DE1065035B - Device for increasing the mechanical strength of a gas-tight window in waveguides - Google Patents

Device for increasing the mechanical strength of a gas-tight window in waveguides

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DE1065035B
DE1065035B DEC18598A DEC0018598A DE1065035B DE 1065035 B DE1065035 B DE 1065035B DE C18598 A DEC18598 A DE C18598A DE C0018598 A DEC0018598 A DE C0018598A DE 1065035 B DE1065035 B DE 1065035B
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waveguide
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waveguides
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DEC18598A
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Inventor
Ernest Rostas
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Compagnie Francaise Thomson Houston SA
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Compagnie Francaise Thomson Houston SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/08—Dielectric windows

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  • Waveguide Connection Structure (AREA)

Description

In der Hohlleitertechnik ist es häufig von Nutzen, wenn der Druck oder die Art des ein Hohlleiterstück füllenden Gases von dem Druck bzw. der Zusammensetzung der umgebenden Atmosphäre verschieden ist. Für diesen Fall ist es aber notwendig, daß das betreffende Hohlleiterstück, zumindest an einem seiner Enden, durch eine für die elektromagnetische Energie durchlässige und gleichzeitig gegenüber den Gasen dichte Membran oder Fenster abgeschlossen ist.In waveguide technology, it is often useful if the pressure or the type of a waveguide section filling gas is different from the pressure or the composition of the surrounding atmosphere. In this case, however, it is necessary that the waveguide section in question, at least on one of its Ends, through a permeable to the electromagnetic energy and at the same time to the gases tight membrane or window is complete.

Die Erfindung bezieht sich auf Fenster dieser Art; sie erstreckt sich insbesondere auf solche Fenster, die den Ausgangsleiter einer abnehmbaren, unter Vakuum Stehenden Hochfrequenz-Elektronenröhre von einem an einen Verbraucher angeschlossenen Hohlleiter trennen. Die Erfindung umfaßt ferner Fenster, die zur Isolierung eines mit einem unter Druck stehenden Gas zu füllenden Hohlleiterstücks dienen, so daß dieses Wellen größer Amplituden oder Durchschläggefahr übertragen kann.The invention relates to windows of this type; it extends in particular to windows that the output conductor of a detachable, high-frequency electron tube under vacuum from a Disconnect the waveguide connected to a consumer. The invention also includes windows that are used for Insulation of a piece of waveguide to be filled with a pressurized gas is used, so that this Can transmit waves of greater amplitudes or risk of breakdown.

Es muß nun aber der Einfluß der an der ein solches Fenster bildenden, aus einem isolierenden Werkstoff bestehenden Scheibe auftretenden Reflexiönserscheinung möglichst herabgemindert Werden. Zur Erfüllung dieser Forderung verwendet man üblicherweise eine Scheibe äußerst geringer Stärke. Dies führt aber zu einer erheblichen Herabsetzung der mechanischen Festigkeit des Fensters, was um so unangenehmer ist, als dasselbe häufig einen Druck von der Größenordnung mehrerer kg/cm2 auszuhalten hat, und dies bei Flächen, die, beispielsweise im Falle eines für eine Frequenz von 3000 MHz benutzten genormten Hohlleiters, 30 cm2 erreichen können.Now, however, the influence of the reflective phenomenon occurring on the pane consisting of an insulating material and forming such a window must be reduced as far as possible. An extremely thin washer is usually used to meet this requirement. However, this leads to a considerable reduction in the mechanical strength of the window, which is all the more uncomfortable as it often has to withstand a pressure of the order of several kg / cm 2 , and this in areas that, for example in the case of a frequency of 3000 MHz used standardized waveguide, can reach 30 cm 2.

Es lassen sich zwar unter Anwendung bekannter Mittel die auf die Verwendung eines dicken Fensters mit einem verhältnismäßig hohen Reflexionskoeffizienten zurückzuführenden Nachteile in einem gewissen Maß mindern. Zu diesem Zwecke muß man AnpaSsungselemente verwenden, die in Nähe des Fensters in bestimmter Weise anzuordnen sind. Dieses Verfahren hat jedoch unglücklicherweise zur Folge, daß die Nutzbandbreite des das Fenster einschließenden Systems eingeengt wird.Although known means can be applied to the use of a thick window with a relatively high reflection coefficient disadvantages in a certain amount Reduce measure. For this purpose one must use adapting elements which are located in the vicinity of the Window are to be arranged in a certain way. Unfortunately, this procedure results in that the useful bandwidth of the system enclosing the window is narrowed.

Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gemacht, eine Vorrichtung zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit eines gasdichten Fensters in Hohlleitern zu schaffen, die die Nutzbandbreite des sie mitumfassenden Systems nur unwesentlich einschränkt.The invention has now set itself the task of providing a device for increasing the mechanical To create strength of a gas-tight window in waveguides, which includes the useful bandwidth of them System only insignificantly.

Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß eine in einem Hohlleiter senkrecht zum elektrischen Feld angeordnete leitende Wand geringer Starke das Feld praktisch nicht beeinflußt. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung ein oder mehrere zum Fenster, dessen Festigkeit erhöht werden soll, senkrecht stehende dünne Metallplättchen auf, die gegen dieThe invention makes use of the fact that one in a waveguide perpendicular to the electrical Field arranged conductive wall of low strength practically does not affect the field. According to the invention the device has one or more perpendicular to the window whose strength is to be increased standing thin metal plates, which against the

Vorrichtung zur Erhöhung
der mechanischen Festigkeit
eines gasdichten Fensters in HohlleiternDevice for increasing
mechanical strength
a gas-tight window in waveguides

Anmelder:
Compagnie Frangaise Thomson-Houston,
ParisApplicant:
Compagnie Frangaise Thomson-Houston,
Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. C Clementej Patentanwalt,
Deggendorf, Kranke'nhaüsstr. 26Representative: Dipl.-Ing. C Clemente j patent attorney,
Deggendorf, Kranke'nhaüsstr. 26th

BeansptucHte Priorität: Frankreicli vom 18. März 1958Bean opting priority: France from March 18, 1958

Ernest Rostasr Paris,
ist als Erfinder genannt wordenErnest Rostas r Paris,
has been named as the inventor

dem geringeren Druck ausgesetzte Fensterfläche abstützend anliegen. Der Querschnitt jedes Plättchens in jeder Ebene parallel zum Fenster muß dabei so ausgebildet sein, daß seine längsseitigen Umrißlinien in jedem Punkte senkrecht zur Richtung des elektrischen Feldes der übertragenen Welle verlaufen.the lower pressure exposed window surface rest in a supportive manner. The cross-section of each platelet in each plane parallel to the window must be designed so that its longitudinal outlines in each point perpendicular to the direction of the electric field of the transmitted wave.

Die Einfügung dieser Plättchen in den Hohlleiter ruft keine bemerkenswerte Beeinflussung des elektrischen Feldes hervor. Auch der Wellenwiderstand des Hohlleiters ist nur einer ganz unbedeutenden Änderung unterworfen. Diese Änderung läßt sich im Falle eines Rechteckhohlleiters sogar besonders leicht beseitigen. In diesem Falle liegen die Stützplättchen des Fensters parallel zu den Breitseiten des Hohlleiters. Dieser soll innerhalb seines mit den Stütz^ plättchen in seitlicher Flucht liegenden Bereichs eine Höhe, d. h. eine Schmalseitenlänge haben, die gegenüber seiner Normalhöhe um einen der Gesamtstärke der Stützplättchen gleichen Betrag vergrößert ist. Die zu den Breitseiten des Hohlleiters parallelen Plättchen sind an den Innenflächen der die Schmalseiten des Hohlleiters bildenden Wände befestigt. Diese Plättchen können ohne Nachteil selbst bei ganz geringer Stärke ziemlich hohe Kräfte aushalten, söfern diese parallel zur Hohlleiterachse gerichtet sind und auf ihre Stirnflächen übertragen werden. Sie können daher wirkungsvoll ein Fenster äußerst geringer Stärke stützen, das ohne eine solche Abstützung unter demThe insertion of these platelets into the waveguide does not cause any noticeable effect on the electrical Field. The wave resistance of the waveguide is also only an insignificant one Subject to change. This change can even be made particularly easy in the case of a rectangular waveguide remove. In this case, the support plates of the window are parallel to the broad sides of the waveguide. This should be within its area lying in lateral alignment with the support plates Height, d. H. have a narrow side length that is one of the total thickness compared to its normal height the support plate is increased by the same amount. The plates parallel to the broad sides of the waveguide are attached to the inner surfaces of the walls forming the narrow sides of the waveguide. These platelets can withstand fairly high forces without any disadvantage, even with very low strengths are directed parallel to the waveguide axis and are transferred to their end faces. You can therefore effectively support a window of extremely small thickness, which without such support under the

909 627/296909 627/296

Claims (5)

1 Einfluß des zwischen der einen und anderen Seite dieses Fensters bestehenden Druckunterschieds verformt oder gar zerstört werden würde. Auf Grund dieser Anordnungen lassen sich Fenster verwenden, die aus einer Membrane oder gar einer sehr dünnen Folie aus nachgiebigem Werkstoff, beispielsweise Glimmer oder Polytetrafluoräthylen bestehen, das unter der Bezeichnung »Teflon« bekannt und gegebenenfalls durch eine Glasgewebe verstärkt ist. ίο Das in dem Hohlleiter herrschende elektrische Feld ist in der Nähe der Berührungsflächen zwischen den Stützplättchen und dem Fenster leicht gestört, und die Stärke dieses Feldes wächst an bestimmten, diesen Flächen benachbarten Punkten merklich an. Hierdurch können zwischen Metall und Isolierstoff Durchschläge auftreten, wenn die der übertragenen Welle innewohnende Energie sehr groß wird. Dieser Nachteil läßt sich vermeiden, wenn man an der dem höheren Druck unterworfenen Seite des Fensters in Verlängerung der Stützplättchen weitere Plättchen anordnet. Diese zusätzlichen Kompensationsplättchen sind in einem bestimmten, gegenüber der Länge der im Hohlleiter fortgeleiteten Welle geringen Abstand von dem Fenster angeordnet. Die in Richtung der Hohlleiterachse gemessene elektrische Länge der von je einem Stützplättchen und einem Kompensationsplättchen gebildeten Einheit unter Berücksichtigung der Kapazität zwischen diesen Plättchen beträgt vorzugsweise annähernd π, im Bogenmaß gemessen, was einer geometrischen Länge von etwa 112 entspricht. Diese Bedingung ist mit genügender Annäherung gewöhnlich ausreichend erfüllt, wenn die elektrische Länge jedes Plättchens etwa π/2 Bogenmaß beträgt, was einer geometrischen Länge von etwa A/4 entspricht. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der mit der Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtung als Beispiel schematisch veranschaulicht. Fig. 1 zeigt einen entlang der Linie B-B' der Fig. 2 gezogenen Längsschnitt einer zwei Hohlleiter verbindenden Kupplung, deren beide Flansche durch ein Fenster getrennt sind und die eine Vorrichtung gemäß der Erfindung aufweist. Fig. 2 stellt einen Querschnitt der Kupplung der Fig. 1 in der Ebene A-A' dar. Die beiden Hohlleiter 1 und 2 besitzen einen rechteckigen Querschnitt, und es ist angenommen, daß nur der Hohlleiter 2 mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt ist. Die auslaufenden Enden der beiden Hohlleiter sind mit Flanschen 3 und 4 üblicher Form ausgestattet, von denen der Flansch 4 eine HF-Falle 5 aufweist. In dem Hohlleiter 1 sind an den Wänden seiner Schmalseite Stützplättchen oder -scheiben 6, 7 und 8 angelötet oder -geschweißt. Die Stirnflächen dieser Plättchen, d. h. die zur Abstützung vorgesehenen Flächen, liegen in der außenseitigen Ebene 9 des Flansches 3. In dem Hohlleiter 2 sind Kompensationsplättchen IOj 11 und 12 angeordnet, deren nach außen gerichteten Stirnflächen in der Ebene 13 des Flansches 4 liegen. Diese Ebene 13 befindet sich kurz hinter der Abschlußebene 14 des Flansches 4, so daß die Kompensationsplättchen das Isolierfenster 15 nicht unmittelbar berühren. Die Stärke der Plättchen ist so bemessen, daß ihre Gesamtdicke gleich der Summe der Wandstärken der unteren und oberen Wände des Hohlleiters ist. Ihre in Richtung der 035 Hohlleiterachse gemessene Länge beträgt annähernd ein Viertel der Länge der in dem Hohlleiter geführten Welle. Die die Breitseiten bildenden Wände 16, 17, 18, 19 der beiden Hohlleiter enden innerhalb des Flanschaufbaus in Flucht mit den freien Enden der auf ihrer Seite befindlichen Plättchen. Auf Grund dieser Bemessung bleiben die freie Schnittfläche der Hohlleiter sowie deren Wellenwiderstand durch das Vorhandensein der Plättchen größenmäßig unverändert. Die Scheibe des Isolierfensters 15 ist durch eine Isolierstoffolie, z. B. aus Glimmer, gebildet, deren Stärke von der Größenordnung 0,1 mm sein kann. Die Folie ist zwischen den Flächen 9 und 14 der beiden Flansche eingespannt. Der dichte Abschluß wird durch elastische Dichtungsringe 20 und 21 bewirkt, die in umlaufenden Rillen 22 und 23 eingefügt sind. Die Abmessungen dieser Rillen sind so gehalten, daß der jeweilige Dichtungsring zwischen der Isolierfolie und den Wandungen der Rille sich in zusammengedrücktem Zustand befindet, wenn die Flächen 9 und 14 der beiden Flansche sich berühren. Der Übersichtlichkeit halber sind die Spannorgane in den beiden Figuren nicht dargestellt. Patentansprüche:1 influence of the pressure difference existing between one and the other side of this window would be deformed or even destroyed. Based on these arrangements, windows can be used that consist of a membrane or even a very thin film made of flexible material, for example mica or polytetrafluoroethylene, known as "Teflon" and possibly reinforced by a glass fabric. ίο The electric field prevailing in the waveguide is slightly disturbed in the vicinity of the contact surfaces between the support plates and the window, and the strength of this field increases noticeably at certain points adjacent to these surfaces. As a result, breakdowns can occur between the metal and the insulating material if the energy inherent in the transmitted wave becomes very large. This disadvantage can be avoided if further plates are arranged on the side of the window subjected to the higher pressure as an extension of the support plate. These additional compensation plates are arranged at a certain distance from the window, which is small compared to the length of the wave propagated in the waveguide. The electrical length, measured in the direction of the waveguide axis, of the unit formed by one support plate and one compensation plate, taking into account the capacitance between these plates, is preferably approximately π, measured in radians, which corresponds to a geometric length of about 112. This condition is usually sufficiently satisfied, to a reasonable approximation, when the electrical length of each plate is approximately π / 2 radians, which corresponds to a geometric length of approximately A / 4. In the drawing, an embodiment of the device proposed by the invention is illustrated schematically as an example. 1 shows a longitudinal section, drawn along the line B-B 'of FIG. 2, of a coupling connecting two waveguides, the two flanges of which are separated by a window and which has a device according to the invention. Fig. 2 shows a cross section of the coupling of Fig. 1 in the plane A-A '. The two waveguides 1 and 2 have a rectangular cross section, and it is assumed that only the waveguide 2 is filled with a gas under pressure. The outgoing ends of the two waveguides are equipped with flanges 3 and 4 of the usual shape, of which the flange 4 has an HF trap 5. In the waveguide 1, support plates or disks 6, 7 and 8 are soldered or welded to the walls of its narrow side. The end faces of these platelets, d. H. the surfaces provided for support lie in the outside plane 9 of the flange 3. Compensation plates 11 and 12 are arranged in the waveguide 2, the outwardly directed end faces of which lie in the plane 13 of the flange 4. This plane 13 is located just behind the final plane 14 of the flange 4, so that the compensation plates do not touch the insulating window 15 directly. The thickness of the platelets is such that their total thickness is equal to the sum of the wall thicknesses of the lower and upper walls of the waveguide. Its length, measured in the direction of the waveguide axis, is approximately a quarter of the length of the wave guided in the waveguide. The walls 16, 17, 18, 19 of the two waveguides forming the broad sides end within the flange structure in alignment with the free ends of the platelets located on their side. Due to this dimensioning, the free cut surface of the waveguides and their wave resistance remain unchanged in terms of size due to the presence of the platelets. The pane of the insulating window 15 is covered by an insulating film, e.g. B. made of mica, the thickness of which can be of the order of 0.1 mm. The film is clamped between the surfaces 9 and 14 of the two flanges. The tight seal is brought about by elastic sealing rings 20 and 21 which are inserted into circumferential grooves 22 and 23. The dimensions of these grooves are kept so that the respective sealing ring between the insulating film and the walls of the groove is in a compressed state when the surfaces 9 and 14 of the two flanges touch. For the sake of clarity, the clamping elements are not shown in the two figures. Patent claims: 1. Vorrichtung zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit eines gasdichten Fensters in Hohlleitern, gekennzeichnet durch ein oder mehrere senkrecht zum Fenster stehende und an dessen dem geringeren Druck ausgesetzte Fläche abstützend anliegende Metallplättchen, deren jeweiliger Querschnitt in jeder Ebene parallel zum Fenster derart ausgebildet ist, daß seine längsseitigen Umrißlinien in jedem Punkte senkrecht zur Richtung des elektrischen Feldes der übertragenen Welle verlaufen.1. Device to increase the mechanical strength of a gas-tight window in waveguides, characterized by one or more perpendicular to the window and at the one surface exposed to lower pressure supporting metal plates, their respective cross-sections is formed in each plane parallel to the window such that its longitudinal outlines at each point perpendicular to the direction of the electric field of the transmitted wave get lost. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiter rechteckig ist, eine TE10- oder TE01-Welle fortleitet und ferner in der Nähe des Fensters innerhalb seines mit den Stützplättchen in seitlicher Flucht liegenden Bereichs seine in der Richtung der elektrischen Kraftlinien gemessene Höhe um einen der Gesamtstärke der Stützplättchen gleichen Betrag vergrößert ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the waveguide is rectangular, a TE 10 - or TE 01 -wave forward and further in the vicinity of the window within its lying with the support plate in lateral area its in the direction of the electrical lines of force measured height is increased by an amount equal to the total thickness of the support plate. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem höheren Druck ausgesetzte Seite des Fensters mit Kompensationsplättchen ausgestattet ist, die in Verlängerung der Stützplättchen in einem gegenüber der Länge der im Hohlleiter fortgeleiteten Welle geringen Abstand von dem Fenster angeordnet sind.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the higher pressure exposed side of the window is equipped with compensation plates, which are in extension the support plate in a small compared to the length of the wave propagated in the waveguide Distance from the window are arranged. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Fensters die in Richtung der elektrischen Kraftlinien gemessene Höhe des Hohlleiters innerhalb dessen mit den Kompensationsplättchen in seitlicher Flucht liegenden Bereichs um einen der Gesamtstärke dieser Plättchen gleichen Betrag vergrößert ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that in the vicinity of the window in Direction of the electrical lines of force measured height of the waveguide within it with the Compensation platelets in a laterally aligned area around one of the total thickness of these Platelet is enlarged by the same amount. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung der Hohlleiterachse gemessene elektrische Länge der von je einem Stützplättchen und einem Kompensationsplättchen gebildeten Einheit unter Berücksichtigung der Kapazität zwischen diesen Plättchen annähernd gleich π Bogenmaß ist.5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the measured in the direction of the waveguide axis electrical length of the unit formed by a support plate and a compensation plate, taking into account the capacitance between these plates is approximately equal to π radians. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
DEC18598A 1958-03-18 1959-03-16 Device for increasing the mechanical strength of a gas-tight window in waveguides Pending DE1065035B (en)

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