DE1074092B

DE1074092B - Delay line with filter characteristics for traveling wave tubes

Info

Publication number: DE1074092B
Application number: DENDAT1074092D
Authority: DE
Inventors: Wien Dipl.-Ing. Dr. techn. Fritz Paschke
Original assignee: Siemens and Halske AG
Current assignee: Siemens and Halske AG
Priority date: 1955-12-28
Publication date: 1960-01-28
Also published as: FR1170722A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Verzögerungsleitung mit Filtercharakteristik., die als gefaltete Bandleitung aus zwei Kämmen besteht, deren Stege ineinandergreifen und deren benachbarte Elementarvierpole zusätzlich miteinander verkoppelt sind, für Wanderfeldröhren. Es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, eine Verzögerungsleitung zu schaffen, deren Dispersion mit einfachen Mitteln im Sinne einer Linearisierung der Frequenzmodulationscharakteristik veränderbar sein soll. Ferner soll durch die Dispersionsänderung die Breitbandigkeit der Röhre nicht wesentlich verringert werden. Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, daß entlang der Verzögerungsleitung in periodischer Folge und symmetrischer Anordnung benachbarte Stege durch Blindwiderstände darstellende Leitungskreise gekoppelt sind.The invention relates to a delay line with filter characteristics. As a folded ribbon line consists of two combs, the webs of which intermesh and their neighboring elementary quadrupoles in addition are coupled together for traveling wave tubes. It is based on the task of being a To create delay line whose dispersion with simple means in the sense of a linearization the frequency modulation characteristic should be changeable. Furthermore, due to the change in dispersion the broadband of the tube cannot be significantly reduced. According to the invention it is proposed to that along the delay line in a periodic sequence and symmetrical arrangement adjacent Bridges are coupled by line circuits representing reactive resistances.

Beim Magnetron ist bereits eine zur Dispersionsänderung dienende Methode, die sogenannte Strapping-Methode, bekannt. Dabei werden zur Trennung der Eigenresonanzen benachbarte Vierpole (Schlitze) zusätzlich verkoppelt und dadurch der Verzögerungsleitung Bandpaßcharakter erteilt. Man verbindet dabei z. B. jedes zweite Segment durch einen Koppelbügel. Die Dispersion wird bei dieser Methode jedoch stets derart stark erhöht, daß der Durchlaßbereich der Verzögerungsleitung relativ klein wird. Die Strapping-Methode ist deshalb für Röhren, die breitbandig sein sollen, nicht geeignet. So ist z. B. in der deutschen Patentschrift 863 096 eine Magnetfeldröhre beschrieben, bei der das Elektrodensystem aus einer langgestreckten Flachkathode und einem oder zwei kammförmigen Anodenkörpern besteht, die gegenüber der Kathode aufgestellt sind und deren einzelne Teile kleine Schwingkreise bilden, wobei die benachbarten Teile gegenphasig schwingen und die gleichphasig schwingenden Teile des oder der Anodenkörper leitend miteinander verbunden sind. Abgesehen davon, daß durch diese Straps nur eine Gleichphasigkeit der Schwingungen der einzelnen Schwingungskreise erzielt wird, handelt es sich hier nicht um eine Verzögerungsleitung, deren Kämme ineinandergreifen, um so eine gefaltete Bandleitung zu bilden, und deren benachbarte Elementarvierpole zusätzlich miteinander verkoppelt sind, denn die benachbarten Schwingungskreise schwingen dort gegenphasig, und nur die gleichphasig schwingenden sind miteinander verbunden. Weder dieser Leitungstyp noch die auftretenden Schwingungen und auch nicht die dort vorgesehenen Straps sind mit dem Erfindungsgegenstand vergleichbar. In the case of the magnetron, there is already a method used to change the dispersion, the so-called strapping method, known. To separate the natural resonances, neighboring quadrupoles (slots) additionally coupled, thereby giving the delay line the character of a bandpass. One connects z. B. every other segment by a coupling bracket. However, the dispersion is always in this method increased so much that the pass band of the delay line becomes relatively small. The strapping method is therefore not suitable for tubes that are supposed to be broadband. So is z. B. in German Patent specification 863 096 describes a magnetron, in which the electrode system consists of an elongated Flat cathode and one or two comb-shaped anode bodies, which are opposite to the Cathode are set up and their individual parts form small resonant circles, with the neighboring Parts vibrate out of phase and the parts vibrating in phase of the anode body (s) are conductive are connected to each other. Apart from the fact that these straps only ensure that the Oscillations of the individual oscillation circuits is achieved, this is not a delay line, whose crests interlock to form a folded ribbon cable, and whose Adjacent elementary quadrupoles are also coupled with each other, because the neighboring oscillation circles oscillate there in phase opposition, and only those oscillating in phase are connected to one another. Neither this type of cable nor the vibrations that occur and not the ones intended there Straps are comparable to the subject matter of the invention.

Dieser obengenannte Nachteil wird durch die erfindungsgemäße Lösung vermieden, indem die Änderung der Dispersion durch eine Änderung des Elementarvierpols selbst bewirkt wird. Vorteilhafterweise VerzögerungsleitungThis disadvantage mentioned above is avoided by the solution according to the invention by the change the dispersion is caused by a change in the quadrupole itself. Advantageously Delay line

mit Filtercharakteristikwith filter characteristics

für Wanderfeldröhrenfor traveling wave tubes

Anmelder:Applicant:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Dr. techn. Fritz Paschke, Wien,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Dr. techn. Fritz Paschke, Vienna,
has been named as the inventor

sorgt man dabei dafür, daß durch die Blindwiderstände eine zusätzliche Verkopplung von Elementarvierpolen der Verzögerungsleitung verhindert wird.one ensures that the reactances create an additional coupling of elementary quadrupoles the delay line is prevented.

Die deutsche Patentschrift 825 102 betrifft eine Leitungsanordnung für hochfrequente Schwingungen, die aus zwei oder mehr langgestreckten Resonatorleitern besteht, die parallel zueinander verlaufen und derart angeordnet sind, daß die entlang der Leitung erzeugten stehenden Wellen an den einander gegenüberliegenden Punkten der Leiter annähernd gleiche Phasenlage haben, wobei zwischen den Leitern Koppelglieder \-orgesehen sind, die die gegenseitigen Kopplungen in den Leitern entlang einer Strecke, welche kleiner als die Hälfte der Länge ihrer zueinander parallelen Teile ist, so beeinflussen, daß das Gleichgewicht zwischen der induktiven und der kapazitiven Kopplung gestört und die eine dieser beiden Kopplungsarten vorherrschend wird. Zur Verwendung dieser Leitung als Verzögerungsleitung für Wanderfeldröhren macht diese Patentschrift keine Angaben. Auch ist dort nicht beschrieben, wie eine solche Leitung zu einer Doppelkammleitung, also einer gefalteten Bandleitung, umgestaltet werden könnte und wie dann die zwischen den Leitern vorgesehenen Kopplungsglieder anzuordnen sein würden.The German patent specification 825 102 relates to a line arrangement for high-frequency vibrations, which consists of two or more elongated resonator conductors that run parallel to one another and are arranged such that the standing waves generated along the line are attached to each other opposite points of the conductors have approximately the same phase position, with between the conductors Coupling links are provided, which facilitate the mutual couplings in the conductors along a Distance which is less than half the length of their mutually parallel parts so affect that the equilibrium between the inductive and the capacitive coupling is disturbed and the one of these two Coupling types becomes predominant. To use this line as a delay line for Traveling wave tubes are not given in this patent specification. There is also no description of how one such a line can be redesigned to form a double comb line, that is to say a folded ribbon line could and how then the coupling elements provided between the conductors would be to be arranged.

Die deutsche Patentschrift 903 726 betrifft eine als Doppelkammleitung ausgebildete gefaltete Bandleitung. Diese Patentschrift befaßt sich mit der Aufgabe, eine unsymmetrische Welle zu erzeugen, die in Wechselwirkung mit dem Elektronenstrahl gebracht werden soll. Um den unsymmetrischen Wellentyp hervorzurufen, wird dort die Verzögerungsleitung unsymmetrisch aufgebaut. Im Gegensatz dazu wird beiThe German patent specification 903 726 relates to a folded ribbon cable designed as a double comb cable. This patent is concerned with the task of generating an asymmetrical wave that in Interaction with the electron beam is to be brought. To produce the asymmetrical wave type, the delay line is set up asymmetrically there. In contrast, with

909727/364909727/364

Kammleitung das frei stehende Ende jedes Gliedes des einen Kammes mit dem nächstfolgenden Glied des anderen Kammes durch einen induktiven Leitungskreis verbunden ist. Aus der Fig. 2 ist dies deutlicher ersichtbar. Diese Figur stellt eine Draufsicht der Fig. 1 dar. Man erkennt den gemeinsamen Leiter der Kammleitung 2, der in einem Teil aufgeschnitten ist, so daß man die Zinken dieses Kammes im Schnitt und die Zinken des anderen Kammes in der Drauf-Comb line the free-standing end of each link of one comb with the next following link of the other comb is connected by an inductive circuit. This is clearer from FIG. 2 visible. This figure represents a plan view of FIG. 1. The common head of the Comb line 2, which is cut open in part, so that you can cut the prongs of this comb and the prongs of the other comb in the top

o sieht sieht. Auf der einen Seite der Verzögerungsleitung sind die frei stehenden Enden des Kammes 1 durch die induktiven Leitungskreise 4 mit dem nächstfolgenden Zinken des Kammes 2 verbunden, während auf der anderen Seite der Leitung die freio sees sees. On one side of the delay line are the free ends of the comb 1 through the inductive circuit 4 with the The next following prongs of the comb 2 are connected, while on the other side of the line the free

der erfindungsgemäßen Anordnung die Dispersion einer symmetrischen Welle im Sinne einer Linearisierung der Frequenzmodulationscharakteristik verändert. Die beiden zu vergleichenden Gegenstände unterscheiden sich also sowohl in der Aufgabenstellung als auch in der Lösung. Die in Fig. 11 dieser Patentschrift dargestellten Schlitze in den Fingern der Verzögerungsleitung stellen überdies keine Kopplung im Sinne der vorliegenden Erfindung, sondern periodische Belastungen dar.the arrangement according to the invention, the dispersion of a symmetrical wave in the sense of a linearization the frequency modulation characteristic changed. The two objects to be compared thus differ in terms of both the task and the solution. The in Fig. 11 of this In addition, slots shown in the patent specification in the fingers of the delay line do not constitute a coupling in the sense of the present invention, but represent periodic loads.

Eine Verzögerung der Phasengeschwindigkeit kann
bekanntlich durch Falten einer homogenen Leitung
erreicht werden. Man erhält so z. B. eine Doppelkammleitung, bei der die elektromagnetische Welle
eine Umweglänge durchläuft. Durch geeignete Wahl 15 stehenden Zinken des Kammes 2 mit dem nächstfoldieser Umweglänge läßt sich eine positive oder nega- genden Zinken des Kammes 1 verbunden sind,
tive Phasengeschwindigkeit erzielen. Betrachtet man In der Fig. 3 ist die gleiche DoppelkammleitungA phase velocity delay can occur
as is known, by folding a homogeneous line
can be achieved. One obtains z. B. a double comb line in which the electromagnetic wave
goes through a detour length. By a suitable choice of 15 standing prongs of the comb 2 with the next fold of this detour length, a positive or negative prong of the comb 1 can be connected,
Achieve tive phase velocity. Looking at Fig. 3 is the same double comb line

z. B. die Frequenzmodulationskennlinie eines Carci- mit den Kämmen 1 und 2 noch einmal schematisch notrons, also die Voltgeschwindigkeit in Abhängig- dargestellt. Ferner sind die hier mit jx bezeichneten keit von der Frequenz, so sieht man, daß ein solcher 20 induktiven Leitungskreise 4 und 5 dargestellt. Man Oszillator, wenn er mit einer unbelasteten, gefalteten sieht deutlich die räumliche Verteilung dieser Blind-Bandleitung ausgestattet ist, eine stark gekrümmte widerstände, von denen die mit 4 bezeichneten auf Modulationskennlinie aufweist. Diese Kennlinie läßt der einen Seite, und zwar im oberen Teil der Versich durch Änderung der Dispersion beeinflussen, zögerungsleitung, und die mit 5 bezeichneten auf der z. B. linearisieren. Will man eine stark gekrümmte 25 anderen Seite, und zwar im unteren Teil der VerKennlinie linearisieren, so kann man dies dadurch er- zögerungsleitung, angebracht sind. Durch eine solche reichen, daß man diese einen Wendepunkt durchlaufen Anordnung der Blindwiderstände wird eine Verkoppläßt. Einen solchen Wendepunkt erhält man, wenn lung von Elementarvierpolen der Verzögerungsleitung die Phasengeschwindigkeit am Anfang oder am Ende mit Erfolg weitgehend vermieden. Die Symmetrie des betrachteten Frequenzbereiches stark ansteigt. Ge- 30 der Anordnung bewirkt eine Dispersionsänderung der maß der Erfindung läßt sich ein solcher Anstieg, z. B. symmetrischen Wellen auf der Verzögerungsleitung, am langwelligen Ende des Bereiches, dadurch reali-z. B. the frequency modulation characteristic of a Carci with the combs 1 and 2 again schematically notrons, so the voltage speed shown in dependence. Furthermore, the speed denoted here by jx depends on the frequency, so it can be seen that such an inductive circuit 4 and 5 is shown. One oscillator, when it is equipped with an unloaded, folded one, clearly sees the spatial distribution of this blind ribbon cable, a strongly curved resistance, of which the one marked 4 has a modulation characteristic. This characteristic can be one side, namely in the upper part of the versich influence by changing the dispersion, delay line, and the designated 5 on the z. B. linearize. If you want to linearize a strongly curved other side, namely in the lower part of the curve, you can add a delay line. Through such a range that one passes through this one turning point arrangement of the reactances becomes a coupling. Such a turning point is obtained when the elementary quadrupoles of the delay line largely successfully avoid the phase velocity at the beginning or at the end. The symmetry of the observed frequency range increases sharply. Ge 30 the arrangement causes a dispersion change the measure of the invention, such an increase, z. B. symmetrical waves on the delay line, at the long-wave end of the range, thereby reali-

sieren, daß man bei der Bandleitung induktive Leitungskreise zur natürlichen, verteilten Kapazität parallel schaltet. Die Bandleitung erhält dadurch Hochpaßcharakteristik. Durch die erfindungsgemäßen Mittel zur Dispersionsänderung kann einer Verzögerungsleitung in einfacher Weise eine beliebige Filtercharakteristik gegeben werden.The fact that in the case of the ribbon line inductive line circuits are parallel to the natural, distributed capacitance switches. This gives the ribbon line high-pass characteristics. By the invention A delay line can have any desired filter characteristic in a simple manner as a means for changing the dispersion are given.

An Hand der Figuren wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the figures.

Die Fig. 1 zeigt als erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eine Doppelkammleitung mit den beiden Kammteilen 1 und 2, deren Glieder oder Zinken ineinandergreifen. Tn jedem der Zinken der beiden Leitungsteile ist eine Bohrung 3 vorgesehen, durch die der Elektronenstrahl tritt, um mit der auf der Verzögerungsleitung geführten elektromagnetischen Welle in Wechselwirkung zu treten. Jeweils ein Glied des einen Kammes ist mit dem danebenliegenden Glied des anderen Kammes durch einen Blindwiderstand verbunden. Tm vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehen die Blindwiderstände aus induktiven Leitungskreisen 4. Betrachtet man zwei nebeneinanderliegende Glieder der verschiedenen Kämme als Elementarvierpol, so sieht man, daß durch die induktiven Leitungskreise, die den natürlichen verteilten Kapazitäten parallel geschaltet sind, eine Änderung der Dispersion durch eine. Änderung der Vierpole selbst bewirkt wird. Vorteilhafterweise sorgt man dabei dafür, daß die Blindwiderstände räumlich so angeordnet sind, daß durch sie keine zusätzliche Verkopplung von Elementarvierpolen der Verzögerungsleitung auftritt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel1 shows, as an exemplary embodiment according to the invention, a double comb line with the two comb parts 1 and 2, the links or prongs of which interlock. A bore 3 is provided in each of the prongs of the two line parts, through which the electron beam passes in order to interact with the electromagnetic wave carried on the delay line. In each case one link of one comb is connected to the adjacent link of the other comb by a reactance. In the present embodiment, the reactances consist of inductive line circuits 4. If one considers two adjacent members of the different combs as an elementary quadrupole, one sees that the inductive line circuits, which are connected in parallel with the naturally distributed capacitances, change the dispersion by a. Change of the quadrupole itself is effected. Advantageously, it is ensured that the reactances are spatially arranged in such a way that they do not result in any additional coupling of elementary four-poles of the delay line. In the present embodiment

Claims

Patent claims:

1. Delay line with filter characteristics, which is a folded ribbon line made of two combs exists, the webs of which interlock and their adjacent elementary quadrupoles also with one another are coupled, for traveling wave tubes, characterized in that along the delay line In a periodic sequence and symmetrical arrangement, neighboring webs are coupled by line circuits representing reactances are.

2. delay line according to claim 1, characterized in that as reactances inductive line circuits are connected between the links of the double comb line.

3. Delay line according to claim 1 or 2, characterized in that the reactances are spatially arranged so that no additional coupling of elementary poles through them the delay line occurs.

4. delay line according to claim 3, characterized in that on each side of the Double comb line the free-standing end of each link of one comb with the next Link of the other comb is connected by an inductive circuit.

this is achieved by the fact that on each page of the 65 p. 1220/1221.

Publications considered: German patents No. 825 102, 863 096, 726;

French Patent No. 1,018,862; Comptes rendus, November 1950, Tome 231,

1 sheet of drawings