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2026-04-29T15:23:56Z

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Ein '''Backward-wave Oszillator''' ('''BWO'''), auch '''Carcinotron''' (gesprochen wie: „Karzinotron“), ist eine '''Rückwärtswellenröhre''' und allgemein eine [[Laufzeitröhre]] zur Erzeugung von [[Mikrowellen]]. Sie hat gegenüber zum Beispiel [[Klystron|Reflexklystrons]] und [[Magnetron]]s den Vorteil der elektrischen Abstimmbarkeit über einen großen Frequenzbereich.<ref name="rgl" />

Die Röhre wird überwiegend in der Forschung und im militärischen Bereich eingesetzt. Entwickelt wurden BWOs Anfang der 1950er Jahre zunächst von [[Compagnie générale de la télégraphie sans fil|CSF]] und industriell gefertigt seit den 1960er Jahren.

Mit BWOs können je nach Typ [[Frequenz]]en von etwa 1 G[[Hertz (Einheit)|Hz]] bis in den Terahertz-Bereich erzeugt werden. Die Ausgangsleistung beträgt bei den gängigen Bauformen wenige Milli[[Watt (Einheit)|watt]] und sinkt bei Erhöhung der Frequenz. Mit Sonderbauformen können Ausgangsleistungen bis zu 100 kW erreicht werden.

== Aufbau und Funktion ==

=== Rückwärtswellenoszillator vom Typ „O“ ===
Der Rückwärtswellenoszillator vom Typ „O“ hat einen ähnlichen Aufbau wie eine [[Wanderfeldröhre]]. Das „O“ aus der Bezeichnung stammt aus dem französischen Wort für Welle (''{{Lang|FR|l’onde}}'') und benennt, dass sich das Magnetfeld in der gleichen Richtung wie der Elektronenstrahl und die Verzögerungsleitung für die Wellen befindet.<ref name="rgl" /> Der Elektronenstrahl wird in diesem Typ linear entlang der Längsachse der Röhre geführt und durch ein starkes Magnetfeld fokussiert, welches an den Interaktionen jedoch nicht beteiligt ist. Die Geschwindigkeit der Elektronen im Elektronenstrahl kann durch das Kollektorpotential (praktisch: Änderung der Anodenspannung!) geändert werden. Somit kann die Frequenz der mit dieser Röhre erzeugten Schwingungen in recht großem Bereich geändert werden.

BWOs sind [[Oszillator]]röhren, die ähnlich wie die nur zur Verstärkung dienenden Wanderfeldröhren unter anderem aus einer [[Helix]] als Verzögerungsleitung bestehen. Auf dieser läuft eine Welle und wechselwirkt mit einem [[Elektronenstrahl]]. Die erzeugte Welle läuft bei BWOs auf der Helix jedoch rückwärts, d. h. entgegengesetzt zur Richtung des Elektronenstrahls.<ref name="scotty" /> Diese in einer Wanderfeldröhre unerwünschte Erscheinung wird hier gezielt ausgenutzt. Die [[Rückkopplung]] des Oszillators wird durch den Elektronenstrahl realisiert, indem die am Ausgang in ihm induzierten Geschwindigkeitsänderungen aufgrund der Laufzeit zu Dichteänderungen werden, die durch ihr elektrisches Wechselfeld das Ende der Helix anregen. Schwingungen werden somit dann erzeugt, wenn zwischen Elektronengeschwindigkeit und Phasengeschwindigkeit der Welle auf der Verzögerungsleitung eine Phasendispersion besteht.

[[Bild:Carcinotron.png|right|Carcinotron]]
In der technischen Ausführung besteht ein BWO aus folgenden Teilen:
* der Elektronenkanone, meist als [[Elektronenröhre#Tetrode|Tetrode]]n-Strahlsystem ausgeführt;
* der Verzögerungsleitung mit Auskopplung;
* dem Laufraum genannten Raum zwischen Kathode und Anode, in welchem die Interaktion mit dem Elektronenstrahl stattfindet;
* der Montageeinheit mit Magnet und Sockel;
Zur Vermeidung unerwünschter Schwingungen ist das Ende der Verzögerungsleitung durch Aufdampfen einer dünnen Eisenschicht bedämpft.

=== Rückwärtswellenoszillator vom Typ „M“ ===
Der Rückwärtswellenoszillator vom Typ M hat einen Aufbau ähnlich wie dem [[Magnetron]], aber mit einer zusätzlichen [[Kaltkathode]].<ref name="rgl" /> Er verwendet wie das Magnetron ein elektrisches Feld <math>\vec E</math> zwischen den Kathoden und der Anode sowie ein senkrecht dazu stehendes magnetisches Feld <math>\vec B</math> zur kreisförmigen Ablenkung eines Elektronenstrahls. Die Elektronenbewegung endet in einem im Laufraum befindlichen Kollektor. Das elektrische Feld in der Verzögerungsleitung (den Resonatoren) bewegt sich entgegengesetzt zu der Elektronenbewegung im Laufraum.

== Anwendung ==
Der BWO findet unter dem Namen ''Carcinotron'' Anwendung als Hochfrequenzgenerator in älteren [[Radargerät]]en.
Gebaut wurden BWOs beispielsweise von der [[Vereinigte Staaten|US-amerikanischen]] Firma [[Watkins-Johnson]].

== Literatur ==
* {{Internetquelle |url=https://hpmemoryproject.org/an/pdf/an_12.pdf |titel=Hewlett Packard Company: ''How a helix Backward-wave tube works'' in HP Application Note, Nr. 12, Palo Alto, U.S.A., 1959 |abruf=2026-04-29}}

* Hewlett Packard Company: Sweep Oscillator Model 8690, Operating and service manual, Palo Alto, U.S.A., 1970

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="rgl">{{Internetquelle |autor=C. Wolff |url=https://www.radartutorial.eu/08.transmitters/tx20.de.html |titel= Karzinotron |werk=radartutorial.eu |abruf=2024-12-01}}</ref>

<ref name="scotty">{{Literatur | Autor= [[Alexander S. Gilmour|A.S. Gilmour Jr.]]| Titel= Principles of traveling wave tubes| Verlag= Artech House| Ort=Norwood, MA, USA| Datum= 1994| ISBN= 978-1-4951-0431-2| Seiten= 283-288}}</ref>

</references>

[[Kategorie:Hochfrequenzbauelement]]
[[Kategorie:Radarbaugruppe]]
[[Kategorie:Elektrischer Oszillator]]
[[Kategorie:Englische Phrase]]

Backward-wave Oscillator - Versionsgeschichte

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