DE890066C

DE890066C - Tunable, speed-controlled transit time tube that acts as a reflection generator

Info

Publication number: DE890066C
Application number: DEL4262D
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr-Ing Doering
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1943-11-27
Filing date: 1943-11-27
Publication date: 1953-09-17

Description

Abstimmbare, geschwindigkeitsgesteuerte Laufzeitröhre, die als Reflexionsgenerator wirkt Bei den bekannten Ausführungsformen von Reflexionsgeneratoren tritt ein linearer Elektronenstrahl durch einen E-Resonator hindurch und wird von einer ebenen oder gewölbten Reflexionselektrode abgebremst und zurückgeworfen, so ,daß die Strahlelektronen den Resonator nunmehr in der verkehrten Richtung .durchlaufen. Da .bei sehr kurzen Wellenlängen der E-Resonator klein:.-Dimensionen annimmt, ist es bei dieser Ausführungsform nicht möglich, ,größere Strahlleistungen unterzubringen, da der erforderliche Platz für eine Kathode mit großem Strahlquerschnitt fehlt.Tunable, speed-controlled transit time tube that acts as a reflection generator In the known embodiments of reflection generators, there is a linear effect Electron beam passes through an e-resonator and is from a plane or curved reflection electrode slowed down and thrown back so that the beam electrons through the resonator now in the wrong direction. With very short ones Wavelengths the e-resonator assumes small: .- dimensions, it is in this embodiment not possible to accommodate larger beam powers because of the space required for a cathode with a large beam cross-section is missing.

Eine wesentliche Vergrößerung des Strahlquerschnitbes beim Reflexionsgenerator kann man erfindungsgemäß dadurch erreichen, :daß :eine radialsymmetrisch .emittierende Kathode eine konzentrische Rohrleitung !bzw. einen Teil .derselben anregt.A significant increase in the beam cross section in the reflection generator can be achieved according to the invention by: that: a radially symmetrical emitting Cathode a concentric pipe! Or. a part of the same.

Es sind dabei prinzipiell zwei Ausführungsformen möglich. Die Kathode kann entweder im Innenleiter sitzen und die Strahlelektronen gegen dent Außenleiter aussenden oder, umgekehrt, es kann eine Kathode um den Außenleiter angeordnet sein, welche Strahlelektronen in :der Richtung auf den Innenleiter hin aussendet. Dies soll an Hand zweier Abbildungen näher gezeigt werden.In principle, two embodiments are possible. The cathode can either sit in the inner conductor and the beam electrons against the outer conductor emit or, vice versa, a cathode can be arranged around the outer conductor, which beam electrons are emitted in: the direction towards the inner conductor. this should be shown in more detail on the basis of two illustrations.

In Fig. z ist eine Röhre nach der zuerst ,erwähnten Ausführungsform .gezeigt. Sie besitzt beispielsweise eine .1/4-Leitung als Schwingungskreis, deren Außenleiter i oben mit einer Kappe 2 abgeschlossen ist, so daß keine Strahlungsverluste an dem üblicherweise offenen Ende der Leitung auftreten können.In Fig. Z is a tube according to the first mentioned embodiment .shown. For example, she owns a .1 / 4-line as an oscillation circuit, whose outer conductor i is closed at the top with a cap 2, so that no radiation losses can occur at the usually open end of the line.

Bei der gezeigten Röhre dient der Außenleiter gleichzeitig als Wand .des Vakuumgefäßes. Das andere Ende der Leitung, bestehend aus Außenleiter i und Innenleiter 3, ist durch .eine vakuumdichte Keramikwand 4 aus der Röhre herausgeführt; es kann an dieses Ende außerhalb des Vakuumgefäßes eine in der Figur nicht gezeigte A#bstimmleitung angeschlossen werden. An dieser Abstimmleitung ist dann noch die Auskoppelleitung zur Energieentnahme angesetzt zu denken. Der Innenleiter 3 ist hohl ausgebildet und trägt an seinem oberen Ende isoliert eingesetzt die zylindrische Kathode 5. Die Anschlüsse für die Kathode sind durch den hohlen Innenleiter über entsprechende Durchführungen 6 herausgeführt. Der von der Kathode 5 ausgehende Elektronenstrahl 7 wird durch den an dieser Stelle geschlitzten bzw. gitterartig ausgebildeten Innenleiter beschleunigt und tritt durch dessen Öffnungen in das hochfrequente Wechselfeld8 des Schwingungskreises .ein. Die andere Begrenzung des Feldes, die durch den Außenmantel gegeben ist, ist an dieser Stelle ähnlich wie der Innenleiter ausgebildet, so daß -de Elektronen aus dem Feld in den Bremsraum 9 eintreten können. Der Bremsraum 9 wird von einer Bremselektrode zo begrenzt, die in Form eines Ringes über den Außenmantel i geschoben ist und mit diesem isoliert und vakuumdicht z. B. mittels zweier Keramikringe i i verschmolzen ist. In diesem Bremsraum 9 wird die Bewegungsrichtung der Elektronen umgekehrt, so daß sie wieder durch das Feld zurückfliegen und zum Teil auf den metallischen Innenleiter auftreffen. Bei .dieser Anordnung wird ein wesentlich kräftiger Elektronenstrahl zur Anregung des Resonators benutzt.In the tube shown, the outer conductor also serves as a wall . of the vacuum vessel. The other end of the line, consisting of outer conductor i and Inner conductor 3 is led out of the tube through a vacuum-tight ceramic wall 4; a not shown in the figure can be attached to this end outside the vacuum vessel Voting line must be connected. On this voting line is then still the To think of decoupling line for energy extraction. The inner conductor 3 is hollow and insulated at its upper end carries the cylindrical Cathode 5. The connections for the cathode are through the hollow inner conductor corresponding bushings 6 led out. The electron beam emanating from the cathode 5 7 is through the inner conductor, which is slotted or lattice-like at this point accelerates and enters the high-frequency alternating field through its openings8 of the oscillation circuit. The other boundary of the field created by the outer cladding is given, is formed at this point similar to the inner conductor, so that -de electrons can enter the braking space 9 from the field. The braking space 9 is limited by a braking electrode zo, which is in the form of a ring over the outer jacket i is pushed and with this isolated and vacuum-tight z. B. by means of two ceramic rings i i is merged. In this braking space 9, the direction of movement of the electrons reversed, so that they fly back through the field and partly on the metallic Meet the inner conductor. This arrangement produces a much more powerful electron beam used to excite the resonator.

Die andere Möglichkeit zur Unterbringung einer großen Kathode besteht .darin, daß die Kathode außen um den Resonator angeordnet ist, während sich die Reflexionselektrode innen befindet. Dies zeigt Fig. 2. Die Röhre ist beispielsweise als Glasröhre .ausgebildet. Der benutzte .l/4-Resonator besitzt wieder eine Kappe :2 und einen Außenmantel 12, der an den Stellen des Strahldurchschritts durchbrochen ist und Einbuchtungen besitzt. Der Innenleiter 13 hat ebenfalls entsprechende Durchbohrungen, er ist hohl, und -in ihm ist isoliert die zylindrische Reflexionselektrode 14 angeordnet. Die Kathodenhülse 15 ist beispielsweise ringartig ausgebildet und um den Außenmantel gelegt. Die von der Kathode ausgesandten Elektronen durchlaufen z. B. ein Steuergitter 16, welches als Vordermanngitter für die Hochfrequenz führende Elektrode dient. Dann folgen wieder die beiden Hochfrequenzgitter 17 und 18, hinter denen im Innern der Röhre .der Bremsraum liegt, der von der Reflexionselektrode 14 begrenzt ist. Zur Zuführung der Betriebsspannungen für Kathode und Steuergitter sind in .dem Teller der Röhre die erforderlichenDurchführungen außerhalb des Außenmantels eingesetzt; sie können aber auch, wenn die Hochfrequenzdurchführung :mit einem Stiftsockel erfolgt, über einige Durchführungen des Außenmantels, die mit diesem kapazitiv kurzgeschlossen ist, erfolgen. Der Anschluß des äußeren Resonators erfolgt in der gleichen Weise wie bei dem zuerst beschriebenen Rohr, ebenso die Energie.auskopplung und Verstimmung.The other option is to accommodate a large cathode .in that the cathode is arranged around the outside of the resonator, while the Reflection electrode is located inside. This is shown in Fig. 2. The tube is for example trained as a glass tube. The 1/4 resonator used has a cap again : 2 and an outer jacket 12, which breaks through at the points of beam penetration is and has indentations. The inner conductor 13 also has corresponding through-holes, it is hollow, and the cylindrical reflection electrode 14 is arranged in it in an insulated manner. The cathode sleeve 15 is, for example, ring-shaped and around the outer jacket placed. The electrons emitted by the cathode pass through z. B. a control grid 16, which serves as a front-man grid for the high-frequency leading electrode. Then the two high-frequency grids 17 and 18 follow again, behind those inside the tube. the braking space, which is delimited by the reflection electrode 14 is located. To supply the operating voltages for the cathode and control grid are in .dem plate insert the required feedthroughs into the tube outside of the outer jacket; But they can also, if the high-frequency feed-through: takes place with a pin base, Via some bushings in the outer jacket, which are capacitively short-circuited with this is done. The connection of the external resonator is done in the same way as with the pipe described first, as well as the energy decoupling and detuning.

In dem Grundriß der Fig.2, der einen Querschnitt in der Strahlebene darstellt, sind einige Elektronenbahnen eingezeichnet. Ein z. B. genau in =radialer Richtung .eintretendes Elektron wird von der Bremselektrode so reflektiert, daß das Elektron ebenfalls in radialer Richtung zurückfliegt. Tritt das Elektron etwas schräg aus der Kathode aus, wie die Bahn i9 zeigt, so wird das Elektron auch schräg reflektiert, kann jedoch in der erwünschten Weise wieder durch das hochfrequente Feld zurücikfliegen. DieseAnordnung mit außenliegender Kathode stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber der oben beschriebenen Röhre dar.In the plan of Figure 2, which shows a cross section in the jet plane shows some electron trajectories. A z. B. exactly in = radial Direction .ingressive electron is reflected by the braking electrode in such a way that the electron also flies back in the radial direction. If the electron kicks something at an angle from the cathode, as the path 19 shows, the electron is also at an angle reflected, but can be returned in the desired manner by the high-frequency Fly back the field. This external cathode arrangement is an essential one Improvement over the tube described above.

Die neue Röhre kann als Vollmetallröhre mit Glas oder Keramik verschmolzen ausgeführt sein oder auch als reine Glasröhre. Der Resonator besitzt an Aden[ Stellen .des Elektronendurchtritts vorzugsweise Einbuchtungen zur richtigen Dimensionierung der Feldlängen. Innen- und Außenleiter der Röhre können an den Stellen des Elektronendurchtritts gitterartig ausgebildet sein, es können aber auch Schlitzelektroden verwendet werden.The new tube can be fused with glass or ceramic as an all-metal tube be designed or as a pure glass tube. The resonator has at Aden [places .of the electron passage, preferably indentations for correct dimensioning the field lengths. Inner and outer conductors of the tube can be at the points where the electrons can pass through Be designed in the manner of a grid, but slotted electrodes can also be used.

Zwecks besserer Strahlenkonzentration bzw. zur Regelung .der Strahlintensität oder zurAnbringung einer tonfrequenten Modulation können zwischen der Kathode und der ersten Beschleunigungselektrode noch ein oder mehrere zusätzliche Gitter untergebracht werden. Der Kathodenraum besitzt zweckmäßig-erweise eine metallische Abschirmkappe 2o, welche ihn auf eine andere Frequenz abstimmt, als der erzeugten Frequenz entspricht; man verhindert dadurch das Auftreten von Störungsschwingungen.For the purpose of better radiation concentration or to regulate the beam intensity or to apply an audio frequency modulation between the cathode and the first acceleration electrode accommodated one or more additional grids will. The cathode compartment expediently has a metallic shielding cap 2o, which tunes it to a different frequency than the frequency generated; this prevents the occurrence of disturbance oscillations.

Da der Innenleiter und der Außenleiter gegeneinander isoliert sind, kann, wenn erforderlich, auch mit verschiedenen Gleichspannungen im Resonator gearbeitet werden.. Die Reflexionselektrode hat vorzugsweise ein negatives Bremspotential. Bei dem außen angesetzten abstinvnbaren Resonator muß ebenfalls der Innenleiter gegen den Außenleiter isoliert sein. Dies kann z. B. .durch einen kapazitiven Kurzschlußschieber erfolgen. In der gezeigten Form besitzt die Röhre innerhalb .des Kolbens einen etwa 2/4, 3/42., 5/42, usw. langen Resonator, auf dem eine Schirmkappe sitzt. Die hochfrequente Durchführung aus dem Vakuumgefäß hieraus wird vorzugsweise in der Nähe eines Spannungsknotens angeordnet. Es ist auch möglich, mit einem .l/2 langen Resonator zu arbeiten, der an einem Ende abgeschlossen ist und dessen anderes Ende aus der Röhre herausgeführt wird. Der Aufbau der Röhre und der Abschluß des Resonators geschieht dann in derselben Weise wie bei der in Fig. i bezeigten Röhre.Since the inner conductor and the outer conductor are insulated from each other, can, if necessary, work with different DC voltages in the resonator .. The reflection electrode preferably has a negative braking potential. The inner conductor must also be used in the externally attached resonator be insulated from the outer conductor. This can e.g. B. .by a capacitive short-circuit slide take place. In the form shown, the tube within .des piston has an approximately 2/4, 3/42., 5/42, etc. long resonator on which a screen cap sits. The high frequency Execution from the vacuum vessel from this is preferably in the vicinity of a voltage node arranged. It is also possible to work with a .l / 2 long resonator, the is closed at one end and the other end led out of the tube will. The construction of the tube and the completion of the Resonator happens then in the same way as for the tube shown in Fig. i.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Tunable, speed-controlled transit time tube, , which acts as a reflection generator, characterized in that a radially symmetrical Beam arrangement stimulates a concentric pipeline or a part of the same.

2. Tunable, speed-controlled transit time tube according to claim i, characterized characterized in that the electron beam penetrates the pipeline from the outside to the inside.

3. A: tunable, speed-controlled transit time tube according to .den claims i and 2, characterized in that, the oscillation circuit consists of a one-sided closed 42-, # 2 / 2-, 312 A-. . . Line exists.

4. Tunable, speed controlled Time-of-flight tube according to Claims i to 3, characterized in that the oscillating circuit has an open 2 / 4-, 3 / 4A-, 5/42 -... cable with a shielding cap at one end wearing.

5. Tunable, speed-controlled transit time tube according to the claims i .to 4, characterized in that there is a detuning resonator on the tube is put on.

6. Adjustable, speed-controlled transit time tube according to the Claims i to 5,; characterized in that the high-frequency-carrying electrodes are due to different DC voltages.

7. Tunable, speed controlled Time-of-flight tube according to Claims 1 to 6, characterized in that the cathode compartment is tuned to a different frequency than . Corresponds to the natural frequency of the resonator. References Cited: United States Patent Specification No. 2 igo 668.