DE1073636B

DE1073636B - Ankopplungsanordnung für eine Wanderfeldröhre mit einer Wendel als Verzögerungsleitung

Info

Publication number: DE1073636B
Application number: DENDAT1073636D
Authority: DE
Inventors: Aylesbury Bucks John Richard Millburn (Großbritannien)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1954-12-31
Publication date: 1960-01-21
Also published as: BE544056A; GB797352A; CH338911A; US2917655A; NL203186A; FR1139162A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ankopplungsanordnung für eine Wanderfeldröhre mit einer Wendel als Verzögerungsleitung, bei der die Ein- oder Auskopplung der Hochfrequenzenergie über ein wendeiförmiges Leiterstück erfolgt, das, den gleichen Innen- und Außendurchmesser wie die Verzögerungsleitung aufweisend, in koaxialer Verlängerung der Verzögerungsleitung angeordnet ist und an seinem der Verzögerungsleitung abgewandten Ende in weiterer koaxialer Verlängerung in ein geradliniges zylindrisches Rohr von gleichem Außendurchmesser wie das wendeiförmige Leiterstück übergeht, und bei der des weiteren die Anordnung Verzögerungsleitung-wendeiförmiges Leiterstück-geradliniges zylindrisches Rohr von einem leitenden Zylinder konstanten Innendurchmessers koaxial umgeben ist.

Der die wendeiförmige Verzögerungsleitung koaxial umschließende leitende Zylinder bezweckt, die möglichen Schwingungsarten der Wendelleitung auf eine einzige Schwingungsart zu beschränken und außerdem Streustrahlung zu verhüten.

Das wendeiförmige^: Leiterstück in koaxialer Verlängerung der Verzögerungsleitung dient dazu, die Impedanz der in weiterer koaxialer Verlängerung sich anschließenden koaxialen Leitung oder eines sich daran wiederum anschließenden Hohlleiters an die Impedanz der wendeiförmigen Verzögerungsleitung anzupassen und außerdem die Scbwingungsart der wendeiförmigen Verzögerungsleitung in die Schwingungsart der Koaxialleitung überzuführen.

Im allgemeinen müssen bei Wanderfeldröhren die Ein- und Ausgangskopplungen einfach ausgebildet sein, eine große mechanische Festigkeit und namentlich geringe axiale Abmessungen haben.

Es sind bereits Ankopplungsanordnungen bekannt, bei denen die wendeiförmige Verzögerungsleitung an ihren Enden einen nach einem Exponentialgesetz zunehmenden Steigungswinkel erhält, wodurch eine Anpassung an die Impedanz eines Hohlleiters erreicht wird. :

Es gibt auch Ankopplungsanordnungen der eingangs erwähnten Art, bei denen der Steigungswinkel der wendeiförmigen Verzögerungsleitung allmählich bis zu 90° zunimmt, so daß das Ende der Verzögerungsleitung unmittelbar an den Innenleiter der koaxialen Leitung angekoppelt werden kann. Da die Wendelleitung zumeist aus dünnem Draht gewunden ist, wird die Impedanz der koaxialen Leitung sehr hoch. Dies macht es"\daher meist erforderlich, den Durchmesser des Übergangsteiles mit zunehmendem Abstand von der Verzögerungsleitung zunehmen oder den Durchmesser des die Verzögerungsleitung umhüllenden leitenden Zylinders mit zunehmendem Abstand von der Verzögerungsleitung abnehmen zu lassen, weil

Ankopplungsanordimng
für eine Wanderfeldröhre
mit einer Wendel als Verzögerungsleitung

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 31. Dezember 1954

John Richard Millburn, Aylesbury, Bucks

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

sonst die Impedanz keinen brauchbaren Wert erhält.

Die beiden vorgenannten bekannten Ankopplungsanordnungen haben den Nachteil einer ziemlich großen Länge und schwieriger Herstellung.
Bei einer anderen bekannten Ankopplungsanordnung wird das Ende der wendeiförmigen Verzögerungsleitung an einem leitenden Rohr gleichen Außendurchmessers befestigt, in dem ein schraubenlinienförmiger Einschnitt mit allmählich bis zu 90° zunehmendem Steigungswinkel angebracht ist. In dieser Weise ist ebenfalls eine Ankopplung unmittelbar an eine koaxiale Leitung möglich. Namentlich aber bei Röhren für Frequenzen über 10 000 MHz ist die Herstellung solcher Übergänge außerordentlich schwierig.

Die Erfindung zielt auf eine Ankopplungsanordnung ab, die einfacher als die bekannten ist.

Bei einer Ankopplungsanordnung für eine Wanderfeldröhre mit einer Wendel als Verzögerungsleitung, bei der die Ein- oder Auskopplung der Hochfrequenzenergie über ein wendeiförmiges Leiterstück erfolgt, das, den gleichen Innen- und Außendurchmesser wie die Verzögerungsleitung aufweisend, in koaxialer Verlängerung der Verzögerungsleitung angeordnet ist und an seinem der Verzögerungsleitung abgewandten Ende in weiterer koaxialer Verlängerung in ein gerad-

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Iiniges zylindrisches Rohr von gleichem Außendurchmesser wie das wendelförmige Leiterstück übergeht, und bei der des weiteren die Anordnung Verzögerungsleitung-wendeiförmiges Leiterstück-geradliniges zylindrisches Rohr von einem leitenden Zylinder konstanten Innendurchmessers koaxial umgeben ist, weist gemäß der Erfindung das V₈ bis ³/₈ λ lange wendelförmige Leiterstück (2 = die der Mittenfrequenz des zu übertragenden Frequenzbandes entsprechende Leitungswellenlänge) einen konstanten Steigungswinkel auf, der das Zwei- bis Sechsfache desjenigen der Verzögerungsleitung beträgt, und es ist die Impedanz Z_m der von dem wendeiförmigen Leiterstück und dem leitenden Zylinder gebildeten Leitung so gewählt, daß in an sich bekannter Weise Z_m ²=Z_h-Z_c ist, wobei Z_n die Impedanz der von der Verzögerungsleitung und dem leitenden Zylinder gebildeten Leitung und Z_c die Impedanz der von dem geradlinigen zylindrischen Rohr und dem leitenden Zylinder gebildeten koaxialen Leitung ist.

Die Erfindung stellt eine Anwendung des bekannten Viertelwellenlängentransformators bei Wanderfeldwendelröhren dar; die Impedanz Z_m wird deshalb derart gewählt, daß Z₁^=Zj₁-Zc ist.

Vorzugsweise liegt die Länge des wendeiförmigen Leiterstücks zwischen ⁹Ao und ¹¹Ao λ und dessen konstanter Steigungswinkel zwischen dem Drei- und Fünffachen desjenigen der Verzögerungsleitung.

Die Tatsache, daß der Übergangsteil eine konstante Steigung hat, macht die Herstellung sehr einfach, wobei zudem die axiale Lange des Übergangsteiles außerordentlich gering ist.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung beispielsweise näher, erläutert, in der

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ankopplungsanordnung zur Ankopplung einer koaxialen Leitung und

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Ankopplungsanordnung zur Ankopplung eines Hohlleiters darstellt.

In Fig. 1 ist die wendelförmige Verzögerungsleitung mit 1, das den Übergangsteil bildende wendelförmige Leiterstück konstanter Steigung mit 2 und das sich anschließende geradlinige zylindrische Rohr mit 3 bezeichnet. Die Außendurchmesser der Teile 1, 2 und 3 sind gleich, und ihre Achsen fallen zusammen. Ein leitender Zylinder 4 umschließt koaxial die Teile 1, 2 und 3. Die aus Glas bestehende Vakuumhülle ist mit 7 bezeichnet. Ein Elektronenstrahlerzeuger oder eine Auffangelektrode ist in dem Raum 5 oder 6 untergebracht, je nachdem der Elektronenstrahl innerhalb oder außerhalb der Verzögerungsleitung verläuft.

In Fig. 2 sind der Fig. 1 entsprechende Teile bzw. Räume mit den gleichen Bezugszahlen versehen.

Das zylindrische Rohr 3 geht über einen konischen Übergangsteil in einen zylindrischen Teil 8 größeren Durchmessers über, um eine gute Kopplung zwischen der koaxialen Leitung 3, 4 und dem Rechteckhohlleiter 9 über dessen engen Teil 11 und Übergangsteil 10 zu erhalten. Die Impedanz des engen Teiles 11 entspricht der der koaxialen Leitung 3,, 4. Der Durchmesser des verdickten Teiles 8 beträgt wenigstens 0,15 a, wobei α die Breite des Hohlleiters 9 darstellt.

Ein Viertelwellenlängenraum 12 soll Energieverluste vermindern.

Tn den beiden Beispielen bestand die Verzögerungsleitung aus einer Wendel mit einer Steigung von 0,028 cm und einer axialen Länge von 18,5 cm. Der Übergangsteil 2 hatte eine Steigung von 0,1 cm und eine Länge von 0,25 crn. In diesem Fall betrug also die Länge des Übergangsteiles nur 1,3% der Länge des Übergangsteiles und der Verzögerungsleitung zusammen. Die Wendelleitung kann mitsamt dem Übergangsteil auf einer gewöhnlichen Drehbank gewickelt werden.

Obgleich bei einer bestimmten Frequenz die Länge

ίο des Übergangsteiles nur einer Viertelwellenlänge entsprechen sollte, kann die Ankopplungsanordnung nach der Erfindung trotzdem vorteilhaft zur Übertragung eines breiten Frequenzbandes verwendet werden. In einem bestimmten Fall zeigte es sich, daß Ankopplung an eine koaxiale Leitung möglich war mit einem Leitungsverlust von weniger als 1 db über eine Bandbreite von 2000 MHz; die Mitte dieses Bandes lag bei 000 MHz. Bei Ankopplung an einen normalen Rechteckhohlleiter ähnlich Fig. 2 war die Bandbreite 3000 MHz (bei der gleichen Mittenfrequenz des Bandes wie vorher) bei einem Verlust von weniger als 2 db.

Claims

Patentansprüche·.

1. Ankopplungsanordnung für eine Wanderfeldröhre mit einer Wendel als Verzögerungsleitung, bei der die Ein- oder Auskopplung der Hochfrequenzenergie über ein wendeiförmiges Leiterstück erfolgt, das, den gleichen Innen- und Außendurchmesser wie die Verzögerungsleitung aufweisend, in koaxialer Verlängerung der Verzögerungsleitung angeordnet ist und an seinem der Verzögerungsleitung abgewandten Ende in weiterer koaxialer Verlängerung in ein geradliniges zylindrisches Rohr von gleichem Außendurchmesser wie das wendelförmige Leiterstück übergeht, und bei der des weiteren die Anordnung Verzögerungsleitungwendeiförmiges Leiterstück-geradliniges zylindrisches Rohr von einem leitenden Zylinder konstanten Innendurchmessers koaxial umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ve bis Vs λ lange wendelförmige Leiterstück (λ = die der Mittenfrequenz des zu übertragenden Frequenzbandes entsprechende Leitungswellenlänge) einen konstanten Steigungswinkel aufweist, der das Zweibis Sechsfache desjenigen der \⁷erzögerungsleitung beträgt, und daß die Impedanz Z_m der von dem wendeiförmigen Leiterstück und dem leitenden Zylinder gebildeten Leitung so gewählt ist, daß in an sich bekannter Weise Z_m ²=Z_n -Z₀ ist, wobei Z₇, die Impedanz der von der Verzögerungsleitung und dem leitenden Zylinder gebildeten Leitung und Z₀ die Impedanz der von dem geradlinigen zylindrischen Rohr und dem leitenden Zylinder gebildeten koaxialen Leitung ist.

2. Ankopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des wendeiförmigen Leiterstücks zwischen ⁹Ao und ¹¹Ao λ und dessen konstanter Steigungswinkel zwischen dem Drei- und Fünffachen desjenigen der Verzögerungsleitung liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 998 819,1018 061; »Theorie der Hochfrequenzschaltungen«, Oldenbourg-Verlag, 1951, S. 209 bis 211.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen