Zur Theorie der Travelling-Wave-Tube

  • Wolfgang Frey
  • Fritz Lüdi
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Summary

The travelling-wave tube (T. W. T.) is recomputed by means of an equivalent circuit giving the characteristic impedance for purposes of comparison with the klystron and the triode. With the klystron and the T. W. T. a shot effect is induced in the amplifier input, but not with the triode, so that increasing the transconductance of the two former tubes does not result in a reduction of the noise figure as with the triode. For the same beam current the noise figure of the T. W. T. and the klystron are approximately the same. The T. W. T. is, however, superior to the klystron in that, for the same beam length, the gain is greater, due to the fact that it increases exponentially for the former and linearly for the klystron. It is therefore concluded that it should be possible considerably to improve the signal-to-noise ratio of the klystron-type of amplifier by suitably increasing the beam length (e. g. by magnetic means). An advantage accruing would be that the input and output are decoupled; in the case of the T. W. T. this leads to oscillation if the helix is not matched so as to avoid reflections.

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References

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    Während der Niederschrift der Studie ist uns noch der Aufsatz vonA. Blanc-Lapierre, P. Lapostolle, J. P. Voge undR. Wallauschek, Onde électr.27, 194 (1947), bekanntgeworden, in dem ein ähnliches Ersatzschema der Berechnung zugrunde liegt; nur tritt dort die Längskapazität als Serie- und nicht als Parallelkapazität wie bei uns auf. Das Ziel der beiden Aufsätze ist jedoch verschieden.Google Scholar
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    Der Kopplungsfaktor α in (6) und (7) besagt, daß einerseits nur das Streufeld αE auf den Elektronenstrahl wirkt und andererseits der Elektronenstromi ein inneres Feld gemäß Ėi=−αi/C 2 influenziert; das letztere verifiziert man durch Aufspalten vonE in Gleichung (7) inE i und\(E_a = Q/C_l ,\dot Q = I_1 ,I_1 = \alpha i + C_l \dot E_i + I_1 .\) Die Streuung könnte durch eine Erweiterung des Ersatzschemas formal strenger eingeführt werden, doch verzichten wir auf die Komplikation, weil die im erweiterten Ersatzschema hinzukommenden Kapazitäten nicht auf einfache Weise bestimmt werden können.Google Scholar
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    F. Lüdi, Helvetica Physica Acta9, 355 (1946).Google Scholar
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    Man kann sich fragen, ob bei der Triode durch Influenz am Gitter nicht auch ein induzierter Schroteffekt wie beim Klystron und der Travelling-Wave-Tube entsteht. Dazu ist zu bemerken, wieE. Sigrist an der Tagung des Schweizerischen Elektrotechnischen Vereins in Baden am 20. September 1949 hervorgehoben hat, daß sich dieunmittelbar folgenden entgegengesetzten Influenz-Stromimpulse im Gitterwiderstand, beim Durchtritt eines Elektrons durch das Gitter in der Wirkung aufheben. Man kann dies aus der allgemeinen Theorie des Schroteffektes in der schon zitierten Arbeit (Note 1, s. oben) entnehmen. Allerdings ist für diesen Spezialfall wegen eines in der Summation unterlaufenen Rechenfehlers diese Konsequenz nicht leicht ersichtlich, da die Fourier-Koeffizienten der Influenzstromzerlegung nach Gleichung (9) richtigerweise\(a_K = \frac{{2e}}{T}\sin \left( {\frac{{m\pi kT_0 }}{T}} \right)\frac{{\sin (m + 1)\pi kT_0 }}{{\cos \pi kT_0 /T}}\) heißen müssen, wobei (m+1) die (gerade) Anzahl der alternierenden Stromimpulse ist. Setzt manm+1=2 und läßt den zeitlichen AbstandT o der aufeinanderfolgenden Influenzimpulse gegen Null streben, so verschwindeta K. Es ist aber zu bemerken, daß die in der erwähnten Arbeit diskutierten Fälle vom erwähnten Rechenfehler nicht betroffen werden.Google Scholar

Copyright information

© Birkhäuser-Verlag 1950

Authors and Affiliations

  • Wolfgang Frey
    • 1
  • Fritz Lüdi
    • 1
  1. 1.Brown, Boveri & Cie.Baden

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