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Laufzeitröhren

Beschleunigung der Elektronen durch die Anodenspannung
Einfluss der HF-Spannung des Resonators
Ausbildung von Elektronenpaketen

Bild 1: Bildung von Elektronenpaketen durch Geschwindigkeitsmodulation

Beschleunigung der Elektronen durch die Anodenspannung
Einfluss der HF-Spannung des Resonators
Ausbildung von Elektronenpaketen

Bild 1: Bildung von Elektronenpaketen durch Geschwindigkeitsmodulation

Beschleunigung der Elektronen durch die statische Anodenspannung Einfluss der HF-Spannung des Resonators Ausbildung von Elektronenpaketen
Beschleunigung der Elektronen
durch die statische Anodenspannung
Einfluss der
HF-Spannung
des Resonators
Ausbildung von Elektronenpaketen

Bild 1: Bildung von Elektronenpaketen durch Geschwindigkeitsmodulation

Laufzeitröhren

Als Laufzeitröhren bezeichnet man Röhren, bei denen die Laufzeit der Elektronen zur Verstärkung bzw. zur Schwingungserzeugung ausgenutzt wird. Je höher die Hochfrequenz ist, gewinnt in den Röhren für die Erzeugung/Verstärkung von Hochfrequenz die Laufzeit der Elektronen in der Röhre mehr und mehr an Bedeutung. Die Umwandlung von Gleichstrom in Hochfrequenz wird durch die Ausnutzung von Laufzeit und Geschwindigkeitsmodulation der Elektronen sowie von verlustarmen Hohlraumresonatoren charakterisiert.
Beschleunigung der Elektronen durch die statische Anodenspannung: Durch die Anodenspannung werden die Elektronen gleichmäßig beschleunigt. Sie erhalten zu jedem Zeitpunkt eine konstante Geschwindigkeit von v=d/t. Das zeigt sich in diesem Diagramm als gleichmäßiger Anstiegswinkel.
Einfluss der HF-Spannung des Resonators: Ein Eingangsresonator wird durch eine hochfrequente Schwingung fremderregt. Durch das elektrische Feld dieser Schwingung werden die Elektronen entweder zusätzlich beschleunigt (während der positiven Halbwelle) oder abgebremst (negative Halbwelle). Die schnelleren Elektronen holen die langsameren Elektronen im Laufraum ein.
Ausbildung von Elektronenpaketen: Durch die unterschiedliche Geschwindigkeit bilden sich Elektronenpakete. Sie haben eine große hohe Energie durch die hohe Anodenspannung erhalten. Ein Ausgangsresonator wird durch diese Elektronenpakete zu einer leistungsstarken Schwingung angeregt.
In Linearstrahlröhren verläuft die Richtung des Elektronenstrahls und des statischen elektrischen Feldes zueinander parallel (linear). Dagegen stehen bei den Kreuzfeldröhren die den Elektronenstrahl beeinflussenden Felder senkrecht zum Elektronenstrahl.

Mikrowellenröhren
dichtegesteuerte Röhren
Laufzeitröhren
Kreuzfeldröhren
Linearstrahlröhren
Magnetfeld
wird benötigt
Amplitron
Magnetron
Stabilotron
Traveling Wave Tube
Carzinotron
EIK/EIO
Klystron
Scheibentriode
Mikrowellenröhren
dichtegesteuerte Röhren
Laufzeitröhren
Kreuzfeldröhren
Linearstrahlröhren
Magnetfeld
wird benötigt
Scheibentriode

Die folgende Tabelle stellt charakteristische Kenngrößen der in der Radartechnik verwendeten Laufzeitröhren gegenüber. Obwohl die Scheibentriode keine Laufzeitröhre ist, wurde sie in diese Tabelle zum Vergleich mit aufgenommen.

  Klystron Wanderfeldröhre EIK/EIO Magnetron Carcinotron Scheibentriode
Frequenzbereich bis 35 GHz bis 95 GHz bis 230 GHz bis 95 GHz bis 5 GHz bis 1,5 GHz
Bandbreite 2 - 4 % 10 - 20 % 0,5 - 1 % wenige Megahertz 2 GHz 30 - 50%
Ausgangsleistung bis 50 MW bis 1 MW bis 1 kW bis 10 MW 1 W bis 1 MW
Leistungsverstärkung bis 60 dB bis 50 dB 40 - 50 dB - - bis 20 dB
Funktion schmalbandiger Leistungsverstärker breitbandiger, rauscharmer Verstärker schmalbandiger Höchstfrequenzverstärker und Oszillator Leistungsoszillator mit einer Sendefrequenz geregelter Oszillator (VFO) Verstärker, Oszillator

Tabelle 1: Laufzeitröhren im Vergleich