DE1131817B

DE1131817B - Verzoegerungsleitung fuer Lauffeldroehren, insbesondere fuer Millimeterwellen, nach Art einer Doppelkammleitung

Info

Publication number: DE1131817B
Application number: DES67874A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Franz Gross
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-04-01
Filing date: 1960-04-01
Publication date: 1962-06-20
Also published as: NL261165A; GB953007A; SE309633B; US3243735A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT H 01 j; H 03 b; f

S67874IXd/21g

ANMELDETAG! 1. APRIL 1960

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 20. JUNI 1962

Die Erfindung betrifft eine Verzögerungsleitung für Lauffeldröhren, insbesondere für Millimeterwellen, nach Art einer Doppelkammleitung, bei der die Zähne der beiden sich parallel gegenüberstehenden, die gleiche Strukturperiode aufweisenden Kämme in einer gemeinsamen Längsebene liegen und in Längsrichtung der Verzögerungsleitung gegeneinander versetzt sind.

Als Verzögerungsleitungen für Lauffeldröhren sind bereits sogenannte Interdigitalleitungen bekannt. Diese Interdigitalleitungen sind Doppelleitungen, bei denen an zwei einander parallel gegenüberliegenden Holmen oder Wänden abwechselnd Zähne angebracht sind, so daß zwei die gleiche Strukturperiode aufweisende Kämme gebildet werden. Die Zähne der Kämme greifen dabei ineinander ein, überlappen sich also im Bereich der freien Zahnenden. Diese Leitungen werden meist mit einem Elektronenflachstrahl gekoppelt. Die Kopplung mit einem verdichteten Elektronenrundstrahl erfordert Bohrungen in den Zähnen zum Durchtritt des Strahls. Bei sehr kleinen Wellenlängen müssen die Abmessungen einer Interdigitalleitung sehr klein sein, so daß das Anbringen von Bohmingen große technische Schwierigkeiten bereitet. Auch müssen die Strukturperioden der Verzögerungsleitung entsprechend verkleinert werden. Dies hat zur Folge, daß Interdigitalleitungen für sehr kurze Wellenlängen technologisch nicht mehr einfach herstellbar sind. Außerdem genügt der Kopplungswiderstand zwischen einer Interdigitalleitung und einem Elektronenrundstrahl in manchen Fällen nicht den gestellten Anforderungen.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wird bei einer Verzögerungsleitung der 'eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die freien Zahnenden der beiden Kämme quer zur Verzögerungsleitung einander mit Abstand gegenüberstehen, die Zähne der beiden Kämme sich also nicht überlappen.

Bei der erfindungsgemäßen Verzögerungsleitung bleibt der Leitungscharakter einer Interdigitalleitung bezüglich der längs der Leitung laufenden (räumliehen) Teilwellen im wesentlichen erhalten. Die Grundwelle ist rückwärtslaufend. Gegenüber einer Interdigitalleitung hat eine erfindungsgemäße Verzögerungsleitung jedoch einen höheren Kopplungswiderstand (hinsichtlich eines mit der Verzögerungsleitung gekoppelten Elektronenrundstrahls). Die Verwendung eines verdichteten Elektronenrundstrahls ist ohne weiteres möglich, da der Elektronenstrahl zwischen den freien Zahnenden durchgeschossen werden kann. Dabei tritt der Elektronenstrahl mit den in Strahlrichtung liegenden elektrischen Feldstärkekomponenten des zwischen den freien Zahnenden bestehenden elektri-Verzögerungsleitung für Lauffeldröhren,
insbesondere für Millimeterwellen,
nach Art einer Doppelkammleitung

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Dr.-Ing. Franz Groß, München,
ist als Erfinder genannt worden

sehen Wellenfeldes in Wechselwirkung. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Verzögerungsleitung besteht darin, daß die Zähne bei gleicher Strukturlänge dicker bemessen sein können als bei einer Interdigitalleitung, da die Zähne nicht mehr ineinandergreifen. Dadurch ist eine bessere Wärmeableitfähigkeit der Zähne gegeben.

Weitere Merkmale der Erfindung sollen an Hand der Figuren erläutert werden. Dabei sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Verzögerungsleitung. An zwei gegenüberliegenden Leitern 1 und 2 (Holme) sind in gleichem Abstand voneinander Zähne 3 vorgesehen, so daß zwei gleiche kammartige Gebilde entstehen (Doppelkammleitung). Die Zähne der beiden Kämme liegen in einer gemeinsamen Längsebene und sind in Längsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet. Erfindungsgemäß stehen dabei die freien Zahnenden der beiden Kämme quer zur Verzögerungsleitung einander mit Abstand gegenüber. Diese Verzögerungsleitung wird in einer Lauffeldröhre vorteilhaft mit einem verdichteten Elektronenrundstrahl gekoppelt, der zwischen den freien Enden der Zähne 3 in Richtung des Pfeils 4 durch die Verzögerungsleitung geschossen wird.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Verzögerungsleitung, bei der die Breite der Zähne 3 in Längsrichtung der Verzögerungsleitung gleich dem Abstand zwischen zwei benachbarten

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Zähnen eines Kammes ist. Diese Ausführungsform hat gegenüber der Verzögerungsleitung nach Fig. 1 den Vorteil einer besseren Wärmeableitfähigkeit.

Für hochbelastete Verzögerungsleitungen eignet sich besonders eine Ausführungsform nach Fig. 3, bei 5 der im Längsschnitt durch die Doppelkammleitung die Zähne Trapezform haben. Diese Zahnform hat einen für die Wechselwirkung mit dem Elektronenstrahl besonders günstigen Verlauf des elektrischen Wellenfeldes zur Folge.

Die bisher betrachteten Verzögerungsleitungen haben Tiefpaßcharakter. Werden die beiden Kämme in einen Hohlleiter längs axialsymmetrisch gegenüberliegenden Mantellinien eingesetzt, so entsteht ein Leitungsgebilde, das neben einer oberen Grenzfrequenz, die im wesentlichen durch die Zahnlänge bestimmt ist, auch eine untere Grenzfrequenz hat, die durch die Zahnform, durch die Kapazität zwischen den einander gegenüberstehenden freien Zahnenden und durch den Verlauf des Stromweges über die Hohlleiterwand bestimmt ist.

In den Fig. 4 bis 7 sind zwei Beispiele für eine derartige Verzögerungsleitung mit Bandpaßcharakter gezeigt. Dabei stellt die Fig. 5 den Schnitt längs der Linie A-B in Fig. 4 und Fig. 7 den Schnitt längs der LMe A-B in Fig. 6 dar. Längs axialsymmetrisch gegenüberliegenden Mantellinien der Wandung 5 eines kreiszylindrischen Hohlleiters sind die Zähne 3 so eingesetzt, daß sie, ähnlich Fig. 1, gegenseitig genau auf Lücke stehen. Bei der Verzögerungsleitung nach den Fig. 6 und 7 ist die Breite der Zähne 3 in Längsrichtung des Hohlleiters gleich dem Abstand zwischen zwei benachbarten Zähnen eines Kammes ähnlich wie bei der Anordnung nach Fig. 2. Verzögerungsleitungen nach den Fig. 4 und 5 bzw. 6 und 7 können besonders einfach dadurch hergestellt werden, daß die beiden Kämme aus einem Blechstück gestanzt werden und in ihrer definierten Lage zueinander an axialsymmetrisch gegenüberliegenden Wandungsteilen des Hohlleiters angelötet werden.

Durch Hinzufügen zweier gleicher Längsstege 6 und 7, die axialsymmetrisch senkrecht zur Kammebene verlaufen, kann die Dispersion der Verzögerungsleitung so beeinflußt werden, daß ein stabiler Verstärkerbetrieb mit der positiven ersten Teilwelle Qi= + 1) möglich wird. Eine solche Verzögerungsleitung ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt, wobei die Fig. 9 wiederum einen Schnitt längs der Linie A-B zeigt.

Zur Erzielung höherer Leistungen kann die erfindungsgemäße Verzögerungsleitung auch als Mehrfachleitung ausgebildet sein. Fig. 10 zeigt einen Längsschnitt und Fig. 11 einen Querschnitt durch eine solche »Stapelleitung«, die aus vier parallel angeordneten und entsprechend miteinander verbundenen Doppelkammleitungen nach der Erfindung besteht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verzögerungsleitung für Lauffeldröhren, insbesondere für Millimeterwellen, nach Art einer Doppelkammleitung, bei der die Zähne der beiden sich parallel gegenüberstehenden, die gleiche Strukturperiode aufweisenden Kämme in einer gemeinsamen Längsebene liegen und in Längsrichtung der Verzögerungsleitung gegeneinander versetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Zahnenden der beiden Kämme quer zur Verzögerungsleitung einander mit Abstand gegenüberstehen.

2. Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Zähne in Längsrichtung der Verzögerungsleitung gleich dem Abstand zwischen zwei benachbarten Zähnen eines Kammes ist.

3. Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Längsschnitt durch die Doppelkammleitung die Zähne Trapezform haben.

4. Verzögerungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelkammleitung Teil eines Hohlleiters ist.

5. Verzögerungsleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der Doppelkammleitung in die Wandung des Hohlleiters eingelassen sind.

6. Verzögerungsleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kämme der Doppelkammleitung aus einem Blechstück ausgestanzt und an axialsymmetrisch gegenüberliegenden Wandungsteilen des Hohlleiters angelötet sind.

7. Verzögerungsleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Hohlleiters in einer Ebene, die senkrecht zur Doppelkammleitung durch die Achse des von den freien Zahnenden seitlich begrenzten Wechselwirkungsraumes verläuft, zwei gleiche Längsstege axialsymmetrisch angeordnet sind, die sich, von der Hohlleiterinnenwand ausgehend, bis in die Nähe der freien Zahnenden der Doppelkammleitung erstrecken.

8. Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Doppelkammleitungen der genannten Art zu einer Mehrfachleitung (»Stapelleitung«) zusammengefaßt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 959 298.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen