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viernes, 16 de diciembre de 2022
Tubo de ondas viajeras (Doehler)
Tubo de ondas viajeras
S4185225A
Estados Unidos
- Inventor
Oskar F. Doehler Roberto J. Espinosa Gary G Groshart - Asignatario actual
- Corporación de sistemas Northrop Grumman
Aplicaciones en todo el mundo
1978 NOSOTROS
Solicitud US05/891,696 eventos
1978-03-24
1980-01-22
Solicitud concedida
1980-01-22
1998-03-24
Caducidad anticipada
Estado
Caducado - De por vida
Descripción
Esta invención se refiere a un tubo de ondas progresivas eficiente y de bajo coste que tiene una gran capacidad de potencia.
Los tubos de ondas viajeras se utilizan para amplificar señales en sistemas de microondas, incluidos los sistemas electrónicos de contramedidas. Algunas aplicaciones requieren que el tubo de ondas viajeras sea desechable. En consecuencia, es deseable proporcionar un tubo de ondas progresivas fiable y de bajo coste que sea capaz de amplificar eficazmente las señales de microondas en un ancho de banda amplio ya un nivel de potencia razonablemente alto.
Los tubos de ondas progresivas eficientes que tienen un ancho de banda amplio y una capacidad de alta potencia son conocidos en la técnica anterior. Estos tubos son de construcción compleja y cara, ya que deben disipar adecuadamente el calor durante el funcionamiento a alta potencia y, al mismo tiempo, proporcionar una alta impedancia de acoplamiento dentro y fuera del tubo. Estos tubos normalmente incluyen una hélice formada por un alambre que tiene una sección transversal cuadrada o rectangular dispuesta dentro de un vacío formado dentro de un disipador de calor de barril metálico. La hélice está sostenida por tres o más varillas dieléctricas igualmente espaciadas alrededor de la hélice y en contacto tanto con la hélice como con el disipador de calor del cilindro metálico. La hélice está asegurada a las varillas en cada punto donde la hélice entra en contacto con las mismas para establecer un camino conductor térmico desde la hélice hasta el disipador de calor del cilindro metálico para la disipación de calor.
Aumentar el ancho de las varillas dieléctricas para proporcionar una mayor área de superficie para la transferencia de calor de la hélice a la varilla dieléctrica no ha brindado una solución aceptable porque las varillas más anchas aumentan la carga dieléctrica, lo que disminuye la impedancia de acoplamiento dentro y fuera del tubo, disminuyendo así tanto de ganancia como de ancho de banda.
Los tubos de ondas progresivas conocidos en la técnica anterior tienen una configuración que proporciona suficiente conducción de calor a través de los soportes dieléctricos mientras mantiene una carga dieléctrica relativamente baja. Para lograr esto, se requieren configuraciones de tubos costosas y complejas.
De acuerdo con la presente invención, se realiza un tubo de onda viajera de bajo costo y construcción simple que tiene una carga dieléctrica baja, un ancho de banda amplio y capacidad de alta potencia empleando una hélice de una configuración de sección transversal novedosa y un cilindro dieléctrico en lugar del varillas dieléctricas de soporte conocidas en el estado de la técnica. La hélice está formada por un alambre que tiene una mayor anchura a lo largo de su superficie interior, adyacente al espacio de interacción del tubo de ondas progresivas, que a lo largo de su superficie exterior, que está fijada de forma continua al tubo dieléctrico. El cable limita el campo electromagnético a un área adyacente al espacio de interacción para proporcionar una carga dieléctrica baja,
HIGO. 1 es una vista en alzado de un amplificador que emplea un tubo de ondas progresivas de la presente invención;
HIGO. 2 es una vista en sección transversal de un tubo de ondas progresivas de baja potencia conocido en la técnica anterior;
HIGO. 3 es una vista en sección transversal de un tubo de ondas progresivas de alta potencia conocido en la técnica anterior;
HIGO. 4 es una vista en sección transversal longitudinal fragmentaria del tubo de ondas progresivas tomada a lo largo de la línea 4--4 en la fig. 1;
HIGO. 5 es una vista en sección transversal ampliada del alambre que forma la hélice mostrada en la FIG. 4;
HIGO. 6 y la figura. 7 son vistas en sección transversal ampliadas de alambres de otras configuraciones que pueden usarse para formar la hélice de acuerdo con la presente invención;
HIGO. 8 y la figura. 9 son vistas en sección transversal ampliadas de alambres (fabricados uniendo alambres individuales) que pueden usarse para formar la hélice de acuerdo con la presente invención.
Haciendo referencia a la fig. 1, un sistema amplificador de tubo de ondas progresivas 10 incluye un cañón de electrones 12 acoplado a un tubo de ondas progresivas 14. Se aplica una señal a amplificar a la hélice de acoplamiento de entrada 16 de manera adecuada. La amplificación de la señal tiene lugar dentro del tubo de ondas progresivas 14 sustancialmente a lo largo de toda su longitud. La señal amplificada se elimina de una hélice de acoplamiento de salida 18.
Las ventajas del tubo de ondas progresivas mejorado 14 de la presente invención se pueden realizar mejor considerando primero los tubos de ondas progresivas conocidos en la técnica anterior. Haciendo referencia a la fig. 2, un tubo de ondas progresivas 20 incluye una hélice 22 formada por un alambre que tiene una sección transversal rectangular sostenida por tres varillas dieléctricas 24a, 24b y 24c que están igualmente espaciadas alrededor de la hélice 22. Las varillas dieléctricas 24a, 24b y 24c están aseguradas al metal disipador de calor cilíndrico 26. Un haz de electrones (no mostrado) propagado a través del espacio de interacción 28 genera calor a lo largo de la hélice 22. El calor fluye desde la hélice 22 a través de las varillas dieléctricas 24a, 24b y 24c, y es disipado por el disipador de calor cilíndrico 26.
El ancho de las varillas 24 determina la carga dieléctrica del tubo de ondas progresivas. Cuanto más delgadas sean las varillas 24, menor será la carga dieléctrica, proporcionando así ventajosamente una mayor impedancia de acoplamiento entre el espacio de interacción 28 y el exterior del tubo de ondas progresivas y un mayor ancho de banda. Sin embargo, cuanto más delgadas son las varillas 24, menos capaces son de proporcionar transferencia de calor desde la hélice 22 al disipador de calor 26 del cilindro metálico, lo que limita la capacidad de potencia del tubo.
Haciendo referencia a la fig. 3, se muestra un tubo de ondas progresivas que tiene una mayor capacidad de potencia. El tubo de ondas progresivas 30 tiene una hélice 32 formada por alambre que tiene una sección transversal rectangular y soportada por varillas dieléctricas 34a, 34b y 34c. Las varillas 34 están aseguradas al disipador de calor 36 de cilindro metálico, al igual que las aletas o álabes conductores que se proyectan radialmente 38a, 38b y 38c que se extienden a lo largo del eje del tubo para la disipación de calor anisótropo. Los álabes 38 aumentan la capacidad de potencia del tubo 30 de ondas progresivas. El grosor de las varillas 34 puede ser menor que el grosor de las varillas de la fig. 1 para minimizar la carga dieléctrica.
El disipador de calor de cilindro metálico 36 y las paletas 38 son caros. Además, se requieren pasamuros, tales como guías de ondas, para acoplar una señal a amplificar a través del disipador de calor 36 de cilindro metálico. Como tal, los tubos no son adecuados para uso fungible.
Haciendo referencia a la fig. 5, el tubo de ondas progresivas 14 de la presente invención incluye una hélice 40, formada por alambre 42, que se extiende dentro del cilindro dieléctrico 44 desde la hélice de acoplamiento de entrada 16 hasta la hélice de acoplamiento de salida 18 (FIG. 1). El diámetro interior d de la hélice 40 define un espacio de interacción 46 a través del cual se propaga un haz de electrones procedente del cañón de electrones 12. El diámetro exterior D del alambre 42 define la superficie exterior de la hélice 40. La superficie exterior de la hélice 40 está asegurada al cilindro dieléctrico 44 en toda su longitud mediante cualquier técnica aceptable, como cementación, soldadura fuerte o termorretracción del cilindro. . El material dieléctrico que forma el cilindro 44 puede estar construido a partir de una pieza cilíndrica maciza de Al 2 O 3, vidrio o cualquier otro material adecuado que tenga un orificio central 48.
Como se ve mejor en la fig. 5, el ancho del alambre 42 que forma el cuerpo 40 y tiene una sección transversal en forma de T es mayor en el diámetro interior d que en el diámetro exterior D. Por lo tanto, la distancia L d entre las vueltas del alambre 42 en la superficie interior d es menor que la distancia L D entre el alambre en la superficie exterior D.
Esta configuración particular hace que la energía electromagnética generada por el haz de electrones se concentre más cerca del espacio de interacción 46, lo que da como resultado que solo una pequeña cantidad de energía electromagnética se almacene o contenga dentro del cilindro dieléctrico 44. En consecuencia, el factor de carga dieléctrica es pequeño y Como resultado, el sistema amplificador 10 tiene una alta impedancia de acoplamiento de entrada y salida que es un factor para lograr una alta eficiencia. Además, dado que la hélice 40 está asegurada al cilindro dieléctrico 44 a lo largo de toda su longitud, se logra una mayor conductividad térmica de la hélice al material dieléctrico en comparación con el uso de las varillas dieléctricas como se muestra en las Figs. 2 o 3, lo que resulta en una capacidad de alta potencia. En realidad, la capacidad de manejo de potencia del tubo 14 es al menos dos o tres veces mayor que el tubo que se muestra en la fig. 3 si el material para las varillas dieléctricas (en la FIG. 3) se selecciona para que sea el mismo que el cilindro dieléctrico 44.
Haciendo referencia a la fig. 6 y la figura. 7, es evidente que existen muchas formas de alambre que satisfacen los requisitos discutidos anteriormente. Por ejemplo, la hélice 40 puede estar formada por un alambre 50 que tenga una sección transversal en forma de L como en la fig. 6. La distancia L d entre las vueltas del cable 50 es menor en d que la distancia L D entre las vueltas del cable 50 en D.
Además, como se ve en la fig. 7, la hélice 40 puede estar formada por un alambre 52 que tenga una sección transversal triangular que satisfaga el requisito de ancho discutido anteriormente.
Alternativamente, la configuración deseada de la sección transversal del alambre puede lograrse uniendo dos o tres alambres rectangulares, como se muestra en las FIGS. 8 y 9.
El alambre que forma las hélices de la presente invención, como se discutió anteriormente, puede estar hecho de cobre, aleaciones de cobre, niobio, tungsteno o cualquier otro material adecuado. Además, es evidente que se puede lograr una mayor disipación de calor rodeando el cilindro dieléctrico 44 entre las hélices de acoplamiento 16 y 18 con un cilindro metálico para mejorar la conducción del calor.
Reclamaciones (7)Ocultar dependiente
Reclamaciones (7)
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1. Un tubo de ondas progresivas que tiene un ancho de banda amplio, alta eficiencia y capacidad de alta potencia que comprende:
una única hélice que define un espacio de interacción formado por un diámetro interior de la hélice y una superficie exterior definida por un diámetro exterior de la hélice, dicha hélice formada por un elemento metálico en el que la anchura de dicho elemento es mayor en el diámetro interior que en el diámetro externo; y
un cilindro dieléctrico que tiene un orificio central que recibe dicha hélice metálica en el que dicha superficie exterior de dicha hélice está asegurada a dicho cilindro dieléctrico.
2. Un tubo de onda viajera que comprende:
un cilindro dieléctrico que tiene un orificio central que lo atraviesa;
una pluralidad de vueltas de un elemento metálico que forma una hélice unifilar que tiene baja capacitancia entre vueltas donde dicha hélice está dispuesta dentro de dicho orificio central y el elemento metálico tiene un diámetro interior que define un espacio de interacción y un diámetro exterior que define una superficie exterior donde dicha superficie exterior está unido a dicho elemento dieléctrico y la distancia en la superficie exterior entre dos vueltas adyacentes del elemento metálico que forma la hélice es mayor que la distancia en la superficie interior entre dos vueltas adyacentes del elemento metálico que forma la hélice.
3. El tubo de ondas progresivas de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicho elemento metálico que forma la única hélice tiene una configuración de sección transversal en forma de T.
4. El tubo de ondas progresivas de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicho elemento metálico que forma la hélice angular tiene una configuración de sección transversal en forma de L.
5. El tubo de ondas progresivas de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicho elemento metálico que forma la única hélice tiene una configuración de sección transversal triangular.
6. El tubo de ondas progresivas de la reivindicación 3, en el que dicho elemento metálico que forma la única hélice que tiene una configuración de sección transversal en forma de T está formado por dos elementos metálicos unidos entre sí, cada uno de los cuales tiene una configuración de sección transversal rectangular.
7. El tubo de ondas progresivas de la reivindicación 3, en el que dicho elemento metálico que forma la única hélice que tiene una configuración de sección transversal en forma de T está formado por tres elementos metálicos unidos entre sí, cada uno de los cuales tiene una configuración de sección transversal
Dispositivo de descarga de electrones y circuito asociado.
Dispositivo de descarga de electrones y circuito asociado.
US2400753A
Estados Unidos
- Inventor
Andrés V. Haeff - Asignatario actual
- Corporación RCA
Aplicaciones en todo el mundo
1942 NOSOTROS
Aplicación US452302A eventos
1942-07-25
1942-07-25
1944-12-08
1946-02-21
1946-05-21
Solicitud concedida
1946-05-21
1963-05-21
Caducidad anticipada
Estado
Caducado - De por vida
Descripción
mi 21, 6-A. v. HAEFF zA-mfis DISPOSITIVO DE DESCARGA DE ELECTRONES Y CIRCUITO ASOCIADO Presentado el 25 de julio de 19 42 '5 Hojas-Hoja 1.
VENTOR 21 de mayo de 1946.
A. V. DISPOSITIVO DE DESCARGA DE ELECTRONES HAEFF Y CIRCUITO ASOCIADO Presentado el 25 de julio de 1942 3 "Hojas-Hoja 2" 21 de mayo de 1946.
A. contra HAEFF 2,4,753
DISPOSITIVO DE DESCARGA DE ELECTRONES Y CIRCUITO ASOCIADO Presentado el 25 de julio de 1942 3 Hojas-Hoja 3 salida como energía útil. Esta emisión de rejilla cur- 50 extremo al miembro tubular H, el otro extremo del DISPOSITIVO DE GE DE DISCO ELECTRÓNICO Y CHtCUI'K ASOCIADO Andrew V. Haefi, Washington, ll). (3., cedente a Radio Corporation of America,acorporación de Delaware Solicitud 25 de julio de 1942, Número de serie 452,302
9 Reclamaciones. (Cl. 250-275) Mi invención se refiere a la eficiencia de desplaca de descarga de electrones. Es deseable tener los elecvices y circuitos asociados particularmente suittrons recogidos por la placa enabaja velocidad y capaz de frecuencias ultra altas como salida de alta potencia para eliminar la superficie receptora de electrones lejos de los tubos que son útiles como amplificadores u osciladores de la rejilla para reducir el calor absorbido por los latores. Yo rejilla. Pero con el habitual ar de tres electrodos En los dispositivos de descarga de electrones destinados a un alto rendimiento con el ánodo colector enaalta potencia de salida y, en particular, para su uso en la tensión ultra po itiva para dt las altas frecuencias necesarias, espaciamiento estrecho de la placa de electrodos, t is nt nt yf as l y altos voltajes de operación son requisitos. Op- Por lo tanto, un objeto de mi invención es proporcionar condiciones operativas óptimas para una salida máxima de 10 p, un dispositivo de descarga de lectrones que tenga un requisitoamáxima tensión de red instantánea yapotencia de salida y que es adecuado para su uso a un voltaje de placa instantáneo mínimo cuando fluyen las frecuencias máximas ultra altas como un amplificador o una corriente de placa oscilante. Sin embargo, para el elector habitual. dispositivo de descarga de tron emisión de red no deseada debido a Más Sp y. es otra oportunidad para el bombardeo de electrones desde el cátodo y la invención proporcionar un recalentamiento de la rejilla por descarga de electrones por el calor irradiado desde el tornillo de banco en el que la emisión de la rejilla es sustancialmente reelectrón en la superficie del ánodo o colducida. lector puede resultar. Carga del circuito de rejilla y placa-AOtro objeto más de mi invención es probar, quemar la rejilla y aumentar el calor. vlde un dispositivo de descarga de electrones en el que el ing en el ánodo, que representa los electrones desperdiciados, se puede recolectar enabaja velocidad a ergía y por lo tantoadisminución de la eficiencia de reducir la energía disipada en calor.
el dispositivo de descarga de electrones, puede ocurrir bajo estas condiciones. después.
En el caso de los osciladores, se pueden usar características novedosas que creo que son carsistores o se pueden usar polarizaciones fijas para obtener el voltaje de polarización adecuado en la red. particularidad en las reivindicaciones adjuntas, pero la inventiva.aresistencia de autopolarización se utiliza entre la rejilla v ción en sí se entenderá mejor por referencia a y cátodo, cuando la rejilla es positiva, los electrones la siguiente descripción tomada en conexión golpean la rejilla y causan emisión secundaria, con los dibujos adjuntos en los que Figwhich da como resultado que la corriente fluya en la red cirura 1 esasección longitudinal de un circuito de electrones. Esto resulta enamayor sesgo positivo siendo ha ge dispositivo y circuito asociado hecho ac-- colocado en la red, aumentando así aún más el potencial de red y la velocidad de la elec- 5 muestran secciones longitudinales de mi invención y las Figuras 2, 3, 4 y positivo. modificaciones de trons bombardeando la rejilla. Esta construcción del dispositivo de descarga de electrones que se muestra en la Figura l.
el sesgo positivo en la cuadrícula puede causar que la cuadrícula En la Figura 1 proporcione una. Aparato que puede quemarse. ser utilizado comoaamplificador triodo de alta potencia o como En el caso deasesgo fijo, mientras que el sesgo en sí oscilador. Incluye un catéter calentado indirectamente, no aumenta, sin embargo, cuando la rejilla es ode l0 seguida dearejilla II y un ánodo o en un pico positivo y el voltaje de la placa está enacolector l2 que tiene aletas de refrigeración l2. El voltaje positivo mínimo, los electrones que golpean el velope de 40 se forma por medio de la rejilla conductora que hace que se caliente, provocando así la emisión del miembro lar l3 cerrado en un extremo por la copa de la rejilla. Los electrones emitidos desde el miembro aislante en forma de rejilla I l y en su otro durante el siguiente medio ciclo, cuando la rejilla es negativa por el miembro del collarín aislante l5 y activo y el ánodo es positivo, hacen que el colector de electrones l2 provisto del miembro del collarín 21 de la rejilla para ser acelerada hacia el sellado al collar l5. El calentador de cátodo l0 ánodo con velocidad máxima. Estas altas veis provistas deael plomo 16 que se extiende a través de la locity los electrones golpean el ánodo con una envolvente considerable. El cátodo I0 está soportado por medios capaces de fuerza y disipar su energía en forma de calor. de los conductores y conductores l8 dispuestos enaPor lo tanto, la energía se desperdicia y no entra en el círculo alrededor del conductor l6 y asegurada en una renta, por supuesto, también carga el circuito de la placa, el miembro tubular I! estar asegurado a los conductores otro factor indeseable, l9 que se extiende a través del sobre. Miembros Con el fin de minimizar las emisiones de la red, se requieren picos más bajos I1, I13 y sirven como el otro conductor para los voltajes de la red, que como se señaló como calentador de odo y como conductor del cátodo. Aislar arriba significa voltajes de placa más altos con el disco de bajada 20 centrado adecuadamente con respecto al miembro tubular ll. La rejilla II está soportada por medio del collarín conductor 2| 'fijada al elemento conductor tubular |3 que forma parte de la envoltura del tubo, estando separados los soportes de la rejilla y del cátodo por medio del disco aislante 22.acampo propio para los electrones. A través de la abertura se coloca la malla de alambre 25 para provocar la formación adecuada del campo a través del cual pasan los electrones desde la rejilla al interior del colector l2. Esto tiene el efecto de minimizar el tiempo de tránsito efectivo entre la rejilla y el ánodo.
El circuito de entrada conectado entre la rejilla y el cátodo comprende el elemento tubular exterior 28 conectado eléctricamente al. el miembro de collar I3 y un miembro tubular interior 23 acoplado en su extremo interior al elemento 32 contactado por los elementos similares a resortes 30 asegurados a los cables del cátodo. El miembro 32 conectado eléctricamente a los elementos. 30 proporciona un conductor a través del cual fluye la corriente de calefacción al calentador de cátodo. El conductor interior I5 se engancha por medio deamiembro de clip de resorte 34 colocado en el elemento 33 capacidad acoplada al elemento 32. a través del cual fluye la corriente continua del cátodo al calentador y al mismo tiempo proporcionaatrayectoria de las corrientes de radiofrecuencia. Se observará así que el collar de rejilla 2|, collar l3, miembro 28, miembro 29, elemento de acoplamiento de capacidad 32, conductores 30 e I9, miembro tubular I! y conduce l8 proporcionaracircuito de cavidad resonante tipo línea coaxial completamente aislado de otros circuitos. Se ajusta por medio del elemento 35 similar a un collarín soportado de forma deslizante sobre el miembro tubular interior 29 por medio del soporte 35' del aislador.
El circuito de salida incluyeaelemento similar a un tambor 36 conectado eléctricamente al collar l3 de la envoltura y provisto deacapacidad del elemento 31 similar a un disco acoplado al elemento 38 similar a un disco colocado transversalmente al miembro 21 del collarín del colector 2 y conectado eléctricamente al mismo. La energía del circuito del tanque de salida se vuelve a acoplar al circuito de entrada por medio de la línea de transmisión coaxial que comprende el conductor interno 39 y el conductor externo 40. Esta línea se hace ajustable para asegurar una relación de fase adecuada de la retroalimentación de energía con respecto a los voltajes en el circuito de entrada, el conductor interior provisto de bucles de acoplamiento 4| y 42. Esta línea de transmisión ajustable se describe con mayor detalle y se reivindica en mi solicitud en tramitación con el número de serie 455.175, presentada el 18 de agosto de 1942, y asignada al mismo cesionario que la presente solicitud. Estos bucles de acoplamiento podrían hacerse ajustables para controlar la cantidad de retroalimentación. Esta disposición permite que tanto los circuitos de entrada como los de salida se ajusten independientemente uno del otro y para condiciones óptimas de funcionamiento. La salida se toma por medio del bucle 45 que alimenta la línea de transmisión coaxial 41.
- la tensión aplicada entre la rejilla II y el cátodo ,,|0 ,modula'el flujo de electrones que pasa al colector l2. El flujo de electrones modulados al pasar a través del espacio entre la rejilla II y Esta disposición proporciona los medios.
dentro de la línea de transmisión coaxial que actúa como circuito de cavidad resonante de entrada y que comprende los miembros 25 y 29. La sintonización del circuito de entrada se logra por medio del collar de sintonización 35 que puede moverse longitudinalmente respecto al circuito de entrada. La salida puede tomarse del resonador 35 por medio del bucle de acoplamiento 46 y la línea de transmisión coaxial 41. Para alimentar la energía del resonador de salida al circuito de la cavidad resonante de entrada en la fase adecuada,
la longitud de la línea de transmisión 33-43 se puede variar variando la posición del elemento móvil en forma de U 40' de esta línea para aumentar o disminuir la longitud de la línea.
En el aparato que se muestra en la Figura 1, los circuitos de entrada y salida están completamente aislados entre sí. Debido al hecho de que los electrones se recogen enasuperficie muy alejada de la red es absorbida por poco calor radiado. la cuadrícula. Esto elimina gran parte de la dificultad debida a la emisión de rejilla causada por la absorción de calor debido a la energía disipada en la superficie del colector; El gran soporte en forma de collar 2| porque la rejilla actúa comoamedios para conducir el calor lejos de la red rápidamente para así mantener aún más la red enabaja temperatura. El espaciamiento cercano de los electrodos se obtiene por medio de la estructura que se muestra sin colocar la superficie de recolección cerca de la rejilla, lo que hace que el dispositivo sea adecuado para usar en frecuencias ultra altas donde el tiempo de tránsito entre los electrodos se vuelve importante. La colisión de capacidad entre el circuito de salida y el ánodo o colector permite aplicar diferentes voltajes al circuito y al colector y al mismo tiempo proporcionaaTipo de circuito de cavidad resonante que es particularmente adecuado para su uso en frecuencias ultra altas. El aparato que se muestra en la Figura 1 se puede usar como amplificador u oscilador controlando la cantidad y la fase de la energía alimentada al circuito de entrada.
En la Figura 2 se muestraamodificación del dispositivo mostrado en la Figura 1 y empleando sellos tipo anillo. La modificación que se muestra en esta figura tiene la ventaja adicional de que el colector se puede mantener enabajo voltaje con respecto a algunos otros electrodos dentro del tubo para que los electrones puedan ser recogidos enavelocidad más baja que la que es posible en el aparato que se muestra en la Figura 1, lo que aumenta aún más la eficiencia del tubo.aLa envoltura 50 contiene un cátodo 5| calentado indirectamente, una rejilla 52, un electrodo acelerador y de salida 53, un supresor de electrones secundario 54 en forma de anillo y un colector 55 en forma de copa. 55, 51 y 55 sellados a través del sobre de vidrio. Estos miembros de anillo proporcionan conductores de baja inductancia y baja pérdida para los electrodos y se fusionan en los circuitos utilizados con el dispositivo.
El circuito de entrada comprendeamiembro 60 similar a un tambor plano conectado eléctricamente al anillo 51 y acoplado capacitivamente al anillo 56 de cátodo por medio del miembro 55' similar a un disco conectado eléctricamente al anillo 55 de cátodo. La cavidad resonante de salida comprende el miembro 5 similar a un tambor | tenerapared 62 acoplada capacitivamente al elemento plano en forma de disco 63 conectado eléctricamente al anillo de electrodo acelerador 58. Los dos circuitos están acoplados por medio dealínea de transmisión formada por un miembro de forma anular 65 que rodea el circuito de entrada. Dentro del miembro 54 está soportado el conductor interno 55 que tiene el bucle de acoplamiento 65 colocado dentro del circuito de entrada ya, bucle de acoplamiento 67 colocado en el circuito de salida. Esta línea de transmisión permite en efecto a lo largo de la línea que ocupaaespacio pequeño.
La energía de calentamiento del cátodo se suministra por medio del transformador 68 y el voltaje de polarización de la red se suministra por medio de la resistencia reductora 59. Los voltajes del electrodo colector y del electrodo supresor se suministran por medio de la fuente de voltaje 15, estando el supresor al potencial más bajo. La salida se toma de la forma habitual por bucle Con la disposición mostrada el acelerador El circuito de entrada comprende el elemento tubular exterior 8'! conectado eléctricamente al elemento tubular interior 58 por medio del elemento de cierre M. El elemento tubular interior 58 está acoplado capacitivamente al collarín 89 asegurado a los extremos exteriores de los cables y soportes 52, el electrodo aislante 53 se mantiene enaalto potencial suficiente para dibujaragran corriente de cátodo. El acelerador 53 prácticamente no consume corriente, por lo que se disipa poca energía en este electrodo. El colector 55 que está fuera del circuito de radiofrecuencia se puede mantener enapotencial más bajo de lo que sería el caso si actuara como un electrodo de salida y, por lo tanto, los electrones se recolectan enamenor velocidad para que la energía desperdiciada en forma de calor se reduzca. Los circuitos de entrada y salida están completamente aislados entre sí y la cantidad de realimentación y su fase se pueden controlar por medio de la línea de transmisión que se puede hacer ajustable. 1
En el aparato que se muestra en la Figura 2, se aplica un voltaje alterno de alta frecuencia entre el cátodo 5! y la rejilla 52 modula la corriente de electrones del cátodo 5i y que pasa al acelerador y al electrodo de salida 53 y es recolectada por el colector 55, los secundarios de 55 son suprimidos por el electrodo 55. El collar de corriente de electrones modulada 55 sirve para separar los miembros 88 y 85. El circuito de entrada puede ser sintonizado poramiembro 92 deslizable longitudinalmente del circuito de entrada.
El circuito del tanque de salida incluye la estructura de la cavidad resonante que comprende el miembro 53 y que tiene una pared 55 provista de un miembro anular exterior 95 en el que el disco conductor 55 está soportado por medio de discos aislantes 51 y 98. Este disco está provisto de un contacto de resorte que se acopla miembros 55 en contacto con el miembro 85. Esta construcción permite que la envoltura se retire del circuito del tanque de salida y se desacople del mismo. ¡Otra pared it de la cavidad resonante está provista de miembros de contacto de resorte Iii! acoplar los conductores que soportan la rejilla. ¡El circuito de calefacción del cátodo incluye el transformador I66 conectado a los cables 5! y 82 por los miembros de contacto de primavera 8! y 82'. La fuente de voltaje que alimenta el electrodo acelerador se mantiene enamayor potencial que el colector por medio de la fuente de voltaje I 59. Por lo tanto, la envoltura y sus electrodos pueden desconectarse de los circuitos tirando de la envoltura hacia la derecha.
La energía puede ser devuelta al circuito de entrada para neutralizar las pérdidas de entrada o hacer que el tubo funcione como un oscilador por medio de la línea de transmisión que tiene un conductor interno W5 y un conductor externo I02, estando provisto un extremo con el bucle de acoplamiento 803 y el otro con el acoplamiento. lazo EM. Intermedia la línea de transmisión concéntrica esaParte ajustable en forma de U que comprende los conductores Hi5 y mr, que al pasar por el hueco entre la rejilla 52 y 4 se acoplan telescópicamente con la línea coaxial. De este modo,
acelerador 53 induceavoltaje a través del espacio, provocando la energización del resonador 6!. El acelerador 53 está acoplado capacitivamente por medio del elemento 58 y la pared 62 del resonador M, estando confinado el campo RF dentro de este resonador. El colector, por lo tanto, es externo al circuito de RF. El circuito de cavidad resonante de entrada comprende un resonador Gt conectado eléctricamente a la rejilla 52 a través del collarín 51 y acoplado capacitivamente para RF al cátodo por medio de elementos 56' y el soporte conductor anular 56 dirigido radialmente del cátodo 5|. La energía se retroalimenta al circuito de entrada por medio de la línea de transmisión que comprende el bucle 51', la bobina 55 dentro de la disposición anular en forma de caja 65 y el bucle 66 dentro del resonador de entrada. Esto hace que el dispositivo funcione como un oscilador.
En la figura 3 se muestraamodificación adicional de la construcción mostrada en la figura 2 y provista además de una línea de transmisión ajustable para controlar la fase de realimentación. En esta modificación, la envolvente 15 contiene el cátodo 16 calentado indirectamente, la rejilla 11, el electrodo de salida y acelerador 18, el electrodo supresor 19 y el colector 80, siendo alimentado el calentador del cátodo a través del conductor 8| y conductores 82 que rodean al conductor BI y sirven comoa. soporte para el cátodo. La rejilla se apoya en el collarín 83, que a su vez se apoya en conductores y cables de soporte 85 que rodean a los conductores 82 y se extienden a través de la envoltura del tubo. El electrodo de aceleración está soportado por medio de un collar 85 dirigido radialmente conectado y soportado por el conductor 86 similar a un anillo dirigido radialmente que se extiende a través de la envoltura.
variando la longitud de esta línea, se puede controlar la relación de fase de la energía retroalimentada desde el circuito de salida al circuito de entrada para asegurar la relación de fase deseada. La salida se toma mediante el bucle de acoplamiento H5. De lo contrario, el aparato funciona enaforma similar a la que se muestra en la figura 2.
, electrodos.
El cátodo m está provisto de un conductor calefactor interno Il'l y conductores y conductores externos H8 que rodean al conductor N1, proporcionándose el circuito de entrada por medio del elemento tubular I20 acoplado capacitivamente al elemento tubular externo l2! por medio del collar I23 que tieneadisco de soporte 123' conectado entre él y el miembro tubular interior I25. El miembro IN está conectado a los cables de rejilla 2" conectados al collarín H2! de la rejilla 2.
El electrodo de salida H3 está provisto deamiembro de soporte y conducción que se extiende radialmente H4 conectado eléctricamente al disco I26 cerrando un extremo del miembro tubular I214 .que está cerrado en el otro extremo por medio del disco I25 para proporcionar el circuito del tanque de salida del tipo resonador conectado entre la rejilla 75 y electrodo de salida. El circuito de salida er u oscilador.
4 I se energiza de la manera habitual por efecto inductivo cuando la corriente modulada de electrones pasa a través del espacio entre la rejilla II! y electrodo de salida II I. La sintonización del circuito de entrada se acompaña axialmente del circuito de salida.
El acoplamiento entre los circuitos de entrada y salida se realiza mediante el bucle de acoplamiento I3I, tomándose la salida mediante el bucle de acoplamiento de salida I32; La corriente de calentamiento del cátodo es proporcionada por la fuente de tensión I33 y la polarización adecuada en la red por medio de la resistencia de caída Ill. La tensión del colector es suministrada por medio de la fuente de tensión Ill.
Así, el electrodo II 3, que se mantiene al potencial de la rejilla de control, sirve para minimizar la capacitancia entre la rejilla de control y el colector. La gran capacitancia entre el colector y el electrodo II3 sirve para desviar las corrientes de radiofrecuencia. El área de recolección de electrones del colector está muy alejada de la rejilla de control y el cátodo, por lo que la rejilla puede funcionar bastante fría.
En la Figura 5 se muestra otra disposición en la que el colector puede mantenerse enamenor potencial positivo que el electrodo de salida o el acelerador.ASe utiliza un electrodo de alta polarización positiva separado para obtener picos de corriente elevados. Este electrodo no toma corriente. El colector está fuera del circuito de radiofrecuencia y tieneapotencial aplicado sólo lo suficiente para recoger los electrones. Así, hay resultadosaaparato de alta eficiencia del tipo que se muestra en la Figura 3, pero
sin la necesidad de un arreglo de acoplamiento de capacidad externa.
En esta disposición, la envolvente I66 contiene el cátodo I50 y la rejilla I60 apoyada en el collar I6|. El electrodo de apantallamiento y blindaje I6! está soportado por el soporte que se extiende radialmente y la disposición de guía I63 que se extiende a través de la pared de la cubierta. El colector I64 está colocado para recibir electrones del cátodo, estando colocado el acelerador I65 dentro del electrodo de pantalla I62.
El circuito de entrada comprende el conductor tubular exterior I'Ill conectado a los cables y soportes de rejilla I6I' y el miembro tubular interior III que está conectado a los cables y soporte de cátodo I691. El circuito de salida comprende el circuito de cavidad resonante I61 que tieneapared I66 conectada eléctricamente a los conductores radiales I63 y otra pared I66 conectada eléctricamente al miembro tubular-H0. Los dos circuitos se acoplan mediante el bucle de acoplamiento I12. La corriente de calentamiento del cátodo se suministra por medio del transformador I14 a través del cable I66 y los cables I69 y el voltaje de polarización de la red por medio de la fuente de voltaje I13. Los voltajes del acelerador y del colector son suministrados por las fuentes de potencial IIIi e Ill. La salida es tomada por el bucle de acoplamiento I86.
En el último arreglo descrito, el colector se mantiene enamenor potencial que el acelerador.
- El aparato de alta frecuencia fabricado según mi invención elimina o reduce sustancialmente las dificultades debidas a la emisión de la red; La eficacia se incrementa proporcionando medios para recoger los electrones a baja velocidad. Esto se logra mientras que al mismo tiempo proporciona salidas de alta potencia si el aparato se utiliza como amplificador. Mi aparato también proporcionaamedios listos para desconectar los electrodos de los circuitos asociados, poniendo así a disposición un dispositivo de descarga de electrones y un aparato de circuito asociado que permite el reemplazo rápido en caso de daño al tubo o cuando se desea reemplazar por otras razones.
Si bien he indicado las realizaciones preferidas de mi invención de las que ahora tengo conocimiento y también he indicado solo una aplicación específica para la cual se puede emplear mi invención, será evidente que mi invención no se limita de ninguna manera a las formas exactas ilustradas o el uso indicado, pero que se pueden hacer muchas variaciones en la estructura particular usada y el propósito para el cual se emplea sin apartarse del alcance de mi invención como se establece en las reivindicaciones adjuntas. 1
Lo que reclamo como nuevo es:
1. Un dispositivo de descarga de electrones que tiene una envoltura que contieneacátodo para el suministro de electrones,aelectrodo de rejilla de control y otro electrodo en el orden mencionado,aconductor para dicho cátodo que se extiende a través de dicha envoltura, dicho electrodo de rejilla estando conectado conductivamente aaconducir significa tener"asuperficie conductora fuera de dicha envoltura,aresonador de cavidad que rodea dicha envoltura y acoplado entre dicho electrodo de rejilla de control y dicho otro electrodo,
e incluyendoamiembro conductor coaxial con dicho electrodo de rejilla de control y acoplado a dichos medios conductores, formando dichos medios conductoresacontinuación de la pared de dicha cavidad resonador yaresonador de rejilla de cátodo acoplado entre dicho cátodo y rejilla, y medios de retroalimentación para controlar la retroalimentación de energía que conectan dicho resonador de cavidad a dicho resonador de rejilla de cátodo. colina.
2. Un dispositivo de descarga de electrones que tiene una envoltura que contieneacátodo para el suministro de electrones,aelectrodo de rejilla de control y otro electrodo dentro de dicho sobre en el orden mencionado,a
conductor para dicho cátodo, dicho electrodo de rejilla de control estando conectado conductivamente aamedios de conducción y apoyo que tienenasuperficie conductora fuera de dicha envoltura,aresonador de cavidad que rodea dicha envoltura y acoplado entre dicho electrodo de rejilla de control y dicho otro electrodo, estando acoplada una pared de dicho resonador de cavidad a dicha superficie conductora en el exterior de dicha envoltura, formando dichos medios conductores y de soporteacontinuación de la pared de dicha cavidad resonador yaresonador de cavidad de cátodo-electrodo de rejilla de control acoplado entre dicho cátodo y electrodo de rejilla de control, y medios conectados entre dichos resonadores para controlar la energía transferida desde un circuito de cavidad resonante al otro resonador de cavidad.
3. Un dispositivo de descarga de electrones que tiene una envoltura que contieneacátodo para el suministro de electrones,aelectrodo de rejilla de control y otro electrodo dentro de dicho sobre en el orden indicado,aconductivo o para dicho cátodo que se extiende a través de dicha envoltura, dicho electrodo de rejilla de control está conectado conductivamente aamedios de conducción y apoyo que tienenasuperficie conductora fuera de dicha envoltura,aresonador de cavidad que rodea dicha envoltura y acoplado entre dicho electrodo de rejilla de control y dicho otro electrodo, uno
la pared de dicho resonador de cavidad estando acoplada a dichos medios conductores y de soporte, formando dichos medios conductores y de soporteacontinuación de la pared de dicha cavidad resonador yaresonador de cavidad de cátodo-electrodo de rejilla de control acoplado entre dicho cátodo y electrodo de rejilla de control, acoplado dicho resonador de cavidad entre el cátodo. y electrodo de rejilla de control que comprendeavelope y acopló la energía transferida desde un resonador de cavidad,
al otro resonador de cavidad.
4. Un dispositivo de descarga de electrones que tiene una envoltura que contieneacátodo para el suministro de electrones,aelectrodo de rejilla de control y otro electrodo dentro de dicho sobre en el orden mencionado,aconductor para dicho cátodo que se extiende a través de dicha envoltura, dicho electrodo de rejilla de control protegiendo dicho cátodo del otro electrodo y provisto de medios conductores y de soporte que tienenasuperficie conductora externa de dicha envoltura,aresonador de cavidad que rodea dicho entre dicho electrodo de rejilla de control y dicho otro electrodo, una pared de dicho resonador de cavidad en contacto con la superficie conductora de dicho medio conductor y de soporte fuera de dicha envoltura, formando dicho medio conductor y de soporteacontinuación de la pared de dicha cavidad resonador yaresonador de cavidad de cátodo-electrodo de rejilla de control acoplado entre dicho cátodo y electrodo de rejilla de control, comprendiendo dicho resonador de cavidad acoplado entre el cátodo y el electrodo de rejilla de controlalínea concéntrica que tiene el conductor interior acoplado a dicho conductor catódico y el conductor exterior acoplado a dicha rejilla, yalínea coaxial sintonizable conectada a dichos resonadores para controlar la realimentación entre dichos resonadores.
5. Un dispositivo de descarga de electrones que tiene una envoltura que contieneacátodo para el suministro de electrones,aelectrodo de rejilla de control y otro electrodo dentro de dicha envoltura en el orden mencionado, medios conductores y de soporte para dicho cátodo que se extienden a través de dicha envoltura, dicho electrodo de rejilla de control protege dicho cátodo y provisto de medios conductores y de soporte que tienenasuperficie conductora externa de dicha envoltura,aresonador de cavidad que rodea dicha envoltura y acoplado entre dicho electrodo de rejilla de control y dicho otro electrodo y que tiene una pared en contacto con dicho medio conductor y de soporte del electrodo de rejilla, formando dicho medio conductor y de soporteacontinuación de la pared de dicha cavidad resonadora, yaCircuito de electrodocátodo de rejilla de control que comprendearesonador de cavidad acoplado entre dicho cátodo y electrodo de rejilla de control, y medios conectados entre dichos resonadores para controlar la energía transferida desde un resonador de cavidad al otro resonador de cavidad,
dicho otro electrodo y dicho resonador de cavidad acoplado al mismo estando separados de manera aislante para permitir que se apliquen diferentes voltajes directos a dicho otro electrodo y al resonador de cavidad acoplado a dicho otro electrodo.
6. Un dispositivo de descarga de electrones que tiene una envoltura,acátodo, electrodo de rejilla de control y otro electrodo dentro de dicha envoltura y colocados en el orden mencionado, y medios conductores para dicho cátodo que se extienden a través de dicha envoltura, estando dicho electrodo de rejilla de control conectado conductivamente aamedios conductores fuera de dicha envoltura,aresonador de cavidad acoplado entre dicho electrodo de rejilla de control y dicho otro electrodo, yaresonador de cavidad de electrodo de rejilla de control de cátodo acoplado entre dicho cátodo y electrodo de rejilla de control, e incluyendoamiembro tubular coaxial con dicho electrodo de rejilla de control y acoplado eléctricamente a dicho medio conductor fuera de dicha envoltura, formando dicho último medio conductoracontinuación de la pared de dicho resonador de cavidad de electrodo de rejilla de control de cátodo, incluyendo dicho último resonador de cavidadamiembro conductor coaxial con y dentro de dicho miembro tubular y acoplado eléctricamente a dichos medios conductores de cátodo, y medios conductores colocados entre dicho miembro tubular y miembro conductor y móviles longitudinalmente para sintonizar dicho resonador de cavidad de electrodo de rejilla de control de cátodo.
7. Un dispositivo de descarga de electrones que tiene una envoltura que contieneacátodo para el suministro de electrones,aelectrodo de rejilla de control y otro electrodo en el orden mencionado,aconductor para dicho cátodo que se extiende a través de dicha envoltura, dicho electrodo de rejilla de control que protege dicho cátodo y tiene un medio conductor y de soporte que tieneasuperficie conductora externa de la envoltura,aresonador de cavidad que rodea dicha envoltura y conectado eléctricamente a los medios conductores y de soporte de la rejilla de control y provisto de un elemento de área extendida, y medios conectados a dicho otro electrodo y que se extienden fuera de la envoltura de dicho tubo y capacidad acoplada al miembro de área extendida de dicho resonador de cavidad, y un resonador de entrada conectado entre el cátodo y el electrodo de rejilla y que comprendearesonador de cavidad de línea coaxial conectado eléctricamente en un extremo a dichos medios de conducción y soporte de rejilla y acoplado capacitivamente en su otro extremo a dicho cátodo.
8. Un dispositivo de descarga de electrones que tiene una envoltura,acátodo, electrodo de rejilla de control y otro electrodo dentro de dicho sobre y colocados en el orden mencionado,aconductor para dicho cátodo, dicho electrodo de rejilla de control encerrando dicho cátodo y teniendoamedios conductores y de soporte que se comunican con el exterior de dicha envoltura,aresonador de cavidad que rodea dicha envoltura y acoplado entre dicho electrodo de rejilla de control y dicho otro electrodo, e incluyendoamiembro coaxial con dicho electrodo de rejilla de control y acoplado eléctricamente a dichos medios de conducción y soporte de electrodos de rejilla de control en el exterior de dicha envoltura, formando dichos medios de conducción y soporte de electrodos de rejilla de controlacontinuación de la pared de dicha cavidad resonador,aresonador de cavidad de electrodo de rejilla de control de cátodo acoplado entre dicho cátodo y rejilla, y medios acoplados entre dichos resonadores para controlar la transferencia de energía entre dicho resonador de cavidad.
9. Un dispositivo de descarga de electrones que tiene una envoltura,acátodo, electrodo de control y otro electrodo dentro de dicha envoltura y colocados en el orden mencionado, medios conductores para dicho cátodo que se extienden a través de dicha envoltura, dicho electrodo de control estando conectado conductivamente a medios conductores que se extienden hacia el exterior de dicha envoltura,aresonador de cavidad acoplado entre dicho electrodo de control y otro electrodo, yaresonador de cavidad acoplado entre dicho cátodo y electrodo de control e incluyendoamiembro tubular coaxial con dicho electrodo de control y acoplado eléctricamente a dicho medio conductor del electrodo de control, formando dicho medio conductor del electrodo de controlacontinuación de la pared del resonador de cavidad de electrodo de control de cátodo, incluyendo dicho último resonador de cavidadamiembro conductor coaxial con y dentro de dicho miembro tubular y acoplado eléctricamente a dichos medios conductores de cátodo, y una línea de transmisión ajustable que acopla dichos resonadores de cavidad entre sí.
ANDRÉS V. HAEFF.
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