Sistema de onda ultracorta
US2190511A
Estados Unidos
- Inventor
juan m jaula - Asignatario actual
- General Electric Co.
Aplicaciones en todo el mundo
1938 NOSOTROS
Aplicación US193316A eventos
1938-03-01
1940-02-13
Solicitud concedida
1940-02-13
1957-02-13
Caducidad anticipada
Estado
Caducado - De por vida
Descripción
13 de febrero de 1940. JMA SISTEMA DE ONDA ULTRA CORTA Presentado Marchl. 1938 3in, E 7/0-10V Inventor: John MCage, por 51 H ttorney.
Patentado el 13 de febrero de 1940 OFICINA DE PATENTES.
SISTEMA DE ONDA ULTRA CORTA John M. Cage, Schenectady, NY, asignado a General Electric Company, una corporación de Nueva York Solicitud 1 de marzo de 1938, número de serie 193,316
'1 Reclamaciones.
La presente invención se refiere a mejoras en sistemas de onda ultracorta y más especialmente en amplificadores, detectores, osciladores y convertidores para uso en longitudes de onda del orden de 1 metro a cinco centímetros o menos. Aunque no se limita a ello, la invención es particularmente aplicable a sistemas de modulación de velocidad tales como los que se describen y reivindican en Wm. Solicitud de C. Hahn SN 153.602 presentada el 14 de julio de 1937 y cedida al mismo cesionario que la presente solicitud.
Dado que una explicación adecuada de la invención implica necesariamente el uso de varios términos de carácter más o menos técnico, en los párrafos siguientes he expuesto los significados que deseo atribuir a ciertos términos de este tipo.
Por corriente de conducción pretendo designar una corriente de cargas en movimiento, como, por ejemplo, una corriente de haz de electrones que pasa a través de un espacio de conducción vacío o lleno de gas.
Por modulación de la corriente de conducción quiero designar la producción controlada de irregularidades en un flujo de corriente de conducción. Por lo tanto, un haz de electrones modulado por corriente de conducción es un haz en el que, en un momento dado, existen irregularidades sistemáticas en la velocidad de los electrones o en la densidad de los electrones de un punto a otro a lo largo del haz.
Por modulación de densidad de carga me refiero a la producción controlada de irregularidades en la distribución de cargas dentro de un flujo de corriente de conducción. Por lo tanto, un haz de electrones modulado por densidad de carga es un haz en el que, en un momento dado, la densidad de electrones varía de un punto a otro a lo largo del haz de acuerdo con algún patrón de variación controlado.
Por modulación de velocidad me refiero a la producción controlada de irregularidades en las velocidades de carga dentro de un flujo de corriente de conducción. Por lo tanto, un haz de electrones de velocidad modulada es un haz en el que, en un momento dado, los electrones en varios puntos a lo largo del eje del haz se mueven con diferentes velocidades de acuerdo con algún patrón de variación controlado.
Cuantitativamente, cualquier tipo de modulación puede medirse como la relación entre la magnitud de la desviación máxima de la cantidad modulada de su valor promedio y la magnitud de dicho valor promedio. Por tanto, se puede decir que un haz de electrones modulado por densidad de carga en el que la densidad de electrones a lo largo del eje del haz varía de cero a dos veces la densidad media posee una modulación de densidad de carga del 100%.
si la longitud de onda operativa se reduce de manera que el tiempo de tránsito de los electrones se vuelve apreciable con respecto a la frecuencia recíproca (l/f) de las variaciones de potencial de la red de control, la corriente inducida no solo aumenta sino que se aproxima más a la fase con el voltaje de la red. Estos dos efectos se combinan para producir el resultado de que la resistencia de derivación aparente del circuito de la red varía inversamente a la segunda potencia de la frecuencia de la tensión de funcionamiento. Es por esta razón que a frecuencias muy altas (1. es decir, longitudes de onda muy cortas) el tipo convencional de red alcanza una impedancia de derivación tan baja e implica una pérdida de potencia tan grande que es prácticamente inutilizable. Estos dos efectos se combinan para producir el resultado de que la resistencia de derivación aparente del circuito de la red varía inversamente a la segunda potencia de la frecuencia de la tensión de funcionamiento. Es por esta razón que a frecuencias muy altas (1. es decir, longitudes de onda muy cortas) el tipo convencional de red alcanza una impedancia de derivación tan baja e implica una pérdida de potencia tan grande que es prácticamente inutilizable. Estos dos efectos se combinan para producir el resultado de que la resistencia de derivación aparente del circuito de la red varía inversamente a la segunda potencia de la frecuencia de la tensión de funcionamiento. Es por esta razón que a frecuencias muy altas (1. es decir, longitudes de onda muy cortas) el tipo convencional de red alcanza una impedancia de derivación tan baja e implica una pérdida de potencia tan grande que es prácticamente inutilizable.
En la solicitud SN 153.602 a la que se hizo referencia anteriormente, se describen nuevos dispositivos de descarga y métodos de operación de manera que la impedancia de derivación del circuito de control puede mantenerse en un valor muy alto incluso cuando se involucran potenciales de control de longitudes de onda muy cortas. En una vista de la invención descrita en dicha solicitud, esto se logra proporcionando estructuras de electrodos de control que están construidas y operadas de tal manera que producen principalmente una modulación de velocidad de la corriente de descarga sin que ocurran variaciones apreciables de densidad de carga en las proximidades del electrodo de control. . La modulación de velocidad así producida se convierte posteriormente en modulación de densidad de carga en condiciones que no tienen una reacción adversa en el circuito del electrodo de control. Se encuentra que la aplicación adecuada de los principios básicos de la invención de Hahn y Metcalf hace posible la construcción de amplificadores, detectores, osciladores y convertidores que son eminentemente adecuados para operar en longitudes de onda muy cortas. En la medida en que los principios de la invención sean relevantes para la comprensión de la mejora descrita en el presente documento, se explicarán con más detalle a continuación.
Al tratar con dispositivos de onda ultracorta del tipo mencionado, se experimenta una dificultad considerable al transmitir energía en longitudes de onda cortas desde un sistema de antena a una estructura de electrodo de control o, por el contrario, desde un electrodo de salida a una antena u otro dispositivo de conversión de energía. . Es un objeto principal de la presente invención proporcionar medios por los que dicha transmisión pueda facilitarse en gran medida. De acuerdo con un aspecto de la invención, esto se logra mediante la provisión de una línea de transmisión resonante que tiene sus respectivos conductores física y eléctricamente continuos con los elementos de electrodo de un dispositivo de descarga desde el cual o al cual se transmite la energía.
Las características de novedad que deseo proteger aquí se señalarán con particularidad en las reivindicaciones adjuntas. La invención en sí, junto con otros objetos y ventajas de la misma, se comprenderá mejor con referencia a la siguiente descripción tomada en relación con el dibujo en el que la figura 1 ilustra en sección parcial un tubo de onda corta que materializa adecuadamente la invención; la Fig. la es una vista en planta de una parte fragmentaria de la Fig. 1; higos. 2, 3 y 4 son vistas fragmentarias en sección que representan modificaciones estructurales de la realización de la Fig. 1; La figura 5 ilustra la invención aplicada a un detector superregenerativo, y la figura 6 muestra la invención aplicada a un amplificador.
En el dibujo antes mencionado, he indicado ciertos rangos de voltaje como adecuados para la operación de los diversos electrodos. Debe entenderse, sin embargo, que los valores dados son sólo a modo de ejemplo, y que pueden variar dentro de amplios límites incluso hasta el punto de cambiar su orden de magnitud.
Con referencia particular a la figura 1, he mostrado un dispositivo de descarga que comprende una envoltura de vidrio sellada l que termina en un extremo en una prensa externa II y en el otro extremo en un vástago interno y una prensa I2.
Dentro de la envolvente se proporcionan medios para desarrollar un haz de electrones de intensidad y velocidad medias sustancialmente constantes. Dichos medios pueden incluir cualquier tipo conocido de "cañón de electrones", y el ilustrado constituye sólo un ejemplo de las muchas construcciones posibles. En la disposición que se muestra, la fuente de electrones comprende un calentador filamentario l y un cilindro emisivo de electrones envolvente l6. Rodeando el cátodo como en su conjunto se proporciona un electrodo de enfoque en forma de un elemento tubular conductor 18. Este último elemento está a su vez rodeado por un casquillo aislante l9 y por un segundo elemento tubular conductor 20.
En el uso del dispositivo, el calentador de filamentos I 5 se activa por medio de una fuente de energía adecuada, como una batería 22, que se conecta con el calentador a través de conexiones de entrada adecuadas 23. El electrodo de enfoque 18 se mantiene en potencial de cátodo o en un potencial ligeramente negativo o positivo con respecto al cátodo para concentrar los electrones emitidos en un haz de contorno generalmente cilíndrico. A dicho haz se le puede dar la velocidad deseada imprimiendo un potencial apropiado entre el cátodo y un conductor tubular 25 que se extiende transversalmente. Este último conductor está soportado en el miembro 20 y recibe potencial por medio de una conexión de entrada 28. El La magnitud del potencial a aplicar variará dentro de amplios límites dependiendo de las condiciones de operación.
El conductor tubular 25 está provisto de aberturas alineadas 29 adaptadas para permitir el paso de electrones a su través. Sirve para dos funciones, pero primero se describirá en su capacidad como elemento de electrodo. Como tal, define un espacio modulante que tiene límites de entrada y salida que tienen un potencial fijo entre sí. Con las conexiones ilustradas, su potencial también puede ser fijo con respecto a tierra.
dispuesto concéntricamente dentro del espacio de modulación se proporciona otro conductor 30 que tiene una abertura 3| en el mismo que está alineado con las aberturas29. El extremo superior del conductor 30, que también funciona como elemento de electrodo, está eléctricamente separado del conductor 25 y puede variar su potencial con respecto al mismo.
Supongamos que el potencial del elemento del electrodo interno (es decir, el extremo superior del conductor 30) se eleva y cae alternativamente por debajo del elemento externo (1, es decir, el extremo superior del conductor 25). ). Si esto se logra a una velocidad tal que el tiempo de tránsito de los electrones a través de la abertura 3| corresponde a un medio ciclo o un número impar de medios ciclos de las variaciones de potencial, entonces la velocidad de cualquier electrón dado se verá afectada de manera similar a medida que dicho electrón se acerque y se aleje del electrodo interno. Es decir, un electrón que es acelerado cuando se acerca al electrodo 30, si su tiempo de tránsito a través del electrodo es adecuado, será nuevamente acelerado cuando se aleja de él después de dejar la abertura 3|.
Una vez cumplida la relación de tiempo de tránsito de electrones especificada, un haz de electrones que atraviese el espacio de modulación será modulado en velocidad de acuerdo con la variación de amplitud del potencial aplicado al elemento de electrodo interno. Es decir, se producirán variaciones controladas en la velocidad de los electrones de un punto a otro a lo largo del haz.
Si los espacios de acercamiento y retroceso entre los conductores 25 y 30 son cortos. la modulación de velocidad producida de la manera descrita será ineficaz para crear variaciones de densidad de carga apreciables dentro de los confines del espacio de modulación. las variaciones de velocidad en sí mismas son de pequeña magnitud relativa la corriente resultante inducida en el circuito de control (es decir, en los elementos del circuito asociados con los elementos de electrodo 25 y 30) como resultado de las disparidades en la velocidad a la que las cargas se acercan y se alejan de tales elemento del electrodo será sustancialmente insignificante.
la pérdida de potencia en el circuito de control será extremadamente pequeña.
Hasta ahora no se ha considerado el medio por el cual se producen las variaciones de potencial deseadas del electrodo interno, ni la forma en que las variaciones de velocidad relativamente pequeñas creadas en el espacio de modulación se convierten en variaciones de densidad de carga de magnitud útil. Este punto será discutido a continuación.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 1, se verá que a la derecha del espacio de modulación se proporciona un electrodo adicional 35 situado en la trayectoria del haz de electrones. Un cilindro hueco 34, conectado eléctricamente al conductor 25, sirve para apantallar el haz y dirigirlo hacia este electrodo.
Por medio de una batería 36, el electrodo 35 puede mantenerse a un potencial bajo, digamos algunos voltios negativos o positivos con respecto al cátodo It, de modo que sea eficaz para invertir todo o parte del haz de electrones que se aproxima. En
-cualquiera de los casos, como se explica en la solicitud SN 153,602 mencionada anteriormente, el componente inverso será modulado por densidad de carga en una medida que depende de la modulación de velocidad impartida al haz en el espacio de modulación, pero es de un orden de magnitud superior. yo
su efecto al acercarse y alejarse del elemento de electrodo interior 30 es inducir oscilaciones en el circuito al que está acoplado el elemento. Si las diversas partes del sistema están adecuadamente relacionadas, estas oscilaciones pueden ser de tal frecuencia y fase que hagan que el sistema sea autosuficiente. Este medio de obtener oscilaciones de alta frecuencia se describe y reivindica ampliamente en Geo. F. Solicitud de Metcalf con número de serie 201.953, presentada el 14 de abril de 1938, y no se pretende que se reivindique en la presente, salvo que se modifique mediante el uso de mi disposición de electrodos mejorada, tal como se describe a continuación.
Para la operación práctica del dispositivo, se deben proporcionar algunos medios para utilizar la energía oscilatoria desarrollada. En la disposición ilustrada, tales medios comprenden una antena radiante 38 unida al conductor 30 en un punto cercano a su extremo inferior. Esta antena puede tener una longitud correspondiente a un número impar de cuartos de longitud de onda de la frecuencia a la que debe funcionar el sistema y debe estar aislada del contacto directo con el conductor exterior 25.
Para transmitir energía de manera efectiva entre los elementos de electrodo y la antena, se proporciona una línea de transmisión concéntrica que comprende los dos conductores axialmente simétricos 25 y 30. Para que esta línea pueda servir como un elemento transformador para adaptar la impedancia relativamente baja de la antena a la impedancia muy alta del sistema de electrodos, es preferiblemente un número impar de cuartos de longitud de onda y está cerrado en su extremo inferior por un cuerpo conductor 39 que conecta eléctricamente los conductores interior y exterior. El sistema oscilante así formado está adaptado para sostener una onda estacionaria que tiene un nodo de tensión en el extremo cerrado de la línea y un antinodo de tensión en el extremo abierto.
Como corolario de la función de adaptación de impedancia de tal línea, se puede observar que sirve para transformar energía de corriente baja de alto voltaje en el extremo del electrodo de la línea en energía de corriente alta de bajo voltaje en el extremo de la antena. Con la disposición descrita, se puede mantener una onda estacionaria en la antena, estando el antinodo de tensión en el extremo exterior.
Para que la conversión de energía sea lo más eficiente posible, es deseable que la longitud efectiva de la línea de transmisión sea lo más cercana posible a un cuarto de longitud de onda oa un número impar de cuartos de longitud de onda. Sin embargo, esto se puede hacer y el sistema aún se mantiene en resonancia solo si la impedancia de sobretensión del sistema de electrodos acoplado a la línea de transmisión es igual a la impedancia de sobretensión de la propia línea. Cualquier desviación de esta condición requerirá un acortamiento o alargamiento compensatorio de la línea para mantener la resonancia y disminuirá la efectividad general del sistema.
De acuerdo con mi presente invención, el cumplimiento de la condición teóricamente ideal se logra al menos en una aproximación muy cercana al hacer que los elementos de electrodo sean continuos física y eléctricamente con los conductores de línea a los que están conectados. Es decir, como se muestra en la Fig. l, los electrodos están constituidos respectivamente por los extremos superiores de los conductores 25 y 30. (Suponiendo que la longitud total del conductor 30 corresponde precisamente a un cuarto de longitud de onda, la abertura 3| debe ser tan cerca de su extremo superior como sea posible). Con esta disposición, la impedancia de sobretensión del electrodo es necesariamente sustancialmente idéntica a la del resto de la línea de transmisión.
La forma precisa de la línea de transmisión ilustrada en la Fig. 1 no es esencial para los propósitos de mi invención y en las Figs. 2 y 3 He ilustrado formas alternativas que pueden usarse. En ambas figuras, los elementos correspondientes a las partes ya descritas están numerados de manera similar. Haciendo referencia a la figura 2, he mostrado una disposición que difiere de la ya comentada únicamente en que el conductor central, numerado 30', tiene una configuración hueca. Se entenderá que si bien este cambio puede afectar a las constantes de la línea en una pequeña medida, no alterará su modo de operación de forma importante.
En la Fig. 3, la línea de transmisión que se muestra es simétrica con respecto a un plano que pasa por el eje del haz de electrones. Comprende un conductor interior sólido 40 dispuesto simétricamente dentro de un conductor exterior cilíndrico 4I, siendo ambos conductores de una longitud correspondiente a la mitad de la longitud de onda (o un número impar de longitudes de media onda) de la frecuencia a la que se pretende que funcione el dispositivo ilustrado. . Cada extremo de la línea está terminado por un cuerpo conductor de cortocircuito 42 en un punto a un cuarto de longitud de onda distante del eje del haz de electrones, es decir, de la línea central común de las aberturas 44 a través de las cuales se proyecta el haz. . Cerca de uno de los extremos cortocircuitados de la línea se proporciona una antena 43 de cuarto de onda, que se corresponde en aspectos esenciales con el elemento 38 similar descrito en relación con Figxl.
En este caso, la línea de transmisión concéntrica puede hacerse resonar de tal manera que mantenga una onda estacionaria que tenga nodos de tensión en los extremos de la línea y un antinodo de tensión en su centro. Debido al hecho de que la línea está cerrada en cada extremo por los cuerpos 42, está libre de los efectos finales que necesariamente existen en cierta medida en relación con las disposiciones de las Figs. 1 y 2. Por lo demás, su funcionamiento es similar.
La manera de acoplar la antena a la línea de transmisión también puede variar de la descrita en relación con las Figs. 1, 2 y 3. Por ejemplo, en la Fig. 4, he mostrado una disposición en la que la antena comprende simplemente una extensión del conductor interior de la línea de transmisión.
En este caso, como en las construcciones anteriormente mencionadas, tanto la línea de transmisión como la antena están encerradas dentro de los límites de la envolvente ID. La línea de transmisión comprende un conductor interior 45 y un conductor exterior 46, ambos se extienden en lados opuestos del eje del haz de electrones. Se realiza una conexión de cortocircuito entre los dos conductores en 41, a un cuarto de longitud de onda desde el eje del haz. ¡De esta manera, se hace que la línea de transmisión sostenga una onda estacionaria que tiene nodos de voltaje en 4! y en un punto X espaciado a la mitad de la longitud de onda de 41.
La parte expuesta 45', que constituye la antena, está acoplada capacitivamente a la línea de transmisión por medio de una parte conductora 48 que se extiende desde el conductor exterior 46 hasta una región muy próxima al conductor interior.
Esta parte está preferentemente espaciada desde el punto nodal X a una distancia tal que haga coincidir la impedancia de la antena con la del sistema de electrodos. Una longitud conveniente para la antena es un cuarto de longitud de onda desde el punto de acoplamiento capacitivo.
En la Fig. I he ilustrado la invención aplicada a un dispositivo de descarga utilizado como detector. yo
En este caso, la envoltura de descarga comprende una porción metálica cilíndrica alargada 50 cerrada en un extremo por un cabezal 5| que se apoya. Las conexiones de entrada 52 llevadas a través de los terminales de bayoneta 53 del cabezal permiten la activación de los electrodos encerrados de la manera descrita anteriormente en relación con la Fig. 1. Los electrodos incluyen un cátodo 55, un elemento de enfoque 56 y conductores 51 dispuestos concéntricamente. medida.
y 58 dispuestos en la trayectoria del haz de electrones. El exterior de estos conductores está directamente conectado a la envoltura 50 y, al igual que la envoltura, se mantiene a un potencial alto suficiente para acelerar el electrón. Esto puede lograrse, por ejemplo, por medio de una fuente de potencial adecuada, como una batería. 60. Los conductores están provistos de aberturas alineadas 62 y 63 y conjuntamente sirven para modular la velocidad del haz de electrones de acuerdo con los principios expuestos anteriormente. Como en las disposiciones anteriormente descritas, los conductores 51 y 58 constituyen una línea de transmisión concéntrica de cuarto de onda que está cortocircuitada en un extremo. Una antena receptora 65 está acoplada al conductor interno 58 a través de un circuito adecuadamente sintonizado que incluye una inductancia 66 y una capacitancia 61. Un conductor de entrada 88,
La antena 65 está adaptada para recibir señales entrantes e imprimir dichas señales en el transand 11.
línea de misión para efectuar la modulación de la velocidad del haz de electrones que pasa a través de las aberturas 62 y 63. En el funcionamiento deseado del dispositivo, esta modulación es función de la señal recibida. Un electrodo adicional colocado en la trayectoria del haz de electrones está tan polarizado por medio de una batería H como para invertir al menos una parte del haz, convirtiendo así su modulación de velocidad en modulación de densidad de carga de acuerdo con los principios establecidos anteriormente.
Por analogía con la descripción dada en relación con la figura 1, se verá que con los elementos descritos hasta ahora, el dispositivo de la figura 5 debería funcionar como un oscilador. Es decir, la componente inversa del haz de electrones al regresar al espacio de modulación de velocidad encerrado por el conductor 5! debe producir oscilaciones sostenidas del sistema de electrodos y su línea de transmisión asociada. Esta operación puede evitarse, sin embargo, y obtenerse una acción satisfactoria del detector suministrando un voltaje de extinción al sistema algo similar a los esquemas practicados en conexión con detectores superregenerativos de otros tipos. Tal voltaje de extinción puede proporcionarse, por ejemplo, por medio de un circuito sintonizado que incluye un condensador 12 y una inductancia 13 conectados en serie con el electrodo 10 y acoplados a una fuente de voltaje I4 que tiene una frecuencia sólo una fracción de la frecuencia recibida. Con un circuito como el descrito, el dispositivo de la Fig. 5 se puede hacer funcionar de manera efectiva como un rectificador (detector), el voltaje rectificado que aparece a través de la resistencia 19, es decir, entre los terminales 16. Un condensador 18 conectado como se muestra servirá. para filtrar la frecuencia de extinción.
En la Fig. 6 he mostrado un dispositivo, utilizable como amplificador, en el que mi invención se utiliza en conexión con sistemas de electrodos de entrada y salida. En este caso, un cañón de electrones que incluye un cátodo 80 y un cilindro de enfoque 8| sirve como fuente de haz de electrones. Los conductores concéntricos 83 y 84 constituyen un sistema combinado de electrodos de modulación de velocidad y una línea de transmisión de cuarto de onda. El voltaje de control se suministra al sistema desde una antena receptora 85 que se muestra conectada al conductor interno 83 cerca de su extremo inferior.
Durante el paso a través del espacio de modulación proporcionado por el conductor hueco 84, el haz de electrones se modula en velocidad de acuerdo con los principios explicados en relación con la Fig. 5. Para que esta modulación de velocidad pueda convertirse en modulación de densidad de carga, se permite que pase a través de él. un espacio de conversión proporcionado por una serie de cilindros conductores huecos 81 alineados axialmente. Debido a la dispersión del haz como resultado de las fuerzas de dispersión que actúan dentro de él, algunos de los cilindros se cargan a un potencial relativamente alto y los alternos se cargan a un potencial relativamente alto. menor potencial para ejercer un efecto de enfoque en el haz. Durante el paso por el espacio de conversión, los electrones retardados tienden a ser superados por los acelerados, de modo que se produce un agrupamiento de electrones.
Después de pasar por el espacio de conversión, el haz modulado por densidad de carga se proyecta en un segundo sistema de electrodos generalmente similar al constituido por los conductores 83 y 84. Este puede comprender, por ejemplo, una línea de transmisión concéntrica de cuarto de onda compuesta axialmente Para para evitar conductores asimétricos 89 y 90. El paso del haz modulado por densidad de carga a través de estos elementos de electrodos servirá para inducir variaciones de corriente en el sistema resonante formado por los conductores 89 y 90. Como se explica con más detalle en la solicitud SN 153.602 mencionada anteriormente, este el efecto será más pronunciado si la longitud axial del orificio 92 en el conductor 89 corresponde al menos aproximadamente a la separación entre los máximos y mínimos de densidad de carga adyacentes en el haz modulado por densidad de carga o algún múltiplo impar de dicha separación;Si esto es cierto, la aproximación de un máximo de carga hacia el conductor 89 coincidirá con la recesión de un mínimo de carga y el efecto resultante, visto en el circuito externo, será de su mayor valor posible.
La energía transmitida a lo largo de los conductores 89 y 90 se puede utilizar en un circuito de carga adecuado conectándolo a los terminales 94 y 95. Estos terminales se deben acoplar a la línea de transmisión en puntos tales que la impedancia de la carga coincida sustancialmente con esa. del sistema de electrodos. Después de pasar a través de los diversos elementos de electrodo mencionados, se puede hacer que el haz, despojado de una parte de su energía, incida en un ánodo colector 91. Este se polariza preferiblemente a un voltaje positivo suficientemente alto para asegurar la recogida de todo el haz.
El sistema descrito en los párrafos anteriores está especialmente adaptado para su uso como un amplificador en el que una señal relativamente débil recibida en la antena 85 produce una respuesta relativamente más potente en los terminales 94, 95.
Si bien he descrito mi invención en relación con un tipo particular de dispositivo de descarga, es aplicable a cualquier sistema en el que se hace que los elementos de electrodos muy adyacentes varíen en potencial entre sí a alta frecuencia. Por lo tanto, pretendo cubrir en las reivindicaciones adjuntas cualquier combinación de conductores de línea de transmisión y electrodos en la que estos últimos sean eléctricamente continuos con los primeros y en la que los principios de mi invención estén incorporados de otro modo.
Lo que reclamo como nuevo y deseo asegurar mediante Letters Patent of the United States es:
1. In combination, means for producing an electron beam and a pair of electrically separate concentric conductors arranged transversely to and in the path of the electron beam, said conductors being provided with aligned openings to permit passage of the beam therethrough and being electrically connected to one another at a point spaced from the axis of the beam by a distance corresponding approximately to an odd number of quarter wave lengths of an electrical quantity desired to be transmitted along the conductors. p
2. En aparatos de alta frecuencia, la combinación que incluye medios para producir un haz de electrones, a. par de conductores paralelos de dimensiones y separación tales que constituyen una línea de transmisión que resuena a una frecuencia deseada de operación del aparato, dichos conductores están dispuestos transversalmente y en la trayectoria del haz de electrones y están provistos de aberturas alineadas que permiten el haz pase completamente a través de ambos conductores, facilitando así una reacción eléctrica mutua efectiva entre la línea de transmisión y el haz.
3. En un sistema de onda corta, la combinación que incluye medios para producir un haz de electrones, un sistema de electrodos que incluye un par de elementos de electrodos yuxtapuestos eléctricamente separados colocados en las proximidades del haz de modo que cada uno de los elementos sea atravesado por el haz, un línea de transmisión que tiene conductores internos y externos que comprenden respectivamente continuaciones eléctricas y físicas de dichos elementos de electrodos, dicha línea de transmisión está adaptada para resonar a una frecuencia particular, y medios para excitar la línea de transmisión a dicha frecuencia particular, para efectuar así una modulación correspondiente del haz
4. En combinación, un tubo de onda corta que incluye medios para producir una corriente de electrones, un par de conductores axialmente simétricos dispuestos transversalmente y en la trayectoria de la corriente de electrones, dichos conductores provistos de aberturas alineadas para permitir el paso de los electrones a su través. , significa conectar eléctricamente los conductores entre sí en un punto separado del flujo de electrones por una distancia que corresponde aproximadamente a un número impar de cuartos de onda de una cantidad eléctrica que se desea transmitir a lo largo de los conductores, y un sistema de antena conectado a uno de los conductores adyacentes a dicho punto de conexión.
5. En combinación, medios para producir un haz de electrones, una línea de transmisión concéntrica resonante a una frecuencia determinada, medios para proyectar el haz de electrones transversalmente a través de los conductores interior y exterior de la línea de transmisión en un punto cercano a un antinodo de tensión del mismo, y medios acoplados a la línea de transmisión para efectuar la excitación de la línea a dicha frecuencia particular y por tanto provocar la modulación del haz de electrones.
6. En combinación, medios para producir un haz de electrones, un par de conductores concéntricos colocados en la trayectoria del haz y que tienen aberturas alineadas para permitir el paso del haz transversalmente a través de ambos conductores, siendo dichos conductores de tal longitud que constituyen un resonante línea de transmisión adaptada para oscilar a una frecuencia particular y que tiene dimensiones transversales que están tan correlacionadas con la velocidad del haz como para asegurar una modulación efectiva del haz cuando la línea es excitada a dicha frecuencia particular, y medios para excitar la línea a tal frecuencia.
7. En combinación, medios para producir un haz de electrones, medios para modular el haz a una frecuencia particular, un par de conductores concéntricos dispuestos en la trayectoria del haz modulado y que tienen aberturas alineadas para permitir el paso del haz transversalmente a través de ambos conductores. , estando las dimensiones transversales de los conductores correlacionadas con la velocidad del haz para asegurar una reacción mutua eficaz con el haz a dicha frecuencia particular de modulación, y medios acoplados a los conductores para recibir energía de los mismos.
JOHN M. CAGE.
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