DE1028243B

DE1028243B - Reflex traveling wave tubes for generating very high-frequency vibrations with a short, in particular helical, straight-line delay line

Info

Publication number: DE1028243B
Application number: DES31244A
Authority: DE
Inventors: Phil Nat Habil Werner Kleen Dr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-11-27
Filing date: 1952-11-27
Publication date: 1958-04-17

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Reflex-Wanderfeldröhre zur Erzeugung sehr hochfrequenter Schwingungen mit einer kurzen, insbesondere wendeiförmigen Verzögerungsleitung geradliniger Bauart, bei welcher die erzeugten Schwingungen unmittelbar von der Verzögerungsleitung in eine Hohlrohrleitung gekoppelt und über diese entnommen werden.The invention relates to a reflex traveling wave tube for generating very high-frequency vibrations with a short, in particular helical delay line of straight design, in which the generated vibrations coupled directly from the delay line in a hollow pipe and can be taken from this.

Es sind bereits Wanderfeldröhren bekannt, bei denen die Ein- bzw. Auskopplung der elektromagnetischen Welle mit Hilfe eines an der Verzögerungsleitung angesetzten Dipols, der in den Hohlraum einer Hohlrohrleitung hineinragt, erzielt wird. Diese Art der Ein- bzw. Auskopplung der elektromagnetischen Welle hat sich bei Reflex-Wanderfeldgeneratorröhren als nachteilig erwiesen, da die Kopplungsverluste zwisehen der Verzögerungsleitung und der Hohlrohrleitung nicht klein genug sind. Außerdem ist es bekannt, bei einer Reflex-Wanderfeldgeneratorröhre die Auskopplung der elektromagnetischen Welle mit einer koaxial zur Verzögerungsleitung (Wendel) angeordneten Hohlrohrleitung vorzunehmen. Auch bei dieser Art der Auskopplung hat sich herausgestellt, daß die Kopplungsverluste zwischen der Wendel und der Hohlrohrleitung zu groß sind.Traveling wave tubes are already known in which the coupling and decoupling of the electromagnetic Wave with the help of a dipole attached to the delay line, which is inserted into the cavity of a hollow pipe protrudes, is achieved. This type of coupling or decoupling of the electromagnetic wave has proven to be disadvantageous in the case of reflex traveling-field generator tubes, since the coupling losses are between the delay line and the hollow pipe are not small enough. It is also known in the case of a reflex traveling-field generator tube, the coupling out of the electromagnetic wave with a to be carried out coaxially to the delay line (helix) arranged hollow pipeline. Even with this one Type of coupling has been found that the coupling losses between the coil and the The hollow pipe is too big.

Deshalb lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für Reflex-Wanderfeldgeneratorröhreni eine Auskopplungsvorrichtung zu schaffen, die verlustärmer ist als die bisher bekannten Auskopplungseinrichtungen.The invention was therefore based on the object of providing a decoupling device for reflex traveling-field generator tubes to create that is less lossy than the previously known decoupling devices.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Verzögerungsleitung im Inneren der Hohlrohrleitung angeordnet ist, derart, daß die Längsachse der Hohlrohrleitung senkrecht zur Längsachse der Verzögerungsleitung verläuft.The essential feature of the invention is that the delay line is inside the hollow pipeline is arranged such that the longitudinal axis of the hollow pipeline is perpendicular to the longitudinal axis of the Delay line runs.

Für die Anordnung der Verzögerungsleitung im Inneren der Hohlrohrleitung ist es vorteilhaft, daß die Verzögerungsleitung an ihren Enden mit den benachbarten, einander gegenüberliegenden Wandungsteilen der Hohlrohrleitung galvanisch oder kapazitiv gekoppelt ist und daß öffnungen in diesen Wandungsteilen der Hohlrohrleitung zum Durchtritt des Elektronen-Strahls vorgesehen sind.For the arrangement of the delay line inside the hollow pipeline, it is advantageous that the Delay line at its ends with the adjacent, opposing wall parts the hollow pipeline is galvanically or capacitively coupled and that openings in these wall parts the hollow pipeline are provided for the passage of the electron beam.

Als Anpassungselemente lassen sich in an sich bekannter Weise hierfür geeignete Mittel verwenden. So kann z. B. ein Kurzschlußschieber in die Hohlrohrleitung eingefügt sein. Es ist weiterhin auch möglich, Stifte, Schrauben od. dgl. vorzusehen, um die erforderliche Anpassung zu erreichen. Es ist günstig, das eine Ende der Hohlrohrleitung mit einem Kurzschlußschieber abzuschließen und auf der dem Kurzschlußschieber abgewandten Seite eine Abstimmschraube oder einen Abstimmstift zu verwenden.Means suitable for this purpose can be used as adaptation elements in a manner known per se. So z. B. be inserted a short-circuit slide in the hollow pipeline. It continues to be too possible to provide pins, screws or the like in order to achieve the necessary adjustment. Its cheap, complete one end of the hollow pipeline with a short-circuit slide and on the short-circuit slide remote side to use a tuning screw or a tuning pin.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen.The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing. The figure shows an embodiment in their essential parts for the invention.

zur Erzeugung sehr hochfrequenterto generate very high frequency

Schwingungen mit einer kurzen,Vibrations with a short,

insbesondere wendeiförmigen
Verzögerungsleitung geradliniger Bauartespecially helical
Straight line delay line

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Witteisbacherplatz 2

Dr. phil. nat. habil. Werner Kleen, München,
ist als Erfinder genannt wordenDr. phil. nat. habil. Werner Kleen, Munich,
has been named as the inventor

Die Röhre beruht auf dem bekannten Prinzip, daß im Feld einer fortschreitenden elektromagnetischen Welle, deren Phasengeschwindigkeit mittels einer Verzögerungsleitung angenähert gleich der Elektronengeschwindigkeit einer längs der Verzögerungsleitung laufenden Elektronenströmung gemacht ist, eine Wechselwirkung zwischen der Elektronenströmung und dieser Welle erfolgt, wobei Energie der Elektronenströmung entzogen werden kann und in elektromagnetische Feldenergie umwandelbar ist. Es ist ferner bereits bekannt, bei einer solchen Anordnung Reflexionsmittel vorzusehen, die ein Zurücklenken der Elektronenströmung, oder eines wesentlichen Teiles derselben, zum nochmaligen phasenrichtigen Energieaustausch bewirken. Zu diesem Zweck kann hinter dem Ende der wellenführenden Anordnung, z. B. einer wendelförmig gestalteten Verzögerungsleitung, ein geeigneter Reflektor angebracht sein. Zum Zurücklenken der Elektronenströmung lassen sich elektrostatische oder auch magnetische Mittel oder beide zusammen anwenden.The tube is based on the well-known principle that in the field an advancing electromagnetic Wave whose phase velocity is approximately equal to the electron velocity by means of a delay line a flow of electrons traveling along the delay line is made, one Interaction between the electron flow and this wave takes place, with energy of the electron flow can be withdrawn and converted into electromagnetic field energy. It is also already known to provide reflection means in such an arrangement, which deflects the Electron flow, or a substantial part of it, for repeated phase-correct exchange of energy cause. For this purpose, behind the end of the shaft-guiding arrangement, for. B. one helically shaped delay line, a suitable reflector should be attached. To steer back The electron flow can be electrostatic or magnetic means or both together use.

Bei Verwendung einer Reflexionselektrode, an der zweckmäßig eine wählbare, niedrige Spannung angelegt wird, kann es vorteilhaft sein, dafür zu sorgen, daß der Abstand zwischen Reflektor und wellenführender Anordnung veränderbar ist. Weiterhin ist es zweckmäßig, die Länge der wellenführenden Anordnung veränderbar zu gestalten. Dies läßt sich z. B. dadurch erreichen, daß die wellenführende Anordnung als eine in ihrer Länge defoonierbare Drahtwendel ausgebildet ist. Gegebenenfalls kann die Hohlrohr-TM 960/316When using a reflection electrode to which a selectable, low voltage is expediently applied it can be advantageous to ensure that the distance between the reflector and the wave-guiding Arrangement is changeable. It is also useful to adjust the length of the shaft-guiding arrangement to make it changeable. This can be z. B. achieve that the shaft-guiding arrangement is designed as a wire coil that can be defooned in its length. If necessary, the hollow tube TM 960/316

leitung oder der an die Verzögerungsleitung angeschlossene Teil der Hohlrohrleitung gleichfalls beweglich ausgebildet sein, um damit die Deformation der Verzögerungsleitung mitzumachen.line or the part of the hollow pipeline connected to the delay line is also movable be designed in order to take part in the deformation of the delay line.

In der Zeichnung ist eine Anordnung veranschaulicht, bei der innerhalb eines Vakuumgefäßes 1 sich an geeigneter Stelle eine Kathode2 befindet, die von einer Fokussierungselektrode 3 an ihrer Emissionsfläche umschlossen ist. so daß sich zusammen mit einer auf positivem Potential liegenden Voranode ein Elektronenstrahlerzeugungssystem ergibt. Die Elektronenströmung 4 durchsetzt eine Drahtwendel 5, die die Verzögerungsleitung bildet, und wird vor der Reflexionselektrode 6 zur Umkehr gezwungen, worauf die Elektronen in umgekehrter Richtung erneut in die Wendel eintreten.In the drawing, an arrangement is illustrated in which within a vacuum vessel 1 on A suitable place is a cathode 2, which is from a focusing electrode 3 on its emission surface is enclosed. so that together with a front anode lying at positive potential there is an electron gun results. The electron flow 4 passes through a wire helix 5, which forms the delay line, and is in front of the reflection electrode 6 forced to reverse, whereupon the electrons return to the opposite direction Enter Wendel.

Erfindungsgemäß ist die Wendel im Inneren der Hohlrohrleitung 7, 8 derart angeordnet, daß die Längsachse der Hohlrohrleitung senkrecht zur Längsachse der Wendel verläuft. Die Enden der Wendel sind galvanisch an die Hohlrohrleitung angeschlossen. Die den Wendelenden benachbarten Teile der Hohlrohrleitung können blendenförmig ausgestaltet sein, wobei die an dem der Kathode benachbarten Wendelende liegende Blende gleichzeitig als Voranode wirksam ist. In ähnlicher Weise kann auch an dem Leitungsteil 7 eine mit einer Elektronenstrahldurchtrittsöffnung versehene Scheibe angebracht werden.According to the invention, the coil is arranged in the interior of the hollow pipeline 7, 8 such that the The longitudinal axis of the hollow pipeline runs perpendicular to the longitudinal axis of the helix. The ends of the helix are galvanically connected to the hollow pipeline. The parts of the hollow pipeline adjacent to the helical ends can be designed in the form of a diaphragm, with the filament end adjacent to the cathode horizontal diaphragm is also effective as a front anode. In a similar way, the line part 7 a disk provided with an electron beam passage opening can be attached.

Im Gegensatz zu den üblichen Wanderfeldröhren mit wendelförmig gestalteter Verzögerungsleitung, bei denen man bestrebt ist, die Länge der Verzögerungsleitung möglichst groß zu machen, ist es bei Reflex-Wanderfeldgeneratorröhren möglich, die Wendel so kurz zu bemessen, daß sie eine Länge von nur wenigen Zentimetern aufweist. Dies begünstigt den unmittelbaren Anschluß der Hohlrohrleitung an den Enden der Verzögerungsleitung.In contrast to the usual traveling wave tubes with a helically designed delay line, where one strives to make the length of the delay line as large as possible, it is at Reflex traveling field generator tubes possible to dimension the helix so short that it has a length of only a few centimeters. This favors the direct connection of the hollow pipeline to the Ends of the delay line.

Die Drahtwendel 5 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß sie von außen her in ihrer Länge deformiert werden kann. Zu diesem Zweck sind Wellrohre oder andere nachgiebige Wandungsteile 9 vorgesehen, so daß der Abstand zwischen dem oberen und unteren Teil der Röhre von außen her verstellt werden kann.The wire helix 5 is designed in the illustrated embodiment so that it can be seen from the outside can be deformed in length. Corrugated pipes or other flexible wall parts are used for this purpose 9 provided so that the distance between the upper and lower part of the tube from the outside can be adjusted.

Die Hohlrohrleitung 7, 8 kann — wie in der Zeichnung— galvanisch mit der Wendel 5 verbunden sein und somit zusammen mit ihr ein Potential von etwa 400 bis 600 Volt gegenüber der Kathode führen. Der Reflektor 6 liegt bei einer solchen Bemessung zweckmäßig auf einer negativen Spannung gegenüber der Kathode von etwa 100 bis 200 Volt. Bei hohen Stromdichten des Strahles kann es sich als vorteilhaft erweisen, den Strahl mit Hilfe eines Magnetfeldes, von dem in der Figur vier Polschuhe 10, 11, 12 und 13 veranschaulicht sind, längs seines Weges zu bündeln, um ein unbeabsichtigtes Auftreffen von Elektronen auf die Wendel 5 weitgehend zu vermeiden.The hollow pipeline 7, 8 can - as in the drawing - be galvanically connected to the coil 5 and thus together with it a potential of about 400 to 600 volts lead to the cathode. Of the With such a dimensioning, the reflector 6 is expediently at a negative voltage compared to the Cathode from about 100 to 200 volts. With high current densities of the beam it can prove to be advantageous the beam with the help of a magnetic field, of which four pole pieces 10, 11, 12 and 13 in the figure are illustrated to bunch along its path to avoid unintentional impact of electrons to avoid largely on the helix 5.

Die zur Auskopplung der hochfrequenten Schwingungen dienende Hohlrohrleitung 7, 8 kann durch geeignete Mittel an die Wendel angepaßt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich auf der einen Seite der Hohlrohrleitung ein verstellbarer Kurzschlußschieber 14, während auf der anderen Seite eine Schraube 15 als Anpassungselement dient.The hollow pipeline 7, 8 used for coupling out the high-frequency vibrations can be replaced by suitable Means to be adapted to the helix. In the illustrated embodiment is on one side of the hollow pipeline an adjustable short-circuit slide 14, while on the other Side a screw 15 serves as an adjustment element.

Claims

Patent claims:

1. Reflex traveling wave tube for generating very high-frequency vibrations with a short, in particular helical, delay line rectilinear design in which the generated vibrations come directly from the delay line coupled in a hollow pipeline and removed via this, characterized in that that the delay line is arranged inside the hollow pipe, in such a way that the longitudinal

'axis of the hollow pipeline runs perpendicular to the longitudinal axis of the delay line.

2. Reflex traveling wave tube according to claim I _1, characterized in that the delay line at its ends with the adjacent, einan-

'the opposite wall parts of the hollow pipeline is galvanically or capacitively coupled and that openings in these wall parts the hollow pipeline are provided for the passage of the electron beam.

3. Reflex traveling wave tube according to claim 1 or 2, characterized in that the hollow pipeline is completed at one end with a short-circuit slide and that on the the side of the hollow pipeline facing away from the short-circuit slide valve as an adaptation element is a tuning screw or a tuning pin is provided.

Considered publications:
German Patent No. 862 776;
French patents nos. 969 866, 981 612, 511.

1 sheet of drawings