CH615531A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Dämpfung von elektromagnetischen Hohlraum-Störwellen, die im Vakuumsystem einer Hochfrequenz-Elektronenröhre, insbesondere einer Senderöhre, auftreten.

Bei hochverstärkenden Hochfrequenz-Elektronenröhren können im Hohlraum der Elektronenröhre Hohlraumresonanzen auftreten, die sich als störende Hohlraumwellen, als sog. Störmoden, bemerkbar machen. Insbesondere ist dies bei Senderöhren mit hoher Steilheit der Fall, die koaxial mit zylindrischen Elektroden aufgebaut sind und an die in einem einzigen Bauteil koaxial vereint ein Topfkreis als Anodenkreis angeschlossen ist. Die elektromagnetisch wirksame koaxiale Länge von Gitter und Anode ist dann gleich einem Viertel der Nutzwellenlänge, wobei die entsprechende /74-Abstimmung über einen koaxialen Kurzschlussschieber zwischen Gitter und Anode herbeigeführt wird.

Eine solche koaxiale Senderöhre mit zylindrischen Elektroden ist in der Fig. 1 schematisch dargestellt. Mit 1 ist dabei die Kathode, mit 2 ein Gitter, und mit 3 die Anode und mit 4 ein Kurzschlussschieber zwischen Gitter 2 und Anode 4 bezeichnet. Der Durchmesser des Gitters 2 ist «d», der der Anode 4 im elektrisch wirksamen Bereich des Gitters 2 ist «D». Die mit dem Kurzschlussschieber 4 begrenzte koaxiale Länge von Gitter 2 und Anode 3 ist «1», der axiale Abstand zwischen dem Abschluss der Anode 3 von Gitter 2 ist «A », wobei 1' +A = 1. Die Länge 1' ergibt dann etwa W4 d. h. ein Viertel der Wellenlänge der Nutzfrequenz, die beispielsweise in den Fernsehbändern IV/V zwischen 470 MHz und 790 MHz liegt.

Bei dem koaxialen Aufbau mit dem Gitterdurchmesser d und dem Anodendurchmesser D gilt für die kritische Wellenlänge, oder «Grenzwellenlänge» genannt,

Xa^~(d + D), (1)

wobei die entsprechende kritische Frequenz oder Grenzfrequenz die niedrigste Frequenz der sich auf dem durch das Gitter 2 und die Anode 3 gebildeten koaxialen Leiter mit gedachter unendlicher Länge ausbreitenden Wellen, nämlich die Frequenz der Hn-Welle, ist.

Durch die axial geschlossene Anode 3 und durch den Kurzschlussschieber 4 zwischen Gitter 2 und Anode 3 wird ein koaxialer Hohlraumresonator gebildet, in dem sich stehende Wellen ausbilden können. Diese sind es, die sich als Störmoden bemerkbar machen. Dabei ist die niedrigste Störfrequenz die der Hn-Welle, die sich als Hm-Hohlraurnresonanzwelle mit der Länge 1 als halbe Wellenlänge ausbildet. Mit der Grenzwellenlänge Xg und der Resonatorlänge 1 steht diese Resonanzwellenlänge A.Res in folgendem Zusammenhang:

^ = ~7=4=TT-- <2)

Mit den beiden Formeln (1 ) und (2) lässt sich für gegebene Abmessungen der Elektronenröhre die Frequenz der Hni-Welie errechnen. Weitere Resonanzen bei höheren Frequenzen können ebenfalls auftreten. Ohne spezielle Massnahmen sind diese Resonanzen praktisch ungedämpft und können bei Elektronenröhren mit hohen Steilheiten, wie sie insbesondere bei Hochfrequenz-Senderöhren benötigt werden, zusammen mit passenden Rückkopplungsbedingungen zu Selbsterregungen führen.

Zum Verhindern solcher Resonanzen ist es beispielsweise aus der DT-OS 25 26 127 bekannt, an den Stellen der Anode, wo die Ströme der Störmoden fliessen, Dämpfungsmaterial anzubringen. Das geschieht durch Einbetten von quer zu diesen Strömen liegenden Ferritstäben in die Anode. Die zu dämpfenden Ströme der Störmoden werden gezwungen, in Schleifen um die Ferritstäbe zu fliessen, und werden dadurch magnetisch gedämpft. Dieser Dämpfung mit Ferritmaterial haftet der Nachteil an, dass solches Material für das Vakuum der Röhre schlecht ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Störmodendämpfung vorzunehmen, die dem Vakuum der Röhre nicht abträglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass ein Wellenleiterstück an den Hohlraum der Elektronenröhre angekoppelt ist, dass das Wellenleiterstück einen hochohmigen Widerstandsbelag aufweist und dass dessen hoher Widerstand durch das Wellenleiterstück in einen für die zu dämpfenden Hohlraum-Störwellen niedrigen Widerstand am Hohlraum der Elektronenröhre transformiert wird.

Wenn auch der genannte Stand derTechnik als Vorteil angibt, dass keine Frequenzselektion in der Dämpfung vorge-

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nommen wird, so gilt das nur für die Störmoden, deren Ströme Fig. 3 zumindest baulich zusammen mit der Anode 3 vereint ist. an denselben Stellen und in derselben Richtung fliessen. Dabei kann es nach Fig. 3 von der Anode 3 abnehmbar ausge-Andere Störmoden sind davon entkoppelt und werden dann staltet sein. Die elektromagnetische Ankopplung geschieht nicht gedämpft, wenn quer zu ihren Strombahnen keine Ferrit- hier über ein dielektrisches Fenster 6. Das Koaxialleiterstück 5 Stäbe liegen. Insofern ist auch eine Frequenzselektion in der 5 bildet einen Topfkreis mit Innenleiter und Aussenleiter und aus Dämpfung vorhanden. Bei der erfindungsgemässen Lösung ist Anpassungsgründen vorteilhafterweise mit demselben Feldeine Selektion deshalb vorhanden, weil die Transformation wellenwiderstand wie die koaxiale Anordnung von Gitter 2 und selektiv erfolgt. Aber dadurch, dass die Transformation breit- Anode 3. Ein Widerstandsbelag 7 mit Dämpfungsmaterial kann bandig erfolgt, können die wichtigsten Störmoden in der am Boden des Topfkreises und über den gesamten Innenleiter Dämpfung erfasst werden. Entscheidend ist der Vorteil, dass '<> angebracht sein. Die Länge des Topfkreises ist so bemessen, erstens nicht in der eigentlichen Röhre gedämpft wird, dass dass der hohe Widerstand des Dämpfungsmaterials über eine also das Dämpfungsmaterial an einer anderen Stelle als an oder À./4-Transformation oder über eine äquivalente mit ungeradzah-m der Anode angebracht wird und dass zweitens die Wahl des [igen Vielfachen von 7J4 - je nach baulichen Erfordernissen - in Dämpfungsmaterials im Hinblick auf das aufrechtzuerhaltende einen niedrigen Widerstand transformiert wird. Dieser bildet Vakuum freier ist. Man ist nicht auf Ferritmaterial einge- is den elektrischen Abschluss für den eigentlichen Hohlraum schränkt. bzw. den Vakuum-Hohlraum der Elektronenröhre, in dem die

Einen entscheidenden Vorteil erbringt auch eine weitere störenden Resonanzwellen entstehen. Damit kann sich die

Ausgestaltung der Erfindung. Danach ist das transformierende dämpfende Wirkung des Widerstandsbelags 7 an der den

Wellenleiterstück zwar an den Hohlraum angekoppelt, ist aber Resonanzraum begrenzenden Ebene 8 auswirken. Eine dabei nicht Bestandteil des Vakuumgefässes. Die Ankopplung 20 auftretende Erwärmung des Widerstandsbelags 7 wird durch geschieht über ein dielektrisches Fenster. Dadurch ist man in Kühlung unschädlich gemacht. In der Fig. 2 ist zu diesem der Wahl des Dämpfungsmaterials völlig frei; eine Beeinträch- Zweck ein Kühlrohr 9 vorgesehen.

tigung des Vakuums kann nicht mehr erfolgen. In beiden Fig. 2 und 3 ist zwischen dem Gitter 2 und dem

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sehen vor, dass das Innenleiter des Topfkreises 5 die vorhandene Kapazität C ein-

Wellenleiterstück ein abgeschlossenes Koaxialleiterstück ist, 25 gezeichnet. Durch geeignete Dimensionierung erreicht man dass es insbesondere auf eine Viertelwellenlänge des wichtig- eine auf bestimmte Störmoden gezielte selektive Dämpfung sten Störwellenbereiches abgestimmt ist, dass es mit der zwi- dadurch, dass der Topfkreis 5 mit dieser Kapazität C einen sehen dem Hohlraum der Elektronenröhre und dem Wellen- Serienschwingkreis bildet.

leiterstück bestehenden Kapazität einen Serienschwingkreis Nach der in der Fig. 3 dargestellten Ausgestaltung ist der bildet und dass der Ort, wo das Dämpfungsmaterial angebracht 30 Topfkreis 5 ausserhalb des Vakuums. Zwischen Topfkreis 5 und ist, kühlbar ist. Diese Massnahmen sind einzeln oder beliebig Anode 3 befindet sich ein dielektrisches Fenster 6 von der kombiniert vorteilhaft anwendbar. Dicke a aus einem Material mit der Dielektrizitätskonstante er.

Bezüglich der Ausbildung des dielektrischen Fensters wer- Wird die W4-Transformation alleine durch den Topfkreis 5 aus-

den vorteilhafte Ausgestaltungen vorgeschlagen, die in der geführt, dann ist die Dicke a des Fensters 6 zweckmässig so zu

Ausnutzung einer weiteren Widerstandstransformation beste- 35 bemessen, dass für den Störwellenbereich eine W2-Transforma-

hen, wozu die Dicke des Fensters so bemessen ist, dass im Stör- tion durchgeführt wird, d. h. keine Änderung des Widerstandes.

Wellenbereich eine X/2-7ransformation vorgenommen wird, Dann ist oder die eine Aufteilung des Fensters in mehrere Teilfenster vorsehen. Dabei sind mehrere dünnwandige Teilfenster hinter- a „ '

einander auf Abstand angeordnet, wobei die Abstände solche 40 2 [ / r Transformationen vorsehen, die am Hohlraum den gewünschten niedrigen Widerstand auftreten lassen. Eine solche Nicht-Transformation des dielektrischen Fensters Darüber hinaus ist nach einer Ausgestaltung des Fensters ß ohne störende Reflexionen lässt sich auch dadurch erreichen, die Dicke des Fensters etwa gleich einer Viertelwellenlänge wenn die Dicke a gleich einer Viertelwellenlänge des Störwel-des Störwellenbereichs, und der Feldwellenwiderstand im Fen- 45 lenbereiches ist und der axiale Feldwellenwiderstand des di-ster ist das geometrische Mittel der Feldwellenwiderstände im elektrischen Fensters 6 gleich dem geometrischen Mittel aus Hohlraum der Elektronenröhre und im Wellenleiterstück. dem Feldwellenwiderstand im Vakuum und aus dem im Topf-

An Hand der weiteren Fig. 2 und 3 der Zeichnung soll die kreis.

Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Die Fig. 2 Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das dielektrische zeigt schematisch eine erfindungsgemässe Einrichtung, wo das 50 penster 6 aus mehreren im Abstand von ÂRes/4 axial hinterein-

Wellenleiterstück selbst Teil des Vakuumsystems der Elektro- ander angebrachter dünner Teilfenster 10,11 und 12 aufzu-

nenröhre ist. Die Fig. 3 zeigt schematisch eine erfindungsge- bauen, wie es in der Fig. 4 als vergrösserter Ausschnitt IV der mässe Einrichtung, wo das Wellenleiterstück über ein dielektri- Fig. 3 dargestellt ist. Wesentlich an der Zahl, der Dicke und an sches Fenster an den Hohlraum der Elektronenröhre angekop- dem Abstand der Teilfenster voneinander ist, dass die erfin-

pelt ist. In der Fig. 4 ist eine Variante des dielektrischen Fen- 55 dungsgemässe Widerstandstransformation gewährleistet ist.

sters dargestellt. Die erfindungsgemässe Dämpfungseinrichtung insbeson-

Entsprechend der Fig. 1 ist in den Fig. 2 und 3 eine Hochfre- dere in der Ausführung mit dem dielektrischen Fenster 6 bietet quenz-Elektronenröhre mit koaxialen zylinderförmigen Elek- den Vorteil, dass die zu dämpfende Elektronenröhre ohne bau-

troden dargestellt, wie sie beispielsweise als Senderöhre ver- üche Einschränkungen und ohne Rücksichtnahme auf Tempe-

wendet wird. Dabei sind wieder die Kathode mit 1, ein Gitter 60 raturgrenzen und Vakuumschädlichkeit des Dämpfungsmate-

mit 2, die Anode mit 3 und der Kurzschlussschieber mit 4 Hals gefertigt und betrieben werden kann. Durch die relativ bezeichnet. Ein Wellenleiterstück 5 ist als Koaxialleiterstück so freie Wahl im Ort des Dämpfungsmaterials mit den Möglich-

an die Anode 3 angekoppelt, dass es nach Fig. 2 integraler keiten der Kühlung erreicht man eine weitgehende Entkopp-

Bestandteil der Anode 3 mit gemeinsamem Vakuum und nach jung Von Störmoden und Nutzwelle.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

61553t PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung zur Dämpfung von elektromagnetischen Hohlraum-Störwellen, die im Vakuumsystem einer Hochfrequenz-Elektronenröhre auftreten, dadurch gekennzeichnet,

dass ein Wellenleiterstück (5) an den Hohlraum der Elektronenröhre angekoppelt ist, dass das Wellenleiterstück (5) einen hochohmigen Widerstandsbelag (7) aufweist und dass dessen hoher Widerstand durch das Wellenleiterstück (5) in einen für die zu dämpfenden Hohlraum-Störwellen niedrigen Wiederstand am Hohlraum der Elektronenröhre transformiert wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Wellenleiterstücks (5) etwa einer Viertelwellenlänge des Störwellenbereiches entspricht und mit der Streukapazität C des Hohlraums der Elektronenröhre zum Wellenleiterstück (5) einen Serienresonanzkreis bildet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ort mit dem hochohmigen Widerstandsmaterial kühlbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenleiterstück (5) aus einem einseitig abgeschlossenen Koaxialleiter besteht.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenleiterstück (5) ein Teil des Vakuumsystems der Elektronenröhre ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenleiterstück (5) ausserhalb des Vakuumsystems der Elektronenröhre über ein dielektrisches Fenster (6) an den Hohlraum der Elektronenröhre angekoppelt ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Fenster (6) in der Dicke etwa einer halben Wellenlänge des Störwellenbereiches im Hohlraum der Elektronenröhre entspricht.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des dielektrischen Fensters (6) etwa gleich einer Viertelwellenlänge des Störwellenbereiches im Hohlraum der Elektronenröhre ist und dass der Feldwellenwiderstand im dielektrischen Fenster (6) das geometrische Mittel der Feldwellenwiderstände des Hohlraumes der Elektronenröhre und des Wellenleiterstücks ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Fenster (6) aus mindestens zwei im Abstand etwa einer Viertelwellenlänge des Störwellenbereiches voneinander angebrachten dünnwandigen Teilfenstern (10,11,12) mit niedriger Dielektrizitätskonstante besteht.