DE1121740B

DE1121740B - Anordnung zur breitbandigen Ankopplung der Wendelleitung einer Lauffeldwendelroehre an enem Hohlleiter

Info

Publication number: DE1121740B
Application number: DES69664A
Authority: DE
Inventors: Dr Roland Liebscher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-07-29
Filing date: 1960-07-29
Publication date: 1962-01-11
Also published as: FR1295190A; NL267722A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 21g 13/17

INTERNATIONALE KL.

HOIj; H 03f

S 69664 IXd/21g

ANMELDETAG: 29. JULI 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 11. JANUAR 1962

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur breitbandigen Ankoppelung der Wendelleitung einer Lauffeldwendelröhre mit einer im wesentlichen dielektrischen Vakuumhülle an einen der Zu- oder Abführung von Hochfrequenzenergie dienenden Hohlleiter, der quer zur Röhre angeordnet ist und von dieser durchsetzt wird, bei der die Ankopplung des jeweiligen Wendelendes über ein mit der letzten Windung des Wendelendes galvanisch unmittelbar verbundenes, hohlzylindrisches metallisches Röhrchen (Antennenröhrchen) erfolgt, das koaxial zur Wendel angeordnet ist und, von dem der Stirnseite des Wendelendes gegenüberhegenden Wandungsteil (A) des Hohlleiters ausgehend, sich nahezu über die gesamte lichte Weite des Hohlleiters erstreckt, und bei der das dem genannten Hohlleiterwandungsteil gegenüberliegende Hohlleiterwandungsteil (B) außerhalb der Röhre sich in Form eines die dielektrische Vakuumhülle eng umschließenden, metallischen Rohres fortsetzt.

Bei Lauffeldwendelröhren mit einer im wesentlichen dielektrischen Vakuumhülle ist es bekannt, die Wendelleitung an einen der Zu- oder Abführung von Hochfrequenzenergie dienenden Hohlleiter, der quer zur Röhre angeordnet ist und von dieser durchsetzt wird, über ein mit der letzten Windung des Wendelendes galvanisch unmittelbar verbundenes, hohlzylindrisches metallisches Antennenröhrchen anzukoppeln. Das Antennenröhrchen ist dabei koaxial zur Wendel angeordnet und erstreckt sich, von dem der Stirnseite des Wendelendes gegenüberliegenden Wandungsteil des Hohlleiters ausgehend, nahezu über die gesamte lichte Weite des Hohlleiters. Das dem genannten Hohlleiterwandungsteil gegenüberliegende Hohlleiterwandungsteil setzt sich außerhalb der Röhre in Form eines die dielektrische Vakuumhülle eng umschließenden, metallischen Rohres fort. Der Abstand zwischen der letzten Windung des Wendelendes und dem Antennenröhrchen liegt in der Größenordnung der Wendelsteigung.

Die Ankopplung der Wendelleitung an den Ein- oder Ausgangshohlleiter mittels eines Antennenröhrchens hat wesentliche Vorteile hinsichtlich der Strahlführung, insbesondere am kathodenseitigen Wendelende. Eine »Verbiegung« des Elektronenstrahls beim Durchqueren des Hohlleiters wird durch die abschirmende Wirkung des den Strahl symmetrisch umgebenden Antennenröhrchens vermieden (der schmale Spalt zwischen dem Antennenröhrchen und dem Wendelende wirkt praktisch nicht störend). Außerdem schirmt das Antennenröhrchen die Wendelhalterungsstäbe gegen den Elektronenstrahl ab. Das An-Anordnung zur breitbandigen Ankopplung

der Wendelleitung einer Lauffeldwendelröhre

an einem Hohlleiter

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft

Berlin und München, München 2, Witteisbacherplatz 2

Dr. Roland Liebscher, München, ist als Erfinder genannt worden

tennenröhrchen ergibt jedoch zusammen mit der Vakuumhülle der Röhre und den Wendelhalterungsstäben erhebliche Kapazitäten, die die Ankopplungsanordnung schmalbandig machen. Eine möglichst breitbandige Ankopplungsanordnung muß aber gefordert werden, weil bekanntlich die Bandbreite der Ankopplung die Bandbreite der gesamten Röhrenanordnung bestimmt.

Ein weiteres Problem bei der Ankopplung der Wendelleitung einer Wanderfeldwendelröhre an einen Hohlleiter besteht darin, daß bei den üblicherweise sehr hohen Betriebsfrequenzen der Wellenwiderstand des Hohlleiters wesentlich kleiner als der Wellenwiderstand der Wendelleitung ist. Es muß also in einem breiten Frequenzband der Wellenwiderstand des Hohlleiters auf den Wellenwiderstand der Wendelleitung transformiert werden, wenn man den Hohlleiter an die Wendelleitung reflexionsarm anpassen will.

Zur Lösung der geschilderten Probleme wird bei einer Anordnung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das anzukoppelnde Wendelende in geringem Abstand von einem den Raum zwischen dem Wendelende und der dielektrischen Vakuumhülle im wesentlichen ausfüllenden Metallzylinder koaxial umgeben ist, dessen Länge größer als ein Viertel der Wendelleitungswellenlänge bei der mittleren Betriebsfrequenz ist und der so angeordnet ist, daß die dem Antennenröhrchen zugewandte Stirnseite des Metallzylinders in Höhe des Hohlleiterwandungsteiles B zu liegen kommt.

109 759ß54

Claims

Das von dem Metallzylinder umgebene Wendelende Größenordnung von 100 Ohm liegt, zu transformie-

wirkt als ein Transformationselement, das zwischen ren, muß zwischen dem Eingangshohlleiter 2 und der

das Antennenröhrchen und die eigentliche Wendel- Wendelleitung ein Transformationselement geschaltet

leitung geschaltet ist. Dieses Transformationselement werden, das einen Wellenwiderstand Z₇- nach der

ersetzt die sonst bei Ankopplungsanordnungen mit 5 üblichen Transfonnationsbedingung

Antennenröhrchen üblichen Transformatoren in Form _ . r— ——

von Wendelstücken mit variabler Steigung, die in Z₂- = |/ Z_H · Z^

fertigungstechnischer Einsicht schwierig reproduzier- hat. Gleichzeitig muß das Transformationselement

bar sind. eine Induktivität L_T aufweisen, die zu der aus dem

Bei einer Anordnung zur kapazitiven Ankopplung io Antennenröhrchen 4 zusammen mit den Quarzeiner Wendelleitung an einen Hohlleiter ist ein topf- stäben 3 und der Vakuumhülle 6 sich ergebenden förmiges Metallgebilde,! dessen Bodenteil das Wendel- Kapazität C in Serie liegt. (Die Kapazität C wird ende in geringem Abstand umgibt, an sich bekannt. nämlich durch die parallel zu ihr hegende Induktivität Dabei liegt jedoch die'Eintauchtiefe des Wendelendes L_K des Kurzschlusses 5 nur teilweise kompensiert, so in das Bodenteil des Metallgebildes nur in der 15 daß eine Restkapazität verbleibt, die durch die InGrößenordnung der Wendelsteigung. Bei dieser be- duktivität L₇- kompensiert werden soll.) Ein Transkannten Anordnung is$ auch das Ende des Wendel- formationselement, das diese Bedingungen in einem drahtes nicht mit einem Antennenröhrchen, sondern breiten Frequenzband erfüllt, ist durch einen Metallmeist mit einem der Stirnseite des Wendelendes zylinder zu realisieren, der das Wendelende in geringegenüberliegenden zweiten topfförmigen Metall- 20 gem Abstand über eine Länge umgibt, die größer als gebilde verbunden. Dabei muß dann das Ende des ein Viertel der Wendelleitungswellenlänge bei der Wendeldrahtes exzentrisch zur Wendelachse geführt mittleren Betriebsfrequenz ist. Diese große Eintauchsein, um Raum zum Passieren des Elektronenstrahls tiefe der Wendel in den Metallzylinder bewirkt die zu lassen. Dadurch fehlt in diesem Bereich eine Ab- Breitbandigkeit des Transformationselementes. Die schirmung des Strahls, so daß Störungen praktisch »5 Verengung der äußeren metallischen Umgebung der unvermeidbar sind. Wendel durch den Metallzylinder verkleinert den

An Hand der Figuren der Zeichnung soll die Erfin- Wellenwiderstand im Bereich des Wendelendes auf

dung näher erläutert werden. Dabei sind alle Teile, den gewünschten Wellenwiderstand Z₇- und erzeugt

die nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung eine genügend hohe Induktivität L₇-. Die Induktivität

beitragen, weggelassen. Einander entsprechende Teile 30 L_T bildet mit der genannten Kapazität C einen Serien-

sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt schwingkreis, dessen Ortskurve bekanntlich gegen-

Fig. 1 eine bekannte Anordnung zur Ankopplung sinnig zur Ortskurve des Parallelkreises aus L_K und C der Wendelleitung einer Wanderfeldwendelröhre an verläuft. Die Ankopplung ist dadurch in einem breieinen Hohlleiter, ten Band praktisch frequenzunabhängig.

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Ankopplungsanord- 35 Fig. 2 zeigt schematisch eine derartige erfindungs-

nung in schematischer Darstellungsweise, gemäße Einkopplungsanordnung (die Auskopplungs-

Fig. 3 und 4 ein Ausfuhrungsbeispiel für die Aus- anordnung würde im Prinzip gleich sein). Die über

bildung des Metallzylinders nach der Erfindung. das Antennenröhrchen 4 mit dem Eingangshohl-

Die in Fig. 1 dargestellte bekannte Einkopplungs- leiter 2 verbundene Wendel 1 wird im Bereich ihrer anordnung am kathodenseitigen Ende einer Wander- 40 letzten Windungen von einem Metallzylinder 8 umfeldröhre ist im Prinzip der Auskopplungsanordnung geben. Die Länge dieses Metallzylinders ist größer als am auffängerseitigerr Ende der Wanderfeldröhre ein Viertel der Wendelleitungswellenlänge bei der gleich. Die Wendel 1, die an den Eingangshohlleiter 2 mittleren Betriebsfrequenz. Das von dem Metallangekoppelt werden soll, ist zwischen Quarzstäben 3 zylinder 8 umgebene Wendelende wirkt dabei als gehaltert, die gleichzeitig als Träger einer reflexions- 45 breitbandiges Transformationselement zwischen dem freien Dämpfungsschicht dienen können. Es sind drei Eingangshohlleiter 2 und der eigentlichen Wendel-Quarzstäbe 3 vorgesehen, die gleichmäßig über den leitung.

Umfang verteilt sind. Die letzte Windung der Wendel Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel ist mit einem koaxial zur Wendel angeordneten An- eines Metallzylinders 8 nach der Erfindung. Dabei ist tennenröhrchen 4 galvanisch unmittelbar verbunden. 50 in Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 Das Antennenröhrchen 4 reicht von der der Stirn- dargestellt. Der Durchmesser der öffnung 11 im seite der Wendel 1 gegenüberliegenden Wandung A Metallzylinder 8 ist etwas größer als der Durchmesser des Eingangshohlleiters.2, die eine Durchbrechung7 der Wendeil. Die Löcher 12, 13 und 14 haben den zum Durchtritt des Elektronenstrahls aufweist, bis Durchmesser der die Wendel halternden Quarzstäbe 3 knapp vor die Wendel 1. Der Abstand zwischen dem 55 (Fig. 1). Der Metallzylinder 8, der z. B. aus Titan Antennenröhrchen 4 und der letzten Windung der besteht, kann mit den Quarzstäben 3 fest verbunden Wendel hegt in der Größenordnung der Wendelstei- sein. Die Länge / des Metallzylinders 8 ist größer als gung. Der Eingangshohlleiter 2 ist durch einen Kurz- ein Viertel der Wendelleitungswellenlänge Χψ gewählt, schluß 5 abgeschlossen. Die dielektrische Vakuumhülle 6 der Röhre besteht z.B. aus Glas. Einen be- 60 PATENTANSPRÜCHE·
sonders stabilen Aufbau erhält man, wenn man die

Einkopplungsanordnung mit der Auskopplungsanord- 1. Anordnung zur brertbandigen Ankopplung

nung durch einen die Vakuumhülle 6 der Röhre in der Wendelleitung einer Lauffeldwendelröhre mit

dichtem Abstand umgebenden metallischen Hohl- einer im wesentlichen dielektrischen Vakuumhülle

zylinder 9 verbindet. : 65 an einen der Zu- oder Abführung von Hoch-

Um den Wellenwiderstand Z_w der Wendelleitung, frequenzenergie dienenden Hohlleiter, der quer

der in der Größenordnung von 200 Ohm liegt, auf zur Röhre angeordnet ist und von dieser durch-

den Wellenwiderstand^ des Hohlleiters, der in der setzt wird, bei der die Ankopplung des jeweiligen

Wendelendes über ein mit der letzten Windung des Wendelendes galvanisch unmittelbar verbundenes, hohlzylindrisches metallisches Röhrchen (Antennenröhrchen) erfolgt, das koaxial zur Wendel angeordnet ist und, von dem der Stirnseite des Wendelendes gegenüberliegenden Wandungsteil (A) des Hohlleiters ausgehend, sich nahezu über die gesamte lichte Weite des Hohlleiters erstreckt, und bei der das dem genannten Hohlleiterwandungsteil gegenüberliegende Hohlleiterwandungsteil (B) außerhalb der Röhre sich in Form eines die dielektrische Vakuumhülle eng umschließenden, metallischen Rohres fortsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß das anzukoppelnde Wendelende in geringem Abstand von einem den Raum zwischen dem Wendelende und der dielektrischen Vakuumhülle im wesentlichen ausfüllenden Metallzylinder koaxial umgeben ist, dessen Länge größer als ein Viertel der Wendelleitungswellenlänge bei der mittleren Betriebsfrequenz ist und der so angeordnet ist, daß die dem Antennenröhrchen zugewandte Stirnseite des Metallzylinders in Höhe des Hohlleiterwandungsteiles \b\ zu liegen kommt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallzylinder außer der Durchbohrung zur Aufnahme des Wendelendes Löcher zur Aufnahme der die Wendel halternden dielektrischen Stäbe besitzt und mit diesen Halterungsstäben fest verbunden ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel auf ihrer gesamten Länge von einem die dielektrische Vakuumhülle eng umschließenden, metallischen Rohr umgeben ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 769 500.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

0 109 759/354 1.62