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Wanderfeldverstärkerröhre, deren Verzögerungsleitung aus zwei hintereinanderliegenden
Wendelabschnitten besteht Die Erfindung betrifft eine Wanderfeldverstärkerröhre,
deren wendelförmige Verzögerungsleitung aus zwei in Elektronenstrahlrichtung hintereinanderliegenden
Wendelabschnitten besteht, die über einen Dämpfungsabschnitt, der im wesentlichen
reflexionsfrei in die genannten Wendelabschnitte übergeht, miteinander verbunden
sind und gleichstrommäßig ein zusammenhängendes Teil bilden.
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Es ist bekannt, bei Wanderfeldverstärkerröhren zur Vermeidung einer
Selbsterregung die im allgemeinen wendelförmige Verzögerungsleitung über einen großen
Teil ihrer Länge mit einer sogenannten verteilten Dämpfung zu versehen, um eine
ggf. am Röhrenausgang reflektierte Welle zu absorbieren. Eine andere Ausführungsform
sieht eine sogenannte konzentrierte Dämpfung vor, bei der das verlustbringende Material
zur Absorption der vom Röhrenausgang zurücklaufenden Welle in einem mehr oder minder
kurzen Abschnitt längs der Wendelleitung konzentriert angeordnet ist. Die erstgenannte
Ausführungsform einer Wanderfeldröhre erfordert eine relativ große Baulänge der
Wendelleitung, während Wanderfeldröhren mit konzentrierter Dämpfung nur bis zu gewissen
Wellenabsorptionswerten hin (bei Reflexionslosigkeit der Enden der Dämpfungsabschnitte)
in zufriedenstellender Weise realisiert werden können.
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Es ist weiterhin ein Schwingungserzeuger nach dem Wanderfeldprinzip
bekannt, der ein rückgekoppeltes, selbsterregtes Wanderfeldröhrenteil besitzt, das
mit einem in Strahlrichtung darauffolgenden Wanderfeldverstärkerteil durch ein etwa
geradlinig geführtes Stück Wendelleiter verbunden ist. Das geradlinig geführte Stück
des Wendelleiters dient bei der bekannten Anordnung dazu, einen Auskoppelbereich
für den selbsterregten Abschnitt der Röhre zu erhalten, damit die dort entnommene
Energie dem Eingang der Röhre zur Selbsterregung zugeführt werden kann. Es sind
deshalb dort die dem geradlinig geführten Stück des Wendelleiters benachbarten Wendelenden
auch nicht mittels wellenabsorbierendem Material reflexionsfrei abgeschlossen. Der
Erfindungsgegenstand unterscheidet sich von dieser vorbekannten Anordnung sowohl
in der Problemstellung als auch in der speziellen Lösung.
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Ferner ist eine Wanderfeldverstärkerröhre bekannt, deren wendelförmige
Verzögerungsleitung in zwei Abschnitte aufgeteilt ist, die durch ein zylindrisches
Rohr aus Dämpfungsmaterial miteinander verbunden sind. Ebenso ist es bekannt, zur
Entkopplung zweier Wendelleitungsabschnitte die Wendelsteigung im Ent- ; kopplungsbereich
zu verringern oder zu erhöhen und in diesem Bereich in der Nähe der Wendel Dämpfungsmaterial
anzubringen. Bei der Realisierung der bekannten Maßnahmen treten jedoch häufig Schwierigkeiten
bezüglich der Reflexionsfreiheit auf. Wendeln mit unterschiedlicher Steigung sind
zudem schwierig herzustellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, der
es ermöglicht, die Dämpfung auf einen verhältnismäßig kurzen Abschnitt der Wendelleitung
zu konzentrieren und dabei trotzdem eine sehr hohe Dämpfung für eine vom Ausgang
ggf. zurücklaufende Welle zu erzwingen, wobei gleichzeitig eine gute Reflexionslosigkeit
des Absorptionsabschnittes gegeben ist.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die einander benachbarten
Enden der Wendelabschnitte über ein in axialer Richtung wenigstens angenähert geradlinig
weitergeführtes Stück des Wendelleiters verbunden sind, das dem wellenabsorbierenden
Material des Dämpfungsabschnittes eng benachbart angeordnet und oder selbst mit
wellenabsorbierendem Material versehen ist.
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Es ist im übrigen auch bekannt, die Wendelleitung in einem mittleren
Abschnitt zu unterbrechen und die benachbarten Enden der Wendelleitung reflexionslos
abzuschließen, doch haftet dieser bekannten Ausführungsform der Nachteil an, daß
doppelte Betriebsspannungszuführungen für die Wendelleitung vorgesehen werden müssen;
außerdem sind- noch besondere Entkopplungsorgane vorgesehen.
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Die Erfindung vermeidet auch diesen Nachteil, da beim Erfindungsgegenstand
der Wendeldraht zwischen den beiden Wendelabschnitten weitergeführt ist, so
daß
der zusätzliche Wendelleitungsanschluß entfällt, wobei durch die Geradeführung des
Wendeldrahtstückes zwischen den beiden Wendelabschnitten gleichzeitig erreicht wird,
daß praktisch keine Wellenausbreitung in diesem Abschnitt stattfindet. Die so erzielte
Dämpfung kann sehr hoch gewählt werden, wesentlich höher, als es sich mit den bekannten
Anordnungen erzielen läßt. Gleichzeitig ergibt sich hierdurch auch eine wesentlich
kürzere Bauweise als sie beispielsweise mit der verteilten Dämpfung oder mit den
Anordnungen, die zusätzliche Entkopplungsorgane benötigen, erreicht werden kann.
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An Hand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert
Die Abb.1 zeigt eine Wanderfeldverstärkerröhre, bei der innerhalb eines Glaskolbens
eine Elektronenkanone 2 angeordnet ist, die im Betriebszustand einen Elektronenstrahl
durch die -als Drahtwendel ausgebildete Verzögerungsleitung 13; 14 in Achsrichtung
hindurchschickt. Der Elektronenstrahl wird dabei mittels eines von der Fokussierungsspule
2 b erzeugten axialen Magnetfeldes zusammengehalten, so daß er nicht auf Teile der
Drahtwendel auftrifft. An Stelle der Fokussierungsspule 2 b können selbstverständlich
in an sich bekannter WeisqFokussierungseinrichtungen mit Permanentmagneten Verwendung
finden. Nach Durchlaufen der Verzögerungsleitung wird der Elektronenstrahl von dem
Elektronenauffänger 4 aufgenommen, der ggf, noch mit einem Kühlkopf 4a an sich bekannter
Bauart versehen sein kann. Die Drahtwendel 13, 14 ist mittels dreier Keramikstäbe
11a, 11 b und 11 c, die in den beispielsweise gemäß dem älteren deutschen Patent
936 882 ausgebildeten Koppelanordnungen 5 bzw. 6 gelagert sein können, gehalten.
Die Zuführung der zu verstärkenden Wellen geschieht in an sich bekannter Weise mittels
eines Hohlleiters 7, in den das eingangsseitige Ende 3 der Wendelleitung hineinragt.
Die Auskopplung der verstärkten Wellen geschieht über das in den Hohlleiter 8 hineinragende
ausgangsseitige Ende der Wendelleitung. DieHohlleiter 7 und 8 werden zweckmäßig
(wie an sich bekannt) mittels der Kurzschlußschieber 9 und 10 an das jeweilige Ankopplungsende
der Wendelleitung angepaßt.
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Erfindungsgemäß ist die Steigung der Wendelleitung in einem mittleren
Abschnitt 12 derart extrem groß gewählt, daß der Wendeldraht praktisch angenähert
geradlinig zwischen den beiden so gebildeten Wendelabschnitten 13 und 14 verläuft.
Es kommt dies einer hochfrequenten Auftrennung der Wendelleitung gleich, da diese
in diesem Abschnitt ihre Eigenschaften als Einleitersystem verliert. Zur Vermeidung
von Reflexionen an den einander benachbarten Enden der Wendelabschnitte 13 und 14;
deren Steigung gleich groß gewählt ist, ist auf dem Wendelträger 11a (Keramikstab)
eine streifenförmige Dämpfungsschicht 15 angeordnet, die an ihren Enden spiralartig
aus der unmittelbaren Nähe des Wendelfeldes herausgedreht ist. Weiter empfiehlt
es sich, zur Erzielung einer besonders hohen Dämpfung diesen Dämpfungsstreifen15
auf mehreren der Wendelträger vorzusehen. Um bei einer derartigen Anordnung auf
besonders einfache Weise wenigstens nahezu völlige Reflexionsfreiheit der Dämpfungsschichten
zu erzielen, empfiehlt es sich des weiteren, den Durchmesser der Wendelträger derart
groß zu wählen, daß die spiralartig herausgedrehten Enden der Dämpfungsstreifen
-praktisch außerhalb des Wendelfeldes liegen, welches bekanntlich im wesentlichen
in der unmittelbaren Nähe der Wendel konzentriert ist. Die Abb.2 zeigt im vergrößerten
Maßstab diese Ausbildung, wobei das spiralartig aus dein Wendelfeld herausgeführte
Ende des Dämpfungsstreifens mit 15 b bezeichnet ist und das geradlinig in unmittelbarer
Nähe der Wendel verlaufende Teil des Dämpfungsstreifens mit 15a.
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Beim Ausführungsbeispiel - ist der Dämpfungsstreifen 15 auch über
den Abschnitt 12 weitergeführt. Dies ist zwar nicht erforderlich und kann deshalb
entfallen, gestaltet sich jedoch in herstellungsmäßiger Hinsicht vorteilhaft.
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Der Abstand der einander benachbarten Enden der Wendelabschnitte 13
und 14 wird zweckmäßig derart groß gewählt, daß diese beiden Enden schon allein
durch ihren Abstand praktisch - voneinander entkoppelt sind.
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Der Abstand zwischen diesen Enden der Wendelabschnitte 13 und 14 wird
in Abhängigkeit von Strahlstrom und Strahlspannung zweckmäßig des weiteren derart
gewählt, daß der Abschnitt 12 mit im wesentlichen geradliniger Wendeldrahtführung
wie eine Art Laufraum wirkt, d. h., daß dem Wendelabschnitt 13 im wesentlichen die
Aufgabe einer Vorsteuerung des Strahles zukommt, und der Wendelabschnitt 14 im wesentlichen
der Auskopplung der hochfrequenten Wechselstromenergie aus dem Elektronenstrahl
dient. Zum Beispiel reicht es für übliche Verstärkungen aus, den Wendelabschnitt
13 so zu bemessen, daß er beispielsweise drei bis fünf Wellenlängen (in Achsrichtung
der Wendelleitung betrachtet) aufweist und den Wendelabschnitt 14 derart, daß er
eine dem Abschnitt 13 gegenüber größere Anzahl von Wellenlängen, beispielsweise
in der Größenordnung von 10, umfaßt. Die Abschnitte 13 und 14 sind demzufolge zweckmäßig
auch derart in ihrer Länge (unter Berücksichtigung der Elektronenstrahlspannung
und der sonstigen elektrischen Daten der Röhre) zu bemessen, daß im ersten Wendelabschnitt
13 im wesentlichen eine Geschwindigkeitsmodulation des Elektronenstrahles stattfindet,
die sich in dem Zwischenraum 12 in eine Dichtemodulation umwandeln kann, welche
dann zur Anregung einer Welle im ausgangsseitigen Wendelabschnitt 14 dient. Dabei
ist es gleichzeitig möglich, den ausgangsseitigen Wendelabschnitt 14 so in seinen
elektrischen Eigenschaften, wie Länge, Verzögerungsmaß usw., zu bemessen, daß in
diesem Abschnitt auch noch eine Wechselwirkung nach dem Wanderfeldprinzip stattfindet,
die eine weitere Verstärkung bewirkt.