DE1033273B

DE1033273B - Traveling field pipes with two coiled lines arranged concentrically to one another

Info

Publication number: DE1033273B
Application number: DE1955W0017636
Authority: DE
Inventors: John Stone Cook; Calvin Forrest Quate
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1954-10-29
Filing date: 1955-10-11
Publication date: 1958-07-03
Also published as: DE964335C; GB795862A; FR1136406A; NL200546A; NL102641C; BE541974A; FR1141448A; BE541975A; GB795863A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft Kopplungsanordnungen in Wanderfeldröhren nach Art der Richtkoppler.The invention relates to coupling arrangements in Traveling wave tubes of the directional coupler type.

Richtkoppler sind in der Hochfrequenztechnik als Mittel bekannt, um die gesamte Wellenenergie, die sich in einer gegebenen Richtung auf dem Hauptweg fortpflanzt, oder einen beträchtlichen Teil derselben in einem Zweig oder Hilfsweg zur Weiterführung in vorbestimmter Richtung zu übertragen. Aus Gründen der Reziprozität kann durch einen solchen Koppler auch in zwei Wegen befindliche Wellenenergie vereinigt werden, um auf einem einzigen Weg in gewählter Richtung fortgepflanzt zu werden.Directional couplers are known in high frequency technology as a means of absorbing all of the wave energy propagates in a given direction on the main path, or a considerable part of it to be transmitted in a branch or auxiliary path for continuation in a predetermined direction. For reasons The reciprocity can also combine wave energy located in two ways by such a coupler to be propagated on a single path in the chosen direction.

Jedoch war es für die Richtkoppler der bisherigen Art kennzeichnend, daß sie sämtlich in beträchtlichem Ausmaß frequenzabhängig waren. Es sind bis heute verschiedene Anordnungen vorgeschlagen worden, bei denen spezielle Verteilungen der Kopplung zwischen der Haupt- und der Hilfsleitung benutzt werden, um einen Betrieb mit größeren Bandbreiten zu erhalten, doch stellten sie keine vollständige Lösung dieses Problems dar. Demgemäß ist ein Richtkoppler, der in einem gewünschten breiten Frequenzband verhältnismäßig frequenzunabhängig ist, von offenbarem Nutzen für Breitband-Übertragungssysteme.However, it was characteristic of the directional couplers of the previous type that they all in considerable Extent were frequency-dependent. Various arrangements have been proposed to date at which special distributions of coupling between the main and the auxiliary line are used to to get a larger bandwidth operation, but they did not provide a complete solution to this Problem. Accordingly, a directional coupler operating in a desired wide frequency band is relatively is frequency-independent, of obvious use for broadband transmission systems.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbreiterung der Frequenzcharakteristik, die bei einem Richtkoppler in Wanderfeldröhren erreicht werden kann, um den Eingangs- und Ausgangskreis mit dem Wechselwirkungskreis in der Röhre zu koppeln. An object of the present invention is to broaden the frequency characteristic that occurs in a directional coupler in traveling wave tubes can be achieved to the input and output circuit to couple with the interaction circle in the tube.

Die Erfindung beruht auf der Entdeckung eines neuen Kopplungsprinzips, das hier kurz als Normalformveränderung bezeichnet wird. Das Wesen der Normalformveränderung ist eine allmähliche Änderung der Feldverteilung in den beiden Leitungen des gekoppelten Systems, die zu einer der zwei Normalformen gehört, derart, daß anfangs die eine Normalform einer Verteilung entspricht, bei der sich die gesamte Energie in der einen Leitung befindet, und am Ende die gleiche Normalform einer Verteilung entspricht, bei der sich die gesamte Energie in der anderen Leitung befindet. Die Überleitung der zu der einen Normalform gehörigen Feldverteilung wird durch Änderung der relativen Phasenfortpflanzungskonstanten der beiden Leitungen entlang des Kopplungsbereichs in vorgeschriebener Weise erreicht. Dieses Prinzip wird später eingehend beschrieben.The invention is based on the discovery of a new coupling principle, which is referred to here as a change in normal shape referred to as. The essence of the normal shape change is a gradual change the field distribution in the two lines of the coupled system that lead to one of the two normal forms belongs in such a way that initially one normal form corresponds to a distribution in which the entire Energy is in one line, and at the end the same normal form corresponds to a distribution, where all the energy is in the other line. The transition from the to the A field distribution belonging to a normal form is achieved by changing the relative phase propagation constants of the two lines along the coupling area achieved in the prescribed manner. This principle will be described in detail later.

Es ist für die erfindungsgemäßen gekoppelten Wellenleitersysteme kennzeichnend, daß die Phasenfortpflanzungskennwerte der beiden Leitungen im Kopplungsbereich im Verhältnis zueinander veränderlich gemacht werden. Insbesondere ändert sich bei Ausführungen, wo zwischen den beiden gekoppelten Leitungen ein vollständiger Leistungsübergang be-Wanderfeldröhre It is characteristic of the coupled waveguide systems according to the invention that the phase propagation characteristics of the two lines in the coupling area can be made variable in relation to one another. In particular, changes at Versions where there is a complete power transition between the two coupled lines - traveling wave tube

mit zwei zueinander konzentrischwith two concentric to each other

angeordneten Wendelleitungenarranged helical cables

Anmelder:Applicant:

Western Electric Company, Incorporated, New York, N. Y. (V. St. A.)Western Electric Company, Incorporated, New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. Dr. R. Herbst, Rechtsanwalt,
Fürth (Bay.), Breitscheidstr. 7Representative: Dr. Dr. R. Herbst, lawyer,
Fürth (Bay.), Breitscheidstr. 7th

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2Θ. Oktober 1954Claimed priority:
V. St. v. America from 2Θ. October 1954

John Stone Cook, New Providence, N. J.,
und Calvin Forrest Quate, Berkeley Heights, N. J.John Stone Cook, New Providence, NJ,
and Calvin Forrest Quate, Berkeley Heights, NJ

(V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden(V. St. Α.),
have been named as inventors

absichtigt ist, die Differenz der Phasenfortpflanzungskonstanten oder Kennwerte der beiden Leitungen im Kopplungsbereich von einem negativen zu einem positiven Wert. Bei solchen Ausführungen entspricht der Überkreuzungspunkt gleicher Phasenfortpflanzungskennwerte dem Punkt gleicher Verteilung der Leistung auf die beiden Wellenleiter. Bei einigen beschriebenen Ausführungen wird der Phasenfortpflanzungskennwert, der gewöhnlich mit β bezeichnet wird, im Kopplungsbereich entlang beider Leitungen in entgegengesetzter Richtung veränderlich gemacht. Bei anderen Ausführungen bleibt β auf der einen Leitung konstant und ändert sich auf der anderen.is intended, the difference in the phase propagation constants or characteristic values of the two lines in the coupling area from a negative to a positive value. In such designs, the crossover point of the same phase propagation characteristic values corresponds to the point of the same distribution of the power on the two waveguides. In some of the embodiments described, the phase propagation characteristic, which is usually denoted by β , is made variable in opposite directions in the coupling region along both lines. In other versions, β remains constant on one line and changes on the other.

Die Erfindung geht von einer Wanderfeldröhre mit zwei zueinander konzentrisch angeordneten Wendelleitungen aus, von denen die innere durchgehend gewickelt ist und die äußere gegebenenfalls aus zwei getrennten Leitungsstücken besteht, bei der am Anfang und Ende einer der Wendeln Mittel zur Einkopplung und Auskopplung der Hochfrequenzschwingungen vorgesehen sind und bei der die Wellenfortpflanzungskonstante der äußeren Wendel im The invention is based on a traveling wave tube with two helical lines arranged concentrically to one another of which the inner one is continuously wound and the outer one, if necessary, of two there is separate line pieces, in which means for coupling at the beginning and end of one of the coils and decoupling of the high-frequency oscillations are provided and in which the wave propagation constant of the outer helix im

809 559/287809 559/287

Eingangsbereich wenigstens auf einem Teil ihrer Länge verschieden von derjenigen der inneren Wendel ist. In Verbindung mit einer solchen Wanderfeldröhre besteht die Besonderheit der Erfindung darin, daß der Unterschied zwischen den Wellenfortpflanzungskonstanten der inneren und äußeren Wendeln sich von einem merklichen Wert an wenigstens einem Ende der inneren Wendel auf einen unbedeutenden Wert an einem von diesem Ende entfernt liegenden Teil der inneren Wendel ändert.Entrance area at least on part of their Length is different from that of the inner helix. In connection with such a traveling wave tube the peculiarity of the invention is that the difference between the wave propagation constants the inner and outer coils differ from a noticeable value at at least one end of the inner helix to an insignificant value at a part of the remote from this end inner helix changes.

Zur Durchführung des Erfindungsgedankens werden in einer Längsfeld-Wanderfeldröhre zwei konzentrische Wendeln benutzt, die verhältnismäßig ähnliche Phasenverzögerungskennwerte in den mittlerenTo implement the idea of the invention, two concentric tubes are used in a longitudinal field traveling wave tube Coils are used that have relatively similar phase delay characteristics in the middle

gehenden Erläuterung im Zusammenhang mit den Zeichnungen besser verständlich werden:Explanation in connection with the drawings can be better understood:

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht zweier hohler Wellenleiter, die so gekoppelt sind, daß sie ein gekoppeltes System bilden, an dem die Prinzipien erkennbar sind, die bei dem Erfindungsgegenstand angewendet werden;Fig. 1 shows a perspective view of two hollow waveguides coupled to form a Form coupled system, on which the principles can be recognized, which are applied to the subject matter of the invention will;

Fig. 2, 3, 4 und 5 zeigen schematisch verschiedene Ausführungsbeispiele von Übergangskopplungen, bei ίο denen die Phasenfortpflanzungsparameter der beiden Leitungen entlang des Kopplungsbereichs sich, getrennt betrachtet, in vorgeschriebener Weise ändern; Fig. 6 ist eine graphische Darstellung des Verlaufes der Phasenfortpflanzungsparameter eines erfindungs-FIGS. 2, 3, 4 and 5 schematically show different exemplary embodiments of transition couplings ίο which the phase propagation parameters of the two lines along the coupling area are separated considered to change in a prescribed manner; Fig. 6 is a graph showing the history the phase propagation parameters of an inventive

Teilen ihrer Länge aufweisen, bei denen jedoch an 15 gemäßen Leitungssystems mit Übergangskopplung; entsprechenden axialen Lagen der Endteile der Fig. 7 ist eine graphische Darstellung des VerlaufesHave parts of their length in which, however, at 15 according line system with transition coupling; corresponding axial positions of the end parts of FIG. 7 is a graphical representation of the course

Phasenverzögerungskennwert der einen Wendel all- der Phasenfortpflanzungsparameter eines gekoppelten mählich im Verhältnis zu demjenigen der anderen ab- Systems der bisherigen Art;Phase delay parameter of one helix of all the phase propagation parameters of a coupled gradually in relation to that of the other ab- system of the previous kind;

nimmt. Bei einer solchen Anordnung erzeugt eine an Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die den Aus-takes. In such an arrangement, a diagram shown in Fig. 8 is a graphic representation which shows the

das Eingangsende der einen Wendel angelegte Signal- 20 tausch der Energie zwischen den beiden Leitungen welle entlang, des mittleren Teils des Wechselwirkungs- von Systemen zeigt, wie sie in den Fig. 2 bis 5 gekreises ein elektrisches Querfeld mit dem gewünschten zeichnet sind,the input end of a coil applied signal exchange of energy between the two lines wave along, shows the middle part of the interaction of systems as they are circled in FIGS. 2 to 5 an electrical cross-field with the desired one is drawn,

Feldbild. Ferner wird bei einer derartigen An- Fig. 9 zeigt, wie dieses Kopplungsprinzip der aufField image. 9 shows how this coupling principle is shown in FIG

Ordnung am Ausgangsende die entlang des Wechsel- die Ein- und Auskopplungskreise einer Wanderfeldwirkungskreises fortschreitende elektrische Quer- 25 röhre, die eine Wendel als Verzögerungsleitung bewellenform im wesentlichen vollständig auf die eine nutzt, angewendet werden kann; Wendel übertragen, von der sie leicht abgenommen
werden kann.Order at the output end the electrical transverse tube progressing along the alternating coupling and decoupling circles of a traveling field effect circle, which uses a helix as a waveform delay line, can be applied to one of them; Transfer filament from which it is easily removed
can be.

Ferner können zur Durchführung des Erfindungsgedankens bei einer Querfeldröhre zwei konzentrische Wendeln benutzt werden, die in den mittleren Teilen ihrer Länge verhältnismäßig ähnliche Phasenverzögerungskennwerte haben, bei denen jedoch an entsprechenden axialen Lagen der Endteile der Phasenverzögerungskennwerte der einen Wendel allmählich im Verhältnis zu demjenigen der anderen zunimmt und die Signalwelle an den Enden der einen Wendel zugeführt und abgenommen wird.Furthermore, two concentric tubes can be used to carry out the concept of the invention in the case of a cross-sectional tube Spirals are used in the middle parts their length have relatively similar phase delay characteristics, but at corresponding ones axial positions of the end parts of the phase delay characteristics of one helix gradually increases in proportion to that of the other and the signal wave at the ends of one helix is fed and removed.

Für Wanderfeldröhren mit einer die kurzen Wellen
führenden Wendel ist in der deutschen Patentschrift 40 sprechen. Eine Normalform in dem hier verwendeten 893 695 zwecks Dämpfung der Welle und Verminde- Sinn kann in einfacher Weise als eine Form beschrierung von Selbsterregungen die Anordnung einer zu- ben werden, bei der sich eine Welle in den beiden gesätzlichen Wendel empfohlen worden, welche mit der koppelten Leitungen sinusförmig mit dem Weg und ersten Wendel gekoppelt ist und ihrerseits Mittel zur der Zeit fortpflanzt und deren Spitzenamplitude unDämpfung aufweist. Um einen weitgehend stoßfreien 45 abhängig von der Zeit und der Koordinate in Rich-Übergang für die Wellen an den Enden der zusatz- tung der Wellenfortpflanzung ist. Ein System, das liehen Wendel zu verwirklichen, sind zwei Maß- aus zwei Übertragungsleitungen besteht, die so eng nahmen in Vorschlag gebracht. Entweder erstreckt gekoppelt sind, daß ein ziemlich großer Bruchteil der sich die zusätzliche Wendel nur über einen Teil der Leistung einer Leitung in die andere übertragen wer-Länge der ersten Wendel, wobei für die zweite Wen- 50 den kann, hat vier Normalformlösungen, und zwar del eine unterschiedliche Steigung gewählt ist, oder zwei Vorwärts- und zwei Rückwärtsformen, von der Durchmesser der zusätzlichen Wendel wird unter- denen hier nur die ersteren von Interesse sind. Bei schiedlich gewählt. Im Gegensatz zu der mit der Er- Betrachtung eines derartigen Systems ergibt sich, daß findung verfolgten Absicht dienen bei dem bekannten die erste und schnellere Normalform dem Fall entVorschlag die Wendeln nicht zur Schaffung von Ein- 55 spricht, bei dem die Wellenerregung in beiden Leitern gangs- und Ausgangs-Kopplungsanschlüssen, sie er- phasengleich ist, und daß die zweite und langsamere möglichen auch nicht die Fortleitung einer einzigen Normalform dem Falle entspricht, bei dem die Wellenreinen Wellenform. erregung in den beiden Leitern phasenverschoben ist. Anordnungen mit zwei Wendeln sind auch durch Jede Erregung kann als Kombination von zwei soldie französische Patentschrift 1070 782 bekanntgewor- 60 chen Formen betrachtet werden. Für diese zwei Norden, welche für die Herstellung einer Kopplung an malformen ist es kennzeichnend, daß sie in den Fällen, einem wendeiförmigen Wellenleiter bestimmt sind.
Ein etwaiger Unterschied der beiden Wendeln hinsichtlich der Wellenfortpflanzungscharakteristik bleibt
bei diesen Anordnungen konstant. Demgegenüber be- 65 daß stehende Wellen entstehen. Die verschiedenen ruht der Erfolg der Erfindung entscheidend auf dem Richtkoppler der bisherigen Art haben diese Inter-Umstand, daß ein solcher Unterschied besteht und
einen besonderen Verlauf nimmt.For traveling wave tubes with one the short waves
leading helix is spoken in the German patent specification 40. A normal form in the 893 695 used here for the purpose of damping the wave and reducing sense can be used in a simple manner as a form of describing self-excitations the arrangement of one in which a wave has been recommended in the two additional coils, which with the coupled lines is sinusoidally coupled to the path and first helix and in turn propagates means for the time and has its peak amplitude and attenuation. In order to have a largely bumpless 45 dependent on the time and the coordinate in the rich transition for the waves at the ends of the addition of the wave propagation. A system that borrowed helixes are two-dimensional made up of two transmission lines that were so closely suggested. Either extends are coupled so that a fairly large fraction of the additional helix is only transferred over part of the power of one line to the other del a different pitch is chosen, or two forwards and two backwards shapes, of the diameter of the additional helix, of which only the former are of interest here. With differently chosen. In contrast to the consideration of such a system, it emerges that in the case of the known, the first and faster normal form serve the purpose of creating an input in which the wave excitation is in both conductors - and output coupling connections, it is in phase, and that the second and slower possible transmission of a single normal form does not correspond to the case in which the wave form is pure. excitation in the two conductors is out of phase. Arrangements with two coils are also possible. Each excitation can be viewed as a combination of two forms known from French patent 1070782. It is characteristic of these two north, which are used for the production of a coupling to malformen, that they are intended in the cases of a helical waveguide.
Any difference between the two coils in terms of wave propagation characteristics remains
constant in these arrangements. In contrast, there are standing waves. The different rests the success of the invention crucially on the directional coupler of the previous type have this inter-fact that such a difference exists and
takes a special course.

Das bei der Erfindung angewandte Kopplungs-The coupling applied in the invention

Fig. 1OA zeigt im Längsschnitt als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Längsfeld-Wanderfeldröhre mit konzentrischen Wendeln;10A shows a longitudinal-field traveling wave tube in longitudinal section as an embodiment of the invention with concentric spirals;

Fig. 1OB stellt einen Querschnitt der Röhre der Fig. 1OA entlang der Linie 10B-IOB dar;Figure 10B depicts a cross-section of the tube of Figure 10A taken along line 10B-IOB;

Fig. 11 zeigt im Längsschnitt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Querfeld-Wanderfeldröhre mit konzentrischen Wendeln.11 shows, in longitudinal section, a transverse field traveling wave tube as a further embodiment of the invention with concentric spirals.

Bevor spezielle Ausführungen im einzelnen geschildert werden, ist es nützlich, die allgemeinen anwendbaren Prinzipien so wenig mathematisch wie möglich zu behandeln. Es ist zweckmäßig, von den Normalformen eines gekoppelten Leitungssystems zuBefore describing specific designs in detail, it is useful to review the generally applicable ones To treat principles as little mathematical as possible. It is convenient from the Normal forms of a coupled pipeline system

die hauptsächlich von Interesse sind, verschiedene Phasengeschwindigkeiten haben und damit bei Vorhandensein beider Formen interferieren können, sowhich are mainly of interest, have different phase velocities and therefore if they are present both forms can interfere, so

ferenzeigenschaften benutzt, um eine Richtwirkung zu erhalten. Damit umfassen sie gewöhnlich Kopplungsbereiche, deren Länge eine Funktion eines Vierused to obtain a directional effect. They usually include coupling areas, whose length is a function of a four

prinzip wird an Hand der folgenden ins einzelne 70 tels der Wellenlänge der stehenden Welle ist. InfolgeThe principle is based on the following in detail by means of the wavelength of the standing wave. As a result

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dieser Abhängigkeit von einer Interferenzerscheinung des vollständigen Überganges in erster Linie von In-this dependence on an interference phenomenon of the complete transition primarily from in-

ist es für diese Art von Richtkopplung kennzeichnend, teresse ist. Die beiden Wellenleiter 10 und 11 sind init is characteristic of this type of directional coupling that interest is. The two waveguides 10 and 11 are in

daß sie frequenzabhängig ist. Jedoch ist es für erfin- der in Fig. 1 dargestellten Weise mit Hilfe einerthat it is frequency dependent. However, for the invention it is in the manner shown in FIG. 1 with the aid of a

dungsgemäße Ausführungen kennzeichnend, daß sie Kopplungsöffnung 12 gekoppelt, die hier als genicht von einer derartigen Interferenzerscheinung ab- 5 strichelter Teil der Linie gezeichnet ist, welche dieproper designs characterizing that they coupled coupling opening 12, which is not here as of such an interference phenomenon is drawn the dashed part of the line which the

hängig sind und damit verhältnismäßig unabhängig zusammenstoßenden Seitenwände HM und HA dar-are pending and thus represent relatively independent colliding side walls HM and HA.

von der Frequenz sein können. stellt. Gemäß dem Erfindungsprinzip sind die Phasen-of the frequency can be. represents. According to the principle of the invention, the phase

Man hat als typisch für zwei gekoppelte Über- geschwindigkeitskennwerte und damit die Phasentragungsleitungen, bei denen die Kopplung und die fortpflanzungskennwerte der beiden Leiter am Punkt A Differenz der Phasenfortpflanzungskonstanten der io zu Beginn des Kopplungsbereichs beträchtlich verbeiden Leitungen auf dem Weg des Kopplungsbereichs schieden. Insbesondere hat man gefunden, daß es für gleichbleiben, gefunden, daß im wesentlichen keine den Fall gleichmäßiger Kopplung im Kopplungs-Energie in die andere Form übertragen wird, wenn bereich in bezug auf eine bessere Richtwirkung voreine einzige Normalform zur Fortpflanzung entlang teilhaft ist, die Phasengeschwindigkeitskennwerte bei A der Leitung veranlaßt wird. Wenn demgemäß nur 15 so verschieden wie möglich zu machen. Bei dieser eine Normalform in einem solchen System erregt Ausführung wird dieDifferenz der Phasengeschwindigwürde, würde sich diese Normalform ohne Änderung keitskennwerte durch verschiedene Querabmessungen fortpflanzen, und es könnte durch Interferenz keine der beiden Leiter erhalten. Wie dargestellt, ist beim Richtwirkung erzielt werden. Jedoch würden die mit Punkt A die Querabmessung des Leiters 10 beträchtdieser Normalform verbundenen Feldverteilungen 20 lieh breiter als diejenige des Leiters 11, wobei sich entlang des Kopplungsbereichs konstant bleiben, und dort eine geringere Phasengeschwindigkeit ergibt, es wäre keine Normalformveränderung möglich. An- Vom Punkt A ausgehend werden mit Fortschreiten dererseits hat man gefunden, daß eine Energieüber- entlang des Kopplungsbereichs die Phasengeschwintragung zwischen den Normalformen vorhanden ist, digkeiten der beiden Leiter in entgegengesetzter Richwenn entweder dieDifferenz derPhasenfortpflanzungs- 25 tung durch geeignete Änderung der Querabmessungen parameter oder die Kopplung entlang des Kopplungs- allmählich verändert; am mittleren Punkt B auf dem bereichs verändert wird. Eine Kopplung, die eine der- Kopplungsbereich sind die Phasengeschwindigkeiten artige Übertragung ergibt, soll Hyperkopplung genannt gleich. Wie dargestellt, sind am Punkt B die Querwerden. Da es bei der Ausführung der Erfindung abmessungen der beiden Leiter gleich. Der Punkt B wichtig ist, einen solchen Energieaustausch zwischen 30 entspricht dem Punkt der 3-Dezibel-Leistungsteilung, den Formen klein zu halten, da es jedoch kennzeich- d.h., an diesem Punkt ist die Leistung zwischen beiden nend ist, eine Änderung der Differenz der Phasen- Leitern gleich verteilt. Einen 3-Dezibel-Koppler kann fortpflanzungsparameter der beiden Leitungen zu man in bequemer Weise dadurch erhalten, daß man haben, wird diese Änderung allmählich ausgeführt und die Kopplung zwischen den beiden Leitern an diesem die Hyperkopplung schwach gemacht. Eine gewisse 35 Punkt unterbricht. In gleicher Weise kann durch Änderung der Differenz der Phasenfortpflanzungs- Unterbrechung der Kopplung an anderen Zwischenkonstanten ist für die Normalformveränderung ge- punkten eine entsprechende dazwischenliegende Leimäß der Erfindung notwendig, so daß die zu der stungsverteilung verwirklicht werden. Jedoch ist der einen Normalform gehörige Feldverteilung sich von Kopplungsbereich in der Darstellung weitergeführt, einem Anfangszustand, bei dem sich die gesamte 40 und die Phasengeschwindigkeiten ändern sich in Wellenenergie auf einer Leitung befindet, in einen gleicher Weise mit Fortschreiten entlang des Kopp-Endzustand ändert, bei dem sich die gesamte Wellen- lungsbereichs weiter, so daß sie am Endpunkt C in energie in der anderen Leitung befindet. einem Sinne stark ungleich sind, der dem Sinne amOne has as typical for two coupled overspeed characteristic values and thus the phase transmission lines in which the coupling and the propagation characteristic values of the two conductors at point A differ considerably in the phase propagation constants of the two lines at the beginning of the coupling area on the path of the coupling area. In particular, it has been found that the case of uniform coupling in the coupling energy is essentially not transferred into the other form when a single normal form for propagation along the phase velocity characteristic is beneficial in terms of better directivity at A of the line is initiated. If, accordingly, only to make 15 as different as possible. In the case of this one normal form in such a system, the difference in the phase velocity would be excited if this normal form were to propagate through different transverse dimensions without change, and neither of the two conductors could be obtained by interference. As shown, when directivity is achieved. However, the field distributions 20 associated with point A, the transverse dimension of the conductor 10 of this normal shape, would be wider than that of the conductor 11, remaining constant along the coupling region, and there being a lower phase velocity; no change in normal shape would be possible. On the other hand, starting from point A and progressing, it has been found that there is an energy over- along the coupling area, the phase velocity between the normal forms, the two conductors in opposite directions if either the difference in the phase propagation by suitable change in the transverse dimensions or the parameters Coupling gradually changed along the coupling; is changed at the middle point B on the area. A coupling, which results in one of the coupling areas are the phase velocities-like transmission, is said to be called hypercoupling equal. As shown, at point B are the crossings. Since it is the same in the implementation of the invention dimensions of the two conductors. The point B is important, such an energy exchange between 30 corresponds to the point of the 3-decibel power division, to keep the shapes small, but since it is characteristic- ie, at this point the power between the two is nend, a change in the difference of the Phase conductors evenly distributed. A 3 decibel coupler can conveniently obtain propagation parameters of the two lines to one by having this change made gradually and the coupling between the two conductors on this making the hypercoupling weak. A certain 35 point interrupts. In the same way, by changing the difference in the phase propagation interruption of the coupling to other intermediate constants, a corresponding intermediate glue according to the invention is necessary for the normal shape change, so that the power distribution can be achieved. However, the field distribution belonging to a normal form is continued from the coupling area in the illustration, an initial state in which the entire 40 and the phase velocities change in wave energy on a line, changes in a similar way with progression along the Kopp final state the entire waveguide range continues, so that it is at the end point C in energy in the other line. are strongly unequal to one sense, which is the sense of the

Es wird nunmehr zweckmäßig sein, an Hand der Punkte entgegengesetzt ist. Wie am Anfangspunkt^It will now be useful to refer to the opposite of the points. As at the starting point ^

Zeichnungen spezielle Ausführungen der Erfindung 45 ist es in bezug auf die Richtwirkung vorteilhaft, daßDrawings of specific embodiments of the invention 45 it is advantageous in terms of directivity that

zu schildern. die Phasengeschwindigkeitsdifferenz am Punkt C soto portray. the phase velocity difference at point C so

Fig. 1 zeigt perspektivisch ein gekoppeltes System, groß wie möglich ist. Bei dieser Ausführung ändertFig. 1 shows in perspective a coupled system as large as possible. When running this changes

das aus zwei hohlen Wellenleitern mit rechteckigem sich die Differenz der Phasenfortpflanzungsparameterthat of two hollow waveguides with rectangular itself the difference in phase propagation parameters

Querschnitt besteht, die zusammenstoßende oder ge- entlang des Kopplungsbereichs in einer Weise, dieCross-section that is butting or lying along the coupling area in a manner that

meinsame schmale Seitenwände 1OA und 11^4 haben. 50 durch die lineare Änderung der Querabmessungenhave common narrow side walls 1OA and 11 ^ 4. 50 by the linear change in the transverse dimensions

Die beiden Wellenleiter sind durch eine Kopplungs- der beiden Leiter bestimmt ist. In der Praxis kann esThe two waveguides are determined by a coupling of the two conductors. In practice it can

öffnung 12 miteinander gekoppelt, die durch die Seiten- vorteilhaft sein, verschiedene Formen der ÄnderungOpening 12 coupled to one another, which by the side-be advantageous, different forms of change

wände 10A und 11^4 führt. In der Praxis kann diese dieser Differenz zu benutzen. Insbesondere scheint eswalls 10 A and 11 ^ 4 leads. In practice this difference can be used. In particular it seems

Kopplungsöffnung entweder aus einer Reihe von vorteilhaft zu sein, im Falle gleichmäßiger KopplungCoupling opening either of a number of to be advantageous in the case of uniform coupling

Kopplungsschlitzen oder aus einem langen Schlitz 55 eine Änderung der Differenz der Phasenfortpflanzungs-Coupling slots or from a long slot 55 a change in the difference in the phase propagation

mit einem Drahtgitter bestehen, das die öffnung, wie kennwerte entlang! des Kopplungsbereichs zu benutzen,consist of a wire mesh that runs along the opening, like characteristic values! to use the coupling area,

dargestellt, unterteilt. Dem Bereich, der mit der Kopp- die einer Kotangensfunktion eines Arguments zwi-shown, divided. The area that is linked to the coupling of a cotangent function of an argument between

lungsöffnung zusammenfällt, nennt man den gekop- sehen 0 und π Bogengraden der Mittelfrequenz desopening coincides, one calls the gekop- see 0 and π degrees of arc of the center frequency of the

pelten Bereich oder den Kopplungsbereich der beiden Betriebsbandes entspricht.pelten area or the coupling area of the two operating bands.

Leiter. 60 Wie oben angegeben wurde, ist es wichtig, ein zuLadder. 60 As stated above, it is important to have a too

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines plötzliches Einsetzen der Änderungen zu vermeiden, erfindungsgemäßen gekoppelten Systems hohler Wellen- die Anlaß zur Hyperkopplung geben könnte. Infolgeleiter, bei dem die Phasengeschwindigkeit in jedem dessen hat es sich für einen vollständigen Leistungsder beiden Leiter durch Änderung der Querabmessun- übergang in einem breiten Frequenzband als wichtig den verändert ist. Die gezeichnete Ansicht entspricht 65 herausgestellt, den Kopplungsbereich sehr lang auszuim wesentlichen einer Aufsicht mit weggenommenen führen, wenigstens mehrere Wellenlängen der niedrigoberen Wänden. Das dargestellte System ergibt einen sten zu koppelnden Frequenz. Fig. 2 shows a schematic representation of a sudden onset of changes to avoid coupled system of hollow waves according to the invention which could give rise to hypercoupling. Infolderleiter, at which the phase velocity in each of which has made it a complete power of the both conductors by changing the transverse dimension transition in a broad frequency band as important that is changed. The drawn view corresponds to 65 emphasized that the coupling area is very long essentially a plan view with removed lead, at least several wavelengths of the lower upper walls. The system shown results in a first frequency to be coupled.

vollständigen Leistungsübergang zwischen den beiden Man hat gefunden, daß man die gewünschte Kopp-Leitern, wenn auch für die meisten Wellenleiter- lung leichter erhalten kann, wenn der Kopplungskoefanwendungen eine andere Leistungsaufteilung wie die 70 fizient in geeigneter Weise gleichzeitig mit der Diffe-complete transfer of performance between the two. It has been found that the desired Kopp ladders, although for most waveguides it can be obtained more easily if the coupling coefficient is used a different distribution of power such as the 70 ficiently in a suitable manner simultaneously with the difference

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renz der Phasenfortpflanzungsparameter der beiden leiter 10 mit der schnellen Phasengeschwindigkeit Leiter geändert wird. Insbesondere hat man gefun- bzw. der Leiter 11 mit der langsamen Phasenden, daß der interessierende Parameter im Kopplungs- geschwindigkeit. Dies entspricht einer Verschiebungrence of the phase propagation parameters of the two conductors 10 with the fast phase velocity Head is changed. In particular, one has found or the conductor 11 with the slow phase end, that the parameter of interest is the coupling speed. This corresponds to a shift

t, -11 ΛΤ ,r ,, .. , dB. . , . der Anpassungsbedingungen. Die Parameter ßf und ß, t, -11 ΛΤ, r ,, .., dB. . ,. of the adaptation conditions. The parameters ßf and ß,

bereich der Normalform-Veränderung ——ist, wobei . . , ^r, ,^ö., -,? ,^& , _ΤΛ . u ■ ■, range of normal form change —— is, where. . , ^r ^{,, ö} ., - ,? , ^& , _ΤΛ . u ■ ■,

^& dz 5 sind an den beiden Enden des Kopplungsbereichs an ^& dz 5 are at both ends of the coupling area

H der Hyperkopplungsparameter und die Parameter verschiedener Leiter angepaßt. Das H adjusted the hypercoupling parameter and the parameters of different conductors. That

steht in Übereinstimmung mit der Verschiebung der Feldverteilung zwischen den beiden Leitern, die sichis in agreement with the shift in the field distribution between the two conductors that are facing each other

ro ty. g ι\ -i durch die Normalveränderung ergibt. ro ty. g ι \ -i results from the normal change.

# ₌ Μ-?-— ίο Der Einfachheit halber ist angenommen, daß der# ₌ Μ -? -— ίο For the sake of simplicity it is assumed that the

L k\^z) J Leiter 10 bei A eine PhasenfortpflanzungskonstartteL k \ ^z ) J conductor 10 at A a phase propagation construct

hat, die gleich derjenigen des Leiters 11 bei C ist, und umgekehrt. Von Wichtigkeit ist die Tatsache, daß diewhich is equal to that of the conductor 11 at C , and vice versa. What matters is that the

ist. Hierbei sind ß₁ (z) und ß₂ (s) die Phasenfort- beiden Normalformen entlang des ganzen Kopplungspflanzungskennwerte der beiden Leiter im Kopplungs- 15 bereichs verschiedene Werte haben. Dies wird insbereich bei Nichtvorhandensein einer Kopplung als besondere dadurch erreicht, daß die Fortpflanzungs-Funktion der Strecken entlang des Kopplungsbereichs, konstanten der beiden Leiter an den Grenzen des und k (z) ist der Gegen- undEigenkopplungskoeffizient Kopplungsbereichs sehr verschieden sind. Später werzwischen den beiden Leitern. den an Hand der Fig. 7 hiermit die Phasenfortpfla,n-Im System der Fig. 2 ist der Leiter 10 so erregt 20 zungskennwerte eines Richtkopplers verglichen, bei dargestellt, daß er eine Ausgangserregung im Leiter dem Wellenleiter mit im wesentlichen gleichen Fort-11 hervorbringt. Andererseits kann auch der Leiter 11 pflanzungskonstanten an den Grenzen des Kopplungsso erregt werden, daß eine Ausgangserregung im bereichs verwendet sind.is. Here ß ₁ (z) and ß ₂ (s) are the phase continuations - both normal forms along the entire coupling plant characteristic values of the two conductors in the coupling area have different values. This is especially achieved in the absence of a coupling in that the propagation function of the paths along the coupling region, constant of the two conductors at the limits of the and k (z) is the mutual and self-coupling coefficient, are very different. Later on between the two leaders. In the system of FIG. 2, the conductor 10 is so excited as compared to the directional characteristics of a directional coupler, shown in that it produces an output excitation in the conductor of the waveguide with essentially the same progression . On the other hand, the conductor 11 planting constants can also be excited at the limits of the coupling in such a way that an output excitation is used in the area.

Leiter 10 entsteht. Ferner kann aus Gründen der Rezi- Wenn im Betrieb eine Welle nur in einem der prozität jeder Leiter zur Fortpflanzung in jeder Rieh- 25 beiden Leiter am Punkte eingeführt wird, ist festtung erregt werden. gelegt, welche der beiden Normalformen im Kopp-Die Art und Weise, wie die Normalformen erregt lungsbereich erregt wird, und zwar dadurch, welcher werden, kann am besten an Hand der graphischen der beiden Leiter erregt wird. Wenn anfangs der Darstellungen der Fig. 6 beschrieben werden. In Fig. 6 Leiter 11 erregt wird, entsprechend einer Erregung sind abhängig vom Weg entlang des Kopplungs- 30 der schnelleren Form der beiden umgekoppelten Leibereichs die Phasenfortpflanzungskennwerte von zwei tungen, wird vorzugsweise die schnelle Form des ge-Vorwärts-Normalformen aufgetragen, die zu zwei koppelten Systems erregt, und zwar wegen der An-Leitern gehören, welche, wie in Fig. 2 dargestellt, ge- passungsverhältnisse der Fortpflanzungskonstanten, koppelt sind. Die weitschweifige mathematische Ab- Andererseits wird durch eine anfängliche Erregung leitung, die zu diesem Ergebnis führt, ist weggelassen. 35 des Leiters 10 die langsame Normalform des ge-Die Punkte A, B und C auf der Abszisse entsprechen koppelten Systems erregt. Im Ausmaß der Fehlden Punkten A₁ B und C des Kopplungsbereichs des anpassung wird die andere Normalform erregt. Bei B in Fig. 2 dargestellten Systems. Es kann gezeigt wer- ist die Leistung in den beiden Leitern phasengleich den, daß die Phasenfortpflanzungskennwerte auf dem oder phasenverschoben, je nachdem welche der beiden Kopplungsbereich sich wie gezeichnet ändern, wobei 40 Normalformen in den Kopplungsbereichen erregt ist. die schnelle Normalform einen Phasenfortpflanzungs- Für ein derartiges Kopplungssystem ist kennzeichkennwert ß_f hat, der bei B ein Maximum erreicht, und nend, daß, wenn anfangs nur einer der beiden Leiter die langsame Form einen Phasenfortpflanzungskenn- erregt ist, wegen der in den Phasenfortpflanzungswert ß_s hat, der bei B ein Minimum erreicht. Bei B parametern aufgetragenen Anpassungsverhältnisse nur entspricht die Differenz zwischen den Parametern ßf 45 eine Normalform in beträchtlichem Umfang am An- und ß_s dem doppelten Kopplungskoeffizient k, der im fang des Kopplungsbereichs eingeführt wird. Infolgebetrachteten Falle konstant ist. dessen bleibt die andere Normalform im wesentlichen Es hat sich als kennzeichnend herausgestellt, daß unerregt, wenn die Hyperkopplung zwischen den beidie schnelle Normalform bei A einen Phasenfortpflan- den Normalformen entlang des Kopplungsbereichs zungskennwert ß_f hat, der nahezu der Fortpflanzungs- 50 klein gehalten wird.Head 10 is created. Furthermore, for reasons of reciprocity, if in operation a wave is introduced only in one of the percentage of each conductor to propagate in each line of the two conductors at the point, fixation is aroused. laid out which of the two normal forms in the Kopp-The way in which the normal forms excited treatment area is excited, namely by which one can best be excited on the basis of the graphic of the two conductors. If at the beginning of the representations of FIG. 6 are described. In Fig. 6 conductor 11 is excited, corresponding to an excitation, depending on the path along the coupling 30 of the faster form of the two uncoupled body regions, the phase propagation parameters of two lines, the fast form of the forward normal forms is preferably plotted, the two The coupled system is excited because of the on-conductors which, as shown in FIG. 2, are coupled to the ratios of the propagation constant. The rambling mathematical derivation, on the other hand, by an initial excitation line that leads to this result, is omitted. 35 of the conductor 10 the slow normal form of the coupled system. The points A, B and C on the abscissa correspond to excited. The other normal form is excited to the extent of the missing points A ₁ B and C of the coupling region of the adaptation. System shown at B in FIG. It can be shown that the power in the two conductors is in phase with the phase propagation parameters on or out of phase, depending on which of the two coupling areas change as shown, with 40 normal forms being excited in the coupling areas. the fast normal form a Phasenfortpflanzungs- For such a coupling system is characterizing parameter ß _f has, reaching a maximum at B, and Nend that if at first only one of the two conductors, the slow form is energized a Phasenfortpflanzungskenn-, ß in the phase propagation value because of the _s which reaches a minimum at B. In the case of adaptation ratios plotted on B parameters, only the difference between the parameters ßf 45 corresponds to a normal form to a considerable extent at the start and ß _s to double the coupling coefficient k, which is introduced at the beginning of the coupling area. As a result, the case under consideration is constant. of which the other normal form remains essentially. It has been found to be characteristic that, when the hypercoupling between the two rapid normal form at A has a phase propagating normal form along the coupling area , the propagation characteristic ß _f is kept almost small.

konstante ß_t des Wellenleiters 11 mit der schnelleren Jedoch hat man gefunden, daß ein Energieübergang Phasengeschwindigkeit angepaßt ist, während die zwischen den beiden Leitern innerhalb der einen Form langsamere Normalform einen Kennwert ß_s hat, der stattfindet. Insbesondere hat der Übergang die in nahezu der Phasenfortpflanzungskonstante ß₂ des Fig. 8 dargestellte Form, wo der Prozentsatz der Wellenleiters 10 angepaßt ist. In der Zeichnung sind 55 Leistung in jedem der beiden Leiter abhängig vom links von A die Phasenfortpflanzungskonstanten der Weg entlang des Kopplungsbereichs aufgetragen ist. beiden Leiter links vom Beginn des Kopplungsbereichs Bei dem gezeichneten Fall wurde die Leistung anfangs aufgetragen. Der Grad der Fehlanpassung hängt so- in den Leiter 11 eingeführt. Es sei bemerkt, daß in wohl von der Kopplung als auch von der Differenz den Leistungskennlinien jedes Leiters kleine Wellen der Phasenfortpflanzungskonstanten der beiden Leiter 60 auftreten. Diese Wellen entstehen durch das Vorbei A ab. Bei Anordnungen, die eine gleichmäßige handensein einer geringen Menge unerwünschter än-Kopplung verwenden, ist diese Fehlanpassung um so derer Normalformen, die durch die Fehlanpassung kleiner, je größer die Differenz der Phasenfortpflan- an den Grenzen verursacht werden. Durch Verringezungskonstanten der beiden Leiter ist. Bei Anord- rung dieser Fehlanpassung kann die Amplitude der nungen, die sowohl eine Änderung der Kopplung als 65 kleinen Wellen verringert werden. Obwohl kein vollauch eine Änderung dieser Differenz verwenden, kann ständiger Leistungsübergang bei gleichmäßiger Koppdie Fehlanpassung beseitigt werden. lung vorhanden ist, nähert er sich doch asymptotisch Es hat sich bei dem hier beschriebenen Fall weiter dem Wert Eins, so daß für alle praktischen Zwecke als kennzeichnend ergeben, daß bei C die Parameter ßf bei genügend langem Kopplungsbereich der Über-, und ß_s nahezu gleiche Werte haben wie der Wellen- 70 gang vollständig ist. Wenn die Kopplung ebenfallsconstant β _{t of} the waveguide 11 with the faster one. However, it has been found that an energy transition is adapted to the phase velocity, while the normal form, which is slower between the two conductors within the one form, has a characteristic value β _s that takes place. In particular, the transition has the form shown in almost the phase propagation constant β ₂ of FIG. 8, where the percentage of waveguides 10 is adapted. In the drawing, 55 power in each of the two conductors are plotted as a function of the phase propagation constant of the path along the coupling area to the left of A. both conductors to the left of the beginning of the coupling area. In the case shown, the power was initially plotted. The degree of mismatch thus introduced into the conductor 11 depends. It should be noted that small waves of the phase propagation constants of the two conductors 60 occur in both the coupling and the difference in the performance characteristics of each conductor. These waves are created by passing A ab. In the case of arrangements which use a uniform presence of a small amount of undesired än coupling, this mismatch is all the more that normal forms that are caused by the mismatch, the greater the difference in phase propagation at the boundaries. By reducing constants of the two conductors is. By arranging this mismatch, the amplitude of the voltages, which are both a change in the coupling and small waves, can be reduced. Although no full change in this difference can be used, constant power transition with smooth coupling can eliminate the mismatch. It is asymptotically approaching in the case described here, so that for all practical purposes it is characteristic that at C the parameters ßf with a sufficiently long coupling range of the over and ß _s almost have the same values as the swell is complete. If the coupling also

verändert wird, ist ein vollständiger Leistungsübergang möglich. Es ist im allgemeinen zweckmäßig, die verschiedenen Enden der Wellenleiter mit ihren Wellenwiderständen abzuschließen, um Reflexionen klein zu halten.is changed, a complete transfer of services is possible. It is generally convenient to use the different ends of the waveguide terminate with their wave resistances to avoid reflections to keep it small.

Andererseits ist als Vergleich in Fig. 7 eine Darstellung der gleichen Art wie in Fig. 6 für Richtkoppler der bisherigen Art gegeben, bei denen die beiden ungekoppelten Leiter im Kopplungsbereich dieselben Phasenfortpflanzungskonstanten haben. In dieser Darstellung entspricht das Gebiet zwischen A und C auf der Abszisse dem Kopplungsbereich, der hinter der Kopplung durch langsame und schnelle Vorwärts-Normalformen mit verschiedenen Fortpflanzungskonstanten ß/ und ß/ gekennzeichnet ist. Jedoch haben die beiden Leiter vor und hinter dem Kopplungsbereich im wesentlichen dieselbe Fortpflanzungskonstante ß', deren Wert zwischen ß/ und ß/ liegt. Wenn auch nur einer der beiden Leiter anfangs errregt wird, entsteht, weil die beiden für den Kopplungsbereich kennzeichnenden Vorwärts-Normalformen an die Fortpflanzungskonstante ß' gleich fehlangepaßt sind, infolgedessen am Anfang des Kopplungsbereichs eine Entartung, und beide Normalformen werden ungefähr im gleichen Ausmaß erregt. Da diese Normalformen verschiedene Phasenfortpflanzungsparameter haben, ergibt sich eine Interferenz zwischen ihnen, und obwohl diese Interferenz zur Erreichung einer Richtkopplung benutzt werden kann, ist diese Kopplung von sich aus frequenzabhängig.On the other hand, as a comparison, FIG. 7 shows a representation of the same type as in FIG. 6 for directional couplers of the previous type in which the two uncoupled conductors in the coupling area have the same phase propagation constants. In this illustration, the area between A and C on the abscissa corresponds to the coupling area, which behind the coupling is characterized by slow and fast forward normal forms with different propagation constants ß / and ß / . However, the two conductors in front of and behind the coupling area have essentially the same propagation constant ß ', the value of which is between ß / and ß / . If only one of the two conductors is initially excited, because the two forward normal forms that characterize the coupling area are equally mismatched with the propagation constant ß ' , a degeneracy occurs at the beginning of the coupling area, and both normal forms are excited approximately to the same extent. Since these normal forms have different phase propagation parameters, there is interference between them, and although this interference can be used to achieve directional coupling, this coupling is inherently frequency dependent.

Verschiedene Abänderungen der in Fig. 2 dargestellten Grundausführung sind möglich. Erstens ist es möglich, die gewünschte Änderung von β (ζ) entlang der beiden Leitungen ohne Änderung der physikalischen Abmessungen der Wellenleiter durch Einsetzen von Elementen zu erzielen, bei denen entweder die Dielektrizitätskonstante oder die Permeabilität des Wellenleitermediums verändert wird. Bei dem in Fig. 3 dargestellten gekoppelten System sind entlang des Kopplungsbereichs 22 in die Leiter 20 und 21 zu diesem Zweck die Einsätze 23 und 24 eingebaut. Bei A füllt der dielektrische Einsatz 23 einen beträchtlichen Teil des Leiters 20 aus, während der dielektrische Einsatz 24 einen kleinen Teil des Leiters 21 ausfüllt, wodurch der Wert des Phasenfortpflanzungsparameters an dieser Stelle im Leiter 20 größer wird. Beiß füllen die dielektrischen Einsätze gleiche Teile der beiden Leiter aus, bei C ist der Leiter 21 durch seinen Einsatz 24 mehr ausgefüllt. Die dielektrischen Einsätze sind entlang des Kopplungsbereichs abgeschrägt, um die gewünschte Änderung der relativen Phasenfortpflanzungskennwerte zu erhalten. Eine Abschrägung, die im wesentlichen eine Kotangensfunktion des Hyperkopplungsparameters// entlang des Kopplungsbereichs ergibt, wie sie oben beschrieben wurde, ist oftmals vorteilhaft. Verschiedene andere Verteilungen sind ebenfalls möglich. In der Praxis kann es nützlich sein, hinter dem Kopplungsbereich abgeschrägte Verlängerungsteile 23-4 und 24^4 den entsprechenden Einsätzen anzufügen, um plötzliche Unstetigkeiten in den Leitern zu vermeiden, die störend sein können. Bei dieser Ausführung entspricht der Überkreuzungspunkt B ebenfalls dem 3-Dezibel-Punkt, und es entsteht durch eine Unterbrechung an dieser Stelle ein 3-Dezibel-Koppler. Ferner kann wiederum jeder Wellenleiter an jedem Ende zur Fortpflanzung in jeder Richtung erregt werden, wenn auch die Verluste im allgemeinen dadurch klein gehalten werden können, daß der Bereich mit großer Wellenenergie den Bereichen mit dem kleinsten dielektrischen Einsatz entspricht wie bei der Erregung in der dargestellten Art und Weise.Various modifications of the basic design shown in FIG. 2 are possible. First, it is possible to achieve the desired change in β (ζ) along the two lines without changing the physical dimensions of the waveguides by employing elements that change either the dielectric constant or the permeability of the waveguide medium. In the coupled system shown in FIG. 3, the inserts 23 and 24 are built into the conductors 20 and 21 along the coupling region 22 for this purpose. At A , the dielectric insert 23 fills a substantial portion of the conductor 20 while the dielectric insert 24 fills a small portion of the conductor 21, thereby increasing the value of the phase propagation parameter at that point in the conductor 20. The dielectric inserts fill out equal parts of the two conductors, at C the conductor 21 is more filled with its insert 24. The dielectric inserts are tapered along the coupling area to provide the desired change in relative phase propagation characteristics. A bevel, which essentially results in a cotangent function of the hypercoupling parameter // along the coupling region, as described above, is often advantageous. Various other distributions are also possible. In practice it can be useful to add beveled extension parts 23-4 and 24 ^ 4 to the corresponding inserts behind the coupling area in order to avoid sudden discontinuities in the conductors, which can be annoying. In this embodiment, the crossover point B also corresponds to the 3 decibel point, and an interruption at this point creates a 3 decibel coupler. Furthermore, each waveguide at each end can be excited for propagation in any direction, although the losses can generally be kept small by the fact that the area with high wave energy corresponds to the areas with the smallest dielectric insert, as in the case of the excitation in the manner shown and way.

Andererseits können die Einsätze 23 und 24 aus Material mit hoher Permeabilität bestehen, z. B. aus Ferrit, um die gewünschte Änderung der Fortpflanzungskonstanten zu erhalten.On the other hand, the inserts 23 and 24 can be made of high permeability material, e.g. B. off Ferrite to get the desired change in propagation constant.

Wenn auch bei den beiden oben beschriebenen Ausführungen die Phasenfortpflanzungskennwerte beider Leitungen entlang des Kopplungsbereichs verändertEven if in the two versions described above, the phase propagation parameters of both Lines changed along the coupling area

ίο werden, so genügt es doch, den Phasenfortpflanzungskennwert nur einer der beiden Leitungen zu verändern, da die Änderung der Differenz in erster Linie von Bedeutung ist. In Fig. 4 hat der Leiter 30 gleichmäßigen Querschnitt, er würde demgemäß bei Nicht-Vorhandensein einer Kopplung eine gleichmäßige Phasenfortpflanzungskonstante entlang des Kopplungsbereichs 32 haben. Der Leiter 31 hat andererseits eine Ouerabmessung, die sich von einer Breite, die größer als diejenige des Leiters 30 bei A ist, auf eineίο, it is sufficient to change the phase propagation characteristic value of only one of the two lines, since the change in the difference is primarily of importance. In FIG. 4, the conductor 30 has a uniform cross-section; accordingly, in the absence of a coupling, it would have a uniform phase propagation constant along the coupling region 32. The conductor 31, on the other hand, has an Ouer dimension which varies from a width greater than that of the conductor 30 at A to a

ao Breite, die kleiner als diejenige des Leiters 30 bei C ist, ändert. B wird wiederum benutzt, um den Überkreuzungspunkt zu kennzeichnen. Infolgedessen wechselt die Differenz der Phasenfortpflanzungskennwerte auf den gegenüberliegenden Seiten des Punktes B entlang des Kopplungsbereichs das Vorzeichen und nimmt mit wachsendem Abstand von B absolut zu. In Fig. 5 ist eine andere Ausführung eines gekoppelten Systems dargestellt, bei dem die Phasenfortpflanzungskonstante der einen Leitung im Kopp- lungsbereich geändert wird, während diejenige der anderen Leitung konstant gehalten wird. In diesem Falle wird die gewünschte Veränderung durch einen abgeschrägten Einsatz 44 im Leiter 41, der entweder aus dielektrischem oder aus permeablem Material besteht, und durch einen gleichmäßigen Einsatz 43 im Leiter 40 erreicht. Um Reflexionen klein zu halten, sind diese Einsätze hinter dem Kopplungsbereich 42 an den Enden abgeschrägt, so daß scharfe Unstetigkeiten in den Leitern vermieden werden. Im Punkt B füllen die Einsätze 43 und 44 gleiche Teile der beiden Leiter aus.ao width, which is smaller than that of the conductor 30 at C , changes. B is again used to mark the crossover point. As a result, the difference in the phase propagation characteristics changes sign on the opposite sides of point B along the coupling area and increases absolutely with increasing distance from B. 5 shows another embodiment of a coupled system in which the phase propagation constant of one line in the coupling area is changed while that of the other line is kept constant. In this case, the desired change is achieved by a beveled insert 44 in the conductor 41, which consists of either dielectric or permeable material, and by a uniform insert 43 in the conductor 40. In order to keep reflections small, these inserts behind the coupling area 42 are beveled at the ends so that sharp discontinuities in the conductors are avoided. At point B , the inserts 43 and 44 fill equal parts of the two conductors.

Bei den beschriebenen Ausführungen sind die Verfahren zur Änderung der Phasenfortpflanzungskennwerte der beiden Leitungen von Änderungen der Wellenwiderstände der beiden Leiter begleitet. Bei manchen Anwendungen kann dies unerwünscht sein. Solche Wellenwiderstandsänderungen können vermieden werden. Zum "Beispiel kann im Falle, daß die Querabmessung eines Leiters zum Zweck einer Änderung des Phasenfortpflanzungskennwertes geändert wird, eine kompensierende Änderung der Höhe des Wellenleiters vorgenommen werden, um den Wellenwiderstand im Kopplungsbereich im wesentlichen konstant zu halten. Andererseits kann durch gleichzeitige Verwendung von dielektrischen und permeablen Einsätzen die Phasenfortpflanzungskonstante eines Leiters ohne wesentliche Beeinflussung seines Wellenwiderstandes geändert werden. Dies ist möglich, obwohl sich die Phasenfortpflanzungskonstante eines Wellenleiters mit den Änderungen der Dielektrizitätskonstante oder der Permeabilität des begrenzenden Mediums in gleicher Weise ändert, weil sein Wellenwiderstand sich mit Änderungen der Dielektrizitätskonstante und der Permeabilität des begrenzenden Mediums in entgegengesetzter Richtung ändert.In the embodiments described, the methods for changing the phase propagation parameters are of the two lines is accompanied by changes in the wave resistance of the two conductors. at this may be undesirable for some applications. Such changes in wave impedance can be avoided will. For example, in the event that the transverse dimension of a conductor for the purpose of change of the phase propagation characteristic is changed, a compensating change in the level of the Waveguide can be made to substantially reduce the characteristic impedance in the coupling area keep constant. On the other hand, through the simultaneous use of dielectric and permeable Use the phase propagation constant of a conductor without significantly influencing his Characteristic impedance can be changed. This is possible despite the phase propagation constant of a waveguide with the changes in the dielectric constant or the permeability of the limiting medium changes in the same way because its wave resistance changes with changes in the dielectric constant and the permeability of the limiting medium changes in the opposite direction.

Wenn auch bei jeder der beschriebenen Ausführungen die Differenz der Phasenfortpflanzungskonstanten durch einen fortlaufend veränderten Kennwert erhalten wird, kann offensichtlich ein analogerEven if the difference in the phase propagation constants in each of the embodiments described is obtained by a continuously changing characteristic value can obviously be an analog one

809 559/287809 559/287

daß sie sich dort zur Wechselwirkung mit dem Elektronenstrahl fortpflanzt. Das Ende der äußeren Wendel ist mit ihrem Wellenwiderstand abgeschlossen, wie es schematisch durch die Impedanz 60 dargestellt 5 ist.that it propagates there to interact with the electron beam. The end of the outer helix is completed with its characteristic impedance, as shown schematically by the impedance 60 5 is.

Am Ausgangsende der inneren Wendel 54 zum Strahlende hin wird die Wellenenergie zur Verwendung durch die Verbrauchereinrichtung 61 mit Hilfe einer ähnlichen Anordnung abgenommen, die aus einerAt the exit end of the inner coil 54 towards the beam end, the wave energy is used removed by the consumer device 61 using a similar arrangement consisting of a

Effekt auch durch eine Reihe von einzelnen Änderungsstufen erzielt werden.Effect can also be achieved through a series of individual change levels.

Wenn die oben beschriebenen Ausführungen sich
speziell auf ein gekoppeltes System beziehen, das aus
zwei hohlen Wellenleitern besteht, so sollen die gleichen Prinzipien Anwendung auf ein gekoppeltes System finden, das aus zwei wendeiförmigen Leitern
besteht. Wendeiförmige Leiter erlangen große Bedeutung als Übertragungsleitungen auf dem GebietIf the above is true
specifically refer to a coupled system that consists of
consists of two hollow waveguides, the same principles shall apply to a coupled system that consists of two helical conductors
consists. Helical conductors are becoming very important as transmission lines in the field

der Wanderfeldröhren, bei denen in einer wichtigen io koaxialen Leitung 62 besteht, deren innerer Leiter Form ein wendeiförmiger Leiter als Wechselwirkungs- eine Fortsetzung 63 enthalt, die als wendeiförmiger kreis zur Fortpflanzung einer langsamen elektro- Leiter ausgebildet ist, der den Kolben in einem Gemagnetischen Welle dient, durch den ein Elektronen- biet koaxial umgibt, das mit dem Ende der inneren strahl geleitet wird. Eines der Probleme, die für eine Wendel zum Strahlende hin übereinstimmt. Die derartige Verwendung eines wendeiförmigen Leiters 15 äußere Wendel 63 weist ebenfalls eine Änderung der kennzeichnend sind, bestand in der Schwierigkeit, Steigung auf, die einen Phasenfortpflanzungskennwert breitbandige reflexionsfreie Anschlüsse an den Leiter ergibt, der sich im Kopplungsbereich von einem beherzustellen, um das Eingangssignal einzukoppeln und trächtlich größeren Wert als derjenige der inneren das Ausgangssignal auszukoppeln. In Fig. 9 ist eine Wendel auf einen beträchtlich kleineren ändert. Sie Wanderfeldröhre dargestellt, welche die Prinzipien 20 ist mit ihrem Wellenwiderstand abgeschlossen, wie der Erfindung verkörpert. es schematisch durch die Impedanz 64 dargestellt ist.the traveling wave tubes, in which there is an important io coaxial line 62, the inner conductor of which Form a helical conductor as an interaction- a continuation 63 contains, which as helical circle for the propagation of a slow electrical conductor is formed, which the piston in a Gemagnetic Wave through which a region of electrons coaxially surrounds the one with the end of the inner beam is directed. One of the problems that is the same for a helix towards the end of the beam. the Such use of a helical conductor 15 outer helix 63 also has a change in the Characteristic was the difficulty in ascertaining slope, which has a phase propagation characteristic broadband, reflection-free connections to the conductor, which are to be accommodated in the coupling area, to couple the input signal and considerably larger value than that of the inner decouple the output signal. In Fig. 9 one helix is changed to a considerably smaller one. she Traveling wave tube shown, which the principles 20 is completed with its wave resistance, like embodied the invention. it is represented schematically by the impedance 64.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Wanderfeldröhre 50 Aus dem oben Gesagten ergibt sich selbstverständenthält ein evakuierter Kolben 51, der z. B. aus Glas Hch, daß auch die Steigung jeder der äußeren Wea- oder Quarz besteht, die verschiedenen Röhrenelemente. dein 59 und 63 so verändert werden könnte, daß man An entgegengesetzten Enden der Röhre sind das Elek- 25 einen Phasenfortpflanzungskennwert erhält, der sich tronenstrahlerzeugungssystem, das schematisch als von einem kleineren Wert als derjenige der inneren Kathode 52 dargestellt ist, und eine Auftreffelektrode Wendel 54 auf einen größeren ändert. Ferner kann 53 angeordnet, welche den Weg des Elektronenstrahles die Steigung der inneren Wendel statt gleichmäßig begrenzen. Koaxial zu dem Elektronenstrahlweg ist auch veränderlich ausgeführt werden, solange man ein wendeiförmiger Leiter 54 angeordnet, der als 30 die gewünschte Änderung der Phasenfortpflanzungs-Wellenwechselwirkungskreis dient. Die beiden Enden kennwerte der inneren und äußeren Wendel im Koppdes wendeiförmigen Leiters sind vorzugsweise im lungsbereich erhält. Ferner sei bemerkt, daß im Überwesentlichen reflexionsfrei abgeschlossen, wie sehe- kreuzungspunkt, wo die innere und die äußere Wendel matisch durch die Abschlußimpedanzen 55 und 56 die gleichen Phasenfortpflanzungskonstanten haben, dargestellt ist. Zur Vereinfachung der Herstellung ist 35 sich im wesentlichen gleiche Energiebeträge auf den die Wendel 54 mit gleichmäßiger Steigung gewickelt. beiden Wendeln befinden.In the traveling wave tube 50 shown in FIG. 9, it goes without saying that what has been said above is contained an evacuated piston 51, the z. B. made of glass Hch that the slope of each of the outer or quartz, the various tube elements. your 59 and 63 could be changed so that one At opposite ends of the tube the electrodes are given a phase propagation characteristic which is mutually exclusive electron gun, which schematically as of a smaller value than that of the inner Cathode 52 is shown, and an impingement electrode changes helix 54 to a larger one. Furthermore can 53 arranged, which the path of the electron beam the slope of the inner helix instead of uniform limit. Coaxial to the electron beam path can also be made variable as long as one a helical conductor 54 is arranged, which as 30 the desired change in the phase propagation wave interaction circle serves. The two ends characteristic values of the inner and outer helix in the Koppdes helical conductors are preferably preserved in the lung area. It should also be noted that in the main reflection-free closed, like see-point of intersection where the inner and outer helix matically have the same phase propagation constants due to the terminating impedances 55 and 56, is shown. To simplify manufacture, the amount of energy used is essentially the same the helix 54 is wound with a uniform pitch. both coils are located.

Durch geeignete (nicht dargestellte) Einführungs- Bei der in den Fig. 1OA und 1OB dargestellten anschlüsse wird an die Wendel 54 eine Gleichspannung Wanderfeldröhre 65 sind die verschiedenen Röhrenangelegt, welche den Elektronenstrahl auf eine Ge- elemente in einem evakuierten Kolben 66 unterschwindigkeit beschleunigt, die im wesentlichen gleich 40 gebracht, der z. B. aus Glas besteht. An einem Ende der Axialgeschwindigkeit des elektrischen Feldes der der Röhre befindet sich das Elektronenstrahlsystem sich fortpflanzenden Welle ist, wie es beim Betrieb von 67, das als Quelle für einen ringförmigen zylindri-Wanderfeldröhren üblich ist. Es ist gewöhnlich zweck- sehen Elektronenstrahl dient. Das Elektronenstrahlmäßig, gewisse (hier nicht dargestellte) Vorkehrungen system 67 hat einen dem Fachmann bekannten Aufzu treffen, um den Elektronenstrahl auf seinem Weg 45 bau und enthält eine Elektronen emittierende ringdurch die Wendel 54 zu fokussieren. Erfindungsgemäß förmige Kathode 68, eine Strahlen formende Elektrode wird von der Quelle 57 zügefühfte Eingangswellert- 69, eine Beschleunigungsanode 70 und verschiedene energie an das Kathodenende des Weehselwirkungs- Halte- und Abstandselemente. Einführungsanschlüsse kreises am Anfang des Strahles durch eine Eingangs- liefern die gewünschten Betriebsspannungen an die leitung 58 angelegt, die aus einem koaxialen Leiter 50 verschiedenen Elektronenstrahlsystemelemente. Am besteht. Um einen Übergang der Wellenenergie zu entgegengesetzten Ende der Röhre dient eine Sammeibewirken, ist der innere Leiter der koaxialen Leitung elektrode 71 als Auftreffelektrode für die Kathode 68 mit einer Fortsetzung 59 versehen, die um den zur Sammlung der verbrauchten Elektronen. Röhrenkolben unter Kopplung mit dem-Ende der Entlang der Röhre ist axial der Mittelhaltestab 72 Wendel 54 am Strahlanfang gewiekelt ist. Die Fort- 55 aus geeignetem dielektrischem Material, wie Quarz, setzung 59, welche aus einem Drahtleiter besteht, ist angeordnet, um den die innere leitende Wendel 73 koaxial um die Außenseite des Röhrenkolbens auf
einem Gebiet gewickelt, das mit dem Ende der Wendel
54 am Strahlanfang übereinstimmt. Die RichtungWith the connections shown in FIGS. 10A and 10B, a DC voltage traveling wave tube 65 is applied to the helix 54, the various tubes, which accelerate the electron beam onto a gel element in an evacuated piston 66, which underspeed brought substantially equal to 40, the z. B. consists of glass. At one end of the tube's axial velocity of the electric field is the electron beam propagating wave, as is the case with the operation of 67, which is common as a source for an annular traveling-wave traveling wave tube. It is usually purposeful- see electron beam is used. The electron beam-wise, certain (not shown here) precautionary system 67 has a function known to those skilled in the art to focus the electron beam on its path 45 and includes an electron-emitting ring through the filament 54. Cathode 68 shaped according to the invention, a beam-shaping electrode is drawn from the source 57, input shaft 69, an acceleration anode 70 and various energy to the cathode end of the reciprocating holding and spacer elements. Lead-in connections at the beginning of the beam through an input supply the desired operating voltages applied to the line 58, which consists of a coaxial conductor 50 different electron beam system elements. On exists. To a transition of the wave energy to the opposite end of the tube serves a collecting effect, the inner conductor of the coaxial line electrode 71 is provided as an impingement electrode for the cathode 68 with a continuation 59, which is to collect the used electrons. Tubular piston coupled with the end of the axially along the tube, the central holding rod 72 helix 54 is angled at the beginning of the beam. The extension 59 of suitable dielectric material such as quartz, which consists of a wire conductor, is disposed around which the inner conductive coil 73 coaxially around the outside of the tube envelope
an area that is coiled with the end of the helix
54 coincides at the beginning of the beam. The direction

oder der Sinn der Wicklung der äußeren Wendel 59 60 gleichmäßige Steigung. Die beiden Enden der inneren ist vorteilhafterweise entgegengesetzt zur inneren Wendel können vorteilhafterwei.se im wesentlichen Wendel 54, um die Kopplung zwischen den Wendeln
zu erhöhen. Gemäß den Prinzipien der Erfindung
wird durch Änderung der Steigung der Phasenfortpflanzungskennwert der äußeren Wendel 59 im Kopp- 65 terial, wie Quarz, gehalten, in dem ihrerseits die lungsbereich allmählich von einem Wert, der beträcht- äußere leitende Wendel 75 gehalten ist, die z. B. ebenlich größer als derjenige der inneren Wendel 54 ist, falls ein flach gewickeltes Band sein kann, auf einen Wert, der beträchtlich kleiner ist, vermin- Die äußere Wendel 75 ist vorteilhafterweise etitdert. wodurch die Eingangswelle vollständig von der gegengesetzt wie die innere Wendel 73 gewickelt. Die äußeren Wendel auf die innere Wendel übergeht, so 70 Steigung der äußeren Wendel 75 ist auf einem Mittei-or the sense of the winding of the outer helix 59 60 uniform pitch. The two ends of the inner helix is advantageously opposite to the inner helix, advantageously essentially helix 54, in order to establish the coupling between the helices
to increase. According to the principles of the invention
is kept by changing the slope of the phase propagation characteristic value of the outer helix 59 in the coupling material, such as quartz, in which in turn the lung area is gradually kept from a value that the considerable outer conductive helix 75, the z. B. is evenly larger than that of the inner helix 54, if a flat-wound tape can be, reduced to a value which is considerably smaller. The outer helix 75 is advantageously etitdert. whereby the input shaft is completely wound from the opposite as the inner helix 73. The outer helix passes over to the inner helix, so the slope of the outer helix 75 is on a middle

gewickelt ist, die vorteilhafterweise ein flach gewickeltes Band oder ein Streifen sein kann. Die innere Wendel hat vorteilhafterweise in Längsrichtung eineis wound, which is advantageously a flat-wound Can be tape or a strip. The inner helix advantageously has one in the longitudinal direction

reflexionsfrei abgeschlossen sein. Durch die Wände des Kolbens 66 wird ein röhrenförmiger zylindrischer Halteteil 74 aus einem geeigneten dielektrischen Ma-be completed without reflection. The walls of the piston 66 become tubular and cylindrical Holding part 74 made of a suitable dielectric material

teil 75 A der Wendellänge gleichmäßig, die eine Vielzahl von Betriebswellenlängen lang ist und die so ausgeführt ist, daß sie bei NichtVorhandensein der inneren Wendel den fortgeleiteten Wellen eine Phasengeschwindigkeit verleiht, die im wesentlichen gleich der Phasengeschwindigkeit der entlang der inneren Wendel 73 mit gleichmäßiger Steigung bei Nichtvorhandensein der äußeren Wendel fortschreitenden Wellen ist. Es ist gewöhnlich nicht notwendig, daß diese Phasengeschwindigkeiten genau gleich sind, wenn auch eine merkbare Differenz eine verringerte Kopplung ergibt. Dieser Mittelteil des Kreises ergibt die Hauptwechselwirkung mit dem Elektronenstrahl, er hat aus diesem Grunde vorzugsweise einen gleichmäßigen Phasengeschwindigkeitskennwert. Wenn sehr hohe Ausgangspegel gewünscht werden, kann es vorteilhaft sein, den Phasengeschwindigkeitskennwert am Ausgangsende dieses Mittelteils des Wechselwirkungskreises zu verringern. Um es mit etwas anderen Worten zu wiederholen: In der gezeichneten Röhre sind die Verzögerungskennwerte der inneren und äußeren Wendel allein betrachtet entlang der Mittelteile beider Wendeln im wesentlichen identisch. Jedoch wird nach einem kennzeichnenden Merkmal dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung die Steigung der äußeren Wendel 75 mit dem Weg zu den beiden Enden 755 und 75 C allmählich größer, um dort einen Phasengeschwindigkeitskennwert zu erhalten, der denjenigen der inneren Wendel an entsprechenden axialen Stellen um einen zunehmenden Betrag übersteigt. Diese Endbereiche 76 und 77, in denen die Phasengeschwindigkeitskennwerte der beiden Wendeln ungleich sind, dienen als Energieaustauschbereiche zwischen den beiden Wendeln. In der Praxis können diese Bereiche langer als in der Zeichnung angegeben sein.part 75 A of the coil length evenly, which is long, a plurality of operating wavelengths and which is designed so that it imparts a phase velocity in the absence of the inner helix the continued guided waves along the inner coil 73 with a uniform pitch substantially equal to the phase velocity of at Absence of the outer helix of advancing waves is. It is usually not necessary that these phase velocities be exactly the same, although an appreciable difference will result in reduced coupling. This central part of the circle produces the main interaction with the electron beam; for this reason it preferably has a uniform phase velocity characteristic. If very high output levels are desired, it may be advantageous to reduce the phase velocity characteristic at the output end of this central part of the interaction circuit. To repeat it in slightly different words: In the tube shown, the characteristic deceleration values of the inner and outer coils, viewed alone along the central parts of both coils, are essentially identical. However, according to a characterizing feature of this aspect of the present invention, the pitch of the outer helix 75 gradually increases as the path to the two ends 755 and 75 C increases in order to obtain a phase velocity characteristic value which increases by an increasing amount to that of the inner helix at corresponding axial locations Amount exceeds. These end regions 76 and 77, in which the phase velocity characteristics of the two coils are unequal, serve as energy exchange regions between the two coils. In practice, these ranges can be longer than indicated in the drawing.

Am Elektronenquellen- oder Eingangsende dient der entsprechende Energieaustauschbereich 76 dazu, die allein auf der äußeren Wendel 75 fortschreitende Welle in eine in elektrischer Längswellenform fortschreitende Welle auf den beiden Wendeln umzuwandeln. At the electron source or input end, the corresponding energy exchange area 76 serves to the wave advancing solely on the outer helix 75 into one advancing in an electrical longitudinal wave form To convert the wave on the two coils.

Am Sammelelektroden- oder Ausgangsende dient der entsprechende Energieaustauschbereich 77 dazu, die entlang der beiden Wendeln fortschreitende Längswellenform in eine Welle umzuwandeln, die allein auf der äußeren Wendel fortschreitet, von wo sie bequem zur Verwendung abgenommen werden kann.At the collecting electrode or output end, the corresponding energy exchange area 77 is used for the to convert the longitudinal waveform progressing along the two coils into a wave that is solely on the outer coil from where it can be conveniently removed for use.

Selbstverständlich ist es wichtig, eine relative Änderung mit richtigem Vorzeichen der Phasenverzögerungskennwerte der beiden Leitungen an entsprechenden axialen Stellen in den Energieaustauschbereichen 76 und 77 zu erreichen. Zum Beispiel ist es möglich, die gewünschte Wirkung an jedem Ende dadurch zu erreichen, daß die Steigung der äußeren Wendel 75 im Energieaustauschbereich gleichmäßig bleibt und die Steigung der inneren Wendel 73 mit dem Weg zum Ende hin im Energieaustauschbereich abnimmt, oder sogar dadurch, daß die Steigung beider Wendeln gleichzeitig geändert wird, solange die Steigung der äußeren Wendel im Verhältnis zur inneren Wendel mit dem Weg zum Ende hin zunimmt.Of course, it is important to note a relative change with the correct sign in the phase delay characteristics of the two lines at corresponding axial points in the energy exchange areas 76 and 77 reach. For example it is possible to get the desired effect on each end by doing this achieve that the slope of the outer coil 75 remains uniform in the energy exchange area and the slope of the inner helix 73 decreases with the path towards the end in the energy exchange area, or even by changing the pitch of both coils at the same time, as long as the pitch of the outer helix in relation to the inner helix increases with the way to the end.

Die Eingangs- und Ausgangsverbindungen zwischen den beiden Enden der äußeren Wendel und den äußeren Übertragungsleitungen können auf irgendeine dem Fachmann zur Ankopplung an eine Wendel bekannte Art vorgenommen werden. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist die äußere Wendel an jedem Ende mit einem der beiden Kopplungsstreifen 78 und 29 verbunden. Der EingangskopplungsstreifenThe input and output connections between the two ends of the outer coil and the Outer transmission lines can be of any one skilled in the art for coupling to a helix known type. In the illustrated embodiment, the outer helix is on each end is connected to one of the two coupling strips 78 and 29. The input coupling strip

78 ist innerhalb des hohlen rechteckigen Wellenleiters78 is within the hollow rectangular waveguide

79 feldmäßig mit diesem gekoppelt, dessen schmale Seitenwände zum Durchstecken der Röhre durchbohrt sind. Der Eingangswellenleiter 79 ist an eine Signalenergiequelle angekoppelt, die eine Fortpflanzungsform mit einem elektrischen Feldvektor parallel zum Kopplungsstreifen 78 im Wellenleiter erzeugt. Somit wird eine entsprechende Welle am Kopplungsstreifen erzeugt und der äußeren Wendel 75 zur Fortleitung79 coupled to it in the field, the narrow side walls of which are pierced to allow the tube to pass through are. The input waveguide 79 is coupled to a source of signal energy which is a propagation form generated with an electric field vector parallel to the coupling strip 78 in the waveguide. Consequently a corresponding wave is generated on the coupling strip and the outer helix 75 for forwarding

ίο auf dem Wechselwirkungskreis aufgedrückt. Der Bereich 75^4 der äußeren Wendel 75 mit wachsender Steigung, der an den Eingangskopplungsstreifen 78 angrenzt, welcher für den Energieaustausch mit der inneren Wendel 73 vorgesehen ist, dient ferner dazu, die Anpassung zwischen der verhältnismäßig hohen Impedanz des Kopplungsstreifens 78 und der verhältnismäßig niedrigen Impedanz der äußeren Wendel 75 zu verbessern. Diese Betrachtung macht es bei dieser Ausführung vorteilhaft, die Steigung der äußeren Wendel 75, an die der Kopplungsanschluß zu einer äußeren Übertragungsleitung vorgenommen werden soll, im Energieaustauschbereich zu verändern.ίο pressed on the interaction circle. The area 75 ^ 4 of the outer helix 75 with growing Slope adjoining the input coupling strip 78, which is used for energy exchange with the inner coil 73 is provided, also serves to adjust the adjustment between the relatively high Impedance of the coupling strip 78 and the relatively low impedance of the outer coil 75 to improve. This consideration makes it advantageous in this embodiment to use the slope of the outer Helix 75 to which the coupling connection to an external transmission line is made is supposed to change in the energy exchange area.

Der Ausgangskopplungsstreifen 29 ist in analoger Weise an den Ausgangswellenleiter 80 angekoppelt.The output coupling strip 29 is coupled to the output waveguide 80 in an analogous manner.

Die äußere Wendel 75 wird vorteilhafterweise an beiden Enden etwas über die Länge der inneren Wendel 73 hinaus ausgedehnt, um einen getrennten Bereich mit einer einzigen Wendel an jedem Ende zu erhalten, der mit Hilfe der Kopplungsstreifen an die Eingangs- und Ausgangswellenleiter angekoppelt ist. Es ist möglich, die innere Wendel 73 so weit auszudehnen, daß sie mit der vollen Länge der äußeren Wendel 75 übereinstimmt.The outer helix 75 is advantageously somewhat over the length of the inner helix at both ends 73 extended to a separate area with a single helix at each end obtained, which is coupled to the input and output waveguides by means of the coupling strips. It is possible to expand the inner coil 73 so far that it is with the full length of the outer Helix 75 matches.

Selbstverständlich können auch andere AnordnungenOf course, other arrangements can also be used

zum Ankoppeln der Enden der äußeren Wendel an äußere Übertragungsleitungen benutzt werden. Insbesondere kann jedes Ende der äußeren Wendel 75 an den inneren Leiter einer koaxialen Übertragungsleitung angeschlossen werden, deren äußerer Leiter mit einem Mantel verbunden werden kann, der einen Teil der Wendel 75 umgibt.can be used to couple the ends of the outer helix to outer transmission lines. In particular each end of the outer helix 75 can be attached to the inner conductor of a coaxial transmission line are connected, the outer conductor can be connected to a sheath, the one Part of the coil 75 surrounds.

Die beiden Wendeln 73 und 75 werden vorteilhafterweise auf demselben positiven Gleichstrompotential gegen die Kathode 68 gehalten, um den durch den Zwischenraum fliegenden Elektronen ein nur in Längsrichtung liegendes elektrostatisches Bescbkunigungsfeld zu bieten. Zu diesem Zweck wird am Eingangsende des Wellenkreises eine zylindrische leitende Hülse 81 vorgesehen, die zwischen den Mitteltragestab 72 und das äußere Trageglied 74 paßt. Die Hülse 81 ist mit Hilfe des Fortsetzungsarmes 82 an die innere Wendel 73 und mit Hilfe des Kopplüngsstreifens 78 an die äußere Wendel 75 angeschlossen. Die Hülse 81 wird dann durch geeignete, nicht därgestellte Zuführungsleiter mit einer geeigneten Spanhungsquelle verbunden, welche die Beschleunigungsspannung liefert. Die Beschleunigungsspannung ist so gewählt, daß den Elektronen eine für die Wechselwirkung mit der fortschreitenden, in Phase befindliehen Welle geeignete Längsgeschwindigkeit verliehen wird.The two coils 73 and 75 are advantageously at the same positive direct current potential held against the cathode 68 in order to give the electrons flying through the gap an only in To provide longitudinally lying electrostatic notice field. For this purpose, at the entrance end of the wave circle, a cylindrical conductive sleeve 81 is provided, which is between the central support rod 72 and the outer support member 74 fits. The sleeve 81 is with the help of the continuation arm 82 to the inner helix 73 and connected to outer helix 75 with the aid of coupling strip 78. The sleeve 81 is then connected to a suitable voltage source by means of suitable, unshown supply conductors connected, which supplies the acceleration voltage. The accelerating voltage is like this chosen that the electrons are in phase for interaction with the advancing one Shaft is given suitable longitudinal speed.

Die Hülse 81 hat auch noch eine andere Funktion. Sie ist mit drei engen öffnungen 83 versehen, die in Fig, 1OB zu sehen sind, und die als Durchlaß für den ringförmigen Strahl dienen. Diese öffnungen sind mit der Kathode 68 und mit der zylindrischen Potentiälfläche im Zwischenraum zwischen der inneren Wendel 73 und der äußeren Wendel 75 ausgerichtet, die der Potentialfläche eines im wesentlichen reihen Längsfeldes entspricht. Diese Potentialfläche liegt un-The sleeve 81 also has another function. It is provided with three narrow openings 83, which in 1OB can be seen, and which serve as a passage for the annular beam. These openings are with the cathode 68 and with the cylindrical potential surface aligned in the space between the inner coil 73 and the outer coil 75, the corresponds to the potential surface of an essentially row longitudinal field. This potential surface is un-

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gefähr in der Mitte zwischen den zylindrischen Flä- Impedanz der äußeren Wendel im Energieaustauschchen, die durch die beiden Wendeln definiert sind. bereich 755 dadurch gleichmäßig gemacht werden, Demgemäß dient die Hülse 81 dazu, die Elektronen daß dieser mit einem leitenden Zylinder umgeben wird, abzufangen, die nicht richtig zu dieser ■ Fläche aus- Es ist auch möglich, in den Wechselwirkungskreisdanger in the middle between the cylindrical surface impedance of the outer helix in the energy exchange, which are defined by the two coils. area 755 can be made even by this, Accordingly, the sleeve 81 serves, the electrons that this is surrounded with a conductive cylinder, to intercept, which is not correct to this ■ surface from- It is also possible in the interaction circle

gerichtet sind und die demgemäß im Kreis ein Rau- 5 eine Eingangswelle einzuführen, indem die innere sehen erzeugen würden. Wendel von einer äußeren Übertragungsleitung herare directed and accordingly in a circle a Rau- 5 to introduce an input shaft by the inner would produce see. Helix from an outside transmission line

Um den ringförmigen Strahl auf seinem Weg mit erregt wird. Zum Beispiel kann die innere Wendel an einem Minimum an quer liegenden Nebenkomponen- den inneren Leiter einer koaxialen Übertragungsleiten, die den Strahl gegen die Potentialfläche eines tung angeschlossen werden, die mit der Signalquelle reinen Längsfeldes versetzen würden, zylindrisch zu io verbunden ist. In einem solchen Falle sind die relahalten, ist es wichtig, eine Fokussierungswirkung auf tiven Steigungen der beiden Wendeln im Eingangsden Strahl auszuüben. Dem Fachmann sind für diesen energieaustauschbereich so gewählt, daß der Verzöge-Zweck verschiedene Anordnungen bekannt. Als typi- rungskennwert der inneren Wendel im Verhältnis fcu scher Fall kann die Röhre in ein gleichmäßiges ma- demjenigen der äußeren Wendel mit dem Weg zürn gnetisches Längsfeld eingesetzt werden. Der Einfach- 15 Ende hin zunimmt. Am Ausgangsende kann der Röhre heit halber ist hier keine Fokussierungseinrichtung Wellenenergie entnommen werden, indem die innere gezeichnet. Wendel in analoger Weise angekoppelt wird. ÜbÄr-Around the ring-shaped beam on its way with is excited. For example, the inner helix can be attached a minimum of transverse secondary components - inner conductors of a coaxial transmission line, which connect the beam against the potential surface of a device that is connected to the signal source pure longitudinal field, is connected cylindrically to io. In such a case, the relevant it is important to have a focusing effect on tive slopes of the two coils in the entrance den Exercise beam. The person skilled in the art has chosen for this energy exchange range that the delay purpose various arrangements are known. As a characteristic value of the inner helix in the ratio fcu In a shear case, the tube can curl along with the path in an even pattern with that of the outer helix Magnetic longitudinal field can be used. The simple 15 end increases. At the exit end of the tube For the sake of sake, there is no focusing device to be taken by the inner wave energy drawn. Helix is coupled in an analogous manner. Over-

Es ist auch gewöhnlich zweckmäßig, den Kreis mit dies ist es möglich, die äußere Übertragungsleitung Verlusten zu behaften, wenigstens in Rückwärts- an die äußere Wendel an einem Ende und an die richtung, um die Wirkung von Reflexionen der 20 äußere am anderen Ende anzukoppeln, vorausgesetzt, Wellenenergie am Ausgangskopplungsanschluß klein daß geeignete Abänderungen vorgenommen werden; zu halten. Es ist für die allmählich veränderten Kopplungs-It is also usually convenient to make the circuit with this it is possible to use the external transmission line To afflict losses, at least in reverse to the outer helix at one end and to the direction to couple the effect of reflections of the 20 outer at the other end, provided that Wave energy at output coupling port small that appropriate changes are made; to keep. It is for the gradually changing coupling

Die allgemeinen Prinzipien für das Vorsehen eines bereiche der beschriebenen Art kennzeichnend, daß, selektiven Energieaustausches zwischen gekoppelten wenn der Verzögerungskennwert der äußeren Wendel Übertragungsleitungen durch Verwendung der Ände- 25 allmählich von einem großen Wert am Punkt der rung der Verzögerungskennwerte von wenigstens Signal erregung auf einen kleineren Wert am Punkt, einer der gekoppelten Leitungen im Energieaustausch- wo ihr Verzögerungskennwert gleich demjenigen der bereich sind oben beschrieben worden. Es ist dort inneren Wendel wird, geändert würde, die Signalleifestgestellt worden, daß zur selektiven Erregung der stung statt dessen gleich und phasenverschoben zwischnellen phasengleichen Wellenform, die für zwei 30 sehen den beiden Wendeln an entsprechenden axialen gekoppelte Wendeln dieser Art kennzeichnend ist, die Stellen auf dem Mittelteil mit gleichen Verzögerungs-Wendel mit der anfangs schnelleren kennzeichnenden kennwerten aufgeteilt würde. Infolgedessen würde ein Phasengeschwindigkeit mit der Eingangswelle ver- im wesentlichen reines elektrisches Querfeld der fortsorgt werden soll, während andererseits zur Erregung schreitenden Welle im Zwischenraum zwischen den der langsameren phasenverschobenen Wellenform die 35 beiden Wendeln entstehen.Characterizing the general principles for the provision of an area of the kind described, that, selective exchange of energy between coupled if the delay parameter of the outer helix Transmission lines by using the change 25 gradually from a large value at the point of tion of the delay parameters from at least signal excitation to a smaller value at the point, one of the coupled lines in the energy exchange where its delay factor is equal to that of the area have been described above. It is there that inner helix is changed, the signal loop would be set have been that for the selective excitation of the stung instead of equal and out of phase in-phase waveform that for two 30 see the two coils at corresponding axial Coupled coils of this type is characteristic, the places on the central part with the same delay coil with which initially faster characteristic values would be divided. As a result, a would The phase velocity with the input wave essentially provides a pure electrical cross-field that continues should be, while on the other hand to the excitation wave in the space between the The slower phase-shifted waveform creates the two coils.

Wendel mit der langsameren Phasengeschwindigkeit Fig. 11 zeigt eine Röhre 85, bei der als Wechsel-Helix with the slower phase velocity. Fig. 11 shows a tube 85, in which the alternating

mit der Eingangswelle versorgt werden soll. In Über- Wirkungskreis zwei konzentrische Wendeln verwendet einstimmung mit diesen Prinzipien ist es zur Er- werden, die so erregt werden, daß eine fortschreitende reichung des gewünschten Energieaustauschs vorteil- elektromagnetische Welle entsteht, die für die Wechhaft, den Kopplungsbereich wenigstens mehrere 40 selwirkung mit dem Elektronenstrahl einen elektri- »Interferenz «-Wellenlänge lang zu machen. Wie bereits sehen Querfeldvektor aufweist. An einem Ende des bekannt ist, pflanzt sich eine entlang einer der beiden Röhrenkolbens 87 befindet sich ein ElektronenstraW-gekoppelten Wendeln mit im wesentlichen dem gleichen system 86, das einen röhrenförmigen Elektronenstrahl Phasengeschwindigkeitskennwert fortschreitendeWelle ergibt, und am gegenüberliegenden Ende der Röhre mit einer Geschwindigkeit fort, die nur wenig ver- 45 dient eine Sammelelektrode 88 dazu, die verbrauchten schieden von derjenigen einer Welle auf einer gleichen, Elektronen zu sammeln. Ein Mittelstab 89 aus Isolierungekoppelten Wendel ist, jedoch ändert sich nunmehr material dient als Träger für die innere Wendel 90 ihre Amplitude sinusförmig sowohl mit dem Weg als der beiden konzentrischen Wendeln. Die Steigung der auch mit der Zeit, wobei sich eine Erscheinung zeigt, inneren Wendel 90 ist entlang ihrer Länge gleichdie man »raummäßige Interferenz« nennt und die 50 mäßig. Durch die äußere Oberfläche des Kolbens wird durch eine »Interferenz«-Wellenlänge gekennzeichnet die äußere Wendel 91 der beiden konzentrischen Wenist. Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung dein gehalten. Die äußere Wendel 91 hat vorteilhafterkann die Länge der Energieaustauschbereiche, die zur weise einen Mittelteil 91-4, der eine Vielzahl von Begleichen Verteilung der Energie auf die beiden Wen- triebswellenlängen lang ist und eine gleichmäßige Steideln notwendig ist, verkürzt werden, wenn zusätzlich 55 gung- aufweist und auf dem die Phasengeschwindigzur Änderung der Phasenverzögerungskennwerte ent- keit im wesentlichen -gleich derjenigen der inneren lang der Wendeln auch die Kopplung zwischen den Wendel ist, ferner Endteile 91B und 91C, die als beiden Wendeln in geeigneter Weise verändert wird, Energieaustauschbereiche dienen. In diesen Teilen z. B. durch Veränderung des Abstandes zwischen nimmt die Steigung mit dem Weg zum Ende hin auf ihnen. Durch dieses Mittel wird es möglich, eine Ver- 60 einen Wert ab, der eine Phasengeschwindigkeit ergibt, kürzung der Röhrenlänge auf Kosten einer größeren welcher beträchtlich geringer als diejenige auf der Kompliziertheit der Herstellung zu erhalten. inneren Wendel ist. An ihren beiden Enden ist dieis to be supplied with the input shaft. In accordance with these principles, it is necessary to achieve that are excited in such a way that a progressive reach of the desired energy exchange arises Electron beam to make an electrical "interference" wavelength long. As can already be seen, the cross-field vector has. At one end of which is known to propagate along one of the two tubular bulbs 87 there is an electron beam coupled helix with essentially the same system 86 that gives a tubular electron beam phase velocity index advancing wave, and at the opposite end of the tube propagates at a speed A collecting electrode 88 serves only a small amount of money to collect the used electrons from that of a wave on an identical one. A central rod 89 is made of insulation-coupled helix, however material now serves as a support for the inner helix 90, its amplitude sinusoidally with both the path and the two concentric helices. The gradient of the inner helix 90 over time, which shows a phenomenon, is the same along its length, which is called "spatial interference" and the 50 is moderate. The outer surface of the piston is characterized by an "interference" wavelength, the outer helix 91 of the two concentric values. In practicing the present invention, your goal is to keep. The outer helix 91 advantageously has the length of the energy exchange areas, which can be shortened if there is also a central part 91-4, which is a large number of equal distributions of the energy over the two drive wavelengths and an even helix is necessary - and on which the phase speed for changing the phase delay parameters is essentially the same as that of the inner length of the coils, the coupling between the coils is also the coupling between the coils, further end parts 91 B and 91 C, which are changed in a suitable manner as both coils, energy exchange areas to serve. In these parts z. B. by changing the distance between the slope increases with the way to the end on them. By this means it becomes possible to obtain a reduction of a value which gives a phase velocity, shortening of the tube length at the expense of a greater one which is considerably less than that due to the complexity of manufacture. inner helix is. At both ends is the

Es kann in manchen Fällen erwünscht sein, den äußere Wendel elektrisch mit den inneren Leitern von Wellenwiderstand der inneren und der äußeren Wen- koaxialen Kopplungsanschlüssen 92 und 93 verbundel im Kopplungsbereich im wesentlichen gleichmäßig 6g den. Die äußeren Leiter der koaxialen Anschlüsse sind und bei beiden Wendeln gleich zu machen, während mit den leitenden Abschirmungen 94 und 95 verbungleichzeitig die gewünschte relative Änderung der den, die wenige Endwindungen der äußeren Wendel Verzögerungskennwerte vorgesehen wird. Verschie- umgeben. Die innere Wendel erstreckt sich an jedem dene Anordnungen für diesen Zweck werden dem Ende über das Ende der äußeren Wendel hinaus, wo Fachmann klar sein. Als typisches Beispiel kann die 70 sie durch einen Widerstandsabschluß, der durch aufIn some cases it may be desirable to electrically connect the outer coil to the inner conductors of Characteristic impedance of the inner and outer twisting coaxial coupling connections 92 and 93 are combined substantially uniformly 6g den in the coupling area. The outer conductors of the coaxial connectors are and to make the same for both coils while connecting to the conductive shields 94 and 95 at the same time the desired relative change of the den, the few end turns of the outer helix Delay characteristics is provided. Surrounded differently. The inner helix extends on each dene arrangements for this purpose will end beyond the end of the outer helix where Be skilled in the art. As a typical example, the 70 can be terminated by a resistor through on

den Haltestab 89 aufgebrachtes Widerstandsmaterial 96 gebildet wird, im wesentlichen refiexionsfrei gemacht ist. Wie oben an Hand der Längsfeldröhre der Fig. 10 geschildert wurde, kann es in manchen Fällen erwünscht sein, daß die Phasengeschwindigkeitskennwerte für beide Wendeln nicht genau gleich zu sein brauchen, obschon sie gleichmäßig sind. Die Geschwindigkeit des Strahls wird durch eine geeignete Beschleunigungsgleichspannung der Wendeln so eingestellt, daß er eine Geschwindigkeit in den Wendeln hat, die gleich derjenigen der fortschreitenden phasenverschobenen Welle ist. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, die innere Oberfläche des Röhrenkolbens mit einer dünnen Schicht aus Zinnoxyd zu überziehen und an diese die Beschleunigungsspannung anzulegen. Der Einfachheit halber sind hier die Zuführungsleiter weggelassen, mit deren Hilfe die Beschleunigungsspannungen an die Wendeln angelegt werden.Resistance material 96 applied to the holding rod 89 is formed, is made substantially free of reflection is. As was described above with reference to the longitudinal tube in FIG. 10, it can in some cases It may be desirable that the phase velocity characteristics for both coils not be exactly the same need even though they are even. The speed of the jet is determined by a suitable DC accelerating voltage of the coils is adjusted so that it has a speed in the coils equal to that of the advancing phase-shifted Wave is. In some cases it may be convenient to use the inner surface of the tubular piston to be covered with a thin layer of tin oxide and to this the accelerating voltage to put on. For the sake of simplicity, the supply conductors are omitted here, with the aid of which the acceleration voltages be applied to the coils.

Durch eine derartige Anordnung wird vom koaxialen Anschluß 92 gelieferte Eingangswellenenergie zunächst an die äußere Wendel angelegt. Dann wird infolge des Vorhandenseins des Eingangsenergieaustauschbereichs. der dem Endbereich 91B der äußeren Wendel 91 entspricht, die Eingangswellenenergie gleichmäßig und phasenverschoben mit der inneren Wendel 96 geteilt. Die Tatsache, daß die Wellen auf der inneren und der äußeren Wendel an entsprechenden axialen Stellen gleich und außer Phase sind, dient dazu, ein im wesentlichen reines elektrisches Querfeld im Zwischenraum zwischen den beiden Wendeln zu schaffen. Eine Wechselwirkung mit einem solchen im wesentlichen reinen elektrischen Querfeld macht eine Erhöhung des Wirkungsgrades möglich, wie oben beschrieben wurde. Am Ausgangsende hat das Vorhandensein des Ausgangsenergieaustauschbereichs, der dem Endbereich 91C der Wendel 91 entspricht, die Wirkung, daß die Leistung auf den beiden Wendeln in der äußeren Wendel 92 vereinigt wird, von der sie auf den koaxialen Ausgangsanschluß 93 übertragen wird.With such an arrangement, input wave energy provided by the coaxial connector 92 is first applied to the outer coil. Then, due to the presence of the input energy exchange area. which corresponds to the end region 91 B of the outer helix 91, the input wave energy is divided equally and out of phase with the inner helix 96. The fact that the waves on the inner and outer coils are equal and out of phase at corresponding axial locations serves to create a substantially pure transverse electric field in the space between the two coils. An interaction with such an essentially pure electrical transverse field makes it possible to increase the efficiency, as has been described above. At the output end, the presence of the output energy exchange region , which corresponds to the end region 91 C of the coil 91, has the effect that the power on the two coils is combined in the outer coil 92, from which it is transmitted to the coaxial output connection 93.

Im Betrieb wird der röhrenförmige Elektronenstrahl, der vom Elektronenstrahlsystem ausgeht, in Längsrichtung durch den Zwischenraum unter Kopplung mit dem elektrischen Querfeld geleitet. Zu diesem Zweck ist es im allgemeinen zweckmäßig, eine Fokussierung irgendwelcher Art vorzusehen, um den Elektronenstrahl bei seinem Durchgang durch den Zwischenraum zylindrisch zu halten. Eine solche Fokussierung kann z. B. durch ein magnetisches Längsfeld vorgesehen werden.In operation, the tubular electron beam emanating from the electron beam system is in Longitudinally passed through the space under coupling with the electrical transverse field. To this Purpose it is generally appropriate to provide a focus of some kind to the To keep the electron beam cylindrical as it passes through the gap. Such a focus can e.g. B. be provided by a magnetic longitudinal field.

Es wird gewöhnlich erwünscht sein, eine zylindrische Hülse wie z. B. die Hülse 81 der Fig. 1OA, zu verwenden, um die Elektronen mit der zylindrischen Oberfläche zwischen den beiden Wendeln, die derjenigen eines im wesentlichen reinen Querfeldes entspricht, passend auszurichten.It will usually be desirable to use a cylindrical sleeve such as e.g. B. the sleeve 81 of Fig. 10A, too use the electrons with the cylindrical surface between the two filaments that of the one an essentially pure transverse field corresponds to align appropriately.

Ferner ist es gewöhnlich zweckmäßig, die Dämpfung in Rückwärtsrichtung im Kreis zu erhöhen, sowohl um die Wirkungen von Reflexionen klein zu halten als auch um eine Stabilität gegen Rückwärtswellenoszillatoren sicherzustellen, wenn der Betrieb bei hohen Leistungspegeln stattfindet.Also, it is usually convenient to increase the attenuation in the backward direction in a circle, both to keep the effects of reflections small as well as stability against backward wave oscillators ensure when operating at high power levels.

Da nur die relativen Verzögerungskennwerte entlang der Energieaustauschbereiche wichtig sind, ist es überdies wie bei den vorher beschriebenen Ausführungen möglich, zur Erzielung der gewünschten Wirkung die Steigung der äußeren Wendel zu ändern, während die Steigung der inneren Wendel gleichmäßig bleibt, oder die Steigung beider Wendeln in den Energieaustauschbereichen zu ändern.Since only the relative delay parameters along the energy exchange areas are important, is it is also possible, as in the case of the embodiments described above, to achieve the desired Effect to change the slope of the outer helix, while the slope of the inner helix is uniform remains, or to change the slope of both coils in the energy exchange areas.

Andererseits kann ein äußerer Übertragungsleitungsanschluß an ein Ende der inneren Wendel 90 angebracht werden, wodurch eine Umkehr des Vorzeichens der Änderung der relativen Verzögerungskennwerte in dem entsprechenden Energieaustauschbereich erforderlich wird.On the other hand, an external transmission line connection can be attached to one end of the inner coil 90, thereby reversing the sign the change in the relative delay parameters in the corresponding energy exchange area is required.

Ferner ist es bei einer Längswellenformröhre der in Fig. 1OA dargestellten Art nicht notwendig, den Elektronenstrahl durch den Zwischenraum zwischen den beiden konzentrischen Wendeln zu leiten. Insbesondere ist es möglich, einen vollen Elektronenstrahl zu benutzen, der axial durch beide Wendeln geleitet wird.Furthermore, in a longitudinal waveform tube of the type shown in FIG. 10A, it is not necessary to use the Guide the electron beam through the space between the two concentric coils. In particular it is possible to use a full electron beam passing axially through both helices will.

Selbstverständlich sind die verschiedenen beschriebenen Ausführungen nur Beispiele der allgemeinen Prinzipien der Erfindung.It goes without saying that the various embodiments described are only examples of the general ones Principles of the Invention.

Claims

Patent claims:

1. Traveling wave tube with two coiled lines arranged concentrically to one another, from where the inner one is continuously wound and the outer one optionally from two separate ones Line pieces consists in which means for coupling at the beginning and end of one of the coils and decoupling of the high-frequency oscillations are provided and in which the wave propagation constant of the outer helix in the input region at least over part of its length from that of the inner helix and the wave propagation constant of the outer helix in the exit area is at least over part of its length different from that of the inner helix Helix is characterized in that the difference between the wave propagation constants of the inner and outer coils differ from a noticeable value in at least one End of the inner helix to an insignificant value at one remote from that end Part of the inner helix changes,

2. traveling wave tube according to claim 1, characterized in that the difference of the characteristic Phase propagation constants of the two coils at the entrance area along the coupling area gradually decreases with distance to a point where the characteristic The phase propagation constants of the two coils are equal, and that the difference in the phase propagation constants of the two coils am Output area along the coupling area gradually increases with distance from a point, where the characteristic phase propagation constants of the two coils are the same.

3. Traveling wave tube according to claim 1, characterized in that at the two ends of the input coupling region and at the two ends of the output coupling region, the difference in the phase propagation constants of the two coils different sign riat and is essentially zero at a central point.

4. Traveling wave tube according to one of the preceding claims, characterized in that the inner and outer helix have a central part with the same course on which the slope of the coils is substantially uniform and equal, and that at least one of the coils has an end at which its slope over a distance of at least a few turns of the the value of the respective helix differs considerably from that on the central part

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deviates, gradually changes to the value of the middle part.

5. traveling wave tube according to claim 4, characterized in that the different value of the The slope from which one end of the helix changes, greater than the value of the slope is on the middle part.

6. traveling wave tube according to claim 4 and 5, wherein the inner helix has a uniform slope and there is a single outer helix, both ends of which have a gradually changing pitch characterized in that the slope is of a large value at each end gradually changes to an even smaller value in the middle part of the outer helix and that the input and output shaft transmission lines to the ends of the outer helix are coupled.

7. traveling wave tube according to one of the preceding claims, characterized in that the Difference in the phase velocity parameters

of the inner and outer coils have a substantially uniform value over an extended central part of the common axis of the Wendel has.

8. traveling wave tube according to claim 7, characterized in that the substantially uniform value of the difference is based on the extended, middle parts of both coils is essentially zero and that the difference in the phase velocity characteristics of the two coils are located on an extended end part, which corresponds to at least a few turns of each coil, with the distance from the end gradually of; changes a substantial value to zero.

Considered publications:
German Patent Nos. 814 490, 893 695;
French patents No. 1 001 857,
782;

U.S. Patent No. 2,588,831.

1 sheet of drawings

ι 809 559/287 6.58ι 809 559/287 6.58