DE944864C

DE944864C - Modulation arrangement for very short electrical waves

Info

Publication number: DE944864C
Application number: DEG4330D
Authority: DE
Inventors: Victor H Fraenckel
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1940-08-08
Filing date: 1940-10-01
Publication date: 1956-06-28
Also published as: FR876706A

Description

Die Erfindung betrifft eine Modulationsanordnung für elektrische Entladegefäße mit Geschwindigkeitsmodulation, und zwar eine Anordnung, bei der eine Primärwelle mit einer Sekundärwelle oder Signal welle moduliert werden kann. Der Gegenstand der Erfindung ist in besonderer Weise als Anordnung zur Überlagerung von zwei oder mehr Hochfrequenzwellen verschiedener Frequenzen geeignet. The invention relates to a modulation arrangement for electrical discharge vessels with speed modulation, namely an arrangement in which a primary wave can be modulated with a secondary wave or signal wave. The object the invention is particularly useful as an arrangement for superimposing two or more High frequency waves of different frequencies are suitable.

Die Erfindung geht von einer Anordnung zur Ausübung eines Verfahrens nach dem HauptpatentThe invention is based on an arrangement for carrying out a method according to the main patent

908 743 aus, bei dem ein Elektronenstrahl durch eine Steuereinrichtung derart in seiner Geschwindigkeit moduliert wird, daß sich die Geschwindigkeitsmodulation erst außerhalb des Wirkungsbereiches der Steuereinrichtung in eine Dichtemodulation umwandelt.908 743 from, in which an electron beam through a control device so in its speed is modulated so that the speed modulation is only outside the effective range the control device converts into a density modulation.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, wenigstens zwei Modulationskammern vorzusehen, diese Modulationskammern in Strahlrichtung hintereinander anzuordnen und des weiteren Mittel vorzusehen, die den Resonanzzustand einer dieserAccording to the invention it is proposed to provide at least two modulation chambers, to arrange these modulation chambers one behind the other in the beam direction and further means provide the state of resonance of one of these

Modulationskammern in Abhängigkeit von einer Modulationsspannung ändern.Change modulation chambers depending on a modulation voltage.

Der Gegenstand der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Während die Fig. ι eine'Ausführungsform des Modulationssystems nach der Erfindung darstellt, zeigen die Fig. 2 und 3 zur Erläuterung des Gegenstandes der Erfindung dienende graphische Darstellungen. The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. While the Fig. ι an embodiment of the modulation system According to the invention, FIGS. 2 and 3 show to explain the subject matter graphic representations serving the invention.

ίο Im Hauptpatent 908743 ist ausführlich dargelegt, daß ein Elektronenstrom, welcher zwischen den Elektroden einer Vakuumröhre fließt, entweder in der Elektronengeschwindigkeit oder in der Ladungsdichte moduliert werden kann. Bei der ersten Modulationsart werden systematische Unregelmäßigkeiten in der Elektronengeschwindigkeit von Punkt zu Punkt längs des Strahles erzeugt. Die zweite Modulationsart betrifft die Erzeugung von Ladungsdichteänderungen, wobei diese Änderungen ao aus systematischen Unregelmäßigkeiten in der Elektronenverteilung bestehen.ίο In the main patent 908743 is detailed, that a current of electrons, which flows between the electrodes of a vacuum tube, either can be modulated in the electron velocity or in the charge density. In the first Type of modulation are systematic irregularities in the electron speed of Generated point-to-point along the beam. The second type of modulation concerns the generation of Charge density changes, these changes ao from systematic irregularities in the Electron distribution exist.

Bei den üblichen elektrischen Entladungsgefäßen wird zwischen diesen beiden Modulationsarten kein Unterschied gemacht. Wenn man jedoch mit Ultrakurzwellen arbeitet, werden weitaus bessere Ergebnisse erzielt, wenn Anordnungen verwendet werden, in denen die Modulation der Geschwindigkeit und diejenige der Ladungsdiehte getrennt bewirkt werden. Durch diese letzte Maßnahme werden die hohen Eingangsverluste, welche bei den üblichen Kurzwellenröhren auftreten, vermieden. Durch besondere Anordnungen, wie sie beispielsweise in dem Hauptpatent beschrieben sind, kann die Geschwindigkeitsmodulation in eine Ladungsdichtemodulation von höherer Größenordnung umgeformt werden, so daß Verstärkerwirkungen erzielt werden.With the usual electrical discharge vessels, there is no between these two types of modulation Made a difference. But if you use ultra-short waves works far better results are obtained if arrangements are used in which the modulation of the speed and that of the cargo weight are effected separately will. This last measure reduces the high input losses that are common with the usual Shortwave tubes occur avoided. By special Arrangements, as they are described for example in the main patent, the speed modulation can be transformed into a charge density modulation of a higher order of magnitude, so that amplifier effects are achieved will.

Die Erfindung ist insbesondere bei Kathodenstrahlröhren verwendbar, bei denen der Elektronenstrahl in verschiedener Weise an verschiedenen Stellen seines Laufweges beeinflußt werden kann. In der Fig. 1 ist eine Elektronenstrahlröhre dargestellt, welche aus einem Vakuumgefäß mit einem länglichen Schaftteil 10 und einem breiteren, die Anode enthaltenden Teil 11 besteht. Die Gefäßwandung besteht vorzugsweise aus Glas, Quarz oder einem geeigneten Isolierstoff mit geringen Verlusten. In dem Schaftteil 10 befindet sich das Strahlerzeugungssystem, das aus einer Kathode 14, die gestrichelt dargestellt ist, und einem Wehneltzylinder 15 besteht. Der Wehneltzylinder ist entweder direkt mit der Kathode verbunden, oder liegt an einem -wenige Volt höheren oder tieferen Potential. Zur Beschleunigung der Elektronen wird die Beschleunigungselektrode 16 benutzt, die in einer Entfernung von der Kathode angeordnet und an einem geeigneten positiven Potential, beispielsweise mehrere 100 Volt, zur Kathode liegt.The invention is particularly useful in cathode ray tubes in which the electron beam can be influenced in different ways at different points on its path. In Fig. 1, a cathode ray tube is shown, which consists of a vacuum vessel with a elongated shaft part 10 and a wider part 11 containing the anode. The vessel wall consists preferably of glass, quartz or a suitable insulating material with low Losses. In the shaft part 10 is the beam generation system, which consists of a cathode 14, which is shown in dashed lines, and a Wehnelt cylinder 15 is made. The Wehnelt cylinder is either connected directly to the cathode, or is at a -a few volts higher or lower Potential. To accelerate the electrons, the acceleration electrode 16 is used, which is shown in at a distance from the cathode and at a suitable positive potential, for example several 100 volts, to the cathode.

In dem mittleren Teil des Elektronenlaufweges sind mehrere Zwischenelektroden 21 angeordnet, die beispielsweise aus ringförmigen Wandbelägen bestehen. Sie sind mit äußeren Kontakten 23 verbunden. Außerhalb des Entladungsgefäßes werden zweckmäßig magnetische Fokussierungsspulen 25 angeordnet. In manchen Fällen können diese Spulen 6g vorteilhafterweise auch durch elektrostatische Fokussierungsmittel ersetzt werden. Nachdem der Elektronenstrahl das Entladungsgefäß durchquert hat, wird er von einer Anode 18, die aus Graphit oder einem anderen geeigneten Werkstoff besteht, aufgefangen. Vor der Anode 18 befindet sich eine Bremselektrode 19, um zu verhindern, daß von der Anode ausgehende Sekundärelektronen in den Entladungsraum zurückkehren.Several intermediate electrodes 21 are arranged in the middle part of the electron path, which consist, for example, of ring-shaped wall coverings. They are connected to external contacts 23. Magnetic focusing coils 25 are expediently located outside the discharge vessel arranged. In some cases, these coils 6g can advantageously also be electrostatic Focusing means are replaced. After the electron beam has passed through the discharge vessel has, it is supported by an anode 18 made of graphite or another suitable material, caught. In front of the anode 18 is a braking electrode 19 to prevent the Secondary electrons emanating from the anode return to the discharge space.

Beim Betrieb des oben beschriebenen Entladungsgefäß es liegen die Elektroden 21 an Erde, die Kathode 14 an einem ein- oder mehrere tausend Volt negativen Potential, während die Anode 18 an einem Potential liegt, welches ein- bis- mehrere tausend Volt über Kathodenpotential ist. An dem Bremsgitter 19 liegt eine 50 bis mehrere 100 Volt gegen die Anodenspannung negative Spannung. Zur Herstellung dieser Spannungsbeziehungen dienen beispielsweise die Batterien 27, 28, 29, 85.When the discharge vessel described above is in operation, the electrodes 21 are connected to earth Cathode 14 at one or several thousand volts negative potential, while anode 18 at a potential which is one to several thousand volts above the cathode potential. To the The braking grid 19 has a voltage that is negative from 50 to several 100 volts against the anode voltage. To the The batteries 27, 28, 29, 85, for example, are used to establish these voltage relationships.

Bei der eben beschriebenen Anordnung wird ein gleichmäßiger Elektronenstrahl von im wesentlichen konstanter Durchschnittsintensität und -geschwindigkeit erzeugt. With the arrangement just described, a uniform electron beam of substantially constant average intensity and speed.

Zur Vermeidung einer gleichzeitigen Geschwindigkeitsmodulation und Ladungsdichtemodulation ist es zweckmäßig, den Modulationsraum von der Kathode sorgfältig abzuschirmen. Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß die Änderungen der Modulationsspannung auf die Kathodenemission einwirken. Zur Geschwindigkeitsmodulation dient die Modulationskammer 30, die aus außerhalb des Entladungsgefäßes angeordneten Elektroden besteht. Die Modulationskammer ist durch senkrecht zur Achse des Entladungsgefäßes sich erstreckende Elektroden 31 und 31' gebildet, welche bis dicht an die Wandung des Entladungsgefäßes herangeführt sind. Innerhalb dieses Raumes befindet sich eine zylinderförmige Modulationselektrode 33, welche den Lauf weg des Elektronen-. Strahles umgibt. Durch abwechselndes Steigern und Erniedrigen der Spannung an dieser Elektrode wird die Geschwindigkeitsmodulation bewirkt, wenn der Elektronenstrahl die Zwischenräume zwischen den Elektroden 31 bzw. 31' und 33 durchquert. Die Modulation hängt von der Länge der zylinderförmigen Elektrode 33 ab. Die Länge ist wenigstens ungefähr derart gewählt, daß die Elektronenlaufzeit durch diese Elektrode einer halben Periode oder einem ungeraden Vielfachen von solchen Halbperioden entspricht. Wenn diese Be-. dingung erfüllt ist, wird ein Elektron, welches beim Eintreten in den Modulationsraum beschleunigt wird, noch ein zweites Mal beschleunigt, wenn es den Modulationsraum eine halbe Periode später verläßt. In ähnlicher Weise wird ein Elektron, welches beim Eintreten verzögert wird, auch beim Verlassen des Modulationsraumes verzögert. Der aus der Modulationskammer heraustretende Elektronenstrahl wird somit aus abwechselnden Gruppen von Elektronen mit einer Geschwindigkeit über Durchschnittsgeschwindigkeit und von Elek-To avoid a simultaneous speed modulation and charge density modulation it is advisable to carefully shield the modulation space from the cathode. Through this Measure prevents the changes in the modulation voltage on the cathode emission act. The modulation chamber 30, which from there is electrodes arranged outside the discharge vessel. The modulation chamber is formed by electrodes 31 and 31 'extending perpendicular to the axis of the discharge vessel, which are brought up close to the wall of the discharge vessel. Inside that room is a cylindrical modulation electrode 33, which the path of the electron. Surrounds the beam. By alternately increasing and decreasing the voltage on this electrode the speed modulation is effected when the electron beam crosses the gaps between the electrodes 31 or 31 'and 33 traversed. The modulation depends on the length of the cylindrical electrode 33. The length is chosen at least approximately in such a way that the electron transit time through this electrode is half a Period or an odd multiple of such half-periods. If this loading. condition is met, an electron is accelerated when entering the modulation space is accelerated a second time if the modulation space is half a period later leaves. Similarly, an electron that is decelerated upon entering will also delayed when leaving the modulation space. The one emerging from the modulation chamber Electron beam is thus made up of alternating groups of electrons at one speed about average speed and from elec-

tronen mit einer Geschwindigkeit unter Durchschnittsgeschwindigkeit des Strahles bestehen.tron at a speed below average speed of the ray exist.

Die Modulationsspannung an der Elektrode 33The modulation voltage on the electrode 33

wird beispielsweise von einem nicht dargestellten Hochfrequenzschwingungsgenerator geliefert. Zur Verbindung der Elektrode 33 mit dem Generator dient die koaxiale Rohrleitung 35, 36.is supplied, for example, from a high-frequency oscillation generator, not shown. To the The coaxial pipeline 35, 36 is used to connect the electrode 33 to the generator.

Wenn nur schwache Steuerspannungen zur \⁷erfügung stehen, wird die bewirkte Geschwindigkeitsmodulation nur verhältnismäßig gering sein. Die Geschwindigkeitsmodulation kann in eine Raumladungsdichtemodulation von höherer Größenordnung durch eine Anordnung, welche im folgenden beschrieben ist, umgeformt werden. In der Fig. 2 ist der Elektronenstrahl dargestellt, wenn er den Modulationsraum verläßt. Zu diesem Zeitpunkt besteht er aus abwechselnden Gruppen von schnellen und langsamen Elektronen, wobei die schnellen durch dunkle Punkte α und die langsamen Elekfronen durch helle Punkte b dargestellt sind. Der Elektronenstrahl ist zu diesem Zeitpunkt, was die Elektronenverteilung oder Ladungsdichte anbetrifft, vollkommen gleichmäßig. Zu einem späteren Zeitpunkt, der in der Fig. 3 dargestellt ist, haben die schnelleren Elektronen die langsameren Elektronen eingeholt. Der Elektronenstrahl ist nun in seiner Ladungsdichte moduliert, d. h., es bestehen systematische Unregelmäßigkeiten in der Elektronenverteilung von Punkt zu Punkt längs des Strahles. Diese Umformung des Strahles, welche vor sich gegangen ist, erfordert lediglich eine gewisse Zeit und die Abwesenheit von fremden Einflüssen. Diese Forderungen sind erfüllt, wenn ein elektrostatisch abgeschirmter Laufraum vorhanden ist, in dem eine Elektronensortierung stattfinden kann. Der Laufraum befindet sich bei der Anordnung nach Fig. 1 innerhalb des zylinderförmigen Teiles der Röhre, welcher sich von dem Ende der Elektrode 31' bis zum Anfang der Elektrode 43 erstreckt. Die Länge des Laufraumes ist wenigstens mehrfach so groß wie der Durchmesser. In der Zeichnung ist der Laufraum nur schematisch angedeutet. If only weak control voltages to \ stand ⁷ erfügung that caused velocity modulation will only be relatively small. The velocity modulation can be transformed into a space charge density modulation of higher magnitude by an arrangement which is described below. In FIG. 2, the electron beam is shown when it leaves the modulation space. At this point in time it consists of alternating groups of fast and slow electrons, the fast electrons being represented by dark points α and the slow electrons being represented by light points b . The electron beam at this time is perfectly uniform in terms of electron distribution or charge density. At a later point in time, which is shown in FIG. 3, the faster electrons have overtaken the slower electrons. The electron beam is now modulated in its charge density, ie there are systematic irregularities in the electron distribution from point to point along the beam. This transformation of the ray, which has taken place, only requires a certain amount of time and the absence of external influences. These requirements are met if there is an electrostatically shielded walking area in which electron sorting can take place. In the arrangement according to FIG. 1, the running space is located within the cylindrical part of the tube which extends from the end of the electrode 31 ′ to the beginning of the electrode 43. The length of the running space is at least several times as large as the diameter. The running space is only indicated schematically in the drawing.

Wenn die oben beschriebene Anordnung zu Verstärkerzwecken benutzt werden soll, ist ein Auskoppelsystem erforderlich, welches die Energie aus dem in seiner Ladungsdichte modulierten Strahl an dem rechten Ende des Laufraumes 39 auskoppelt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist es jedoch erwünscht, noch zusätzliche Mittel zur Überlagerung der Primärmodulation mit einer Sekundärmodulation zu besitzen. Zu diesem Zweck ist ein Modulationssystem vorhanden, welches mit dem Elektronenstrahl gekoppelt ist. Die Modulationskammer erstreckt sich von dem Ende 43 des Laufraumes 39 bis zum Ende 47 eines weiteren Laufraumes 46, wobei zwischen den Laufräumen eine Elektrode 44 angeordnet ist. Um eine möglichst günstige Einwirkung des Elektrodensystems auf den Elektronenstrahl zu erzielen, müssen die Dimensionen des Elektrodensystems und besonders die Länge der Elektrode 44 in einer geeigneten Beziehung zur Elektronenlaufzeit stehen. Die günstigste Wirkung wird erreicht, wenn die Länge der Elektrode 44 annähernd der Entfernung zwischen aneinandergrenzenden Ladungsdichtemaxima und -minima entspricht. Unter diesen Bedingungen wird gerade ein Ladungsdichtemaximum eintreten, wenn ein Ladunigsdichteminimum dieselbe verläßt. Durch den Elektronenstrahl wird in der Elektrode 44 ein periodisch veränderlicher Strom induziert. Die Steuerelektrode 44 ist mit einem Schwingungskreis von hohem Wellenwiderstand verbunden, so daß durch die induzierten Stromänderungen verhältnismäßig hohe Potentialänderungen zwischen Elektrode 44 und den Elementen 43 und 47 entstehen. Der Schwingungskreis mit hohem Wellenwiderstand besteht aus einer abgestimmten koaxialen Rohrleitung 50, 51, wobei das Rohr 51 den Leiter 50 umgibt. Das eine Ende der koaxialen Rohrleitung reicht über das Entladungsgefäß hinaus und ist durch eine Scheibe 53 kurzgeschlossen. Die Länge dieses Teiles entspricht vorzugsweise annähernd einer Viertel-Wellenlänge. Der andere Teil der koaxialen Rohrleitung besitzt eine Länge, die einer halben Wellenlänge entspricht. If the arrangement described above is to be used for amplifier purposes, then is a drop system required, which the energy from the beam modulated in its charge density the right end of the running space 39 is decoupled. In the embodiment according to the invention However, it is desirable to have additional means for superimposing the primary modulation with a To own secondary modulation. For this purpose, a modulation system is available, which with is coupled to the electron beam. The modulation chamber extends from the end 43 of the Running space 39 to the end 47 of a further running space 46, with between the running spaces an electrode 44 is arranged. In order to have the most favorable possible influence of the electrode system To achieve the electron beam, the dimensions of the electrode system and especially need the length of the electrode 44 are suitably related to the electron transit time. the the most favorable effect is achieved when the length of the electrode 44 approximates the distance between adjacent charge density maxima and minima. Under these conditions A charge density maximum will just occur when a charge density minimum is the same leaves. Due to the electron beam, a periodically variable becomes in the electrode 44 Induced current. The control electrode 44 has a resonant circuit with a high characteristic impedance connected, so that relatively high changes in potential due to the induced current changes arise between electrode 44 and elements 43 and 47. The oscillation circuit with a high wave resistance consists of a coordinated coaxial pipe 50, 51, wherein the tube 51 surrounds the conductor 50. One end of the coaxial pipeline extends over the discharge vessel and is short-circuited by a disk 53. The length of this part corresponds to preferably approximately a quarter wavelength. The other part of the coaxial pipeline owns a length equal to half a wavelength.

Bei der oben beschriebenen Anordnung werden durch die an der Elektrode 44 induzierten Ströme stehende Wellen auf der koaxialen Rohrleitung er- go zeugt, wobei ein Spannungsmaximum oder Spannungsbauch zwischen der Elektrode 44 und den angrenzenden Teilen 43 und 47 liegt. Ein weiterer Spannungsbauch entsteht an dem Ende der HaIbwellenleitung 50, 51. Die Spannungen an den Spannungsbäuchen besitzen einen periodisch veränderlichen Charakter, wobei die Frequenz durch die Aufeinanderfolge der Ladungsdichtemaxima in dem Elektronenstrahl bestimmt ist. Die Frequenz entspricht also der Frequenz der an die Elektrode 33 gelegten Modulationsspannung·.In the above-described arrangement, the currents induced at the electrode 44 are generated standing waves on the coaxial pipeline result creates a stress maximum or stress bulge between the electrode 44 and the adjacent Parts 43 and 47 lies. Another tension bulge arises at the end of the half-wave line 50, 51. The stresses at the stress antinodes are periodically variable Character, where the frequency is given by the sequence of the charge density maxima in the electron beam is determined. The frequency therefore corresponds to the frequency of the electrode 33 applied modulation voltage ·.

Aus Analogiegründen wird ebenso wie bei der ersten Modulationskammer auch bei der zweiten Modulationskammer eine Geschwindigkeitsmodulation des Elektronenstrahles bewirkt. Da die Spannungsschwankungen an der Elektrode 44 weitaus größer sind als an der Elektrode 33 wird auch die neue Geschwindigkeitsmodulation entsprechend größer als die ursprüngliche Modulation sein. Es wird somit der Strahl im wesentlichen durch die von der Elektrode 44 bewirkte Modulation und nur in einem geringen Grad durch die von der Elektrode 33 bewirkte Modulation beeinflußt.For reasons of analogy, as with the first modulation chamber, the second Modulation chamber causes a speed modulation of the electron beam. Because the voltage fluctuations are much larger at the electrode 44 than at the electrode 33, the new speed modulation is correspondingly larger than the original modulation. It is thus the beam essentially through the modulation caused by electrode 44 and only to a small extent by that of the electrode 33 effected modulation influenced.

Bei der oben beschriebenen Anordnung wurde bisher vorausgesetzt, daß sich die koaxiale Rohrleitung 50,51 in einem besonderen Resonanzzustand befindet. Es kann jedoch beobachtet werden, daß bei einer Änderung dieses Resonanzzustandes, d. h. bei einer Änderung der Frequenz der koaxialen Rohrleitung oder bei einer Änderung der Dämpfung, eine entsprechende Einwirkung auf die sekundäre Modulation eintritt. Es sei angenommen, daß eine maximale Modulation erhalten wird, wenn sich die koaxiale Rohrleitung in vollkommener Resonanz befindet. Bei einer Verstimmung oder Dämpfung der koaxialen Rohrleitung wird dannIn the arrangement described above, it was previously assumed that the coaxial pipeline 50.51 is in a special state of resonance. However, it can be observed that in the event of a change in this resonance state, d. H. when changing the frequency of the coaxial Pipeline or a change in damping, a corresponding effect on the secondary modulation occurs. Assume that maximum modulation is obtained when the coaxial pipeline is in perfect resonance. If you are upset or Attenuation of the coaxial pipeline is then

der Modulationsgrad herabgesetzt werden. Wenn also der Resonanzzustand der koaxialen Rohrleitung periodisch mit einem Signal verändert wird, welches der ursprünglichen Modulation des Elektronenstrahles überlagert werden soll, wird diese gewünschte Überlagerung eintreten. Diese Wirkung wird bei der Anordnung nach der Erfindung zur Mischung einer Trägerfrequenz mit einer Signalfrequenz ausgenutzt.the degree of modulation can be reduced. So if the resonance state of the coaxial pipeline is changed periodically with a signal which is the original modulation of the electron beam is to be overlaid, this desired overlay will occur. This effect is in the arrangement according to the invention for mixing a carrier frequency with a Signal frequency used.

ίο Es können verschiedene Anordnungen verwendet werden, um den Resonanzzustand der koaxialen Rohrleitung periodisch zu verändern. Beispielsweise kann man mechanische Mittel benutzen, um die Dimensionen der koaxialen Rohrleitung derart periodisch zu ändern, daß die Frequenz geändert wird. Aus praktischen Gründen ist es jedoch zweckmäßig, zur Änderung des Resonanzzustandes ein zusätzliches elektrisches Entladungsgefäß zu benutzen, welches mit dem anderen Entladungsgefäß verbunden ist, indem die wirksame Kopplung über die Leitung 50, 51 verändert wird.ίο Different arrangements can be used in order to periodically change the resonance state of the coaxial pipeline. For example one can use mechanical means to adjust the dimensions of the coaxial pipeline in such a way to change periodically that the frequency is changed. For practical reasons, however, it is advisable to to use an additional electrical discharge vessel to change the resonance state, which is connected to the other discharge vessel by the effective coupling via the line 50, 51 is changed.

Bei einer Anordnung nach Fig. 1 ist die koaxiale Rohrleitung 50, 51 mit einer weiteren Elektronenstrahlröhre 60 gekoppelt. Zur Kopplung der Rohras leitung mit dem Elektronenstrahl der Röhre 60 werden die rohrförmigen Elektroden 63, 64, 65 benutzt, die mit der Leitung 50, 51 verbunden sind.
Die Entladungsröhre 60 ist in ähnlicher Weise wie die Entladungsröhre 10 aufgebaut. Sie enthält ein Strahlerzeugungssystem, das aus Kathode 67 und Wehnelt-Zylinder 68 besteht. Ferner befinden sich in der Röhre eine Anode 69 und ein Bremsgitter 70. Ebenso wie die Röhre 10 enthält auch die Röhre 60 Zwischenelektroden, die mit 73 bezeichnet sind. Die Fokussierungsspulen 75 entsprechen in ihrer Wirkung den Fokussierungsspulen 25. Als Gleichspannungsquellen werden die Batterien J7, 78, 79, 80 und 83 benutzt.In an arrangement according to FIG. 1, the coaxial pipeline 50, 51 is coupled to a further cathode ray tube 60. To couple the Rohras line with the electron beam of the tube 60, the tubular electrodes 63, 64, 65, which are connected to the line 50, 51 are used.
The discharge tube 60 is constructed in a manner similar to that of the discharge tube 10. It contains a beam generation system consisting of a cathode 67 and a Wehnelt cylinder 68. Furthermore, an anode 69 and a retarding grid 70 are located in the tube. Like the tube 10, the tube 60 also contains intermediate electrodes, which are denoted by 73. The focusing coils 75 have the same effect as the focusing coils 25. The batteries J7, 78, 79, 80 and 83 are used as DC voltage sources.

Durch die Spannungsänderungen an der Elektrode 64, welche von den Schwingungen der koaxialen Rohrleitung herrühren, werden periodische Geschwindigkeitsänderungen in dem Elektronenstrahl hervorgerufen, wenn er in die Elektrode 64 eintritt. Durch diese Wirkung tritt eine Elektronengruppierung (Laufzeiteffekt) innerhalb der Elektrode ein, so daß an ihrem äußeren Ende Ströme induziert werden, wobei diese Wirkung von' der Beziehung zwischen Durchschnittsstrahlgeschwindigkeit und Elektrodenlänge abhängt. Bei einer geeigneten Wahl dieser Faktoren kann eine derartige Wirkung erzielt werden, daß der Resonanzzustand der koaxialen Rohrleitung von dem Strahlstrom abhängt. Der Resonanzzustand wird sich also bei Stromänderungen ebenfalls ändern. Die Wirkung des Strahlstromes auf die Elektrode 64 und die damit verbundene koaxiale Rohrleitung kann derart sein, daß die Resonanzfrequenz der koaxialen Rohrleitung oder ihre Dämpfung oder beides periodisch mit dem Betrag der Strahlstromänderungen geändert wird.Due to the voltage changes at the electrode 64, which are caused by the oscillations of the coaxial Pipeline, there are periodic changes in velocity in the electron beam caused when it enters the electrode 64. By this action, electron grouping occurs (Running time effect) inside the electrode, so that at its outer end Currents are induced, this effect of 'the relationship between mean jet speed and electrode length depends. With a suitable choice of these factors, a such an effect can be obtained that the resonance state of the coaxial pipeline from the Beam current depends. The state of resonance will therefore also change when the current changes. The effect of the beam current on the electrode 64 and the associated coaxial conduit can be such that the resonance frequency of the coaxial pipeline or its damping or both are changed periodically with the amount of beam current changes.

Die von der koaxialen Rohrleitung bewirkte sekundäre Modulation des, durch die Röhre 10 fließenden Elektronenstrahles kann somit durch Verändern des Strahlstromes in der Röhre 60 gesteuert werden. Die Erfindung macht von dieser Tatsache Gebrauch, indem sie eine Anordnung schafft, bei der der Strom in der Röhre 60 von einem.Signal oder einer Modulationsspannung gesteuert wird, welches bzw. welche der Trägerwelle überlagert werden soll. Dieses kann beispielsweise in der Art erfolgen, daß eine Beschleunigungselektrode 82 als Steuergitter benutzt wird. Diese Elektrode 82 liegt an einem positiven Potential, indem sie mit einer Batterie 83 verbunden ist. Das Potential kann durch einen Generator 84, welcher in Reihe mit der Batterie geschaltet ist, geändert werden. Durch diese Maßnahme wird der Strahlstrom verändert, und zwar abhängig von den Spannungsänderungen; die an der Elektrode 82 erfolgen. Folglich wird auch der Resonanzzustand der koaxialen Rohrleitung 50, 51 und auch die Größe der sekundären Modulation in der Röhre 10 in entsprechender Weise geändert.The secondary modulation of the caused by the coaxial pipeline through the tube 10 The electron beam flowing can thus be controlled by changing the beam current in the tube 60 will. The invention makes use of this fact by providing an arrangement creates, in which the current in the tube 60 is controlled by a signal or a modulation voltage which one or which of the carrier wave is to be superimposed. This can for example be done in such a way that an accelerating electrode 82 is used as a control grid. This electrode 82 is at a positive potential by being connected to a battery 83. That Potential can be changed by a generator 84 which is connected in series with the battery will. By this measure, the beam current is changed, depending on the voltage changes; which take place at the electrode 82. Consequently, the resonance state also becomes the coaxial Pipeline 50, 51 and also the size of the secondary modulation in the tube 10 in a corresponding manner Way changed.

Die sekundäre Modulation hängt somit von dem Resonanzzustand der koaxialen Rohrleitung ab. Die koaxiale Rohrleitung befindet sich vollkommen in Resonanz, wenn kein Signal an der Elektrode 82 liegt; wenn jedoch irgendein positives oder negatives Potential an diese Elektrode gelegt wird, wird eine Dämpfung oder Verstimmung der koaxialen Rohrleitung und folglich eine Änderung der sekundären Modulation in der Röhre 10 erfolgen. Andererseits wird wenigstens die eine Hälfte der Signalwelle die Abstimmung verbessern, wenn die koaxiale Rohrleitung ursprünglich etwas verstimmt oder gedämpft ist. Beide Verfahren können zur Erzeugung einer Modulationswirkung in der Röhre 10 benutzt werden.The secondary modulation thus depends on the resonance state of the coaxial pipeline. The coaxial tubing is perfectly in resonance when there is no signal on electrode 82 lies; however, if any positive or negative potential is applied to this electrode, will a damping or detuning of the coaxial pipeline and consequently a change in the secondary Modulation in the tube 10 take place. On the other hand, at least half of them will Improve the tuning of the signal wave if the coaxial pipeline is initially somewhat out of tune or is muted. Both methods can be used to create a modulation effect in the tube 10 can be used.

Gegebenenfalls kann die Röhre 60 auch durch andere Elektronenröhren ersetzt werden, die mit dem Ende der koaxialen Rohrleitung gekoppelt sind. Beispielsweise kann in den Fällen, wenn die Signalspannung selbst ultrahochfrequent ist, eine -Röhre benutzt werden, deren Eingangssystem demjenigen der Röhre 10 entspricht.If necessary, the tube 60 can also be replaced by other electron tubes that have are coupled to the end of the coaxial pipeline. For example, in cases where the Signal voltage itself is ultra-high frequency, a tube can be used whose input system corresponds to the one corresponds to the tube 10.

Bei der Röhre 10 ist der aus der Elektrode 44 heraustretende Elektrodenstrahl mit der Signalspannung in seiner Geschwindigkeit moduliert. In dem Laufraum, welcher von dem zylinderförmigen Körper 46 umgeben ist, wird diese veränderliche Geschwindigkeitsmodulation in eine veränderliche Ladungsdichtemodulation umgeformt, wie es bereits an Hand der Fig. 2 und 3 erläutert wurde. Der Elektronenstrahl durchquert dann eine weitere Elektrode 90, welche zur Energieauskopplung dient und mit einem entsprechenden Ausgangskreis verbunden ist. Der Verbraucherkreis ist in der Fig. 1 nicht näher dargestellt, jedoch zeigt die Figur eine koaxiale Rohrleitung 91,92, die Mittel zum An-Schluß eines solchen Verbraucherkreises enthält.In the case of the tube 10, the electrode beam emerging from the electrode 44 is with the signal voltage modulated in its speed. In the running space, which of the cylindrical Body 46 is surrounded, this variable speed modulation is in a variable The charge density modulation is transformed, as has already been explained with reference to FIGS. 2 and 3. The electron beam then passes through a further electrode 90, which is used for energy extraction and is connected to a corresponding output circuit. The consumer circuit is shown in FIG. 1 not shown in detail, but the figure shows a coaxial pipe 91,92, the means for connection such a group of consumers.

Die in dem Ausgangskreis erzeugten Frequenzen enthalten die Träger- und Signalfrequenzen ebenso wie die Seitenbandfrequenzen- entsprechend der Summe bzw. Differenz der Träger- und der Signalfrequenz. The frequencies generated in the output circuit contain the carrier and signal frequencies as well like the sideband frequencies - corresponding to the sum or difference of the carrier and the signal frequency.

Nachdem der Strahl die Elektrode 90 durchquert hat, wird er von der Anode 18 aufgefangen.After the beam has passed through electrode 90, it is collected by anode 18.

Claims

PATENT CLAIMS:
5

i. Modulation arrangement for very short electrical waves to carry out a method according to patent 908 743, in which an electron beam by a control device in such a way its speed is modulated that the speed modulation is only converts into a density modulation outside the area of action of the control device, characterized in that at least two modulation chambers are provided are that these modulation chambers are arranged one behind the other in the beam direction and that means are provided that the resonance state of one of these modulation chambers in

change the dependency on a modulation voltage by detuning or damping, while the speed modulation with one carrier frequency voltage in another Modulation chamber takes place.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that to change the resonance state a coupled to the modulation chamber Discharge path is provided utid that the modulation voltage is fed to this discharge path as a control voltage.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the discharge path as Another electrical discharge vessel is designed with speed modulation.

4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the modulation voltage is used to change the resonance state serving electrical discharge vessel is supplied in such a way that the electron flow is changed in this vessel in the cycle of the modulation voltage.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the modulation voltage is on an acceleration electrode of the discharge vessel used to change the resonance state is laid.

6. Arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that the Modulation chambers are designed as cavity resonators.

7. Arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that the Modulation chamber-n as coaxial high-frequency lines are trained.

1 sheet of drawings