DE1096507B - Reverse wave tubes for generating or amplifying very short electrical waves - Google Patents
Reverse wave tubes for generating or amplifying very short electrical wavesInfo
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- DE1096507B DE1096507B DEC14674A DEC0014674A DE1096507B DE 1096507 B DE1096507 B DE 1096507B DE C14674 A DEC14674 A DE C14674A DE C0014674 A DEC0014674 A DE C0014674A DE 1096507 B DE1096507 B DE 1096507B
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- H01J25/46—Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and with a magnet system producing an H-field crossing the E-field the backward travelling wave being utilised
Description
C 14674 VIIIa/21gC 14674 VIIIa / 21g
AKMELDETAG: 1 3. AP R I L 19 5 7REGISTRATION DAY: 1 3rd AP R I L 19 5 7
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AÜSLEGESCHRIFT: 5. J A N U A R 1 9 6 1 NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF THE
LEGEND: 5 J ANUA R 1 9 6 1
Die Erfindung betrifft Rückwärtswellenröhren zur Erzeugung oder Verstärkung sehr kurzer elektrischer Wellen, bei denen der Elektronenstrahl längs einer Verzögerungsleitung mit periodischer Struktur geführt wird.The invention relates to reverse wave tubes for generating or amplifying very short electrical ones Waves in which the electron beam is guided along a delay line with a periodic structure.
Es ist bekannt, daß die Erwärmung der Verzögerungsleitung von Rückwärtswellenröhren während des Betriebs Probleme aufwirft und daß sich die in der Verzögerungsleitung erzeugte Wärme auf die von der Röhre abgebbare Leistung begrenzend auswirkt. Dieser Erwärmungseffekt beruht bekanntlich auf einer Absorption von Elektronen durch die Verzögerungsleitung.It is known that the heating of the delay line of reverse wave tubes during operation Poses problems and that the heat generated in the delay line affects that dissipated by the tube Limiting performance. This heating effect is known to be based on the absorption of electrons through the delay line.
Besonders bei Rückwärtswellen-Oszillatorröhren (Carcinotrons) hat das Erwärmungsproblem schwerwiegende Bedeutung. Bei derartigen Röhren unterliegen diejenigen Elemente der Verzögerungsleitung, die sich nahe dem Strahlerzeuger befinden, einem maximalen Elektronenbeschuß, weil die das Höchstfrequenzfeld hervorbringende Energie in rückwärtiger Richtung, d. h. entgegengesetzt der Strahlbewegung, wandert und bei dieser Rückwärtsbewegung durch die Wechselwirkung mit dem Strahl ständig verstärkt wird. Dadurch erreicht das Höchstfrequenzfeld seine größten Amplituden nahe dem strahlerzeugungsseitigen Ende der Verzögerungsleitung, also in der Nähe der Kathode, wo sich gewöhnlich auch die Auskopplung befindet.Especially with back wave oscillator tubes (carcinotrons), the heating problem is serious Meaning. In such tubes, those elements of the delay line that are close to the Beam generators are located, a maximum electron bombardment, because the highest frequency field producing Backward energy, d. H. opposite to the movement of the jet, migrates and during this backward movement is constantly intensified by the interaction with the beam. This reaches the highest frequency field its greatest amplitudes near the end of the delay line on the beam generation side, that is to say in near the cathode, where the coupling is usually also located.
Bekannt ist, daß die Elektronengruppierung im Elektronenstrahl (als Folge der Wechselwirkung des Elektronenstrahls mit dem Höchstfrequenzfeld der Verzögerungsleitung) in günstigerer Weise bewirkt werden kann, wenn die für die Wechselwirkung aufgewandte Höchstfrequenzenergie im Anfangsbereich des Strahles, d. h. in der unmittelbaren Nachbarschaft des Strahlerzeugers, nicht zu groß ist.It is known that the grouping of electrons in the electron beam (as a result of the interaction of the electron beam with the maximum frequency field of the delay line) can be effected in a more favorable manner can, if the maximum frequency energy expended for the interaction in the initial area of the beam, d. H. in the immediate vicinity of the jet generator, is not too large.
Es ist schließlich auch bekannt, die Verzögerungsleitung so zu gestalten, daß der Kopplungswiderstand zwischen dem Strahl und der Leitung an dem der Strahlquelle benachbarten Ende der Leitung vergleichsweise geringer ist als im Mittelabschnitt der Leitung.Finally, it is also known to design the delay line so that the coupling resistance between the beam and the line at the end of the line adjacent to the beam source is less than in the middle section of the pipe.
Ziel der Erfindung ist, die sich in Rückwärtswellenröhren ergebende Erwärmung herabzusetzen, wodurch bei gegebenen physikalischen Abmessungen größere Ausgangsleistungen erreichbar sind.The aim of the invention is to reduce the heating resulting in reverse wave tubes, whereby For given physical dimensions, greater output powers can be achieved.
Demgemäß ist eine Rückwärtswellenröhre zur Erzeugung oder Verstärkung sehr kurzer elektrischer Wellen, bei der der Elektronenstrahl längs einer Verzögerungsleitung mit periodischer Struktur geführt wird, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die die Verzögerungsleitung bildenden, untereinander gleichartigen Verzögerungselemente so ausgebildet und angeordnet sind, daß eine der Abmessungen, die den Querschnitt der Verzögerungselemente bestimmen, längs des ersten Abschnittes der Verzögerungsleitung — ausgehend von der Elektronenstrahlquelle — fortlaufend abnimmt und die Begrenzungen der Verzögerungselemente auf der dem Rückwärtswellenröhre zur ErzeugungAccordingly, a reverse wave tube for generating or amplifying very short electric waves, in which the electron beam is guided along a delay line with a periodic structure, according to the invention characterized in that those forming the delay line are identical to one another Delay elements are designed and arranged so that one of the dimensions that the cross section of the Determine delay elements along the first section of the delay line - starting from the Electron beam source - continuously decreases and the limitations of the delay elements on the dem Reverse wave tube for generation
oder Verstärkung sehr kurzeror reinforcement very briefly
elektrischer Wellenelectric waves
Anmelder:Applicant:
Compagnie Generale
de Telegraphie sans FiI, ParisCompagnie Generale
de Telegraphie sans FiI, Paris
Vertreter: Dr. W. Müller-BoreRepresentative: Dr. W. Muller-Bore
und Dipl.-Ing. H. Gralfs, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. H. Gralfs, patent attorneys,
Braunschweig, Am Bürgerpark 8Braunschweig, Am Bürgerpark 8
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 25. April 1956Claimed priority:
France April 25, 1956
Jean Paul Fernand, Paris,
ist als Erfinder genannt wordenJean Paul Fernand, Paris,
has been named as the inventor
Elektronenstrahl zugewandten Seite längs der gesamten Verzögerungsleitung fluchtend hintereinanderliegen, so daß der Kopplungswiderstand zwischen der Verzögerungsleitung und dem Elektronenstrahl längs des genannten ersten Abschnitts der Verzögerungsleitung fortlaufend zunimmt.Electron beam facing side along the entire delay line are aligned one behind the other, so that the coupling resistance between the delay line and the electron beam along said first section of the delay line increases continuously.
Die Erfindung wird durch die Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert.The invention is explained by the description in conjunction with the drawings.
Die Zeichnungen zeigen, ausschließlich zum Zwecke der Erläuterung, zwei bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.The drawings show, for the purpose of explanation only, two preferred embodiments of the present invention.
Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Röhre mit sich kreuzenden elektrischen und magnetischen Feldern. Der Schnitt verläuft längs der Linie 1-1 in Fig. 2;Fig. 1 shows the cross section of a tube according to the invention with crossing electrical and magnetic Fields. The section is along the line 1-1 in Fig. 2;
Fig. 2 ist ein Schnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Röhre längs der Linie 2-2 in Fig. 1 ;FIG. 2 is a section through the tube shown in FIG along line 2-2 in Figure 1;
Fig. 3 erläutert eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Verzögerungsleitung mit kreiszylindrischen Verzögerungselementen.3 explains an embodiment of a delay line designed according to the invention with circular cylindrical ones Delay elements.
Die Rückwärtswellenröhre nach der vorliegenden Erfindung enthält die in solchen Röhren üblichen Elemente, wie unter anderem z. B. eine Kathode, einen Heizer für die Kathode, eine Auffangelektrode, Fokus-The reverse wave tube according to the present invention contains the elements common in such tubes, such as e.g. B. a cathode, a heater for the cathode, a collecting electrode, focus
009 697/422009 697/422
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sierungsmittel, eine Verzögerungsleitung und häufig eine nahe jenem Ende der Verzögerungsleitung befestigt, dassizing means, a delay line, and often one is attached near that end of the delay line that
weitere, neben der Verzögerungsleitung verlaufende mit dem Dämpfungsmittel versehen ist.further, next to the delay line, is provided with the damping means.
Elektrode, die sogenannte Leitelektrode. Zwischen Ver- Wenn die Erfindung in der Weise verwirklicht wird,Electrode, the so-called lead electrode. If the invention is implemented in such a way,
zögerungsleitung und Leitelektrode wird eine elektrische wie aus der Zeichnung hervorgeht, nimmt die Tiefe derdelay line and lead electrode becomes an electrical as can be seen in the drawing, takes the depth of the
Gleichspannung angelegt, um ein elektrisches Gleichfeld 5 einzelnen Finger der Verzögerungsleitung, d. h. die Ab-DC voltage applied to create a DC electric field 5 individual fingers of the delay line, i.e. H. the exit
zu schaffen, das sich von der Verzögerungsleitung nach messung der Finger in Richtung senkrecht zu der Hülle 1to create that extends from the delay line after measuring the fingers in the direction perpendicular to the sheath 1
der Leitelektrode erstreckt. (also in radialer Richtung) regelmäßig von einem Fingerthe lead electrode extends. (i.e. in the radial direction) regularly by one finger
Ferner ist dann ein magnetisches Gleichfeld vorge- zum nächsten ab, und zwar beginnt diese Abnahme schonFurthermore, a constant magnetic field is then in front of the next down, and this decrease already begins
sehen, dessen Feldlinien im wesentlichen senkrecht zu den bei dem dem Finger 15 benachbarten Finger. Sie setztsee whose field lines are essentially perpendicular to the finger adjacent to the finger 15. She sets
Feldlinien des elektrischen Gleichfeldes verlaufen und das io sich bis zu dem Finger 28 fort, der zu beiden Enden (15,Field lines of the constant electric field run and the io continues to the finger 28, which is at both ends (15,
man in irgendeiner geeigneten bekannten Weise, z. B. 17) der Verzögerungsleitung gleichen Abstand hat. Diein any suitable known manner, e.g. B. 17) the delay line has the same distance. the
mittels koaxial zur Röhrenachse angeordneter Polschuhe, Finger der Verzögerungsleitung, die zwischen dem Fin-by means of pole pieces arranged coaxially to the tube axis, fingers of the delay line, which between the fin-
erhält. Der Abstand zwischen der Leitelektrode und den ger 28 und dem Finger 17 Hegen, zeigen gemäß derreceives. The distance between the lead electrode and the ger 28 and the finger 17 Hegen show according to FIG
Verzögerungselementen bleibt vorzugsweise überall kon- Zeichnung wieder regelmäßig zunehmende Fingertiefe,Delay elements preferably remain everywhere con- drawing again regularly increasing finger depth,
stant. 15 Tatsächlich sind die Finger der Verzögerungsleitung 14stant. 15 In fact, the fingers of the delay line 14 are
Nunmehr wird, mehr ins einzelne gehend, auf die so zugeschnitten, daß sie in einem Raum liegen, welcher Zeichnungen Bezug genommen, in denen für gleiche Teile von zwei parallelachsigen Zylindern abgesteckt wird, gleiche Bezugszahlen verwendet werden. In den Fig. 1 deren Achsen mit 26 und 27 bezeichnet sind. Die einander und 2 der Zeichnungen bezeichnet 1 die metallische Hülle gegenüberstehenden Oberflächen der Leitelektrode einereiner Rückwärtswellenröhre. Die Röhre selbst ist eine 20 seits und der Verzögerungsleitung andererseits verlaufen Rückwärtswellen-Oszillatorröhre. . parallel zueinander. Die der Verzögerungsleitung gegen-Now, going into more detail, the will be tailored so that they lie in a room, which Reference is made to drawings in which two parallel-axis cylinders are set out for identical parts, like reference numerals are used. In FIG. 1, the axes of which are designated by 26 and 27. The one another and in FIG. 2 of the drawings, 1 denotes the metallic shell facing surfaces of the lead electrode of one Reverse wave tube. The tube itself is on the one hand and the delay line on the other Backward wave oscillator tube. . parallel to each other. The opposite of the delay line
Die zylindrische, metallische Hülle 1 wird von zwei überliegende Oberfläche der Leitelektrode 21 wird vonThe cylindrical, metallic shell 1 is covered by two overlying surfaces of the lead electrode 21
Deckteilen 2 und 3 abgeschlossen. Innerhalb der Röhre der äußeren Oberfläche eines Zylinders mit der Achse 26Deck parts 2 and 3 completed. Inside the tube the outer surface of a cylinder with axis 26
sind eine durch einen Heizfaden 11 geheizte Kathode 10 gebildet, während die innere Oberfläche des Mantels, derare a heated by a filament 11 formed cathode 10, while the inner surface of the jacket, the
sowie elektronenoptische Fokussierungsmittel geeigneter 25 die Hülle 1 der Röhre bildet, einem Zylinder mit deras well as electron-optical focusing means suitably 25 forms the envelope 1 of the tube, a cylinder with which
Konstruktion angeordnet. Die elektronenoptischen Fo- Achse 27 angehört.Construction arranged. The electron-optical Fo- axis 27 is a member.
kussierungsmittel können beispielsweise eine sogenannte ' In der in den Fig. 1 und 2 erläuterten AusführungsformKussierungsmittel can, for example, a so-called 'In the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2
Wehnelt-Elektrode 12 und eine Hilfsanode 13 enthalten, ist der Abstand der Verzögerungselemente von der durchWehnelt electrode 12 and an auxiliary anode 13 included, the distance of the delay elements from the through
welche der Kathode 10 gegenübersteht. Öffnungen 4 und die innere Oberfläche der zylindrischen Hülle 1 gebildetenwhich the cathode 10 faces. Openings 4 and the inner surface of the cylindrical shell 1 are formed
5 sind in dem Zylinder 1 vorgesehen und gestatten den 30 Deckwand von einem Ende der Leitung bis zum anderen5 are provided in the cylinder 1 and allow the 30 top wall from one end of the conduit to the other
Durchtritt eines Ausgangsleiters 7, der in der Lage ist, durchgehend der gleiche. Dies ist jedoch nicht unbedingtPassage of an output conductor 7, which is able to continuously the same. However, this is not necessarily the case
die in der Röhre erzeugte Höchstfrequenzenergie abzu- notwendig; die innere Oberfläche der Hülle 1 kann ebensothe maximum frequency energy generated in the tube is no longer necessary; the inner surface of the shell 1 can also
führen, bzw. den Durchtritt einer Reihe von Zuführungs- einem Zylinder mit der Achse 26 angehören. In solchlead, or the passage of a row of supply a cylinder with the axis 26 belong. In such
drähten, die den Zweck haben, an die verschiedenen einem Fall würde der Abstand der Verzögerungselementewires that have the purpose of being connected to the different one case would be the spacing of the delay elements
Elektroden der Röhre von geeigneten üblichen Spannungs- 35 von der durch die innere Oberfläche der Hülle 1 gebildetenElectrodes of the tube of suitable usual voltage 35 from that formed by the inner surface of the sheath 1
quellen her (nicht gezeigt) die richtigen Potentiale anzu- Deckwand an der Stelle des Fingers 28 größer sein als ansource (not shown) the correct potentials on the top wall at the point of the finger 28 to be greater than on
legen. Zwei dieser Zuführungsdrähte sind in Fig. 1 durch " den Stellen der Finger 15 und 17.place. Two of these lead wires are shown in FIG.
die Bezugszahlen 8 und 9 bezeichnet. __ Ein geeigneter Permanentmagnet oder Elektromagnet,the reference numerals 8 and 9 denote. __ A suitable permanent magnet or electromagnet,
Eine Verzögerungsleitung 14 mit ineinandergreifenden, dessen Polschuhe in Fig. 2 durch die Bezugszahlen 29 fingerförmigen Elementen (Interdigitalleitung), welche 40 und 30 bezeichnet sind, erzeugt ein magnetisches Gleicheine konstante Ganghöhe, d. h. einen konstanten Ab- feld, dessen Feldlinien zumindest im wesentlichen parallel stand zwischen den einzelnen Fingern, aufweist und aus zu den Achsen 26 und 27 verlaufen. Das radiale elektrische zwei kammförmigen ineinandergreifenden Stücken 19 und Gleichfeld in dem Wechselwirkungsraum zwischen der 20 aufgebaut ist, ist mit der Innenwand der zylindrischen Verzögerungsleitung 14 und der Leitelektrode 21 erhält Hülle 1 leitend verbunden, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die 45 man durch eine Potentialdifferenz zwischen diesen beiden Innenwand der Hülle 1 spielt die Rolle einer Deckwand Elektroden. Die dazu erforderlichen Zuführungsleiter sind für die Verzögerungsleitung. Das Endelement 15 der in der Zeichnung aus Gründen größerer Einfachheit und Verzögerungsleitung, das sich der Kathode 10 am nach- Klarheit nicht dargestellt.A delay line 14 with interlocking pole shoes, the pole shoes of which are denoted by the reference numbers 29 in FIG Finger-shaped elements (interdigital lines), which are designated 40 and 30, produce a magnetic equilibrium constant pitch, d. H. a constant field whose field lines are at least essentially parallel stood between the individual fingers, has and run off to the axes 26 and 27. The radial electric two comb-shaped interlocking pieces 19 and constant field in the interaction space between the 20 is constructed with the inner wall of the cylindrical delay line 14 and the lead electrode 21 Sheath 1 is conductively connected, as shown in FIG. The 45 one by a potential difference between these two Inner wall of the shell 1 plays the role of a top wall electrodes. The supply conductors required for this are for the delay line. The end element 15 in the drawing for the sake of simplicity and Delay line facing cathode 10 is not shown for clarity.
sten befindet, ist mit dem Ausgangsleiter 7 gekoppelt. Das Prinzip der Rückwärtswellen-Oszillatorröhre istmost is located is coupled to the output conductor 7. The principle of the reverse wave oscillator tube is
Alle Elemente des Verzögerungsleitungsabschnittes, der 50 dem Fachmann geläufig. Es beruht auf der Wechsel-All elements of the delay line section known to those skilled in the art. It is based on the
von den Elementen 16 und 17 begrenzt wird, skid mit wirkung, die in dem Wechselwirkungsraum zwischenis limited by the elements 16 and 17, skid with effect in the interaction space between
irgendeinem geeigneten Dämpfungsmittel bedeckt. Natur- Leitelektrode 21 und Verzögerungsleitung 14 zwischenany suitable dampening means. Natural lead electrode 21 and delay line 14 between
lieh kann die Dämpfung für diese Elemente der Ver- dem von der Kathode 10 emittierten ElektronenstrahlThe attenuation for these elements can be borrowed from the electron beam emitted by the cathode 10
zögerungsleitung auch auf irgendeine andere bekannte und einer rückwärts laufenden räumlich Harmonischendelay line also to any other known and a backward spatial harmonic
Weise erhalten werden. 55 (Hartree-Harmonischen) der in der VerzögerungsleitungWay to be obtained. 55 (Hartree harmonics) in the delay line
Eine Elektrode 21, die gewöhnlich als Leitelektrode angefachten und sich längs derselben in Richtung auf den bezeichnet wird und deren charakteristische Form aus Ausgangsleiter 7 zu ausbreitenden Welle zustande kommt. Fig. 2 hervorgeht, ist mit drei Isoliermuffen 22, 23 und Für eine Röhre dieser Art, versehen mit einer Verzöge-24 aus keramischem Material fest verbunden und wird rungsleitung mit ineinandergreifenden fingerförmigen von diesen getragen. Die Isoliermuffen sind ihrerseits in 60 Elementen (Interdigitalleitung), haben von dem Erfinder irgendeiner geeigneten Weise, beispielsweise durch Lötung angestellte Berechnungen gezeigt, daß der Kopplungsoder Hartlötung, an dem Deckteil 2 der Röhre befestigt. widerstand zwischen der Verzögerungsleitung und dem Eine Auffangelektrode 25 ist an der zylindrischen Hülle 1 Elektronenstrahl durch die folgende Gleichung gegeben ist:An electrode 21, usually fanned as a lead electrode and extending along the same in the direction of the is referred to and whose characteristic shape comes about from output conductor 7 to be propagated wave. Fig. 2 shows, is provided with three insulating sleeves 22, 23 and for a tube of this type, provided with a delay-24 made of ceramic material and is firmly connected with interlocking finger-shaped borne by these. The insulating sleeves are in turn in 60 elements (interdigital line), created by the inventor in any suitable manner, for example calculations made by soldering, that the coupling or brazing is attached to the cover part 2 of the tube. resistance between the delay line and the A collecting electrode 25 is attached to the cylindrical shell 1 electron beam is given by the following equation:
sin2 sin 2
κ 2 sinAM^o) κ 2 sinAM ^ o)
Tp V sin h* (Γα) 4 sin* Tp V sin h * (Γα) 4 sin *
2 ' 2 '
ah + ψψ— fcoth (rd) + coth ah + ψψ— f coth ( rd ) + coth
Hierin ist K eine Konstante, die von d^r Wahl der Maßeinheiten abhängt, Γ die Ausbreitungskonstante der in Wechselwirkung stehenden Welle, α der mittlere Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fingern, p die Ganghöhe der Leitung, d der Abstand zwischsn der Leitelektrode und den Verzögerungselementen, h die Fingertiefe, D der Abstand zwischen den Verzögerungselementen und der von der inneren Oberfläche der zylindrischen Hülle gebildeten Deckwand, x0 der Abstand zwischen der Leitelektrode und dem Strahl.Here K is a constant that depends on the choice of units of measurement, Γ the propagation constant of the interacting wave, α the mean distance between two consecutive fingers, p the pitch of the line, d the distance between the lead electrode and the delay elements, h is the finger depth, D is the distance between the retardation elements and the top wall formed by the inner surface of the cylindrical shell, x 0 is the distance between the guide electrode and the beam.
Für normale Werte dieser Größen ist der Kopplungswiderstand R0 annähernd umgekehrt proportional der Fingertiefe h; er ist also am strahlerzeugungsseitigen Ende der Verzögerungsleitung erheblich kleiner als im mittleren Bereich der Verzögerungsleitung.For normal values of these quantities, the coupling resistance R 0 is approximately inversely proportional to the finger depth h; it is therefore considerably smaller at the end of the delay line on the beam generation side than in the central region of the delay line.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Ausgangsleistung der Röhre beträchtlich ansteigt, wenn die Fingertiefe vermindert, Rc also vergrößert wird. Daher ist es erstrebenswert, die Fingertiefe herabzusetzen; dabei wird aber gleichzeitig das Wärmeableitungsvermögen vermindert.Experience has shown that the output power of the tube increases considerably when the finger depth is reduced, i.e. when R c is increased. It is therefore desirable to reduce the finger depth; at the same time, however, the heat dissipation capacity is reduced.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun durch Vergrößerung der Fingertiefe der ersten Finger der Verzögerungsleitung einerseits der Kopplungswiderstand (und damit auch die Amplitude des mit dem Elektronenstrahl in Wechselwirkung tretenden Höchstf requenzf eldes) am strahlerzeugungsseitigen Ende des Wechselwirkungsraumes herabgesetzt, während andererseits das Wärmeableitungsvermögen dieser Finger vergrößert wird. Die Verringerung des Hochfrequenzfeldes hat zur Folge, daß dann die von der Verzögerungsleitung absorbierten Strahlelektronen über eine größere Oberfläche verteilt sind, wodurch die maximale Verlustleistung weiter gesteigert wird. Darüber hinaus setzt die Wechselwirkung am Beginn des Wechselwirkungsraumes nicht unmittelbar mit ihrer maximalen Intensität ein, sondern nach und nach, wodurch der Mechanismus der Elektronengruppierung verbessert wird. Des weiteren ergibt sich hieraus, daß die maximale Verlustleistung sehr beträchtlich vergrößert werden kann, ohne daß die Ausgangsleistung nennenswert abnimmt; denn die Betriebsbedingungen werden durch die genannte Maßnahme gleichmäßiger gestaltet. Der Erfinder hat experimentell festgestellt, daß die von der Röhre gemäß Fig. 1 und 2 aufgebrachte Leistung um wenigstens 50% größer ist als bei einer Röhre mit ähnlichen Kenndaten, aber mit einer klassischen Verzögerungsleitung, d. h. mit einer Verzögerungsleitung mit konstantem Querschnitt der Verzögerungselemente.According to the present invention, the first finger of the delay line is now increased by increasing the finger depth on the one hand the coupling resistance (and thus also the amplitude of the electron beam interacting maximum frequency field) at the end of the interaction space on the jet generation side is reduced, while on the other hand the heat dissipation capacity this finger is enlarged. The reduction of the high frequency field has the consequence that then the beam electrons absorbed by the delay line are distributed over a larger surface, whereby the maximum power loss is further increased. In addition, the interaction continues at the beginning of the interaction space not immediately with its maximum intensity, but gradually, thereby improving the mechanism of electron grouping. It also follows from this that the maximum power dissipation can be increased very considerably without the output power being appreciable decreases; because the operating conditions are made more uniform by the measure mentioned. The inventor has found experimentally that the power applied by the tube according to FIGS. 1 and 2 is around is at least 50% larger than a tube with similar characteristics, but with a classic delay line, d. H. with a delay line with a constant cross section of the delay elements.
Die Verzögerungsleitung gemäß den Fig. 1 und 2 ist besonders einfach zu verwirklichen. Jedes der Kammstücke erhält man durch Fräsen eines hohlen Metall-Zylinders, dessen äußere und innere Oberflächen parallelachsige, aber nicht koaxiale Zylinderflächen sind, so daß diese Zylinderflächen zueinander exzentrisch liegen.The delay line according to FIGS. 1 and 2 is particularly easy to implement. Each of the comb pieces is obtained by milling a hollow metal cylinder, the outer and inner surfaces of which have parallel axes, but are not coaxial cylinder surfaces, so that these cylinder surfaces are eccentric to one another.
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verzögerungsleitung. Diese Ausführungsform betrifft Verzögerungsleitungen, die mit kreiszylindrischen Verzögerungselementen (»Stäben«) ausgerüstet sind, also z. B. eine leiterartige Verzögerungsleitung, eine kammartige Verzögerungsleitung oder irgendeine andere geeignete Art von Verzögerungsleitung. Die Verzögerungsleitung ist in Fig. 3 im Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu den Stäben dargestellt.Fig. 3 shows another embodiment of a delay line according to the invention. This embodiment concerns delay lines that are equipped with circular cylindrical delay elements (»rods«) are, so z. B. a ladder-like delay line, a comb-like delay line or any other suitable type of delay line. The delay line is in Fig. 3 in cross section in a plane perpendicular shown to the bars.
In Fig. 3 ist 80 die Leitelektrode einer langgestreckten Röhre. Die Deckwand der Verzögerungsleitung ist durch die Bezugszahl 81, einige der aufeinanderfolgenden Stäbe durch die Bezugszahlen 82 bis 87 bezeichnet. Es hängt vom Einzelfall ab, ob die Stäbe der Verzögerungsleitung an einem Ende oder an beiden Enden gehaltert sind, und zwar an seitlichen metallischen Wänden (nicht gezeigt), welche an der Deckwand 81 starr befestigt sind. Erfindunpgen'i3 nimmt der Durchmesser der Stäbe regelmäßig vom Stab 82 bis zum Stab 87 hin ab. In einer Oszillatorröhre, die solch eine Verzögerungsleitung benutzt, würde der Auskupplungsleiter (Ausgangsleiter) mit dem Stab 82 verbunden sein. Der Stab 87 kann dem Element28 in Fig. 1 entsprechen.In Figure 3, 80 is the lead electrode of an elongated tube. The top wall of the delay line is through the reference numeral 81, some of the successive bars denoted by the reference numerals 82-87. It depends on the individual case, whether the rods of the delay line are supported at one end or at both ends, and to be sure, on lateral metallic walls (not shown) which are rigidly attached to the top wall 81. Inventions i3 the diameter of the rods decreases regularly from rod 82 to rod 87. In a Oscillator tube using such a delay line, the disengagement conductor (output conductor) would be connected to the rod 82. The rod 87 can be attached to the element 28 in Fig. 1 correspond.
Wenn eine erfindungsgemäße Röhre, welche eine solche Verzögerungsleitung mit kreiszylindrischen Stäben verwendet, verwirklicht werden soll, müssen folgende Regeln beachtet werden:If a tube according to the invention, which uses such a delay line with circular cylindrical rods, should be realized, the following rules must be observed:
1. Längs der gesamten Verzögerungsleitung ist das Verhältnis der Kapazitäten zwischen einem der Stäbe und der Deckwand einerseits und zwischen diesem Stab und dem folgenden Stab andererseits im wesentlichen konstant.1. Along the entire delay line is the ratio of the capacitances between one of the Rods and the top wall on the one hand and between this rod and the following rod on the other hand essentially constant.
2. Die dem Elektronenstrahl zugewandte Oberfläche der Leitelektrode verläuft parallel zu der gedachten Fläche, welche (parallel zur Deckwand verlaufend) die Stäbe auf der dem Elektronenstrahl zugewandten Seite tangential berührt.2. The surface of the lead electrode facing the electron beam runs parallel to the imaginary one Area which (running parallel to the top wall) the rods on the one facing the electron beam Side touched tangentially.
Es versteht sich von selbst, daß die vorliegende Erfindung auf die hier erläuterten und beschriebenen Ausführungsformen, welche lediglich als erläuternde Beispiele herangezogen wurden, nicht beschränkt ist.It goes without saying that the present invention is based on the embodiments explained and described here, which were only used as illustrative examples, is not limited.
Insbesondere kann die Verzögerungsleitung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Art auch in einer langgestreckten Röhre, insbesondere einer langgestreckten Oszillatorröhre, verwendet werden, und die in Fig. 3 erläuterte Art der Verzögerungsleitung läßt sich auch bei einer zylindrischen Röhre, insbesondere einer zylindrischen Oszillatorröhre, anwenden. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung auch bei Rückwärtswellen-Verstärkerröhren mit geeigneten Eingangs- und Ausgangskopplungsmitteln anwendbar, wobei die Dämpfungsmittel weitgehend weggelassen werden können. Außerdem kann die Deckwand der Verzögerungsleitung von einem gesonderten leitenden Element gebildet werden, das nicht gleichzeitig die Röhrenhülle ist, und es können irgendwelche geeigneten Dämpfungsmittel im Zusammenhang mit den jeweiligen Elementen der Verzögerungsleitung angewendet werden. Es ist also offensichtlich, daß der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung zahlreiche Abwandlungen und Abänderungen zuläßt.In particular, the delay line of the type shown in FIGS. 1 and 2 can also be elongated Tube, in particular an elongated oscillator tube, can be used, and the type illustrated in FIG. 3 the delay line can also be used in the case of a cylindrical tube, in particular a cylindrical oscillator tube, use. In addition, the present invention is also applicable to reverse wave amplifier tubes applicable with suitable input and output coupling means, the damping means largely being omitted can be. In addition, the top wall of the delay line can be of a separate conductive Element can be formed that is not at the same time the tubular envelope, and any suitable Attenuating means are applied in connection with the respective elements of the delay line. It is thus apparent that numerous modifications and alterations can be made to the principle of the present invention allows.
Claims (8)
Französische Patentschrift Nr. 998 819;
britische Pateptschrift Nr. 734 479.Considered publications:
French Patent No. 998,819;
British Patent No. 734 479.
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