Генератор электромагнитных колебаний Советский патент 1932 года по МПК H03B13/00 

При генерировании волн длиннее одного метра применяется общеизвестный принцип обратной связи, характеризующийся тем, что анодное и сеточное напряжения находятся в прямопротивоположной фазе. При этом условии электроны заряжают обкладку конденсатора контура в тот момент, когда она более отрицательна; увеличивают тем самым ее заряд и пополняют энергию в контуре. В этом процессе и заключается передача энергии из цепи постоянного тока в колебательный контур в виде колебательной энергии высокой частоты и лампу можно рассматривать как простой переключатель тока, дающий импульсы тока, раскачивающие колебательный контур. Эффективность такой перекачки очевидно будет меняться в зависимости от фазы толчка тока и будет наибольшей при определенной фазе, о которой уже было сказано.

При переходе к генерированию волн короче одного метра появляется затруднение, вызываемое тем, что электроны имеют некоторую конечную скорость, благодаря чему фаза электрического импульса, попадающего на анод, будет отстающей; в результате частота генератора окажется ниже собственной частоты контура, его

сопротивление будет индуктивным и по, величине недостаточно большим.

Поэтому генерация помощью обычного генератора становится невыгодной, его к. п. д. делается очень низким. Для полу-, чения волн в несколько десятков (начиная от одного) сантиметров пока известна лишь схема Баргаузена-Курца или ДжилльМореля.

В этих схемах фаза обратной связи определяется не электромагнитными связями, а длиною траектории электрона и его скоростью. Так как эта скорость зависит от приложенного напряжения, то и частота таких колебаний зависит от на,пряжения питания.

Для получения таких колебаний на анод обычной лампы дается отрицательный потенциал, на сетку же положительный. Электроны, пролетая в промежутках между проволоками сетки, попадают в отталкивающее поле анодов. Через некоторое время они возвращаются на сетку и если это время соответствует собственным колебаниямкаких-то систем, которые сказываются на потенциале сетки или ее частей, то могут возникнуть колебания, так как сетка все же имеет некоторое управляющее действие. Это управляющее действие очень слабо, т.-е. очень невелика та часть электронов, которая попадает на сетку в соответствующей фазе, поэтому колебания получаются чрезвычайно мало интенсивйьши. Такие результаты дает обычная лампа.

Если применить к генератору дециметровых волн высказанное вначале основное положение, что лампа является переключателем, то становится понятной низкая эффективность работы генератора по Баргаузену-Курцу и Джилль-Морелю.

Изобретателем предлагается такая конструкция лампы, в которой принцип переключателя развит в такой же мере полно, как и в обычном ламповом генераторе с сеткой в качестве управляющего электрода, работающем на,длинных волнах.

В предлагаемом генераторе электромагнитных колебаний.высокой частоты с самовозбуждением, согласно изобретению, применен электронный пучок, попеременно заряжающий то один, то другой из двух электродов, служащих для управления пучкрм.

На чертеже фиг. 1 изображает схематически предлагаемый генератор; фиг. 2 и 3 - иные формы выполнения его; фиг. 4 и 5- схемы генераторов по фиг. 1 с применением обратных связей, осуществленных соответственно с помощью системы с распределенными постоянными и с помощью электромагнитной волны, излучаемой системой диполей.,

Пусть тем или иным способом получен пучок электронов а с определенной скоростью (фиг. 1). Если с помощью электродов-обкладок конденсатора Ь, b отклонить пучок от прямого направления, то электроны попадут на конец одного из приемников-диполей с, с к зарядят его отрицательно. Если частота отклонений « пучка соответствует собственной частоте диполей, то таковые будут возбуждаться;

В таком устройстве имеются все элементы генератора, т.-е. приемник колебательной энергии (диполи) и управляющие электроды (конденсатор Ь, Ь), которые следует связать. Для этого может быть дано несколько схем.

Приемники, с, с соединяются с управляющими электродами Ь, Ь (фиг. 2) с помощью проводов, образуя, таким образом, колебательный контур. Для работы

схем требуется, чтобы время пролета электронов было равно одному периоду. Приемные и управляющие электроды могут быть присоединены (фиг 3) в пуздостях напряжения к системе Лехеровых проводов. Здесь между обеими парами электродов может быть уложено несколько полуволн и таким образом длина генерируемой волны может быть различной в зависимости от скорости пучка.

Вместо системы Лехеровых проводов могут быть применены спирали, имеющие распределенную емкость (фиг. 4), которые представляют собою системы с распределенными постоянными, на которых также может быть уложено несколько полуволн.

В схеме фиг. 5 используется для возбуждения непосредственное излучение. Скорость электронов при достаточных напряжениях составляет 0,,9 «корости распространения электромагнитной волны. Излучающие диполи, соединенные с приемными электродами, возбуждают колебания в диполях, соединенных с управляющими электродами. При подборе длины пучка эл.ектронов и напряжения, ускоряющего электроны; будет иметь место самовозбуждение или через одно излучение игли от-части через непосредственную индукцию.

Во всех этих схемах имеет место достаточная фазировка электронов, попадающих на приемные электроды, и весь расчет такого генератора можно производить на основе тех же принципов, какие имеют применение при расчете обычных катодных генераторов, так, например, здесь совершенно в -такой же мере приложимо понятие об угле отсечки.

Так как фокусировка пучка здесь имеет существенное значение, то возможно применение металлического экрана d (фиг. 1) вокруг пучка. Таким образом исключаются всевозможные .посторонние влияния, могущие иметь место при известных условиях.

Ускоряющие электроды могут быть применены в любой из форм, применяемых в катодных осциллографах.

Предмет изобретения.

1. Генератор электромагнитных колебаний высокой частоты с сг мовозбуждением, отличающийся применением электронного пучка, попеременно заряжающего то один, то другой из двух электродов с, с диФиг. 4

фнг. J

J . .х

jgBldiiiirtW поля под влиянием электродов Ь, Ь, жащих для управления пучком. 2. Форма выполнения генератора по п . 1, отличающаяся тем, что обратная связь осуществлена соединением одной пары электродов с другой помощью проводов, обладающих самоиндукцией (фиг. 2), так, что емкости между парами электродов с этой самоиндукцией образуют замкнутый колебательный контур. 3.Форма выполнения генератора по п. 1, отличающаяся тем, что обратная связь с ней осуществлена путем присоединения пар электродов с, с к точ.. кам системы Лехеровых проводов, в которых имеются пучности напряжений (фиг. 3). 4.При генераторе по п. 1 применение обратной связи, осуществленной помощью системы с распределенными постоянными так, что на концах их образуются пучности напряжений (фиг. 4). 5.При генераторе по п. 1 применение обратной связи при помощи электромагнитной волны, излучаемой системой диполей, присоединенных к приемной паре электродов и принимаемой системой диполей, присоединенной к паре управляющих электродов (фиг. 5).