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Verzögerungsleitung für Laufzeitröhren zur
Verstärkung von Millimeterwellen
Die Erfindung betrifft eine Verzögerungsleitung für Laufzeitröhren zur Verstärkung von Millimeterwellen, die aus einem Hohlleiter besteht, in dem abwechselnd von gegenüberliegenden Wandungsteilen ausgehende, mit diesen galvanisch verbundene Querstege angeordnet sind, die bis in den Wecbselwirkungsraum zwischen einer auf der Leitung laufenden Welle und einem durch Öffnungen in den Querstegen tretenden Elektronenstrahl reichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verzögerungsleitung zur Verstärkung von Millimeterwellen zu schaffen, die einen stabilen Verstärkerbetrieb. gewährleistet und die einen hohen Kopplungswiderstand hat.
Zur Erzeugung elektrischer Schwingungen mit einer Wellenlänge in der Grössenordnung von 1 cm bis
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demselben quer zur Längsrichtung des Hohlleiters stehenden streifenförmigen Stegen bestehen. Dabei besitzen die streifenförmigen Stege annähernd gleiche Abstände voneinander und sind abwechselnd an gegenüberliegenden Wandungsteilen mit diesen galvanisch verbunden angeordnet. Die Breite der Stege ist wesentlich schmäler als die Breite des rechteckförmigen Hohlleiters.
Diese bekannten Verzögerungsleitungen sind für Verstärkerbetrieb nicht brauchbar. Davon abgesehen, können diese Leitungen auch nicht ohne weiteres für Millimeterwellen verwendet werden, da z. B. eine Verkleinerung der Abmessungen der Verzögerungsleitung eine erhebliche Minderung der Ausgangsleistung einer Röhre mit dieser Leitung zur Folge haben würde.
Zur Lösung der obengenannten Aufgabe wird bei einer Verzögerungsleitung für Laufzeitröhren zur Verstärkung von Millimeterwellen, die aus einem Hohlleiter besteht, in dem abwechselnd an gegenüberliegenden Wandungsteilen mit diesen galvanisch verbunden Querstege angeordnet sind, die bis in den Wechselwirkungsraum zwischen einer auf der Leitung laufenden Welle und einem durch Öffnungen in den Querstegen tretenden Elektronenstrahl reichen, nach der Erfindung vorgeschlagen, dass die Querstege im wesentlichen zwei Drittel der jeweiligen Querschnittsöffnung des Hohlleiters bedecken.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bei kürzesten Wellen (Millimeterwellen) durch die stabile Halterung derQuerstege eine Verwerfung trotz erheblicher Belastungen durch Elektronenaufprall ausgeschaltet ist und gleichzeitig bei Verwendung der vorwärtslaufenden ersten Teilwelle durch die Form der Querstege ein guter Koppelwiderstand erreicht wird.
Weitere Merkmale der Erfindung sollen an Hand der Zeichnung erläutert werden. Dabei sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In den Fig. 1-3 und 4 - 6 sind mehrere dünne Bleche dargestellt, die in einfacher Weise zur Herstellung der Verzögerungsleitung aufeinander gestapelt bzw. geschichtet und z. B. durch Goldlötung aneinander befestigt werden können. Dazu werden die dünnen Bleche in den Positionen der Fig. 1, 2 und 3 bzw. der Fig. 4, 5 und 6 folgerichtig so lange aufeinander geschichtet, bis die gewünschte Länge der Verzögerungsleitung erreicht ist. Die dünnen Bleche können durch Stanzen oder mit Hilfe von Ätzverfahren hergestellt sein.
Fig. 7 zeigt das Dispersionsdiagramm einer aus den Blechen der Fig. 1 - 3 oder 4 - 6 aufgebauten Verzögerungsleitung für die Grundwelle und die vorwärtslaufende erste Teilwelle (+1.-Teilwelle).
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In den Fig. l, 2 und 3 sind die Bleche 1 und 2 der zu stapelnden Blecharten dargestellt, wobei in Fig. 3 das Blech 1 gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Lage um 1800 gedreht dargestellt ist. Unter Blechart sollen alle Bleche gleicher Form und gleicher Grösse verstanden werden, die z. B. mit ein und demsel- ben Stanzwerkzeug hergestellt sind. Das Blech 2 stellt lediglich den Hohlleiterquerschnitt 3 dar, das
Blech 1 stellt sowohl den Hohlleiterquerschnitt 3 als auch den Quersteg 4 dar. Die Querstege 4 besitzen in der Nähe des Wechselwirkungsraumes zwischen einer auf der Leitung laufenden Welle und einem Elek- tronenstrahl ringförmige Ansätze 5 mit den Öffnungen 6 zum Durchtritt des Elektronenstrahls, die in Elek- tronenstrahlrichtung deckungsgleich hintereinander liegen sollen.
Die in den Hohlleiter gerichteten Kan- ten 7 und 8 der Querstege 4 bilden zueinander einen Winkel von ungefähr 1200, so dass die zwischen dem
Quersteg 4 und dem Hohlleiterquerschnitt 3 freibleibende Öffnung die Form eines Kreissektors hat.
In den Fig. 4, a und 6 sind die Bleche 9 und 10 dargestellt, wobei wieder die Fig. 4 und 6 ein Blech 9 der gleichen Blechart lediglich um 1800 gegeneinander gedreht zeigt. Das Blech 10 unterscheidet sich von dem Blech 1 dadurch, dass der Quersteg mit einer gerade verlaufenden Kante in den Hohlleiter ge- richtet ist. Die zwischen dem Hohlleiterquerschnitt 3 und dem Quersteg 4 freibleibende Öffnung hat da- durch die Form eines Kreissegmentes. Die Öffnung 6 ist wieder für den Durchtritt des Elektronenstrahls vorgesehen.
In Fig. 7 ist der Verlauf der Dispersionskurven der Grundwelle und der vorwärtslaufenden ersten Teilwelle einer aus dünnen Blechen nach den Fig. 1-3 oder 4 - 6 aufgebauten Verzögerungsleitung dargestellt. Dabei bedeutet ko die Wellenlänge im freien Raum und c/v das Verzögerungsmass für die elektromagnetische Welle. Die Geraden = 7rund = 2 TT stellen Grenzlinien dar, bei denen zwischen den elektrischen Feldvektoren im Wechselwirkungsbereich zweier aufeinanderfolgender Querstege gerade eine Phasendrehung von 1800 und 3600 besteht.
Man erkennt, dass im Betriebsbereich der zwischen den Geraden #=# und #=2# verlaufenden+1. -Teilwelle ein stabiler Verstärkerbetrieb gewährleistet ist. Eine Anregung der zwischen der Abszisse und der Ceraden 1 = Tr verlaufenden rückwärtslaufenden Grundwelle oder der -1. -Teilwelle. findet dabei nicht statt. Die Bandbreite der Verzögerungsleitung hängt von der Grösse der zwischen den Querstegen und der Hohlleiterwandung freibleibenden Öffnungen ab. Mit zunehmender Grösse der Öffnungen nimmt die Bandbreite zu.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verzögerungsleitung für Laufzeitröhren zur Verstärkung von Millimeterwellen, die aus einem Hohlleiter besteht, in dem abwechselnd von gegenüberliegenden Wandungsteilen ausgehende, mit diesen galvanisch verbundene Querstege angeordnet sind, die bis in den Wechselwirkungsraum zwischen einer auf der Leitung laufenden Welle und einem durch Öffnungen in den Querstegen tretenden Elektronenstrahl reichen, dadurch gekennzeichnet,. dass die Querstege (4) im wesentlichen zwei Drittel der jeweiligen Querschnittsöffnung des Hohlleiters bedecken.