der Kreisstrom i auf der Höhe des Einstiches sich in drei Teile zerlegt: a) Ein Teil / fließt an der Unterseite des Einstiches, der so für den Gesamtstrom i eine Selbstinduktion L' bildet; b) ein zweiter Teil erzeugt einen Verschiebungsstrom, der sich durch das elektrische Feld e' senkrecht zu den Kanten des Einstiches kennzeichnet; c) ein dritter Teil i' fließt längs der elementaren Linie, welche die Hohlräume miteinander verbindet.

Die durch die Einstiche eingeführte Entkopplung ergibt sich aus dem Einfluß dieses letzteren Stromes Ϊ. Wie die Abb. 6 zeigt, ist nämlich der Kreisstrom ΐ in Phase mit dem Strom i des Hohlraumes B₂. Er ist demnach in Opposition zu dem Strom —i des Hohlraumes B₁, der auf dem Vorhandensein der Schwingungsart π beruht. Folglieh sucht er die zwischen den beiden benachbarten Hohlräumen vorhandene Kopplung zu vermindern. In Abb. 9 ist das entsprechende Schema des Magnetrons, abgeleitet aus der Abb. 2, dargestellt und durch die elektrischen Änderungen ergänzt, die durch den Einstich veranlaßt werden. Dieser letztere entspricht einem Entkopplungskreis S, der durch den Strom i' gebildet wird und induktiv, /', L', mit den Resonanzkreisen L, C der Hohlräume verbunden ist. Zur Vereinfachung ist in diesem Schema nicht die Kapazität C berücksichtigt, welche von dem Feld e' erzeugt wird (Abb. S). Die Selbstinduktion IJ und der KopplungskoeffizientA* erhöhen sich mit der Tiefe des Einstiches. Die Änderung der Breite d wirkt in demselben Sinn. Der Kopplungskoeffizient Λ" ist negativ, d. h. daß er in dem Resonanzkreis B₁ einen Strom 1" erzeugt, der dem Strom ■—i, welcher normalerweise in dem letzteren kreist, entgegenwirkt und ihn zu vermindern sucht.

Bei geeigneten Abmessungen der Einstiche verhält sich die Anordnung U und der nicht gezeigten Kapazität C wie eine positive Reaktanz. Die letztere kommt zu der Selbstinduktion L hinzu und erhöht folglich die eigene Resonanzperiode jedes

Hohlraumes. So wird beispielsweise durch Am- » bringung eines Einstiches .mit 12 mm Tiefe und 3 mm Breite die Wellenlänge der Schwingung von ro. auf 12 cm gebracht, und zwar bei einem Magnetron der üblichen Bauart mit Hohlräumen von 8 mm Durchmesser bei 20 mm Tiefe. Ebenso verhält es sich mit der Gesamtheit der Resonanzkurven, die in Richtung der größeren, Wellenlängen verlegt werden^ Diese Theorie der Wirkungsweise wurde ausschließlich angeführt, um den Gegenstand und die Tragweite der Erfindung verständlicher zu . . machen, ohne daß jedoch die Erfindung durch diese Erläuterungen irgendwie eingeschränkt würde. .

Bei dieser Erläuterung wurde angenommen, daß das Magnetron nach derSchwingungsartyr arbeitet. Um:-diese Schwingungsart festzulegen, ist es in gewissen Fällen vorteilhaft, die beschriebenen Entkopphingseinstiche mit den bekannten Schwingbügel zu kombinieren, welche die geraden Segmente unter sich und die ungeraden Segmente unter sich verbinden. . . ·

Um die angestrebte Wirkung der Gegenkopplung

zu erreichen, kann man in gewissen Fällen die Einstiche durch eine Entkopplung ersetzen, die mit Hilfe von Bügeln, geeigneter Form und Länge erreicht wird, welche die benachbarten Segmente verbinden. Wie im vorhergehenden. Fall kann man zur Aufrechterhaltumg der Schwihgungsart π die Röhre'durch die bekannten Schwingbügel ergänzen oder auch die verwundeten Segmente vorsehen, wie es oben erwähnt wurde.

Wenn: man Versuche nach dem Schema der Abb. 10 durchführt, kann man sich von den Wirkungen überzeugen, die infolge der Entkopplung erzielt werden, und von den technischen Möglichkeiten, die sie bietet. Die Hohlräume werden durch einen Einstich 5" verbunden, dessen Breite d konstant' gehalten und dessen Tiefe p verändert wird.. Über einen koaxialen'Leiter führt man in den Hohlraum JS₂ eine Wechselspannung V₀ ein, deren Amplitude konstant gehalten wird und deren Frequenz man. ändert, und man mißt die Wechselspannung V in dem koaxialen Leiter, der mit dem benachbarten Hohlraum B₁ verbunden ist. Im Fall der Magnetrons, die nur einen einzigen Ausgang besitzen (Oszillator- oder Modulatormagnetrons) , zeichnet man die Kurve der Impedanzänderungen, welche in Abhängigkeit von der Frequenz die Lage der Knoten der stationären Wellen zeigt, die durch die Kreise der Hohlräume in, den koaxialen Ausgangsleiter eingeführt werden. Diese Versuche werden ohne elektronische Kopplung ausgeführt. Man kann sogar im allgemeinen die Kathode weglassen^ ohne daß die Ergebnisse wesentlich geändert werden.

Die Abb. 11 zeigt die Entwicklung der Kurve für die Übertragung T durch ein Magnetron .mit zwei Hohlräumen in Abhängigkeit von einem Parameter, der die Tiefe p des Einstiches ist. Abb! 11 a bezieht sich auf ein Magnetron ohne Einstich (f — 0). Sie entspricht der Kurve der Abb.. 4. Wenn p zunimmt, prägt sich die Entkopplung aus, und'für einen.⁷ Wert p — p_c erhält man annähernd die kritische Entkopplung zwischen den beiden Kreisen, die sich durch die maximale Abflachung der Kurve kennzeichnet, wie sie in Abb. irb dargestellt ist. Wenn p größer ist als p_c, erhält man nur noch ein einziges Band mit abnehmendter Amplitude (Abb. 11 c) bis zu dem Wert p, bei welchem der Übertragungskoeffizient dauernd Null bleibt.'In diesem Fall besteht Gleichheit zwischen dem Strom i', der aus dem Einstich kommt und dem Strom—i, der sich aus der Kopplung durch den Raum .zwischen den Elektroden ergibt; die Entkopplung zwischen den Hohlräumen ist total.

In Abb. 12 bezeichnet A den Anodenblock, in welchem zwei Hohlräume B₁ und B₂ vorgesehen sind, K die Kathode und Φ den Elektronenstrom zwischen diesen beiden Elektroden. Das Signal wird dem Eingangskreis / zugeführt, der durch seinen Wellenwiderstand dargestellt ist. Die Spannung an seinen Klemmen wird bei Ug gemessen·. Das verstärkte Signal wird an dem Ausgangskreis O abgenommen und die verstärkte Spannung bei U₅ gemessen. Diese beiden Kreise sind mit den· Hohlräumen durch koaxiale Leiter verbunden. Die beiden Hohlräume werden nach der oben beschriebenen. Methode entkoppelt, inisbesondere, indem man sie durch den Einstich vS" verbindet. Man regelt die Verstärkung durch die Tiefet des Einstiches, wie es in Verbindung mit Abb. 11 beschrieben worden ist. Um einen hohen Verstärkungsgrad zu erreichen, muß man die beiden Hohlräume ganz entkoppeln. ,

Die Wirkungsweise dieser Anordnung kann wie folgt erklärt werden: die hochfrequente Wechselspannung U_E, welche zwischen den beiden Teilen der koaxialen Eingangsleitung zugeführt wird, erzeugt vor dem Schlitz des Hohlraumes ein elektrisches Wechselfeld e von geringer Amplitude. Dieses Feld moduliert den Elektronenstrom, der zunächst mit geringer Geschwindigkeit ausgesandt wird, vor dem ersten Hohlraum. Es sei angenommen, daß die Richtung des Magnetfeldes so ist, daß die Elektronen eine Umlauf bewegung in Riehturag vom Eingang zum Ausgang annehmen, d. h. im Uhrzeigersinn. Diese Elektronen erlangen auf Grund der der Röhre zugeführten Gleichspannung· V_a eine große kinetische Energie. Die Modulation dieser Elektronen erzeugt ein elektrisches Hoch- no frequenzfeld, das vor dem Schlitz des zweiten Hohlraumes verstärkt wird. Die verstärkte Ausgangsspannung Us wird zwischen den beiden Teilen der koaxialen Aus gangs leitung abgenommen.

Das elektronische Schema dieses Magnetrons ist in Abb. 13 dargestellt. 5 bezeichnet das Entkopplungsorgan, welches symbolisch durch eine veränderliche Kapazität dargestellt ist, welches aber in Wirklichkeit durch eine Reaktanz gebildet wird, die induktive und kapazitive Wirkungen vereinigt, wie dies oben dargelegt wurde. In dem vorliegenden Beispiel hat 6* die Form eines Einstiches, welcher so geregelt werden muß, daß man zwischen den beiden, Schwingungskreisen eine totale Entkopplung erhält. Die Bezugszeichen dieser Figur entsprechen denjenigen der Abb. 12, G₁ und G₃

bezeichnen die symbolischen Gitter. Der Elektronenstrom wird durch den Eingangshohlraum durch Vermittlung des Gitters G₁ moduliert und wirkt auf den Ausgangshohl raum durch das Gitter G₂ ein. Es ist angebracht, wenn nicht unerläßlich, außerdem eine Einrichtung vorzusehen, welche die Elektronen daran hindert, vor den Eingangshohlraum zurückzukehren, bevor sie die Kathode umlaufen haben, und wenn der Wirkungsgrad der

ίο Röhre gut ist, sind diese Elektronen übrigens wenig zahlreich. Diese Bedingung kann durch eine geeignete elektronische Fokussierung erfüllt werden, indem man insbesondere das radiale Feld hinter dem Hohlraum B₂ verstärkt, welches dieElektronen zu der Anode zurückführt. Man kann die Elektronen auch durch einen Schirm zurückhalten. In Abb. 14 sind in vollen Linien die Charakteristiken des Anodenstromes eines Magnetrons in Abhängigkeit von der Anodenspannung für verschiedene magnetische Felder dargestellt, die an einem gewöhnlichen Magnetron aufgenommen wurden, und gestrichelt die gleichen Charakteristiken, die mit einem Magnetron erhalten wurden, welches gemäß der Erfindung entkoppelt ist. Wie ersichtlich, ist bei den gewöhnlichen Magnetrons ein starker Reststrom i_T bei Anodenspannungen vorhanden, die beträchtlich unter der Entsperrungsspannung der Röhre liegen. Anstatt daß er schnell einen hohen Wert erreicht und so eine theoretisch senkrechte Charakteristik zeigt, weist der Strom einen Bremseffekt auf, der ihn allmählich ansteigen läßt. Dieser Strom i_r ändert sich, wenn die Durchmesser der Anode und Kathode konstant bleiben, erheblich mit den bestimmenden Parameiern der Schwingungskreise, insbesondere bei den Magnetrons mit Schwingbügel mit der Lage und Form des Schwingbügels. Er beruht daher nicht auf einer besonderen Verteilung des elektrostatischen Feldes im Inneren des Raumes zwischen den Elektroden. Er bildet zum großen Teil den gleichgerichteten Strom von inneren Schwingungen in der Röhre. Diese letzteren erzeugen, das sehr starke Störgeräusch, welches man bei den gewöhnlichen Magnetrons feststellt und dessen Stärke dem Reststrom i_T proportional ist. Dieses Störgeräusch verbietet die Verwendung des Magnetrons in einer Empfangsstufe. Es beruht hauptsächlich und wahrscheinlich ausschließlich auf der starken Rückkopplung zwischen den- Hohlräumen, die auf ihrer natürlichen Kopplung beruht. Die Einführung einer ausreichenden negativen Rückkopplung mit Hilfe der Einstiche bei Verminderung der Kopplung zwischen den Hohlräumen ermöglicht eine beträchtliche Verminderung der inneren Schwingungen, die auf der Rückkopplung zwischen den Kreisen beruhen, und folglich eine beträchtliche Verminderung des Störgeräusches.

Auf Grund von durchgeführten Versuchen konnte tatsächlich festgestellt werden, daß der Reststrom immer kleiner wird, in dem Maß, wie. die Tiefe der Einstiche zunimmt. Es konnte bei einer passenden Tiefe ein Wert erreicht werden, der etwa tausendmal kleiner ist als bei einem Magnetron ohne Einstich und bei gleichen Versuchsbedingungen. In Abb. 14 sind gestrichelt die Charakteristiken eines Magnetrons gezeichnet, welches mit dem Magnetron ohne Einstiche hinsichtlich der Durchmesser von Anode und Kathode und der Hohlräume übereinstimmt, aber Einstiche von 12 mm Tiefe und 3 mm Breite bei Hohlräumen von 8 mm Durchmesser und 20 mm Tiefe besitzt (Resonanzfrequenz 3000 MHz). Man beobachtet in diesem Fall einen Reststrom i_r, der fast Null ist. Hingegen steigt der Strom bei Spannungen in der Nähe der Entsperrungsspannung sehr schnell an und erreicht Werte, die sich denjenigen des Magnetrons ohne Einstich mehr und mehr nähern, so daß die Charakteristiken der beiden Röhren schließlich in ein und derselben Kurve zusammenfallen. Das Magnetron mit Einstichen ist in theoretischer Hinsicht von Interesse, weil es Charakteristiken aufweist, die sich den Charakteristiken sehr nähern, welche durch Berechnung der elektrostatischen Verteilung der Felder erhalten werden. Seine praktische Bedeutung ist deshalb nicht weniger groß, da es durch die sehr bedeutende Verminderung des Störgeräusches die Verwendung des Magnetrons in allen Empfangsstufen und insbesondere in den ersten Verstärkungsstufen gestattet, in. welchen der Signalpegel verhältnismäßig gering und die Bedeutung des Störpegels sehr groß ist.

Das in geeigneter Weise entkoppelte Magnetron kann so geregelt werden, daß es die Arbeitsbedingungen als Verstärker der Klasse^ oder C einer Elektronenröhre mit Steuergitter erfüllt. Im ersten Fall regelt man die Anodenspannung oder das Magnetfeld in der Weise, daß ein Anodenstrom während der beiden Halbwechsel der Eingangsspannung auftritt. Im zweiten Fall wird man diese Parameter so einstellen, daß man einen kurzen Anodenstromimpuls nur während einer einzigen positiven Halbwelle der Eingangsspannung erhält. Der Mechanismus des Leistungsverstärkers, den man dann mit einem solchen Magnetron der Klasse C erzielt, ist mit demjenigen der gewöhnlichen Elektronenrelaisröhren vergleichbar. Die hochfrequente Ausgangsleistung wird der Energie des Elektronenstromes entnommen, welcher an den Scheiteln der Modulation die Nähe der Anode erreicht. Die Gleichstromleistung wird auf Kosten der Spannungsquelle entnommen. Wie bei jedem Verstärker nach Klasse C ist der Wirkungsgrad der Röhre viel besser, wenn der Elektronenstrom die Anode des Ausgangsho'hlraumes nur während einer Zeit erreicht, die gegen die Periode der Schwingungen kurz ist. Man erreicht dieses Ziel, indem man auf die Felder einwirkt, welche die Elektronenbahn vor dem Teil der Anodenmasse bestimmen, in welcher sich der Ausgangshohlraum befindet. Insbesondere kann man durch eine geeignete Fokussierung das magnetische Feld an dieser Stelle erhöhen. Man kann dort auch das elektrische Feld abschwächen. Diese letztere Wirkung kann man erreichen, indem man die Kathode aus der Mitte verlegt, was gleichbedeutend ist mit einer Ver-

größer uiig --ihres Abständes" gegenüber der Anode. ,=' Abb*.; 1.5. zeigt eine Prinzipdarstellung dieser Anordnung. . -Der Abstand zwischen Anode und Kathode wurde "vor dem Ausgangshohlraum ver-S größertj so,daß der Elektronenstrom bei gleicher Spannung ,zwischenAnode und Kathode verkleinert r: wird. In ^dieser. Abbildung sind die gleichen Bezugszeichen verwendet, um dieselben Organe zu bezeichnen. Kathode und Anode wurden im Schnitt nach;zwei .Ebenen abgewickelt.

...Abb. 3.6,zeigt diese exzentrische Anordnung der ,.v KathodeK in- Anwendung bei einem Verstärker der Klasse;iT mit.mehreren Stufen und mehreren- Hohlräumen: .B₁; bis B₁, die verstärkungsmäßig in- Kaskade. verbunden und durch Einstiche 5 entkoppelt sin.d.-:Die-Eingangs.-: und Ausgangskreise sind mit /

c-j bzw. Ö bezeichnet. Das elektrische Feld, welches in dem ,Bereich-.F.-stärker ist, verhindert, daß die Elektronen ; vor - .den . Eingangskreis zurückkehren und scheine., elektronische Rückkopplung bewirken, welche.die. Stabilität der Röhre gefährden könnte.

;." Hm.diese .Elektronen .zurückzuhalten, kann man auch; ein," geeignetes Magnetfeld vorsehen oder sogar au-t. ."der Bahn der Elektronen Schirme anordnen.

welche .auf; ein geeignetes Potential gebracht werden."Und. insbesondere mit der Anode verbunden

c·-; weiden "'können.; ■ .

-,;Abb..'i7. zeigt das. .entsprechende elektronische Schema, wobei die störende Rückkopplung dlureh Verbindungskapazitäten M dargestellt ist, deren Wirkung durch. Neutrodynkapazitätem S zum Ver-

-;■ s'chwinden gebracht, .wird... Man kann so einen beträchtlichen Yerstärkung-sgrad erzielen. Ausgehend von einer; sehr kleinen Leistung kann man eine sehr große.Ausgangsieistung erreichen, die nur durch die Verluste, rder.Röhre begrenzt ist. Die Grenze

■;-:: des. Verstärkungsfaktors wird einerseits -durch· die Genauigkeit der Einrichtung festgelegt, welche die Elektronen.an der.Rückkehr vor dem Eingangshohlraum, verhindert, andererseits durch das Störgeräusch der Röhre auf dem Pegel dieser letzteren.

;·.: Die Einführung der negativen Rückkopplung vermindert ·nuri dieses Störgeräusch beträchtlich und ermöglicht die. Verwendung des Magnetrons sogar in den^ersten Verstärkungsstufen, ..Bei.. den -. beschriebenen Verstärkermagnetrons

«.,' wird: die Breite des Durehlaßbandes durch die eigene Resonanzspannungsüberhöhung jedes Hohlraumes begrenzt. Diese Bandbreite ist bei den Magnetrons der üblichen. Bauart annähernd in der Größenordnung von 20-MHz; Man kann sie erheblich er-

,..-: weitern., und so einen Verstärker mit breitem Band herstellen, indem man vor jedem Schlitz einen Schiwingungskreis vorsieht, der aus mehreren Hohlräumen-.zusammengesetzt ist, welche benachbarte Respnaiizfrequenzen bes itzen.

_:..,j .. Abbv 18 zeigt ,eine Ansicht eines Magnetrons als einstufiger Breitbandverstärker unter Benutzung dieses, Prinzips, Die beiden Hohlräume B_x und B_x,

Wielche. den. elementaren Schwingungiskreis bilden, sind, auf,-ZweLbeuäehbarte Frequenzen abgestimmt und. ,miteinander .durch einen geeigneten Kopplungs-' Ik,.gekoppelt,; Ein..Entkopplungseinstich S, der'so ausgebildet ist, daß eine totale Entkopplung" erreicht wird, verbindet die beiden Eingangs- und Ausgangssehwingungskreise miteinander, wobei der letztere ebenfalls durch zwei Hohlräume J5₂ und B₂' gebildet wird, welche auf zwei benachbarten Frequenzen, die den ersten gleich sind, in Resonanz kommen.

In Abb. 19 ist im Schnitt und perspektivisch ein rechteckiger Hohlleiter G gezeigt, welcher einen Resonanzraum bildet und mit dem Magnetron M direkt durch einen Schlitz F gekoppelt ist. Dieser Schlitz ist in der kleinen· Seite des Hohlleiters parallel zur Achse des Magnetrons ausgeschnitten und steht duroh eine entsprechende Öffnung mit einem der zylindrischen Hohlräume B des Magnetrons in Verbindung. / ist ein Isolierstück, z. B. aus Glas, welches die Abdichtung des Magnetrons bewirkt. Das letztere besitzt die Einstiche S, um die Hohlräume B miteinander zu verbinden. Der obenerwähnte Resonanzraum wird einerseits dlureh. die Wandungen des. HohlleiteriS¹ G und andererseits durch den ebenen Metallboden P und durch die ebene Metallplatte P' abgegrenzt, die mit einem Schlitz f versehen ist. Dieser Schlitz ist parallel zu der kleinen Seite des Hohlleiters, d. ή. zu der Richtung des elektrischen Feldes e der den Hohlleiter durchlaufenden ultrakurzen Welle, angeordnet, welche durch das Horn CB ausgestrahlt wird. Die mit ι und i'_ in der Zeichnung bezeichneten Abstände sind so gewählt, daß zugleich die Kopplung des Magnetrons mit dem Resonanzraum und die Resonanzfrequenz dieses letzeren festgelegt wird. Diese Resonanzfrequenz 'kann im übrigen in ausreichender Weise mit Hilfe der Schraube V verändert werden.

Es ist hervorzuheben, daß die Kopplung zwischen dem Hohlleiter und dem Magnetron auch mit Hilfe eines koaxialen Kabels hergestellt werden könnte, welches einerseits durch eine in das Innere eines Hohlraumes B eintretende Schleife und andererseits durch eine weitere, in das Innere des Hohlleiters eintretende Schleife abgeschlossen ist. .

Abb. 20 zeigt das Durchlaßfrequenzband in dem Fall, wo gemäß Abb. 11 b die Gegenkopplung so geregelt wurde, daß annähernd die kritische Kopp- : lung erreicht wird, bei welcher dieses Band besonders breit ist. Seine Breite kann mehrere hundert Megahertz erreichen bei Magnetrons mit geeigneten Einstichen, welche auf einer mittleren Wellenlänge von 10 cm arbeiten. Diese Breite wird begrenzt durch die Punkte f_Q und Z₁ der Kurve C, welche dieser kritischen Kopplung entspricht. Die Schwingungsfrequenz wird dann durch die Abstimmfrequenz des äußeren Kreises, z. B. des Hohlleiters im Fall der Abb. 19, festgelegt. Die gestrichelten und strichpunktierten Kurven stellen die Frequenzbänder dar, welche den verschiedenen Abstimmfrequenzen Jp₁, F₂ ... F_n des Resonanzhohlraumes entsprechen, welcher außerhalb mit dem Magnetron, gekoppelt .ist, insbesondere des Hohlleiters der Abb. 19.

Abb. 21 zeigte im Schnitt eine Varianteder Ausführung,, bei welcher der. Resonanzraum Ci? mit

dem Magnetron M mit Hilfe der koaxialen Leitungen T₁ und T₂ verbunden ist, die je durch eine Schleife abgeschlossen sind, welche einerseits in das Innere des Hohlraumes B₁ und andererseits in das Innere des Hohlraumes B₂ des Magnetrons durch eine in der Anodenmasse A vorgesehene Öffnung eintritt. Die Hohlräume B₁ und B₂ sind so gewählt, daß die elektrischen Felder e entgegengesetzte Vorzeichen haben.

ίο Die Abstimmung des Raumes CR ist in diesem Fall durch Betätigung der Schraube V mit veränderlicher Eindringungstiefe regelbar, wobei die Veränderung der Kapazität zwischen dieser Schraube und dem Teil D die Veränderung dieser Abstimmung nach sich zieht. In dieser Abbildung bezeichnet Φ die Umlaufrichtung des Elektronenstromes im Inneren des Magnetrons. Mit Hilfe des koaxialen Kabels O entnimmt man in dem Resonanzraum die zu übertragende UKW-Energie.

Bei einer solchen Anordnung kommt zu der festen Entkopplung zwischen den Hohlräumen durch die Einstiche S die veränderliche Entkopplung hinzu, die auf dem mit den Hohlräumen B₁ und B₂ durch die koaxialen Leitungen T₁ und T₂

verbundenen Resonanzraum CR beruht, wobei diese letztere Entkopplung durch Betätigung der Schraube V regelbar ist.

Claims (12)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Verbesserung der Wirkungsweise und zur Erweiterung der Anwendungstnöglichkeiten von Magnetronröhren mit Resonanzhohlräumen, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen die Resonanzhohlräume einen zusätzlichen Kreis einführt, welcher eine Gegenkopplung hervorbringt und eine mehr oder weniger ,ausgeprägte Entkopplung dieser Hohlräume bewirkt.
2. 2. Ausführungsform eines Verfahrens nach Anspruch 1 bei einer Magnetronröhre, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkopplung durch einen Einstich oder Einschnitt bewirkt wird, welcher in der Masse des Anodenblocks angebracht ist und einen Hohlraum direkt mit dem benachbarten verbindet.
3. 3. Ausführungsform nach Anspruch 2 bei einer Magnetronröhre mit zylindrischen Hohlräumen, die mit dem Anoden-Kathoden-Raum durch radiale Schlitze in dem ringförmigen Anodenblock in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnitt zwischen diesen zylindrischen Hohlräumen angebracht ist und seine Breite und seine Tiefe in axialer Richtung in geeigneter Weise bemessen werden·.
4. ' 4. Ausführungsform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Schlitze verrundete Ränder besitzen.
5. 5. Magnetronröhre nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese nur zwei Hohlräume aufweist und diese Hohlräume miteinander durch den Gegenkopplungseinschnitt verbunden sind.
6. 6. Magnetronröhre nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Hohlräume nur einen Teil des Anodenblocks einnehmen, dessen übriger Teil massiv erhalten bleibt, und daß diese Hohlräume miteinander durch Einschnitte verbunden sind, wobei der erste (unter Berücksichtigung der Richtung der Elektronenströmung) zur Verbindung mit dem Eingangskreis und der letztere zur Verbindung mit dem Ausgangskreis der Verstärkeranordnung bestimmt ist.
7. 7. Magnetronröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Eingangs- und Ausgangshohlräume miteinander durch zwei oder mehrere zwischenliegende Hohlräume verbunden sind, die keine radialen Schlitze aufweisen und untereinander sowie mit den ersten Hohlräumen durch Einschnitte verbunden sind.
8. 8. Magnetronröhre nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischenliegenden Verbindungsräume Abmessungen aufweisen, die von denjenigen der Eingangs- und Ausgangshohlräume verschieden sind und folglich ab- weichende Resonanzfrequenzen besitzen.
9. 9. Magnetronröhre nach Anspruch 2 und 3, ■ zur Verwendung als Verstärker der Klasse C, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode exzentrisch innerhalb des ringförmigen Anodenblocks Hegt, derart, daß der Abstand zwischen Anode und Kathode allmählich von dem Eingangshohlraum zu dem Ausgangshohlraum der Verstärkeranordnung zunimmt.
10. 10. Anwendung einer Magnetronröhre nach Anspruch 2 und 3 zur UKW-Erzeugung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte in der Weise bemessen sind, daß das Arbeitsfrequenzband erweitert wird, ohne daß jedoch die Gegenkopplung über die Einschnitte die An-Ordnung aperiodisch macht, und daß diese Magnetronröhre mit einem Resonator mit großer Resonanzüberhöhung verbunden ist, der mit den Hohlräumen gekoppelt wird und die jeweilige Arbeitsfrequenz festlegt.
11. 11. Schwingungserzeuger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dieser angekoppelte Resonator in Form eines Hohlleiterabschnittes oder eines Resonanzraumes ausgebildet ist, der mit üblichen Organen zur Abstimmung der Eigenfrequenz und mit Mitteln zur Entnahme der erzeugten, Schwingungen versehen ist.
12. 12. Sendeanordnunig mit einem Schwingungserzeuger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiter direkt mit dem Strahlungsorgan, insbesondere einem Hornstrahler, verbunden ist.

    Angezogene Druckschriften:
    Deutsche Patentschrift Nr. 717 541.

    Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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