DE1099093B - Anordnung zum Ankoppeln der wendelfoermigen Verzoegerungsleitung einer Wanderfeldroehre an einen Hohlleiter - Google Patents

Anordnung zum Ankoppeln der wendelfoermigen Verzoegerungsleitung einer Wanderfeldroehre an einen Hohlleiter

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DE1099093B DEI8450A DEI0008450A DE1099093B DE 1099093 B DE1099093 B DE 1099093B DE I8450 A DEI8450 A DE I8450A DE I0008450 A DEI0008450 A DE I0008450A DE 1099093 B DE1099093 B DE 1099093B
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Description

DEUTSCHES
Eine der gebräuchlichsten Verzögerungsleitungen von Wanderfeldröhren ist zur Zeit ein den Elektronenstrahl in Form einer Wendel umgebender Leiter, der innerhalb der evakuierten Hülle der Wanderfeldröhre angeordnet ist. Im allgemeinen ist die Wanderfeldröhre senkrecht zu an den Wendelenden vorgesehenen hohlen Wellenleitern (Hohlleitern) von rechteckigem Querschnitt, die der Ein- bzw. Auskopplung von Hochfrequenzenergie dienen, derart angeordnet, daß jeweils ein Ende der Wendel in diesen Wellenleitern ist. Dabei ist an jedem Wellenleiter meist mindestens ein Hochfrequenzsperrglied (λ/4-Glied) vorgesehen, um den Wellenleiter möglichst strahlungsfrei an die Wendel anzukoppeln. Jedes Sperrglied besteht aus zwei Teilen, einem inner- und einem außerhalb der Röhre angeordneten Teil. Der innerhalb der Röhre vorgesehene Teil des Sperrgliedes ist koaxial zu dem äußeren Teil des Sperrgliedes angeordnet. Das Ende der Wendel ist zumeist mittels eines geraden Stiftes, welcher als Sonde (»Antenne«) dient, mit dem inneren Teil des Sperrgliedes verbunden.
Bei den obenerwähnten, bekannten Anordnungen muß der Elektronenstrahl an der Sonde vorbeiwandern, bevor er in die Wendel eintritt bzw. auf die Auffangelektrode trifft. Daher ist dort jeweils eine nicht wirksame Zone des Elektronenstrahls vorhanden, in welcher keine Wechselwirkung mit den elektromagnetischen Wellen stattfindet. Diese nicht wirksamen Zonen des Elektronenstrahls führen nicht nur zu einer größeren Länge der Wanderfeldröhre, sondern vergrößern auch die Schwierigkeiten bei der gebündelten Führung des Elektronenstrahls über die Röhrenlänge, in welcher die Wechselwirkung stattfindet.
Es sind bereits Anordnungen zur Ankopplung der Wendelleitung von Wanderfeldröhren bekannt bzw. vorgeschlagen worden, bei denen sich die Wendel jeweils im wesentlichen über den gesamten, von der Wandung des anzukoppelnden Wellenleiters bzw. Hohlleiters begrenzten Ankoppelbereich erstreckt und das zur Ankopplung dienende Leiterstück (der Ankoppelleiter) aus einer in Richtung der Wendel und außerhalb derselben zurückgefalteten Sonde besteht, deren eines Ende mit dem Wendelende und deren anderes Ende mit der Stirnseite eines innerhalb der Röhre liegenden hohlzylindrischen Metallgebildes, das koaxial zur Wendel angeordnet und mit der Hohlleiterwand leitungsgekoppelt ist, galvanisch verbunden ist. Diese Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß der Durchmesser der Anordnung durch die die Wendel koaxial umgebenden hohlzylindrischen Metallgebilde größer wird (dies erfordert auch einen größeren Durchmesser der die Wanderfeldröhre umgebenden Magnetfelderzeugungsmittel). Sie haben weiterhin den Nachteil, daß für die Wendel besondere Anordnung zum Ankoppeln
der wendeiförmigen Verzögerungsleitung
einer Wanderfeldröhre
an einen Hohlleiter
Anmelder:
International Standard Electric
Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 26. März 1953
Douglas C. Rogers, London,
ist als Erfinder genannt worden
Haltevorrichtungen vorgesehen werden müssen, da die Wendel nicht durch das sie umgebende (als Vakuumhülle dienende) Glasrohr unmittelbar gehaltert werden kann, weil zwischen Glasrohr und Wendel die Metallgebilde angeordnet sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine besondere Zuleitung zur Wendel vorgesehen werden muß.
Um die geschilderten Nachteile zu vermeiden, wird hei einer Anordnung zum Ankoppeln der wendeiförmigen Verzögerungsleitung einer Wanderfeldröhre an einen Hohlleiter, bei der sich die Wendel im wesentlichen über den gesamten, von der Wandung des anzukoppelnden Hohlleiters begrenzten Ankoppelbereich erstreckt und der Ankoppelleiter aus einer in Richtung der Wendel und außerhalb derselben zurückgefalteten Sonde besteht, deren eines Ende mit dem Wendelende und deren anderes Ende mit der Stirnseite eines innerhalb der Röhre liegenden hohlzylindrischen Metallgebildes, das koaxial zur Wendel angeordnet und mit der Hohlleiterwand leitungsgekoppelt ist, galvanisch
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verbunden ist, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Sonde U-förmig ausgebildet und das hohlzylindrische Metallgebilde derart angeordnet ist, daß die mit dem einen Schenkelende der Sonde verbundene Stirnseite des hohlzylindrischen Metallgebildes der Stirnseite der Wendel gegenüberliegt.
Die Erfindung sei an Hand der Ausführungsbeispiele der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine sehematische Wiedergabe einer Wanderfeldröhre mit einer Ankopplungsanordnung gemäß der Erfindung.
Fig. 2 zeigt als Ausschnitt eine Ankopplungsanordnung gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist mit 1 die Wanderfeldröhre bezeichnet. In dem Röhrenteil 2 ist das Strahlerzeugungssystem untergebracht. Der Teil 2 ist mit einer Endkappe 3 versehen, welche die Durchführungsstifte 4 der Röhrenelektroden trägt. An der Endkappe 3 ist ferner ein Flansch 5 befestigt, um die Röhre nach dem Einbau in ihrer Lage festzuhalten. Am anderen Ende der Röhre ist die Auffangelektrode 6 mit der Kühleinrichtung 7 angeordnet. Zwischen dem Röhrenteil 2 und der Auffangelektrode 6 ist der Durchmesser der Röhrenhülle kleiner; die Röhrenhülle dient dort zugleich zur Halterung der Wendel 8.
Die Wanderfeldröhre 1 ist senkrecht zu dem Eingangshohlleiter 9 und dem Ausgangshohlleiter 10 angeordnet. Um die entsprechenden Enden der Wendel mit den Hohlleitern möglichst reflexionsfrei zu koppeln, sind letztere in bekannter Weise mit Ansätzen 11 und 12 versehen. Jeder dieser Ansätze ist mit einem Kurzschluß schieber 13 zwecks Anpassung des entsprechenden Hohlleiters an die Wendel ausgestattet. Um Strahlungsverluste zu vermeiden, sind an den Enden der Wendel in ebenfalls bekannter Weise hochfrequente Sperrglieder (λ/4-Glieder) angeordnet. Jedes dieser Sperrglieder besteht aus einem äußeren Teil 14, welcher eine Fortsetzung der dem jeweiligen Wendelende gegenüberliegenden Hohlleiterwand darstellt, und einem inneren Teil 15. Die Teile 15 innerhalb der Röhre sind mit den zugehörigen Teilen 14 leitungsgekoppelt, d. h., am Ort der dem Wendelende jeweils gegenüberliegenden Wand entsteht praktisch ein Hochfrequenzkurzschluß. Die Teile 15 sind mit einer zentralen Öffnung versehen, um den Elektronenstrahl durchzulassen.
Die Kopplung zwischen den Hohlleitern 9 und 10 und den entsprechenden Enden der Wendel erfolgt erfindungsgemäß jeweils über eine U-förmige Sonde 16, welche jeweils mit der Stirnseite des inneren Teiles 15 und dem benachbarten Wendelende verbunden ist.
Die Wanderfeldröhre ist von einer Anzahl Solenoiden 17., 18 und 19 umgeben, welche während des Betriebes gespeist werden, um das erforderliche axiale Magnetfeld zur gebündelten Führung des Elektronenstrahls zwischen dem Strahlerzeugungssystem und der Auffangelektrode 6 zu erzeugen.
In Fig. 2 ist als Ausschnitt eine Ankopplungsanordnung gemäß der Erfindung wiedergegeben. Zur Ankopplung der Wendel 26 an den Hohlleiter 20 wird eine U-förmig geformte, außerhalb der Wendel zurückgefaltete Sonde 32 verwendet, welche ungleich lange Schenkel 33 und 34 parallel zur Achse der Wendel hat. Der längere Schenkel 33 ist mit der Lochscheibe 28 des hohlzylindrischen Metallgebildes 27 fest verbunden (29 bezeichnet deren zentrale Durchtrittsöffnung für den Elektronenstrahl) und das Ende des kürzeren Schenkels 34 mit dem Ende der Wendel 26. Das Ende der Wendel ragt nicht über die Wand 24 des Hohlleiters hinaus und darf keinesfalls die Scheibe 28 berühren. Aus diesem Grunde sind die Schenkel 33 und 34 der Sonde 32 von ungleicher Länge. Der Unterschied dieser Länge ist jedoch sehr klein, und die optimale Dimension der Sonde wird am besten empirisch bestimmt. Der Kurzschlußschieber im Ansatzteil 21 ist mit 22, die Vakuumhülle mit 25 bezeichnet. Die Teile 27 und 23 dienen als innerer bzw. äußerer Teil des λ/4-Sperrgliedes.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung für
ίο 4000 MHz wurden folgende Dimensionen verwendet. Für den Hohlleiter 20 waren diese ungefähr 50:17 mm; für die Wendel wurde ein Draht mit einem Durchmesser von 0,7 mm mit 0,8 Windungen pro mm axialer Länge verwendet. Der innere Wendeldurchmesser betrug ungefähr 3,3 mm. Der Basisteil der verwendeten U-förmigen Sonde verlief im rechten Winkel zu den Schenkeln des U. Der Zwischenraum zwischen den Schenkeln war ungefähr 6 mm. Die Schenkel des U verliefen im wesentlichen parallel zu der Wendel. Die gesamte Länge des längeren Schenkels, welcher mit der Lochscheibe 28 verbunden ist, betrug ungefähr 16 mm; der andere Schenkel war um 2,5 mm kürzer. Mit dieser Ankopplungsanordnung war kein Unterschied in der Wirksamkeit der Kopplung oder Anpassung zwischen dem Hohlleiter und der Wendel im Vergleich zu einer Anordnung mit einer geraden Sonde festzustellen; die nicht wirksame Zone des Elektronenstrahls an beiden Enden der Röhre war weitgehendst reduziert.
Die Erfindung läßt sich ebenso zur Kopplung zwi- ;. sehen einem Hohlleiter und einer kurzen Wendel verwenden, beispielsweise um Raumladungswellen in einem Elektronenstrahl anzuregen.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Anordnung zum Ankoppeln der wendeiförmigen Verzögerungsleitung einer Wanderfeldröhre an einen Hohlleiter, bei der sich die Wendel im wesentlichen über den gesamten, von der Wandung des anzukoppelnden Hohlleiters begrenzten Ankoppelbereich erstreckt und der Ankoppelleiter aus einer in Richtung der Wendel und außerhalb derselben zurückgefalteten Sonde besteht, deren eines Ende mit dem Wendelende und deren anderes Ende mit der Stirnseite eines innerhalb der Röhre liegenden hohlzylindrischen Metallgebildes, das koaxial zur Wendel angeordnet und mit der Hohlleiterwand leitungsgekoppelt ist, galvanisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde U-förmig ausgebildet und das hohlzylindrische Metallgebilde derart angeordnet ist, daß die mit dem einen Schenkelende der Sonde verbundene Stirnseite des hohlzylindrischen Metallgebildes der Stirnseite der Wendel gegenüberliegt.
2. Ankopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hohlzylindrische Metallgebilde den inneren Teil eines λ/4-Sperrgliedes bildet, dessen äußerer Teil die Röhre umgibt und sich auf der der Wendel abgewandten Seite des Hohlleiters längs der Röhre erstreckt.
3. Ankopplungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Stirnseite der Wendel gegenüberliegende Stirnseite des hohlzylindrischen Metallgebildes mit einer Loch- scheibe versehen ist und daß an dieser Lochscheibe das eine Schenkelende der Sonde befestigt ist.
4. Ankopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisstück der U-förmigen Sonde so verläuft, daß es mit den Schenkeln des U rechte Winkel bildet.
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5. Ankopplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wendelförmige Verzögerungsleitung mit einem Hohlleiter von rechteckigem Querschnitt gekoppelt ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: »Electronics«, 1953, Nr. 2, S. 130 ff.
In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 954 276.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DEI8450A 1953-03-26 1954-03-26 Anordnung zum Ankoppeln der wendelfoermigen Verzoegerungsleitung einer Wanderfeldroehre an einen Hohlleiter Pending DE1099093B (de)

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