DE1121231B - Laufzeitroehre zur Erzeugung von Millimeterwellen mit einer als Leitungsresonator wirkenden Verzoegerungsleitung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. 21g 13/17

INTERNATIONALE KL.

PATENTAMT H 01 j; H 03 b

S 67875 IXd/21g

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:

1. A P R I L 1960

4. JANUAR 1962

Die Erfindung betrifft eine Laufzeitröhre zur Erzeugung von Millimeterwellen mit einem Elektronenstrahlerzeuger an dem einen und einem Elektronenauffänger an dem anderen Ende der Röhre sowie einer dazwischen angeordneten, als Leitungsresonator wirkenden Verzögerungsleitung.

Aus der USA.-Patentschrift 2 878412 ist eine Generatorröhre für Mikrowellen bekannt, bei der eine mit einem Elektronenstrahl gekoppelte Verzögerungsleitung an beiden Enden für die elektromagnetischen Wellen reflektierend abgeschlossen ist, so daß die Verzögerungsleitung resonanzfähig ist, d. h. als Leitungsresonator wirkt. Dabei wird die Hochfrequenzenergie aus einem Hohlraumresonator ausgekoppelt, in dem die Verzögerungsleitung angeordnet ist. Bei dieser Generatorröhre kann zu einer Durchstimmung über ein breites Frequenzband die Verzögerungsleitung in ihren geometrischen Abmessungen verändert werden. Außerdem kann der Hohlraumresonator mittels eines Kurzschlußschiebers verstimmt werden, der auf der der Auskoppelstelle gegenüberliegenden Seite des Hohlraumresonators durch ein vakuumdichtes Fenster aus Glimmer vom Vakuumgefäß getrennt angeordnet ist.

Bei der geschilderten Generatorröhre besteht nur eine sehr lose Kopplung zwischen der Verzögerungsleitung und dem Hohlraumresonator. Die Abstimmvorrichtungen der Röhre erfordern einen erheblichen konstruktiven Aufwand, da die mechanische Verstimmung der Verzögerungsleitung über eine vakuumdichte Membrane vorgenommen werden muß und außer dem an der Auskoppelstelle benötigten vakuumdichten Fenster ein weiteres für den Kurzschlußschieber benötigtes vakuumdichtes Fenster in der Röhrenhülle vorgesehen sein muß.

Um bei einer Laufzeitröhre der eingangs erwähnten Art die genannten Nachteile zu vermeiden, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß auffängerseitig die Verzögerungsleitung in Elektronenstrahlrichtung über ein den Elektronenauffänger enthaltendes Hohlleiter-Zwischenstück und ein sich daran anschließendes, vakuumdichtes Auskoppelfenster mit einem Auskoppelhohlleiter fest gekoppelt ist, der ein in der Längsrichtung des Auskoppelhohlleiters verschiebbares Abstimmteil (Abstimmschieber) aufweist.

Bei einer erfindungsgemäßen Laufzeitröhre ist durch die feste Kopplung zwischen der Verzögerungsleitung und dem Auskoppelhohlleiter nicht nur optimale Leistungsauskopplung ermöglicht, sondern es ist gleichzeitig eine breite Verstimmung des Leitungsresonators durch den Abstimmschieber erzielbar. Je fester die Kopplung zwischen dem Auskoppelhohllei-Laufzeitröhre zur Erzeugung

von Millimeterwellen mit einer als

Leitungsresonator wirkenden

Verzögerungsleitung

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Dr. Franz Groß, München,
und Dipl.-Phys. Hinrich Heynisch,

Gräfelfing bei München,
sind als Erfinder genannt worden

ter mit dem Abstimmschieber und der Verzögerungsleitung ist, desto stärker ändert eine Verschiebung des Abstimmschiebers die Resonanzwellenlänge des Leitungsresonators.

Bei einer erfindungsgemäßen Laufzeitröhre ist der Auskoppelhohlleiter vorzugsweise von rechteckigem Querschnitt. Die Entnahme der Hochfrequenzenergie erfolgt vorteilhaft über einen Spalt zwischen dem Ab-Stimmschieber und der Wandung des Auskoppelhohlleiters. Ebensogut wäre jedoch auch eine Energieentnahme über eine Lochblende im Abstimmschieber anwendbar.

Als Hohlleiter-Zwischenstück eignet sich besonders ein in Elektronenstrahlrichtung sich erstreckender, mit einem getaperten Längssteg versehener Steghohlleiter, der die gleiche Querschnittsöffnung wie der Auskoppelhohlleiter hat. Der Längssteg ist so angeordnet, daß der steile Anstieg dem Elektronenstrahl zugekehrt ist. In der dem Elektronenstrahl zugekehrten Seite des Längssteges ist eine Bohrung zum Auffangen der auftreffenden Strahlelektronen vorgesehen. Bei der erfindungsgemäßen Laufzeitröhre ist darauf zu achten, daß die Verluste im vakuumdichten Auskoppelfenster möglichst klein sind. Als Material für das Auskoppelfenster eignet sich deshalb besonders Keramik oder Glimmer. Die Verzögerungsleitung be-

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steht vorteilhaft aus einer Doppelkammleitung mit in Elektronenstrahlrichtung gegeneinander versetzten Zähnen.

An Hand der Zeichnung, die das auffängerseitige Ende einer erfindungsgemäßen Laufzeitröhre in zum Teil vereinfachter Darstellungsweise zeigt, soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert werden.

Das Vakuumgefäß 1 enthält eine Verzögerungsleitung 2, die die Form einer Doppelkammleitung mit in Richtung des Elektronenstrahls 3 gegeneinander versetzten Zähnen hat. Die beiden Kämme sind dabei um eine halbe Periodenlänge ihrer geometrischen Struktur gegeneinander versetzt. Die Elektronen des Strahls 3 fliegen zwischen den Zahnspitzen der beiden Kämme der Leitung diese entlang und treffen auf die Wände der Bohrung 6 im getaperten Längssteg 5 des einen Steghohlleiter von rechteckigem Querschnitt darstellenden Zwischenstückes 4 auf. Die Taperung des Längssteges 5 ist durch stetige Verjüngung des Längssteges bewirkt. In dem das Vakuumgefäß 1 abschließenden Endstück 7 ist ein vakuumdichtes Auskoppelfenster 8, z. B. aus Glimmer, eingelassen, über das das Zwischenstück 4 mit dem Auskoppelhohlleiter 9 verbunden ist. Im Innern des ebenfalls rechteckigen Querschnitt besitzenden Auskoppelhohlleiters 9 ist ein in dessen Längsrichtung beweglicher Abstimmschieber 10 aus elektrisch gut leitendem Material angeordnet. Die Entnahme der erzeugten Hochfrequenzenergie erfolgt über den Spalt 11 zwischen dem Abstimmschieber 10 und der Wandung des Auskoppelhohlleiter 9. Die Richtung der Verschiebbarkeit des Abstimmschiebers 10 ist durch die Pfeile 12 und 13 angedeutet. Durch Verschieben des Abstimmschiebers 10 kann die wirksame Leitungslänge des von der (kathodenseitig ebenfalls reflektierend abgeschlossenen) Verzögerungsleitung 2 gebildeten Leitungsresonators geändert werden. Dadurch können die Resonanzwellenlängen der Schwingbereiche des Leitungsresonators so geändert werden, daß die erfindungsgemäße Laufzeitröhre mittels elektrischer (Änderung der Betriebsspannungen) und mechanischer (Verschieben des Abstimmschiebers) Durchstimmung innerhalb eines sehr großen Frequenzbereiches betrieben werden kann.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Laufzeitröhre zur Erzeugung von Millimeterwellen mit einem Elektronenstrahlerzeuger an dem einen und einem Elektronenauffänger an dem anderen Ende der Röhre sowie einer dazwischen angeordneten, als Leitungsresonator wirkenden Verzögerungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß auffängerseitig die Verzögerungsleitung in Elektronenstrahlrichtung über ein den Elektronenauffänger enthaltendes Hohlleiter-Zwischenstück und ein sich daran anschließendes, vakuumdichtes Auskoppelfenster mit einem Auskoppelhohlleiter fest gekoppelt ist, der ein in der Längsrichtung des Auskoppelhohlleiters verschiebbares Abstimmteil (Abstimmschieber) aufweist.

2. Laufzeitröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auskoppelhohlleiter rechteckigen Querschnitt besitzt.

3. Laufzeitröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugte Hochfrequenzenergie über einen Spalt zwischen dem Abstimmschieber und der Wandung des Auskoppelhohlleiters entnommen wird.

4. Laufzeitröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlleiter-Zwischenstück aus einem Hohlleiter rechteckigen Querschnitts mit einem in Elektronenstrahlrichtung verlaufenden, sich stetig verjüngenden Längssteg besteht und daß der Längssteg mit einer Bohrung zum Auffangen der Strahlelektronen versehen ist.

5. Laufzeitröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vakuumdichte Auskoppelfenster aus Keramik oder Glimmer besteht.

6. Laufzeitröhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung aus einer Doppelkammleitung mit in Elektronenstrahlrichtung gegeneinander versetzten Zähnen besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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