DE922363C

DE922363C - Entladungsroehre, in der ein Elektronenbuendel erzeugt wird, welches mit einer elektromagnetischen Welle auf einem wendelfoermigen Leiter in Wechselwirkung steht

Info

Publication number: DE922363C
Application number: DEN5481A
Authority: DE
Inventors: Gesinus Diemer; Hendrik Groendijk
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1951-05-11
Filing date: 1952-05-07
Publication date: 1955-01-13
Also published as: CH301935A; FR1073918A; GB716658A; US2813222A; BE511284A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entladungsröhre, in der ein Elektronenbündel erzeugt wird, welches mit einer elektromagnetischen Welle auf einem wendeiförmigen Leiter in Wechselwirkung steht und welches vorher mittels eines Steuergitters in den Intensität moduliert wird.

Solche Röhren können betrachtet werden als eine Kombination einer normalen Triode für Ultrakurzwellen mit einer durchbohrten Anode und einer dahinter befindlichen normalen Laufwellenröhre mit wendeiförmigem Leiter. Der Elektronenstrahl wird dabei in dem Triodenteil in der Intensität moduliert.

Trioden für Ultrakurzwellen haben, vorausgesetzt, daß sie von einem guten Aufbau sind, den Vorteil eines niedrigen Eigenrauschens. Der Ver-Stärkungsgrad einer Triode ist aber verhältnismäßig niedrig und die Bandbreite verhältnismäßig klein im Vergleich zu einer Laufwellenröhre.

Lauf wellenröhren haben den Nachteil eines hohen Eigenrauschens, was unter anderem damit zusammenhängt, daß die Wechselspannung an der Wendel, von der Einspeisungsstelle an gerechnet, zunächst in der Amplitude abnimmt, da die Elektronen vom Signal noch in der Geschwindigkeit moduliert werden müssen. Die Dichteänderungen infolge des Rauschens induzieren aber gleich am Anfang der Wendel eine Spannung, welche dann weiter in der Amplitude zunimmt.

Es wurde festgestellt, daß mit der vorerwähnten Kombination die Vorteile der "beiden zusammengesetzten Systeme erhältlich sind, vorausgesetzt, daß die Richtlinien der Erfindung berücksichtigt werden. Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur elektronenoptischen Konzentrierung des Elektronenbüridels, das von einer großflächigen Kathode ausgeht, der Beschleunigungsanode eine besondere Form zu geben, und zwar abhängig vom Wendelradius.

Bei einer Entladungsröhre, in der ein Elektronenbündel erzeugt wird, welches mit einer elektromagnetischen Welle an einem wendeiförmigen Leiter in Wechselwirkung steht und welches vorher mittels eines Steuergitters in der Intensität moduliert wird, und bei der die Kathode und das . Steuergitter und die durchbohrte Anode auf in der Röhrenwand eingeschmolzenen Metallscheiben befestigt und dabei zylinder-symmetrisch um die Achse des schraubenförmigen Leiters angeordnet sind, wird nach der Erfindung der Durchmesser der Bohrung in der Anode höchstens etwa gleich dem Abstand zwischen der Vorderseite dieser Bohrung und den Gitterdrähten und deren Tiefe höchstens gleich der Hälfte des Durchmessers gemacht. Ferner .ist der Ring, auf dem die Gitterdrähte gespannt sind, mit der unbespannten Seite der Anode zugekehrt, und das Loch in diesem Ring ist konisch abgeschrägt mit einem Scheitelwinkel von höchstens 120°. Die Laufzeit der Elektronen vom Gitter zur Anode wird so gewählt, daß sie höchstens eine ganze Periode der zu verstärkenden Schwingungen beträgt, wobei der wendeiförmige Leiter möglichst nahe hinter der Vorderfläche der Anode anfängt. Es ist vorteilhaft, die Kathode derart zu bemessen, daß der Kathodenstrom wenigstens 10% des Sättigungsstroms beträgt, weil dadurch die Geräuschunterdrückung wesentlich verbessert wird.

Die Anforderung hinsichtlich der Laufzeit hängt mit der Triodenwirkung der ersten drei Elektroden zusammen, und die übrigen Maßnahmen dienen dazu, mit möglichst einfachen Mitteln eine gute Bündelung der Elektronen zu erhalten, so daß die Laufzeit kurz bleibt, besonders die Laufzeitspreizung, wodurch die Geräuschzahl möglichst niedrig gehalten wird. Die Wendel kann leitend mit der Anode verbunden sein; in diesem Falle ist der Anode-Gitter-Raum nicht auf die Frequenz der zu verstärkenden Schwingungen abzustimmen, sondern die Anode muß kapazitiv mit dem Gitter verbunden sein, so daß die infolge der Wirkung des Steuergitters erzeugten Elektronenpakete auf den Anfang der Wendel eine Spannung induzieren. Die Wendel kann auch galvanisch von der Anode getrennt sein und mittels einer Schleife im Anoden-Gitter-Raum angekoppelt werden. Durch eine richtige Einstellung der Vorspannung der Anode und der Wendel kann erreicht werden, daß die Wechselspannung der Wendel infolge der Kopplung mit dem Anode-Gitter-Raum von der Spannung verstärkt wird, welche die Elektronenpakete auf sie induzieren, so daß das Geräusch-Signal-Verhältnis möglichst günstig ist.

Für die Windungszahl der Wendel pro Wellenlänge und die Vorspannung an der Anode in Volt gilt, daß das Produkt der ersten Zahl und der Wurzel aus der letzten vorzugsweise wenigstens gleich 320 sein muß, und auch, daß das Produkt dieser Windungszahl und der Steigung der Wendel wenigstens gleich dem Zweifachen des Durchmessers des Loches in der Anode ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1 und 2 zwei Ausführungen einer Röhre nach der Erfindung darstellen.

In Fig. ι ist 1 eine schalenförmige Metallscheibe und 2 und 3 sind flache Metallscheiben, auf denen die Kathode 4, das Gitter 5 und die durchbohrte Anode 6 befestigt sind. Die Einzelteile der Glaswand sind mit 7, 8, 9 und 10 und die Wendel mit 11, die letzte Unterstützungselektrode derselben mit 12 und die Auf f angelektrode mit 13 angedeutet. Die Kathode besitzt eine durch einen porösen Wolframkörper abgedeckte Vorratskammer für das Emissionsmaterial; sie ist also eine sogenannte Vorratskathode und die Drähte 14 des Gitters 5 haben einen Abstand von wenigen Hundertstelmillimetern von der Kathode. Mit ψ ist der Scheitelwinkel der konischen Abschrägung der Gitterscheibe 5, mit D der Abstand zwischen den Gitterdrähten und der Vorderseite der Anode, mit α der Durchmesser des Loches in der Anode und mit d deren Tiefe sowie mit j die Länge der Steigung der Spirale bezeichnet.

In Fig. 2 sind die mit Fig. 1 übereinstimmenden Teile mit gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet. Die Wendel 11 ist nichtleitend mit der Anode verbunden, sondern durch eine Öffnung in der Anodenscheibe3 in eine Schleife 15 übergeführt, deren Ende an der Platte 16 befestigt ist, welche mittels einer Glimmerplatte 17 kapazitiv an die Anodenscheibe 3 gelegt ist. Der vom Anode-Gitter-Raum gebildete Hohlraumresonator besteht aus zwei von einer Glimmerplatte 18 getrennten Hälften 19.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Entladungsröhre, in der ein Elektronenbündel erzeugt wird, welches in Wechselwirkung mit einer elektromagnetischen Welle auf einem wendeiförmigen Leiter steht und welches vorher mittels eines Steuergitters in der Intensität moduliert wird, wobei die Kathode, das Steuergitter und die ein zylindrisches Loch aufweisende Anode auf in der Röhrenwand eingeschmolzenen Metallscheiben befestigt und dabei zylindersymmetrisch um die Achse des schraubenförmigen Leiters angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Loches in der Anode höchstens gleich dem Abstand zwischen der Vorderseite dieses Loches und den Gitterdrähten, und dessen Tiefe höchstens gleich der Hälfte des Durchmessers sind und der Ring, auf dem die Gitterdrähte gespannt sind, mit der unbespannten Seite der Anode zugekehrt ist, und das Loch in diesem Ring konisch mit einem kleineren Scheitelwinkel als 120⁰ abgeschrägt ist, wobei die Laufzeit der Elektronen vom Gitter zur Anode höchstens eine ganze Periode

der zu verstärkenden Schwingungen beträgt, und der wendeiförmige Leiter möglichst nahe hinter der Vorderfläche der Anode anfängt.
2. Röhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenstrom wenigstens io°/o des Sättigungsstroms beträgt.
3. Röhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel leitend mit der Anode verbunden ist und der Anode-Gitter-Raum nicht auf die Frequenz der betreffenden Schwingungen abgestimmt ist.
4. Röhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel nichtleitend mit der Anode verbunden und mittels einer Schleife im Anode-Gitter-Raum gekoppelt ist, in der Weise, daß die Wirkung der auf die Schleife induzierten Spannungen und die von den Elektronenpaketen induzierte Spannung einander verstärken.
5. Röhre nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt der Windungszahl der Wendel pro Wellenlänge und der Wurzel der Spannung an der Anode in Volt wenigstens 320 beträgt.
6. Röhre nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt der Windungszahl der Wendel pro Wellenlänge und der Steigung der Wendel wenigstens gleich dem Zweifachen des Durchmessers des Loches in der Anode ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 9579 12.