DE1064126B - Wendelleitung mit richtungsabhaengiger Daempfung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wendelleitung mit richtungsabhängiger Dämpfung zur Fortführung sehr kurzer Wellen.

Es ist bekannt, daß eine Hohlrohrleitung kreisförmigen Querschnittes, die beispielsweise mit Ferrit im Inneren ausgefüllt ist, die Polarisationsebene von linear polarisierten Wellen, die in der Hohlrohrleitung fortschreiten, dann dreht, wenn das Ferrit in Fortpflanzungsrichtung der Wellen mittels eines konstanten Magnetfeldes vormagnetisiert wird. Diese Eigenschaft wurde unter anderem bereits zur Herstellung von richtungsabhängigen Wellenabsorptionsanordnungen benutzt, und zwar in der Weise, daß am Anfang und am Ende des Ferritteiles je ein Wellenabsorptionsmittel in Form einer Graphitscheibe derart angeordnet wurde, daß die Scheibenebenen jeweils senkrecht zu der Polarisationsebene der an dem zugehörigen Ferritende eintretenden linear polarisierten Wellen steht.

Es ist weiterhin bereits vorgeschlagen worden, eine als Wendel ausgebildete Verzögerungsleitung mit einem zylinderförmigen oder einem wendeiförmigen Ferritkörper zu umgeben. Die Herstellung solcher speziell geformter Ferritkörper ist jedoch etwas umständlich, insbesondere dann, wenn diese Ferritkörper gleichzeitig zur Halterung der Wendel dienen sollen und somit Toleranzforderungen genügen müssen.

Gemäß der Erfindung wird ein neuer Weg aufgezeigt, der es ermöglicht, einer Hochfrequenzleitung richtungsabhängige Übertragungseigenschaften zu geben, wobei die dazu verwendeten Mittel sehr einfach herzustellen sind.

Bei einer Wendelleitung mit richtungsabhängiger Dämpfung zur Fortführung sehr kurzer Wellen sind erfindungsgemäß im Feldbereich und parallel der Wendelleitung stabförmige Mittel vorgesehen, die in der einen Übertragungsrichtung das Feld stärker konzentrieren als in der anderen Übertragungsrichtung.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Abb. 1 zeigt die Ausbildung einer erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitung. Im Inneren der Wendel 1 ist ein Ferritstab 9 angeordnet. Dieser Ferritstab kann den Innenraum vollständig oder nur so, wie in der Abb. 1 gezeigt, zum Teil ausfüllen. Die Bemessung richtet sich jeweils nach den vorliegenden Erfordernissen.

In Richtung der Wendelleitungsachse verläuft ein Magnetfeld <rj> das von einem die Wendelleitung umgebenden Solenoid oder einem Permanentmagneten erzeugt wird. Im Innen- und im Außenraum der Wendelleitung bilden sich bei der Übertragung zirkulär polarisierte Wellen aus, die je nach dem Windungssinn der Wendelleitung rechts oder links drehend Wendelleitung mit richtungs abhängiger
Dämpfung

Anmelder:

Telefunken G. m. b. H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dr. Lothar Brück, Ulm/Donau, ist als Erfinder genannt worden

sind. Nun hat z. B. Ferrit die Eigenschaft, zirkulär

ao polarisierte Wellen in entgegengesetzten Richtungen dann mit verschiedener Phasen- bzw. Fortpflanzungsgeschwindigkeit zu übertragen, wenn das Ferrit in geeigneter Weise, im vorliegenden Fall in Richtung der Wendelleitungsachse, vormagnetisiert wird.

Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anordnung wirkt sich das so aus, daß eine Welle, die in der einen Richtung der Wendelachse übertragen wird, eine geringere Phasengeschwindigkeit aufweist als eine Welle, die in der entgegengesetzten Richtung übertragen wird. Somit werden für Wellen in der einen Übertragungsrichtung die Feldbezirke stärker zusammengedrängt bzw. konzentriert wie für Wellen in der anderen Übertragungsrichtung. Diese Konzentrierung ist jedoch nicht nur in Längsrichtung der Wendelleitung, sondern auch in der Ouerschnittsebene gegeben, denn zusammengedrängte Feldbezirke greifen nicht so weit in den Außenraum ein wie weniger zusammengedrängte Feldbezirke.

Da im allgemeinen das Mittel zur richtungsabhängigen Konzentrierung des Hochfrequenzfeldes, beim Ausführungsbeispiel ist dies Ferrit, nicht verlustlos ist, wird die Welle, deren Feld stärker in dem besagten Mittel konzentriert ist, mehr gedämpft als die weniger stark konzentrierte Welle.

Die vorstehend erläuterte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Hochfrequenzleitung ist vorteilhaft zur Verwendung als Verzögerungsleitung in einer Lauffeldröhre geeignet, bei welcher der Elektronenstrahl durch das Innere der Wendelleitung, bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel schlauchförmig, geführt wird. Bei einer Lauffeldröhre ist es bekanntlich erforderlich, zur Vermeidung einer Selbsterregung, die gegebenenfalls vom Röhrenausgang zum Röhreneingang über die Wendelleitung

909 609/323

Claims (4)

zurücklaufenden Wellen zu vernichten. Alan verwendete hierzu bisher eine Wellenabsorptionsschicht, die mehr oder weniger gleichmäßig verteilt längs der Wendelleitung angeordnet wird. Diese Wellenabsorptionsschicht wirkt jedoch nicht nur auf die unerwünschte, rücklaufende Welle ein, sondern vermindert auch die Energie der auf der Wendelleitung in der gewünschten Richtung fortschreitenden Welle. Verwendet man an Stelle dieses bisher üblichen \¥endelabsorptionsmittels die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung in der Weise, daß die rücklaufende Welle stärker absorbiert wird als die in der gewünschten Richtung fortschreitende Welle, so wird es hierdurch wegen der besseren Wechselwirkung zwischen dem Elektronenstrahl und der auf der Wendelleitung fortschreitenden Wellen möglich, die Röhre bei gleicher Verstärkung kürzer zu machen als eine vergleichbare bekannte Röhre. Eine wesentlich stärkere Dämpfung in der einen Übertragungsrichtung läßt sich in manchen Fällen dadurch erreichen, daß zusätzlich längs einer erfindungsgemäß ausgebildeten Hochfrequenzleitung übliche Wellenabsorptionsmittel, wie z. B. Graphit od. dgl., angeordnet werden, daß diese das eine der Felder stärker erfassen als das andere der Felder. Die Dämpfung durch das zusätzliche Material wird im allgemeinen dabei die Dämpfung durch das besagte Mittel zur richtungsabhängigen Feldkonzentration erheblich übersteigen. Es ist jedoch auch möglich, dem besagten Mittel zur richtungsabhängigen Feldkonzentration höhere Verluste zu geben, in welchem Fall dann die Dämpfung für die stärker konzentrierte Welle größer ist. Auch kann die äußere Felddämpfung völlig entfallen und lediglich das Mittel zur richtungsabhängigen Feldkonzentration verlustreicher gewählt werden. Zusätzlich kann durch Anordnung von verlustbringendem Material 4 im Außenraum der Wendel, so wie in Abb. 1 gestrichelt eingezeichnet, in mehr oder weniger großer Entfernung von derselben eine StarkeAbsorptionvonWellen der einen Übertragungsrichtung gegenüber denen der anderen Übertragungsrichtung erreicht werden. Das Ferrit kann auch in Stabform im Außenraum der Wendel angeordnet werden, beispielsweise so, wie es in der Querschnittsskizze der Abb. 2 gezeigt ist. Die Wendelleitung 1 wird durch drei Ferritstäbe 10 an sich beliebigen Querschnittes gestützt bzw. gehaltert. Senkrecht zur Zeichenebene in Richtung der Wendelachse durchsetzt ein Magnetfeld die Ferritstäbe und bewirkt hierdurch die richtungsabhängigen Übertragungseigenschaften der Wendelleitung. Die Stäbe 10 können gegebenenfalls zusätzlich mit streifenförmigen Schichten aus wellenabsorbierendem Material versehen werden, vorzugsweise so, wie für den obersten der Stäbe in der Abb. 2 gezeigt. Es empfiehlt sich nämlich unter Umständen, zur Erzielung einer besonders wirkungsvollen richtungsabhängigen Übertragungsdämpfung das wellenabsorbierende Material 11 nicht unmittelbar bis an die Wendelleitung heranzuführen, sondern in geringem Abstand hiervon enden zu lassen, damit der Unterschied des in der einen Übertragungsrichtung stärker nach außen greifenden Feldes besser zur Wirkung kommt. Wird die Übertragungsdämpfung der Wendelleitung bei einer Lauffeldröhre geringer gewählt als die Gesamtverstärkung der Röhre, so kann durch entsprechende Einstellung der Phase der rücklaufenden Welle eine Selbsterregung der Röhre erzwungen werden. Zweckmäßig verwendet man hierfür Wendel- leitungsanordnungen, wie sie in Abb. 1 dargestellt sind, da die an sich durch das Ferrit gegebene Übertragungsdämpfung meist nicht vernachlässigbar gering ist. Werden bei einer derart ausgebildeten Lauffeldröhre — so wie in Abb. 3 gezeigt — die eingangssei tige und die ausgangsseitige Hohlrohrleitung 15,16 reflektierend, z. B. mittels Metallplatten 19, 20, abgeschlossen und durch entsprechende Wahl der Stärke ίο des in Achsrichtung der Wendelleitung verlaufenden Magnetfeldes die Rückkopplungsphase durch Einstellung der Phasengeschwindigkeit optimal eingestellt, so tritt Selbsterregung der Lauffeldröhre ein. Zweckmäßig wird dabei die Wendelleitung derart ausgebildet, daß sie im Betriebsbereich der Röhre starke Dispersion zeigt, da dann durch geeignete Einstellung der Strahlgeschwindigkeit erreicht werden kann, daß sich nur eine einzige Welle erregt. Die Frequenzeinstellung der erzeugten Schwingungen kann inner- ao halb gewisser Grenzen entweder durch Änderung des Magnetfeldes und/oder Änderung der Strahlgeschwindigkeit bewirkt werden. Auch eine Änderung der reflektierenden Eigenschaften des Abschlusses der Hohlrohrleitung 16 ergibt eine Änderung der Frequenz der erzeugten Hochfrequenzschwingungen. Die Hochfrequenzenergie wird zweckmäßig aus der ausgangsseitigen Hohlrohrleitung 16 mit einer Lochblende 22 in der Metallscheibe 19 in die zum Verbraucher führende Hohlrohrleitung 21 ausgekoppelt. Bei dieser Anordnung ist wieder erreicht, daß bei entsprechender Wahl der Magnetfeldrichtung die in Stromrichtung auf der Wendel fortschreitenden Wellen geringer gedämpft werden als die entgegen der Stromrichtung fortschreitenden. Es wird dadurch unter anderem ermöglicht, die Röhre wesentlich kürzer zu machen, da eine bessere Wechselwirkung zwischen Strahl und Welle eintritt. Das Mittel zur richtungsabhängigen Konzentration des Feldes von auf der Wendelleitung fortschreitenden Wellen kann, so wie z. B. in Abb. 2 gezeigt, zugleich zur Halterung der Wendelleitung vorgesehen sein. Bei nicht ausreichender Festigkeit des besagten Mittels oder bei Anordnung desselben in gewissem Abstand von der Wendel, so wie beispielsweise in Abb. 1 dargestellt, empfiehlt es sich, die Wendelhalterung in bekannter Weise mittels eines die Wendel umschließenden rohrförmigen Trägers oder mehrerer an der Wendel anliegender Träger aus Isoliermaterial vorzunehmen. Patentansprüche:

1. Wendelleitung mit richtungsabhängiger Dämpfung zur Fortführung sehr kurzer Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß im Feldbereich und parallel der Wendelleitung stabförmige Mittel vorgesehen sind, die in der einen Übertragungsrichtung das Feld stärker konzentrieren als in der anderen Übertragungsrichtung.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material des Mittels Ferrit vorgesehen ist, das durch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines in Richtung der Wendelachse verlaufenden Magnetfeldes vormagnetisiert wird.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelleitung einen Ferritkern umschließt.

4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferrit außerhalb der Wendel angeordnet ist.