DE1085926B

DE1085926B - Vibration generator in the form of a two-slot magnetron built into an oscillation circuit

Info

Publication number: DE1085926B
Application number: DEC15959A
Authority: DE
Inventors: Ernest Rostas
Original assignee: Compagnie Francaise Thomson Houston SA
Current assignee: Compagnie Francaise Thomson Houston SA
Priority date: 1956-12-21
Filing date: 1957-12-16
Publication date: 1960-07-28

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft einen Schwingungserzeuger nach Art eines Zweischlitzmagnetrons mit geringer Leistung für Höchstfrequenzen, bei dem man die Schwingungsfrequenz durch Änderung der Anodenspannung ohne Verwendung mechanischer Mittel um einen mittleren Frequenzwert ändern kann.The invention relates to a vibration generator in the manner of a two-slot magnetron with low Power for maximum frequencies, in which the oscillation frequency can be changed by changing the anode voltage can change by an average frequency value without the use of mechanical means.

Diese »elektronische« Frequenzregelung, die gegenüber jeder Art mechanischer Regelung den Vorteil einer praktisch vernachlässigbaren Trägheit besitzt, wird in der Hochfrequenztechnik einerseits dazu verwendet, um die Betriebsfrequenz trotz störender elektrischer, thermischer oder mechanischer Einflüsse konstant zu halten, und andererseits um die Frequenz selbst in Abhängigkeit von einer variablen elektrischen Größe zu verändern. Der erstere Fall kommt beispielsweise bei Oszillatoren von Überlagerungsempfängern und der zweite Fall bei Steuerfrequenzgeneratoren von Frequenzmodulationssystemen in Betracht. This "electronic" frequency control has the advantage over any kind of mechanical control has a practically negligible inertia, is used in high-frequency technology on the one hand to the operating frequency despite disruptive electrical, thermal or mechanical influences to keep constant, and on the other hand to keep the frequency itself depending on a variable electrical To change size. The first case occurs, for example, with oscillators of heterodyne receivers and the second case with control frequency generators of frequency modulation systems into consideration.

Tm ersten Falle verlangt man nur einen geringen Abstimmungsbereich, gewöhnlich weit unterhalb von 1 °/o. Der zweite Fall stellt ein wesentlich schwierigeres Problem dar. Die geforderte Frequenzänderung ist wesentlich größer. Reflex-Klystrons und Wanderfeldröhren-Schwingungserzeuger nach dem Rückwärtswellenprinzip können diese Forderung erfüllen. Diese Röhren sind jedoch teuer und ihr Betrieb erfordert komplizierte Mittel. Bei Versuchen zur Schaffung von einfacheren Oszillatoren ist man von gewissen Typen bekannter Röhren ausgegangen, die bei ihrem Betrieb — mit fester Frequenz — als störenden Faktor eine gewisse Frequenzinstabilität aufweisen, wie sie bei der Bremsfeldröhre und dem Viel-Ächlitzmagnetron gegeben ist. Im Hinblick sowohl auf den elektronischen Mechanismus als auch die Art des Anschlusses des Röhrenstromkreises hat man aus dem Vielschlitzmagnetron einen Oszillator entwickelt, bei dem man die Frequenz in Abhängigkeit von der Anodenspannung um ungefähr eine Oktave ändern kann.In the first case, only a small tuning range is required, usually well below 1 ° / o. The second case presents a much more difficult problem. The required frequency change is much bigger. Reflex klystrons and traveling wave tube vibrators according to the backward wave principle can meet this requirement. However, these tubes are expensive and require operation complicated means. Attempts to create simpler oscillators are one of the best Assumed certain types of known tubes that are disruptive during their operation - with a fixed frequency Factor have a certain frequency instability, as they are with the brake field tube and the multi-slot magnetron given is. With regard to both the electronic mechanism and Art the connection of the tube circuit, an oscillator has been developed from the multi-slot magnetron, where you change the frequency by about an octave depending on the anode voltage can.

Aber auch dieser Oszillator ist noch von ziemlich kompliziertem Aufbau und erfordert darüber hinaus tin verhältnismäßig hohes Magnetfeld. Für manche Anwendungen wäre es aber wünschenswert, einen einfacheren Oszillator vorzusehen, selbst wenn sein Frequenzänderungsbereich nur in der Größenordnung von 10 °/o liegt. Die Erfindung betrifft einen solchen Schwingungserzeuger.But even this oscillator is still of a rather complicated structure and requires more relatively high magnetic field. For some applications, however, it would be desirable to have a to provide a simpler oscillator, even if its frequency change range is only of the order of magnitude of 10 ° / o. The invention relates to such a vibration generator.

Das Prinzip der Erregung von Magnetronschwingungen, welches bei dem Erfindungsgegenstand angewendet wird, beruht auf der Resonanzbewegung der Elektronen, bei der die Laufzeit einer Elektronenbahn der Schwingungsperiode entspricht. Die erzeugte Frequenz, »Larmorfrequenz« oder »Zyklotronfrequenz«, SchwingungserzeugerThe principle of excitation of magnetron vibrations, which is used in the subject of the invention is based on the resonance movement of the electrons, in which the travel time of an electron orbit corresponds to the period of oscillation. The generated frequency, "Larmor frequency" or "cyclotron frequency", Vibration generator

in Form eines in einen Schwingungskreisin the form of an oscillatory circuit

eingebauten Zweischlitzmagnetronsbuilt-in two-slot magnetrons

Anmelder:Applicant:

Compagnie Frangaise Thomson-Houston, ParisCompagnie Frangaise Thomson-Houston, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. C. elemente, Patentanwalt,
Deggendorf, Krankenhausstr. 26Representative: Dipl.-Ing. C. elements, patent attorney,
Deggendorf, Krankenhausstr. 26th

Beanspruchte Priorität:
Frankreich, vom 21. Dezember 1956Claimed priority:
France, December 21, 1956

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

ist annähernd proportional dem Magnetfeld, jedoch in einem gewissen Maße auch abhängig von der Anodenspannung. Die Schwingungen dieser Art können in einem Magnetron mit ungeschlitzter Anode oder in einem Magnetron mit zwei Schlitzen erzeugt werden. Man erinnere sich daran, daß das Vielschlitzmagnetron trotz äußerlicher Ähnlichkeit nach einem völlig anderen Mechanismus arbeitet. Bei diesem ist nämlich die Schwingungsfrequenz fast ausschließlich bestimmt durch die mittlere Winkelgeschwindigkeit der Raumladung, die sich nacheinander unterhalb der Schlitze einstellt, und diese Winkelgeschwindigkeit ist —· für eine gegebene Röhrengeometrie — proportional dem Verhältnis der Anodenspannung zur magnetischen Induktion.is approximately proportional to the magnetic field, but to a certain extent also dependent on the anode voltage. The vibrations of this type can be in a magnetron with an unslotted anode or in a magnetron with two slits. Remember that the multi-slot magnetron works according to a completely different mechanism despite the outward similarity. With this one is namely the oscillation frequency almost exclusively determined by the mean angular velocity the space charge, which is established one after the other below the slits, and this angular velocity is - · for a given tube geometry - proportional to the ratio of the anode voltage to the magnetic one Induction.

Im Laufe der Entwicklung der Erfindung sind die beiden Arten von Magnetronen, nämlich mit ungeschlitzter Anode und mit zwei Anoden, verwendet worden. Schließlich wurde das Magnetron mit zwei Anodensegmenten als besonders geeignet benutzt und insbesondere das mit zwei ebenen einander gegenüberliegenden Anodensegmenten, zwischen denen eine fadenförmige Kathode gespannt ist. Unter den beiden Möglichkeiten der Frequenzänderung — nämlich durch Änderung der magnetischen Induktion oder durch Änderung der Anodenspannung — ist die letztere in Anbetracht ihrer geringen Trägheit die interessantere für die Anwendungen in der Fernmeldetechnik.In the course of the development of the invention, the two types of magnetrons, namely unslotted ones Anode and with two anodes. Finally, the magnetron came with two anode segments used as particularly suitable and in particular the one with two flat opposite one another Anode segments between which a thread-like cathode is stretched. Among the two Possibilities of changing the frequency - namely by changing the magnetic induction or by Change in anode voltage - the latter is the more interesting given its low inertia for applications in telecommunications technology.

009 568/232009 568/232

Bei der Schaffung des auf dem soeben dargelegten Grundprinzip beruhenden Schwingungserzeugers handelt es sich darum, bestimmten physikalischen und technischen Bedingungen zu genügen:In creating the vibration generator based on the basic principle just outlined, acts it is a matter of satisfying certain physical and technical conditions:

1. Der zwischen den beiden Anodensegmenten auftretende Scheinwiderstand muß so groß wie möglich sein, um einen vernünftigen Wirkungsgrad sicherzustellen, und dies um so mehr, als »Zyklotron-Magnetrone« nur betriebsfähig sind, wenn der Strom auf einen geringen Wert begrenzt ist, wobei die Begrenzung durch die Sättigung des Emissionsstroms der Kathode erreicht wird.1. The impedance occurring between the two anode segments must be as large as possible to ensure a reasonable degree of efficiency, and all the more so as "cyclotron magnetrons" are only operational when the current is limited to a low value, the limitation is achieved by the saturation of the emission current of the cathode.

2. Der hohe Scheinwiderstand kann nur mit einem hohen Überspannungskoeffizienten des Resonanzkreises erzielt werden. Dieser soll aber beim Gegenstand der Erfindung möglichst niedrig liegen, um ein breites Frequenzband zu gewährleisten.2. The high impedance can only be achieved with a high overvoltage coefficient of the resonance circuit be achieved. However, this should be as low as possible in the subject matter of the invention to a broad one Ensure frequency band.

3. Das Hochfrequenzfeld des zugehörigen Schwingkreises darf keine Wechselspannungen in die Kathode induzieren, und zwar sowohl im Hinblick auf den elektronischen Mechanismus als auch zwecks Vermeidung von S treu Verlusten auf den Kathodenzuführungsleitungen .3. The high-frequency field of the associated resonant circuit must not have any alternating voltages in the cathode induce, both in terms of electronic mechanism and avoidance of S loyal losses on the cathode feed lines .

4. Die wirtschaftliche Verwendung erfordert in. der Mehrzahl der Fälle einen Hochfrequenzausgang auf einen Rechteckhohlleiter und einen Betrieb mit angepaßter Belastung.4. Economic use requires a high frequency output in the majority of cases a rectangular waveguide and a matched load operation.

5. Die geometrische Anordnung muß zulassen, mit wirtschaftlichen Mitteln das für den Betrieb notwendige Magnetfeld zu erzeugen.5. The geometrical arrangement must allow the economic means necessary for the operation Generate magnetic field.

6. Die geometrische Anordnung muß den Anforderungen der Vakuumtechnik und einer rationellen Herstellung entsprechen.6. The geometric arrangement must meet the requirements of vacuum technology and a rational Manufacture conform.

Ein allen diesen Anforderungen genügender Schwingungserzeuger wird nun nach der Erfindung dadurch geschaffen, daß bei einem Schwingungserzeuger in Form eines in einen Schwingungskreis eingebauten Zweischlitzmagnetrons, bei dem sich die Kathode senkrecht zur Richtung der größten Ausdehnung eines Hohlraumresonators erstreckt und die Anoden-Segmente durch von der Resonatorwand ausgehend nach innen ragende Teile gebildet werden, als Schwingkreis ein Hohlleiter verwendet wird, dessen Querschnitt ein H-förmiges Profil mit zwei zueinander symmetrisch liegenden Längsstegen aufweist, daß sich die Kathode senkrecht zur Längsachse des Hohlleiters erstreckt und daß die ihr benachbarten Teile der Längsstege die Anodensegmente bilden.A vibration generator that satisfies all of these requirements is now thereby achieved according to the invention created that in a vibration generator in the form of a built into an oscillation circuit Two-slot magnetron in which the cathode is perpendicular to the direction of greatest expansion of a cavity resonator and the anode segments through starting from the resonator wall inwardly protruding parts are formed, a waveguide is used as a resonant circuit, its Cross section has an H-shaped profile with two mutually symmetrical longitudinal webs, that the cathode extends perpendicular to the longitudinal axis of the waveguide and that its neighboring Parts of the longitudinal webs form the anode segments.

Erfindungsgemäß ist also der Aufbau der Magnetronelektroden innig verbunden mit Teilen eines Hohlleiters. Die fadenförmige Kathode ist hierbei quer zu dem Hohlleiter und senkrecht zu den elektrischen Kraftlinien derart gespannt, daß das Paar der zum elektrischen Feld senkrechten Leiterflächen über einen gewissen Bereich die Anoden des Magneirons bildet. Da der Betrieb bei Höchstfrequenzen ziemlich geringen Abstand zwischen den Anoden (in der Größenordnung von 1 mm für 10 000 MHz und bei einer Anodenspannung von 500V) erfordert, besitzt der Hohlleiter eine besondere Form. Er weist in der Richtung der Kathode eine geringe Ausdehnung und trotz der kleinen Abstände einen nicht zu niedrigen Wellenwiderstand auf, wenn dieser auch unterhalb desjenigen des gewöhnlichen Hohlleiters liegt.According to the invention, the structure of the magnetron electrodes is intimately connected with parts of a Waveguide. The thread-like cathode is here transverse to the waveguide and perpendicular to the electrical Lines of force stretched so that the pair of conductor surfaces perpendicular to the electric field forms the anodes of the magneiron over a certain area. Since the operation at maximum frequencies fairly small distance between the anodes (on the order of 1 mm for 10 000 MHz and at an anode voltage of 500V) the waveguide has a special shape. It has a small extent in the direction of the cathode and despite the small distances, the wave resistance is not too low, even if it is below that of the ordinary waveguide.

Hierfür werden kapazitiv belastete Wellenhohlleiter mit H-förmigem Querschnitt verwendet, die diese Bedingungen gut erfüllen. Damit ein Hohlleiter einen Schwingkreis bildet, muß er an seinen beiden Enden mit gegenüber seinem eigenen Wellenwiderstand verschiedenen Scheinwiderständen abgeschlossen sein. Erfindungsgemäß wird dies an einem seiner Enden verwirklicht durch geeignete Ausbildung der Kopplung mit dem Verbraucherkreis, der im Hinblick auf den Schwingungserzeuger als ein normaler Wellenleiter mit angepaßter Belastung erscheint. Das andere Ende des Schwingkreis-Hohlleiters kann entweder einfach kurzgeschlossen oder auch mit einem veränderbaren Scheinwiderstandselement gekoppelt sein, das dazu dient, die Eigenfrequenz des Schwingkreis-Hohlleiters veränderbar zu machen.For this purpose, capacitively loaded wave waveguides with an H-shaped cross-section are used meet these conditions well. In order for a waveguide to form an oscillating circuit, it must be attached to both of them Ends terminated with different impedances than its own characteristic impedance be. According to the invention, this is achieved at one of its ends by suitable design of the Coupling with the consumer circuit, with regard to the vibration generator as a normal waveguide appears with an adapted load. The other end of the oscillating circuit waveguide can either simply short-circuited or coupled with a variable impedance element be, which is used to determine the natural frequency of the resonant circuit waveguide to make changeable.

Die Länge des Schwingkreisleiters, das Verhältnis seines Scheinwiderstands zu dem der an seinen beiden Enden angeschlossenen Kopplungselemente und schließlich die Lage der Kathode in bezug auf die Enden des Schwingkreisleiters stellen die Parameter dar, die die gewünschten Werte der Resonanzfrequenz, des Überspannungskoeffizienten und des dem Magnetronsystem sich anbietenden Scheinwiderstands bestimmen.The length of the oscillating circuit conductor, the ratio of its impedance to that of the two of them Ends connected coupling elements and finally the position of the cathode in relation to the The ends of the oscillating circuit conductor represent the parameters that determine the desired values of the resonance frequency, the overvoltage coefficient and the impedance offered to the magnetron system determine.

Es sind bereits Schwingungserzeuger in Form eines in einen Schwingungskreis eingebauten Zweischlitzmagnetrons bekannt, bei denen der Schwingungskreis durch eine Koaxialleitung mit Teilung des inneren Leiters in zwei an den beiden Enden die zwei Anoden des Magnetrons darstellende Hälften¹ gebildet ist, während nach der Erfindung als Schwingungskreis ein Hohlleiter verwendet wird. Ferner hat man zur Erzeugung hoher elektrischer Schwingungen auch schon einen Schwingungskreis mit bandförmigen Lecherleitungen erheblicher Breite vorgeschlagen, welcher sich von dem als zweifach längsgeschlitzter Zylinder ausgebildeten und innerhalb eines Magnetfeldes angeordneten Anodensystem aus nach beiden Seiten erstreckt und zu dessen Längsausdehnung die Kathode senkrecht verläuft. Ebenso gehören zum Stand der Technik Schwingungskreise in Form eines Hohlraumresonators, in welchen ein Zweischlitzmagnetron eingesetzt ist und die Kathode sich senkrecht zur Richtung seiner größten Ausdehnung erstreckt, sowie die Anodensegmente durch von einer Wandung ausgehende und nach innen ragende Teile gebildet sind. Auch für diese Schwingungskreise wird kein nach dem baulichen und elektrischen Prinzip der Erfindung ausgestalteter Hohlleiter von H-förmigem Ouerschnittsprofil mit zwei zueinander symmetrischen Längsstegen verwendet.There are already known vibration generators in the form of a two-slot magnetron built into a vibration circuit, in which the vibration circuit is formed by a coaxial line with division of the inner conductor into two halves ¹ representing the two anodes of the magnetron at the two ends, while according to the invention as a vibration circuit Waveguide is used. Furthermore, an oscillation circuit with band-shaped Lecher lines of considerable width has already been proposed for generating high electrical vibrations, which extends to both sides of the anode system, which is designed as a double longitudinally slotted cylinder and is arranged within a magnetic field, and the cathode runs perpendicular to its longitudinal extent. The prior art also includes oscillation circuits in the form of a cavity resonator, in which a two-slot magnetron is inserted and the cathode extends perpendicular to the direction of its greatest extent, and the anode segments are formed by parts extending from a wall and protruding inward. For these oscillating circuits, too, no waveguide, designed according to the structural and electrical principle of the invention, with an H-shaped cross-sectional profile with two longitudinal webs symmetrical to one another is used.

Zum besseren Verständnis der technischen Merkmale des Schwingungserzeugers nach der Erfindung und seiner vorteilhaften Eigenschaften werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstands als Beispiele beschrieben:For a better understanding of the technical features of the vibration generator according to the invention and its advantageous properties will become embodiments with reference to the drawings of the subject matter of the invention described as examples:

Fig. 1 zeigt in einem Schnitt den Schwingungserzeuger 1 und einen Teil eines angeschlossenen Hohlleiters 2, wobei der Schnitt in einer zur Kathode 4 senkrechten Mittelebene (Ebene BB' der Fig. 2) geführt ist. Fig. 2 bildet einen zu dem vorhergehenden senkrechten, durch die Kathode 4 verlaufenden Schnitt (Ebene AA' der Fig. 1). Fig. 3 ist eine Vorderansicht des einen Endes des Hohlleiters 2, an den normalerweise eine Nutzlast angeschlossen wird.1 shows a section of the vibration generator 1 and part of a connected waveguide 2, the section being guided in a central plane perpendicular to the cathode 4 (plane BB ' of FIG. 2). FIG. 2 forms a section which is perpendicular to the preceding one and runs through the cathode 4 (plane AA ' of FIG. 1). Fig. 3 is a front view of one end of the waveguide 2 to which a payload is normally connected.

Die wesentlichen Teile des Oszillators 1 sind der Schwingkreishohlleiter 3 in Form eines Hohlleiters mit H-förmigem Querschnitt und die Kathode 4 in Form eines Wolframdrahts. In dem gezeichneten Beispiel ist der Schwingkreishohlleiter an seinem einen (rechten) Ende kurzgeschlossen, während sein anderes (linkes) Ende mit einem Fenster 5 aus einem Isolierstoff, z. B. Glas, Glimmer oder Keramik, ausgestattet ist, das den Entladungsraum luftdicht abschließt, jedoch den Durchgang von elektromagnetischen WellenThe essential parts of the oscillator 1 are the oscillating circle waveguide 3 in the form of a waveguide with an H-shaped cross section and the cathode 4 in the form of a tungsten wire. In the example shown the oscillating circular waveguide is short-circuited at its one (right) end, while its other (Left) end with a window 5 made of an insulating material, e.g. B. glass, mica or ceramic equipped which hermetically seals the discharge space, but prevents the passage of electromagnetic waves

ι \j υ \j ι \ j υ \ j a eu \ja eu \ j

5 65 6

erlaubt. Der hohlzylindrische Teil 6, der zwischen und deren Zuführungsleitungen längs ein und derseldem Fenster und dem homogenen Teil des Schwing- ben Achse ausgerichtet sind. Der Schwingungserzeukreisleiters angeordnet und dafür vorgesehen ist, den ger ist in der Zeichnung teilweise perspektivisch, teil-Rahmen 7 des Fensters anlöten oder anschweißen zu weise in einem Schnitt dargestellt, dessen Schnittkönnen, kann derart dimensioniert sein, daß er auf 5 ebene durch die Achse der Kathode verläuft. Der den Betrieb des Oszillators nur einen vernachlässig- Schwingkreisleiter mit H-förmigem Querschnitt ist baren Einfluß ausübt. Der Schwingkreisleiter 3 ist aus den durch Lötung zusammengefügten Teilen 19, mit einem Flansch 8 ausgerüstet, an den sich der 19', 20 und 20' gebildet. Dieser Hohlleiter ist an sei-Flansch des Hohlleiters 2 anlehnt. Die Kathode 4 ner einen Ausgangsseite ebenso wie der in Fig. 1 gewird von Durchführungsstiften 9 und 9' unter Zwi- io zeigte durch einen Flansch 21 abgeschlossen. Die quer schenschaltung eines Stabs 10 geringer Wärmeleit- zu dem Hohlleiter gespannte Kathode 22 ist in den fähigkeit an ihrem einen Ende und einer Feder 11 an Eintrittsöffnungen durch Isolierstücke 23 und 23' geihrem anderen Ende gehaltert. Diese Halteelemente führt. Die Kathode ist zwischen ihren Zuführungsverlaufen in Kanälen 12 und 12', die in dem Hohl- leitungen gespannt, und zwar an dem einen ihrer leiterkÖrper vorgesehen sind. Von dort aus tritt die 15 Enden unter Zwischenschaltung einer Feder 25, die Kathode durch die öffnungen 13 und 13' in den Hohl- die notwendige Zugspannung aufrechterhält. Die Zuraum des H-förmigen Hohlleiters ein. Die Heizdraht- leitungen 24 und 24' verlaufen durch Glaskuppeln 26 durchführungen 9 und 9' verlaufen durch eine Glas- und 26', die in dem einen Ende der Metallhülsen 27 kuppel 14, die durch Zwischenschaltung von ring- und 27' eingegossen sind, welche an ihrem anderen förmigen Stücken 15 und 16 aus einer Eisen-Nickel- 20 Ende an den Wellenleiterkörpern angeschweißt oder Kobalt-Legierung mit dem Körper des Schwingkreis- angelötet sind. In der Zeichnung sind auch die Polleiters dicht verbunden sind. stücke des Magneten dargestellt, und zwar auf Grundpermitted. The hollow cylindrical part 6, which between and their supply lines along one and the same Window and the homogeneous part of the swinging axis are aligned. The vibration generator circuit leader arranged and provided for, the ger is in the drawing partly in perspective, part-frame 7 soldering or welding of the window shown in a section, the section of which can can be dimensioned in such a way that it runs on 5 planes through the axis of the cathode. Of the the operation of the oscillator is only a negligible oscillating circuit conductor with an H-shaped cross-section exerts a real influence. The oscillating circuit conductor 3 is made up of the parts 19 joined together by soldering, equipped with a flange 8 on which the 19 ', 20 and 20' are formed. This waveguide is on a sei flange of the waveguide 2 is leaning against it. The cathode 4 has an output side as well as that in FIG of lead-through pins 9 and 9 'under between two showed by a flange 21 closed. The cross circuit circuit of a rod 10 of low thermal conductivity to the waveguide tensioned cathode 22 is in the ability at one end and a spring 11 at inlet openings through insulating pieces 23 and 23 ' held at the other end. This holding elements leads. The cathode is between its lead runs in channels 12 and 12 ', which are stretched in the hollow lines, namely on one of them Head bodies are provided. From there occurs the 15 ends with the interposition of a spring 25, the Cathode maintains the necessary tensile stress through the openings 13 and 13 'in the hollow. The room of the H-shaped waveguide. The heating wire lines 24 and 24 ′ run through glass domes 26 Bushings 9 and 9 'run through a glass and 26', which are in one end of the metal sleeves 27 dome 14, which are cast by the interposition of ring and 27 ', which on their other shaped pieces 15 and 16 from an iron-nickel 20 end welded to the waveguide bodies or Cobalt alloy are soldered to the body of the resonant circuit. Also in the drawing are the Polleiters are tightly connected. Pieces of the magnet shown, on the ground

Fig. 4 zeigt schematisch die Anordnung der Strom- ihrer besonderen Anordnung. Die Polstücke 28 undFig. 4 shows schematically the arrangement of the current - their particular arrangement. The pole pieces 28 and

Versorgungsquellen und des das benötigte Magnetfeld 28' sind in an sich bekannter Weise hohl ausgebildet,Supply sources and the required magnetic field 28 'are designed to be hollow in a manner known per se,

erzeugenden Magneten. Die Heizspannungsquelle 17 25 um in ihrem axialen Raum die Zuführungsleitungengenerating magnets. The heating voltage source 17 25 around the supply lines in its axial space

ist an die Heizklemmen 9 und 9' über einen einstell- der Kathode aufnehmen zu können. In dem Falle, daßcan be attached to the heating terminals 9 and 9 'via an adjustable cathode. In the event that

baren Widerstand angeschaltet. Die Anodenspannung die Achse der Kathode mit den magnetischen Induk-Resistance turned on. The anode voltage is the axis of the cathode with the magnetic induction

liegt zwischen der einen der Kathodenklemmen und tionslinien einen gewissen Winkel bilden soll, lassenis between the one of the cathode terminals and tion lines should form a certain angle, leave

dem Schwingkreisleiterkörper. Die Spannung wird sich die beiden Polstücke, statt die Röhre längs derthe oscillating circuit conductor body. The tension will affect the two pole pieces, instead of running along the tube

über ein Potentiometer 18 abgenommen, das von der 30 Achse des Leiters auszurichten, derart anordnen, daßremoved via a potentiometer 18 to align the 30 axis of the conductor, so arrange that

Stromquelle 18' gespeist wird. Der Oszillator befindet ihre Achsen unter Beibehaltung ihrer ParallelitätPower source 18 'is fed. The oscillator has its axes while maintaining their parallelism

sich zwischen den beiden Polschuhen A^r und ,S" eines leicht verschoben sind. Dies hat den Vorteil, daß derare slightly shifted between the two pole pieces A ^r and "S". This has the advantage that the

Magneten, und zwar derart, daß die magnetischen Hohlleiterkörper zwischen den Polstücken des Ma-Magnet, in such a way that the magnetic waveguide body between the pole pieces of the Ma-

lmduktionslinien zur Kathode 4 parallel laufen oder gneten stets fest eingeschlossen bleibt. Es muß ledig-Imduction lines run parallel to the cathode 4 or always remain firmly enclosed. It has to be

mit dieser einen Winkel von einigen Grad ein- 35 lieh dafür gesorgt werden, daß der Durchmesser deswith this an angle of a few degrees can be taken to ensure that the diameter of the

schließen. Hohlraums der Polstücke genügend groß ist, um dieseconclude. The cavity of the pole pieces is large enough to accommodate this

Bezüglich der Berechnung der geometrischen Ab- Verschiebungsbewegung durchführen zu können,
messungen des Oszillators in Abhängigkeit von den Der Magnet, vorzugsweise ein Dauermagnet, kann gewünschten Betriebsdaten, der Vielzahl der Fre- mit dem Oszillator mechanisch fest verbunden sein, quenzbedingungen, der Bandbreite, Leistung usw., 40 Dies erleichtert dem Benutzer nicht nur die oft krilassen sich Zahlen kaum angeben. Es ist jedoch we- tische Einstellung des Magneten, sondern erlaubt sentlich, daß der Wellenwiderstand des Stromkreis- auch, diesen aus seinen Einzelteilen um die Röhre leiters geringer als der des Lasthohlleiters ist. Bei- herum zusammenzusetzen und ihn anschließend zu spielsweise lassen sich folgende Werte angeben, die magnetisieren. Beispielsweise muß bei der Art des sich auf eine gemäß der Erfindung hergestellte Röhre 45 Oszillators, wie ihn Fig. 5 zeigt, so verfahren werden, beziehen: Der Schwingkreisleiter dieses Oszillators Fig. 6a bis 6d stellen schematisch einige Abändebesitzt eine Nutzlänge von 3,7 cm und zwischen den rungen des Oszillators hinsichtlich der Anordnung als Anoden wirksamen Flächen der beiden Längsstege der Ausgänge des Stromkreisleiters dar. Fig. 6 a einen Abstand von 0,8 mm. Bei einer sich von 500 zeigt schematisch den Aufbau eines Schwingungsbis 580 V ändernden Anodenspanming und einem 50 erzeugers gemäß Fig. 1 im verkleinerten Maßstab, festen magnetischen Induktionswert von 4000 Gauss Der symbolisch durch den Hohlleiter 30 und die Kakann man die Schwingungsfrequenz im Bereich von thode 31 dargestellte Schwingkreisleiter 29 ist an sei-9200 bis 10 000 MHz ändern. Der Schwingkreis ner einen Seite kurzgeschlossen und an seiner anschwingt nach der Art einer % λ langen Leitung, und deren Seite an den Lasthohlleiter 32 gekoppelt, wobei die Kathode befindet sich nahe einem Spannungs- 55 die angepaßte Last durch das Symbol eines Absorbers bauch. Für die tiefste Frequenz beträgt der Wellen- 33 angedeutet ist. Fig. 6b veranschaulicht schematisch widerstand des Schwingkreisleiters 67 Ohm, der des einen Schwingungserzeuger, dessen Schwingkreis-Lasthohlleiters 450 Ohm. Ein homogener Leiter bietet leiter 29 an beiden Seiten an Hohlleitungen 32 animmer eine große Anzahl von möglichen Schwin- gekoppelt ist. Wenn die Scheinwiderstände dieser gungsarten, jedoch ist dies nicht sehr störend, da die 60 beiden Leitungen gleich sind, wird die Kathode in gegebene, in einem weiten Bereich die Frequenz der der Mitte der Länge des Schwingkreisleiters 29 an-Elektronenbewegung bestimmende Stärke der magne- geordnet.To be able to carry out the calculation of the geometric displacement movement,
measurements of the oscillator as a function of the The magnet, preferably a permanent magnet, can be the desired operating data, the large number of frequencies, frequency conditions, bandwidth, power, etc., 40 hardly give numbers. It is, however, essential to adjust the magnet, but essentially allows the wave resistance of the circuit, including its individual parts around the tube, to be less than that of the load waveguide. To put it together for example and then, for example, the following values can be specified which magnetize. For example, in the case of the type of oscillator produced according to the invention, tube 45, as shown in FIG. 5, must be proceeded as follows: The resonant circuit conductor of this oscillator, FIGS. 6a to 6d schematically show some distances, has a useful length of 3.7 cm and between the stanchions of the oscillator with regard to the arrangement as anode effective surfaces of the two longitudinal webs of the outputs of the circuit conductor. Fig. 6a a distance of 0.8 mm. One of 500 shows schematically the structure of an anode voltage changing up to 580 V and a 50 generator according to FIG. 1 on a reduced scale, fixed magnetic induction value of 4000 Gauss oscillating circuit conductor 29 shown is to change from -9200 to 10 000 MHz. The resonant circuit is short-circuited on one side and oscillates on its side in the manner of a% λ long line, and its side is coupled to the load waveguide 32, the cathode being located near a voltage belly, the load being adapted by the symbol of an absorber. For the lowest frequency, the wave is 33 is indicated. 6b schematically illustrates the resistance of the oscillating circuit conductor 67 ohms, that of the one oscillator, its oscillating circuit load waveguide 450 ohms. A homogeneous conductor offers conductors 29 on both sides of hollow lines 32 with a large number of possible Schwin-coupled devices. If the impedances of these types of movement, however, this is not very disturbing, since the two lines are the same, the cathode is in a given, in a wide range, the frequency of the middle of the length of the resonant circuit conductor 29 of the electron movement determining strength of the magnet .

tischen Induktion Auswahl unter den möglichen Bei der in Fig. 6 c dargestellten Ausführungsformtable induction selection among the possible In the embodiment shown in Fig. 6c

Schwingungsarten trifft, unter der Bedingung, daß ist der Schwingkreisleiter 29 an einem seiner EndenTypes of oscillation meets, on condition that the oscillating circuit conductor 29 is at one of its ends

diese nicht zu benachbart liegen. 65 an eine Lasthohlleitung 32 und an seinem anderenthese are not too adjacent. 65 to a load hollow line 32 and to its other

Der Schwingungserzeuger nach der Erfindung kann Ende an einen mittels eines Kolbens 35 abstimmbarenThe vibration generator according to the invention can be tuned to an end by means of a piston 35

in sehr unterschiedlichen geometrischen Anordnun- Hohlleiter 34 gekoppelt. Bei dieser AusführungsformWaveguides 34 coupled in very different geometrical arrangements. In this embodiment

gen verwirklicht werden. Fig. 5 veranschaulicht bei- läßt sich die Resonanzfrequenz mechanisch einstellen,can be realized. Fig. 5 illustrates when the resonance frequency can be adjusted mechanically,

spielsweise den Aufbau der wesentlichen Elemente Fig. 6 d veranschaulicht schließlich eine besonderefor example the structure of the essential elements Fig. 6d finally illustrates a special one

eines Schwingungserzeugers, bei dem die Kathode 70 Ausführungsform, bei der die Belastung nicht übera vibrator, in which the cathode 70 embodiment, in which the load does not exceed

einen Hohlleiter, sondern über eine Koaxialleitung, deren Achse senkrecht zur Achse des Schwingkreis-Hohlleiters steht, angekoppelt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Koaxialleitung 36 an den Schwingkreisleiter 29 induktiv gekoppelt, was dadurch gegeben ist, daß ihr Innenleiter den Wellenleiter durchquert. Auch in diesem Falle soll die Kopplung nicht angepaßt sein, sondern — genau wie bei der Kopplung des Schwingkreisleiters mit dem gewöhnlichen Hohlleiter — einen Sprung im Wellenwiderstand an der Verbindungsstelle bilden.a waveguide, but via a coaxial line, the axis of which is perpendicular to the axis of the oscillating circuit waveguide stands, is coupled. In the illustrated embodiment, the coaxial line 36 is on the resonant circuit conductor 29 inductively coupled, which is given by the fact that its inner conductor is the waveguide crossed. In this case, too, the coupling should not be adapted, but - exactly as with the coupling of the oscillating circuit conductor with the usual waveguide - a jump in the wave resistance form at the junction.

Wenn man bei einer gegebenen Ausführungsform des Schwingungserzeugers die Breite des Abstimmbereichs regeln will, muß der Überspannungskoeffizient des Resonanzkreises (die Dämpfung des Resonanzkreises) geändert werden. In diesem Falle ist es notwendig, den Kopplungsgrad zwischen dem Schwingkreisleiter und der bzw. den Hohlleitungen zu ändern. Um die Anwendungsmöglichkeit des Erfindungsgegenstands zu fördern, wird weiterhin eine zweckmäßige Anordnung zur Änderung der Kopplung zwischen den Hohlleitern vorgeschlagen.If, in a given embodiment of the vibrator, the width of the tuning range want to regulate, the overvoltage coefficient of the resonance circuit (the damping of the resonance circuit) be changed. In this case it is necessary to adjust the degree of coupling between the To change oscillating circuit conductor and the hollow line or lines. To the possible application of the subject matter of the invention to promote, an appropriate arrangement for changing the coupling between the waveguides is also proposed.

Beim Aufbau dieser Kopplungsanordnung macht man sich die Tatsache zunutze, daß der Wellenwiderstand eines Rechteckhohlleiters abhängig ist von der Polarisationsebene der Welle. Wenn die elektrischen Kraftlinien zur kleinen Seite des Hohlleiters parallel liegen, also im Normalfall der Verwendung eines Hohlleiters, ist der Wellenwiderstand geringer, als wenn sie zur großen Seite parallel verlaufen. Der Wellenwiderstand kann sogar im ersteren Fall begrenzt, im zweiten Falle aber unendlich sein. Dies tritt dann ein, wenn die Wellenlänge der Schwingung bei Ausbreitung im freien Raum größer als die doppelte Länge der kleinen Leiterseite ist. Es genügt dann, die Ebene des angekoppelten Hohlleiters aus seiner Normalstellung um 90° herauszudrehen, wodurch der in den Schwingkreisleiter übersetzte Wellenwiderstand von einem Minimumwert auf Unendlich wandert.When building this coupling arrangement, use is made of the fact that the wave resistance of a rectangular waveguide depends on the plane of polarization of the wave. When the electric Lines of force are parallel to the small side of the waveguide, so in the normal case of using a Waveguide, the wave resistance is lower than when they run parallel to the large side. Of the Wave resistance can even be limited in the first case, but infinite in the second case. this occurs when the wavelength of the oscillation when propagating in free space is greater than double Length of the small side of the ladder. It is then sufficient to select the plane of the coupled waveguide its normal position by 90 °, whereby the wave resistance translated into the oscillating circuit conductor moves from a minimum value to infinity.

Fig. 7 zeigt in Form einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel des auf diesem Prinzip beruhenden variablen Kopplungselements. Der Flansch 37, der an dem Wellenleiter 38 befestigt ist, kann sich in einem mit dem Schwingkreisleiter verbundenen Lager 39 drehen. Quer zu dem Leiter 38 liegt das Glasfenster 41 des Schwingkreisleiters 40, der einen H-förmigen Querschnitt besitzt.Fig. 7 shows in the form of a schematic representation an embodiment of the on this principle based variable coupling element. The flange 37, which is attached to the waveguide 38, can rotate in a bearing 39 connected to the oscillating circuit conductor. This lies across the conductor 38 Glass window 41 of the oscillating circuit conductor 40, which has an H-shaped cross section.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS:

4040

Head (3 or 29) is used, the cross section of which has an H-shaped profile with two to each other symmetrically lying longitudinal webs that the cathode is perpendicular to the longitudinal axis of the Waveguide extends and that its adjacent parts of the longitudinal webs form the anode segments (Fig.l to 3).

2. Vibration generator according to claim 1, characterized in that the oscillating circle waveguide (3 or 29) at one end with a greater wave resistance than it having waveguide (2) is coupled with preferably rectangular cross-section, which is connected to a

- Payload is adapted in such a way that the at the connection point with the oscillating circle waveguide appearing, almost purely ohmic resistance is greater than the wave resistance of the oscillating circle waveguide (Fig. 1).

3. Vibration generator according to claim 2, characterized in that the oscillating circle waveguide (3 or 29) either short-circuited at the other end or with one opposite it A waveguide (32) with a higher wave resistance and connected, adapted load or with a waveguide (34) tunable by means of a displaceable piston (35) is coupled (Fig. 6 a, 6 b and 6 c).

4. Vibration generator according to claim 1, characterized in that the oscillating circle waveguide (3 or 29) at one end to a coaxial line connected at right angles (36) passes and that the resistance of this coaxial line and that required for connection Transition elements are dimensioned such that the oscillating circle waveguide (29) is not at one adjusted load ends (Fig. 6d).

5. Vibration generator according to claim 1, characterized in that a thread-like Cathode (4) is used in two opposing recesses (13, 13 ') of the Outer wall of the waveguide (3 or 29) centered by means of insulators (23, 23 ') and through perpendicular to its axis in channels (12, 12 ') of the waveguide body (3) extending supports (10,11) is supported (Fig. 2 and 5).

6. Vibration generator according to claim 1, characterized in that the oscillating circle waveguide (3 or 29) is terminated at both ends with apparent resistances, which are noticeably differ from its wave resistance (Fig. 1).

Considered publications: German patent specifications No. 699 011, 723 692,

1. Vibration generator in the form of a two-slot magnetron built into an oscillation circuit, in which the cathode is perpendicular to the

Direction of the greatest extent of a hollow 55 735 409, 746 545; space resonator and anode segments U.S. Patent No. 2232 559;

are formed from parts, which by the Reso- E. Hollmann, production and reinforcement of

nator wall protruding inwards, characterized by decimeter and centimeter waves, Verlag R. Dietze, characterized in that the resonant circuit is a hollow Berlin, pp. 27 and 28.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings