Elektronenröhre mit koaxialem Aufbau, bei der Kathode, Gitter und Anode zylinder-bzw. zylindermantelförmig sind, sowie mit einer Einrichtung zur Beseitigung störender Bremsfeldschwingungen

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenröhre (1), insbesondere Senderöhre, mit koaxialem Aufbau der Elektroden (4, 5) und deren Gitter (6, 7). Bei dieser Elektronenröhre (1) sollen bei großen Aussteuerungen mit Anodenrestspannungen in der Nähe von Null die störenden Bremsfeldschwingungen (Barkhausen-Kurz-Schwingungen) beseitigt werden, um insbesondere eine PDM-Modulatorröhre mit hohem Wirkungsgrad zu schaffen. Die Erfindung sieht hierzu vor, daß um die Röhre (1) eine Einrichtung (2) zum Erzeugen eines Magnetfeldes angeordnet ist, dessen Feldlinien (3) im Inneren der Röhre (1) im wesentlichen parallel zu den Elektroden (4, 5) und Gitter (n) (6, 7) verlaufen und die Flugbahnen der sich beim Betrieb der Röhre (1) radial zur Anode (5) bewegenden Elektronen nahezu senkrecht schneidend so ablenken, daß sich diese verlängern, wobei sich die Schwingungsdauer der Elektronen so vergrößert, daß die störenden Bremsfeldschwingungen beseitigt sind. Eine erfindungsgemäße Elektronenröhre wird insbesondere als Senderöhre in PDM-Modulatoren verwendet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Elektronenröhre, insbesondere Senderöhre, mit koaxialem Aufbau der Elektroden und deren Gitter.

[0002] Derartige Elektronenröhren sind allgemein bekannt (man vgl. z.B. die DE-PS 26 25 021). Es ist auch bereits an sich bekannt, bei einer steuerbaren Hochvakuum-Elektronenröhre, deren Elektroden längs zylindrischen Flächen angeordnet sind und die mehrere Glühkathoden aufweist, Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes parallel zu den zylindrischen Elektrodenoberflächen vorzusehen, um mit diesem Magnetfelde den Elektronenstrom bei positivem Steuerpotential der Steuerelektroden weitgehend von diesen abhalten und dadurch die Steuerleistung vermindern zu können (CH-PS 483 116).

[0003] Senderöhren wurden in den bisher üblichen Anwendungsfällen stets mit Anodenrestspannungen gleich der Schirmgitterspannung bei Tetroden bzw, gleich der positiven Steuergitterspannung bei Trioden betrieben. Ein Betrieb mit kleineren Anodenrestspannungen war aus Gründen begrenzter Schirmgitter- bzw. Steuergitterbelastung bei üblicher Gittertechnologie nicht möglich.

[0004] Erst mit der besonderen Anwendung als Pulsdauermodulatorröhre (PDM-Röhre) und größerer Belastung der Gitter in moderner Gittertechnologie als Voraussetzung wird ein Betrieb mit der Anodenrestspannung Null angestrebt, um die damit verbundene Erhöhung des Wirkungsgrades zu erhalten.

[0005] Bei großen Aussteuerungen mit Anodenrestspannungen in der Nähe von Null treten jedoch in Elektronenröhren störende Bremsfeldschwingungen auf. Diese Schwingungen werden auch Barkhausen-Kurz-Schwingungen genannt (man vgl. Rint, Lexikon der Hochfrequenz-, Nachrichten- und Elektrotechnik, Bd. 1, 1957, Seiten 527 und 528).

[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Elektronenröhre, insbesondere Senderöhre, bei großen Aussteuerungen mit Anodenrestspannungen in der Nähe von Null, die störenden Bremsfeldschwingungen (Barkhausen-Kurz-Schwingungen) zu beseitigen, um insbesondere eine PDM-Modulatorröhre mit hohem Wirkungsgrad zu schaffen. Diese Aufgabe wird bei der Elektronenröhre der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Beseitigung störender Bremsfeldschwingungen um die Röhre eine Einrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes angeordnet ist, dessen Feldlinien im Innern der Röhre im wesentlichen parallel zu den Elektroden und Gitter (n) verlaufen und die Flugbahnen der sich beim Betrieb der Röhre radial zur Anode bewegenden Elektronen nahezu senkrecht schneidend so ablenken, daß sich diese verlängern, wobei sich die Schwingungsdauer der Elektronen so vergrößert, daß die störenden Bremsfeldschwingungen beseitigt sind.

[0007] Erfindungsgemäß werden die sich radial zur Anode bewegenden Elektronen durch das senkrecht dazu stehende Magnetfeld so abgelenkt, daß sich ihre Flugbahn vergrößert. Dies wird zweckmäßig mit einer relativ kleinen magnetischen Induktion B von ungefähr 200 Gauß = 200 10-8 Vsec erreicht, die die Schwincm gungsdauer der Elektronen so vergrößert, daß die störende Bremsfeldschwingung der Elektronen vollständig verschwindet.

[0008] Das notwendige Magnetfeld kann vorzugsweise durch Verwendung von Permanentmagneten oder durch Elektromagnete (stromdurchflossene Spulen) erzeugt werden. Bei der Verwendung eines Elektromagnetsystems ist es vorteilhaft, als Magnetisierungsstrom der Spule den Anodenbetriebsstrom zu verwenden. Bei der Verwendung eines Permanentmagnetsystems ist die Anordnung von mehreren Polschuhsegmenten um die Röhre herum besonders vorteilhaft.

[0009] Die Erfindung hat den Vorteil, daß mit der Elektronenröhre, insbesondere Senderöhre, ein Betrieb mit einer Anodenrestspannung von Null erreichbar ist und die damit verbundene Erhöhung des Wirkungsgrades die Anwendung der Röhre als PDM-Modulatorröhre ermöglicht.

[0010] Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von in den Figuren der Zeichnung rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Elektronenröhre mit einem Elektromagnetsystem,

Fig. 2 eine Elektronenröhre mit einem Permanentmagnetsystem,

Fig. 3 eine Elektronenröhre mit einem modifizierten Permanentmagnetsystem in Seitenansicht und

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Elektronenröhre mit Permanentmagnetsystem nach Fig. 3.

[0011] In den Figuren 1 bis 4 ist als Elektronenröhre 1 eine Tetrode dargestellt. Die Elektroden, und zwar die Kathode 4 und die Anode 5 sowie die Gitter, und zwar das Schirmgitter 6 und das Steuergitter 7 sind koaxial aufgebaut (Fig. 4). Die Figuren 1 bis 3 zeigen die Heizungszuführung 8 zur Kathode 4, deren Anschluß 9 sichtbar ist. Außerdem sind der Schirmgitteranschluß 10 und der Steuergitteranschluß 11 dargestellt. Der Zylinder der Anode 5 ist zum Beispiel an einem Anodenflansch 12 befestigt. Zwischen Anodenflansch 12 und Schirmgitteranschluß 10 befindet sich eine Isolationsstrecke 13, die zum Beispiel aus Glas oder Keramik besteht. Weitere Isolationsstrecken 14, 15 sind zwischen dem Schirmgitteranschluß 10 und dem Steuergitteranschluß 11 sowie zwischen letzterem und der Kathodenzuführung 9 angeordnet.

[0012] Zur Beseitigung störender Bremsfeldschwingungen ist um die Röhre 1 eine Einrichtung 2 zum Erzeugen eines Magnetfeldes angeordnet, dessen Feldlinien 3 im Inneren der Röhre 1 im wesentlichen parallel zu der Kathode 4 und Anode 5 sowie dem Schirmgitter 6 und Steuergitter 7 verlaufen. Beim Betrieb der Röhre 1 verlaufen die Flugbahnen der Elektronen von der Kathode 4 radial zur Anode 5. Diese Flugbahnen werden von den Feldlinien 3 im wesentlichen senkrecht geschnitten. Dadurch werden die Elektronen auf Kreisbahnen abgelenkt und somit ihre Flugbahnen verlängert. Dies hat wiederum zur Folge, daß sich die Schwingungsdauer der abgelenkten Elektronen so vergrößert, daß die störenden Bremsfeldschwingungen beseitigt sind.

[0013] Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung 2 zum Erzeugen des Magnetfeldes 3 besteht aus einer von einem Strom I durchflossenen Spule. Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung 2 ist ein zylinderförmiger Permanentmagnet der die Röhre 1 koaxial umgibt. Auch bei dem in den Figuren . 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Einrichtung 2 zum Erzeugen eines Magnetfeldes 3 ein Permanentmagnetsystem verwendet. Das Permanentmagnetsystem der Einrichtung 2 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus mehreren um die Röhre 1 herum angeordneten, nierenförmigen Polschuhsegmenten, deren Längsachsen parallel zur Längsachse der Elektronenröhre 1 verlaufen.

Ansprüche

1. Elektronenröhre, insbesondere Senderöhre, mit koaxialem Aufbau der Elektroden und deren Gitter, dadurch gekennzeichnet , daß zur Beseitigung störender Bremsfeldschwingungen um die Röhre (1) eine Einrichtung (2) zum Erzeugen eines Magnetfeldes angeordnet ist, dessen Feldlinien (3) im Inneren der Röhre (1) im wesentlichen parallel zu den Elektroden (4, 5) und Gitter (n) (6, 7) verlaufen und die Flugbahnen der sich beim Betrieb der Röhre (1) radial zur Anode (5) bewegenden Elektronen nahezu senkrecht schneidend so ablenken, daß sich diese verlängern, wobei sich die Schwingungsdauer der Elektronen so vergrößert, daß die störenden Bremsfeldschwingungen beseitigt sind.

2. Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die magnetische Induktion B der Einrichtung (2) zur Beseitigung störender Bremsfeldschwingungen 200 Gauß = 200 10-8 Vsec beträgt. cm

3. Elektronenröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (2) ein Permanentmagnetsystem ist.

4. Elektronenröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Permanentmagnetsystem der Einrichtung (2) aus mehreren um die Röhre (1) herum angeordneten Polschuhsegmenten besteht.

5. Elektronenröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (2) ein Elektromagnetsystem ist.

6. Elektronenröhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Magnetisierungsstrom der Einrichtung (2) der Anodenbetriebsstrom der Röhre (1) ist.

Zeichnung