DE1274742B

DE1274742B - Traveling field pipes

Info

Publication number: DE1274742B
Application number: DEH36783A
Authority: DE
Inventors: David J Bates; Eugene J Flannery; Horace R Johnson; Ted Leonard; Oliver Thomas Purl
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1958-10-02
Filing date: 1959-06-30
Publication date: 1968-08-08

Description

Wanderfeldröhre Die Erfindung bezieht sich auf eine langgestreckte Wanderfeldröhre mit einem magnetisch gebündelt geführten Elektronenstrahl und mit einer Verzögerungsleitung aus in Strahlrichtung hintereinanderliegenden Zellen, bei der jeweils zwei aufeinanderfolgende Zellen durch eine Querwand voneinander getrennt sind, in welcher eine zentrische Elektronenstrahldurchtrittsöffnung in Form eines kurzen Rohrstutzens sowie seitlich davon eine Kopplungsöffnung zur elektromagnetischen Kopplung der aufeinanderfolgenden Zellen vorgesehen ist, und bei der die Zellen dadurch in hintereinanderliegende Zellengruppen aufgeteilt sind, daß in einzelnen Zellen Dämpfungsmaterial angeordnet ist, das die Zellengruppen praktisch reflexionsfrei abschließt.Traveling wave tube The invention relates to an elongated one Traveling wave tube with a magnetically bundled electron beam and with a delay line consisting of cells lying one behind the other in the direction of the beam, where two consecutive cells are separated by a transverse wall are separated, in which a central electron beam passage opening in In the form of a short pipe socket and on the side of it a coupling opening for the electromagnetic Coupling of the successive cells is provided, and in which the cells are thereby divided into consecutive cell groups that in individual Cells damping material is arranged, which the cell groups practically reflection-free concludes.

Bei bekannten Röhren mit diesen Merkmalen (französische Patentschrift 934 220 sowie Aufsatz von E. J. N a 1 o s in »IRE Transactions an Electron Devices«, Juli 1958, S. 161 bis 166) enthalten zum Zweck der Aufteilung in Gruppen immer zwei benachbarte Zellen Dämpfungsmaterial. Eine dieser bekannten Röhren sieht karbonisierte keramische Scheiben auf beiden Seiten einer Trennwand vor und nimmt damit zwei benachbarte Zellen für die Dämpfung der Wellenenergie in Anspruch. Entsprechend sind bei einer anderen bekannten Röhre Dämpfungselemente in Form von Stäben in zwei aufeinanderfolgenden Zellen vorgesehen. Damit gehen für den eigentlichen Zweck der Röhre, also für die Wechselwirkung zwischen Wellenenergie und Elektronenströmung doppelt so viel Zellen verloren wie Trennstellen für die Gruppenbildung vorgesehen sind.In known tubes with these features (French patent specification 934 220 as well as an article by E. J. N a 1 o s in "IRE Transactions an Electron Devices", July 1958, pp. 161 to 166) always contain two for the purpose of dividing them into groups neighboring cells damping material. One of these well known tubes looks carbonized ceramic discs on both sides of a partition wall in front and thus takes two adjacent ones Cells for attenuating the wave energy. Correspondingly, with one other known tube damping elements in the form of rods in two consecutive Cells provided. So that goes for the actual purpose of the tube, i.e. for the Interaction between wave energy and electron flow twice as many cells lost how separation points are provided for group formation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beheben und eine Gruppentrennung zu schaffen, die bei geringem Aufwand neben ihrer erwünschten Wirkung des Abschlusses der Hochfrequenz keinerlei unerwünschten Wirkungen auf den Röhrenbetrieb hat.The object of the invention is to remedy these deficiencies and to create a group separation that, with little effort, in addition to their desired Effect of terminating the high frequency no undesirable effects on the Has tube operation.

Zur Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß die Gruppenaufteilung dadurch, daß zwischen zwei benachbarten Zellengruppen jeweils nur eine Zelle mit Dämpfungsmaterial versehen ist (Dämpfungszelle) und daß für jede der zwei benachbarten Zellengruppen das Dämpfungsmaterial in der Dämpfungszelle getrennt angeordnet ist und jeweils in die Kopplungsöffnung der zugehörigen, die Dämpfungszelle von der betreffenden Zellengruppe trennenden Querwand hineinragt. Dadurch werden Reflexionen an der Trennstelle, schlechte Anpassung und übermäßige Erhitzung vermieden, wobei man gleichwohl nur eine Zelle für die Dämpfung in Anspruch zu nehmen braucht. Es ergeben sich keine Zellen, die teils als Dämpfungszellen und teils als Rückwirkungszellen arbeiten, ein Umstand, der bei den bekannten Röhren die Anpassung verdirbt.In order to achieve this object, according to the invention, groups are divided up in that between two adjacent cell groups only one cell with Damping material is provided (damping cell) and that for each of the two adjacent Cell groups, the damping material is arranged separately in the damping cell and in each case in the coupling opening of the associated, the damping cell of the relevant cell group separating transverse wall protrudes. This causes reflections at the point of separation, poor matching and excessive heating avoided, being you only need to use one cell for damping. It there are no cells, some as damping cells and some as reaction cells work, a fact that spoils the adaptation in the known tubes.

In der bevorzugten Ausführung der Erfindung hat das Dämpfungsmittel die Form von zwei parallel zur Verzögerungsleitungsachse (Strahlachse) sich erstrekkenden Dämpfungskörpern, die ein zwischen den beiden Querwänden der Dämpfungszelle angeordnetes metallisches Distanzstück durchsetzen, das so ausgebildet ist, daß sich die beiden Dämpfungskörper jeweils durch einen von zwei Hohlräumen, die bezüglich der Hochfrequenzwellenenergie gegeneinander abgeschlossen sind, erstrecken. Dabei ist es besonders zweckmäßig, die Röhre so zu gestalten, daß die zwei gegeneinander abgeschlossenen Hohlräume dadurch gebildet sind, daß das metallische Distanzstück durch einen mit einer zentrischen Elektronenstrahldurchtrittsöffnung versehenen Quersteg in zwei gleiche Hohlraumabschnitte unterteilt ist. Schließlich kann die Wanderfeldröhre nach der Erfindung mit Vorteil so ausgebildet werden, daß jede der beiden Querwände der Dämpfungszelle gegenüber der Kopplungsöffnung der anderen Querwand eine nutenförmige Vertiefung zur Halterung des betreffenden Dämpfungskörpers aufweist.In the preferred embodiment of the invention, the damping means the shape of two extending parallel to the delay line axis (beam axis) Damping bodies, which are arranged between the two transverse walls of the damping cell enforce metallic spacer, which is designed so that the two Damping body each through one of two cavities, which are related to the high frequency wave energy are closed against each other, extend. It is particularly useful to to shape the tube so that the two mutually sealed cavities are formed in that the metallic spacer by a with a central Electron beam passage opening provided transverse web in two equal cavity sections is divided. Finally, the traveling wave tube according to the invention can be advantageous be designed so that each of the two transverse walls of the damping cell opposite the coupling opening of the other transverse wall has a groove-shaped deepening for holding the damping body in question.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel. Es zeigt F i g. 1 eine Gesamtansicht einer Wanderfeldröhre mit den Merkmalen der Erfindung, teilweise im Längsschnitt, F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Röhre nach F i g. 1 im Längsschnitt, F i g. 3 einen Satz typischer Bauelemente des in F i g. 2 gezeigten Gebildes einzeln dargestellt, F i g. 4 die Einzelteile eines typischen Trenngliedes der Röhre nach F i g. 1, und F i g. 5 und 6 zeigen perspektivische Ansichten verschiedener Distanzstücke, wie sie in der Wanderfeldröhre nach der Erfindung verwendbar sind.The drawing illustrates an embodiment. It shows F i g. 1 shows an overall view of a traveling wave tube with the features of the invention, partly in longitudinal section, F i g. 2 shows an enlarged section of the tube F i g. 1 in longitudinal section, F i g. 3 shows a set of typical components of the in FIG. 2 shown individually, F i g. 4 the individual parts of a typical Separating member of the tube according to FIG. 1, and F i g. 5 and 6 show perspective Views of various spacers as they are in the traveling wave tube according to the invention are usable.

Die Wanderfeldröhre 12 nach F i g. 1 enthält eine Anzahl ringscheibenförmiger Fokussierungsmagneten 14. Bei diesen Magneten handelt es sich um Permanentmagneten, die gemäß F i g. 4 diametral in zwei Teile gespalten sind. Diese Aufspaltung ermöglicht es, die Magneten ohne Mühe zwischen je zwei benachbarte Polschuhe einer Reihe von Polschuhen 16 einzufügen, nachdem diese Polschuhe bereits fertig montiert sind. Das System von Polschuhen 16 und Magneten 14 bildet gleichzeitig die Verzögerungsleitung und die Hülle 18 der Wanderfeldröhre.The traveling wave tube 12 according to FIG. 1 contains a number of annular disc-shaped Focusing magnets 14. These magnets are permanent magnets, according to FIG. 4 are diametrically split in two. This splitting makes possible it, the magnets without any effort between each two adjacent pole pieces of a row of Insert pole pieces 16 after these pole pieces have already been assembled. The system of pole pieces 16 and magnets 14 simultaneously forms the delay line and the shell 18 of the traveling wave tube.

An das rechts liegende Eingangsende der Verzögerungsleitung 18 ist ein Eingangshohlleiter 20 angeschlossen, der einen Impedanzstufentransformator 22 enthält. Ein Flansch 24 dient zur Ankopplung der fertigmontierten Wanderfeldröhre 12 an einen äußeren Hohlleiter oder an eine sonstige, nicht gezeichnete Mikrowellenüberträgungsleitung. Der Flansch 24 enthält ein (nicht gezeichnetes) Mikrowellenfenster, das für die Hochfrequenzenergie durchlässig, jedoch gleichzeitig in der Lage ist, die zur Aufrechterhaltung eines Vakuums im Inneren der Wanderfeldröhre 12 nötige Druckdifferenz aufzunehmen. Am links befindlichen Ausgangsende der Anordnung ist ein Ausgangshohlleiter 26 angeordnet, der ähnlich aufgebaut ist wie der Eingangshohlleiter 20.An input waveguide 20, which contains an impedance step transformer 22, is connected to the input end of the delay line 18 on the right. A flange 24 is used to couple the fully assembled traveling wave tube 12 to an outer waveguide or to another microwave transmission line, not shown. The flange 24 contains a microwave window (not shown) which is permeable to the high-frequency energy, but at the same time is able to absorb the pressure difference necessary to maintain a vacuum inside the traveling wave tube 12. At the output end of the arrangement on the left, an output waveguide 26 is arranged, which is constructed similarly to the input waveguide 20.

Am rechten Ende der Wanderfeldröhre 12 ist eine Elektronenkanone 28 angeordnet. Sie enthält eine Kathode 30, die durch ein Heizelement 32 geheizt wird. Die Kathode 30. hat eine kleine zentrale öffnung 34, die zur Vereinfachung der axialen Justierung der Elektronenkanone 28 relativ zur übrigen Wanderfeldröhre 12 dient. Die Kathode 30 wird längs ihrer Peripherie von einem zylindrischen Abschirmelement 36 gehalten, das sich in Form zweier konzentrischer Zylinder nach hinten und wieder nach vorn erstreckt.An electron gun 28 is arranged at the right end of the traveling wave tube 12. It contains a cathode 30 which is heated by a heating element 32. The cathode 30 has a small central opening 34 which is used to simplify the axial adjustment of the electron gun 28 relative to the rest of the traveling wave tube 12 . The cathode 30 is held along its periphery by a cylindrical shielding element 36 which extends backwards and forwards again in the form of two concentric cylinders.

Das zylindrische Abschirmelement 36 wird von einer Fokussierungselektrode 38 gehaltert. Diese Fokussierungselektrode 38 wird im allgemeinen auf dem gleichen Potential gehalten wie die Kathode 30 und hat eine solche Form, daß die von der Kathode emittierte Elektronenströmung zu einem axial gut ausgerichteten Elekironenstrahl hoher Perveanz (Raumladungskonstante) gebündelt wird, der sodann die Verzögerungsleitung 18 durchfliegt und in elektromagnetische Wechselwirkung mit der längs der Verzögerungsleitung sich. fortpflanzenden Mikrowellenenergie tritt. Die Fokussierungselektrode 38 wird ihrerseits von einem Halterohr 40 getragen, das sich von der Peripherie der Fokussierungselektrode bis an das rechte Ende der Wanderfeldröhre 12 erstreckt. Die öffnung dieses Halterohres 40 wird mittels eines Dichtungsflansches 44 hermetisch abgeschlossen. Das rechte Ende des Halterohres wird durch einen Flansch 46 getragen, der ebenfalls aus Metall von geringer Wärmedehnung besteht und seinerseits dicht an ein hohles keramisches Befestigungsrohr 48 angeschlossen ist. Das Keramikrohr 48 dient unter anderem zur elektrischen Isolierung zwischen der zur Fokussierung des Elektronenstrahls dienenden Vorrichtung und der auf höherem Potential befindlichen Beschleunigungsanode 52. Ein weiterer Hohlzylinder 50 aus Metall geringer Wärmedehnung umhüllt nahezu die gesamte Elektronenkanone 28 und ist direkt an den Hochfrequenzteil der Wanderfeldröhre 12 angeschlossen. Dieser Zylinder 50 ist außerdem dichtend mit dem keramischen Zylinder 48 verbunden, wodurch der vakuumdichte Abschluß des rechten Endes der Wanderfeldröhre 12 vervollständigt ist.The cylindrical shield member 36 is supported by a focusing electrode 38. This focusing electrode 38 is held generally at the same potential as the cathode 30 and has a shape such that the electron flow emitted by the cathode is focused into an axially well-aligned electron beam of high perveance (space charge constant), which then flies through the delay line 18 and into electromagnetic interaction with the length of the delay line itself. propagating microwave energy occurs. The focusing electrode 38 is in turn carried by a holding tube 40 which extends from the periphery of the focusing electrode to the right end of the traveling wave tube 12 . The opening of this holding tube 40 is hermetically sealed by means of a sealing flange 44. The right end of the holding tube is carried by a flange 46, which is also made of metal with low thermal expansion and which in turn is tightly connected to a hollow ceramic fastening tube 48. The ceramic tube 48 serves, inter alia, to provide electrical insulation between the focusing of the electron beam serving device and the acceleration anode positioned at a higher potential 52. Another hollow cylinder 50 made of metal low thermal expansion enveloped almost the entire electron gun 28 and is connected directly to the high-frequency part of the traveling-wave tube 12 . This cylinder 50 is also sealingly connected to the ceramic cylinder 48, whereby the vacuum-tight closure of the right end of the traveling wave tube 12 is completed.

Am linken Ende der in F i g. 1 gezeigten Röhre 12 befindet sich eine gekühlte Kollektorelektrode 60 mit einer kegelförmig ausgebildeten inneren Oberfläche 62, die dazu dient, die Elektronen aus der stromstarken Elektronenströmung aufzufangen und ihre kinetische Energie über eine große Oberfläche abzuleiten. Die Kollektorelektrode wird innerhalb des Endes eines zur Wasserkühlung dienenden zylindrischen Mantels 64 gehaltert, der selbst wieder von einer Stirnplatte 66 getragen wird. Kühlwasser wird der Kammer 68 durch ein Rohr 70 zugeführt und aus ihr durch ein Rohr 72 erhitzt abgeleitet. Auf diese Weise kann eine beträchtliche Leistung abgeführt werden, ohne daß die Kollektorelektrode Schaden nimmt.At the left end of the in F i g. 1 there is a cooled collector electrode 60 with a conical inner surface 62, which serves to collect the electrons from the high-current electron flow and to dissipate their kinetic energy over a large surface. The collector electrode is held within the end of a cylindrical jacket 64 which is used for water cooling and which itself is again supported by an end plate 66. Cooling water is supplied to the chamber 68 through a pipe 70 and is discharged from it through a pipe 72 in a heated state. In this way, a considerable amount of power can be dissipated without damaging the collector electrode.

Die Stirnplatte 66 ist mit einem Haltezylinder 74 aus Metall geringer Wärmedehnung dichtend verbunden, während dieser Zylinder wiederum an einen keramischen Isolierzylinder 76 dichtend angeschlossen ist. An seinem anderen Ende ist dieser keramische Zylinder 76 mit einem anderen aus Metall geringer Wärmedehnung gefertigten Haltezylinder 78 dicht verbunden. Der Zylinder 78 ist seinerseits mit der Endplatte 80 der Verzögerungsleitung dicht verbunden.The face plate 66 is smaller with a holding cylinder 74 made of metal Thermal expansion sealingly connected, while this cylinder in turn is connected to a ceramic Isolating cylinder 76 is sealingly connected. At its other end is this one ceramic cylinder 76 with another made of metal of low thermal expansion Holding cylinder 78 tightly connected. The cylinder 78 in turn is with the end plate 80 of the delay line are tightly connected.

Zum Evakuieren und Entgasen der Wanderfeldröhre 12 ist ein mit zwei Schenkeln versehener Pumpstutzen 86 mit dem Eingangs- und dem Ausgangshohlleiter 20 und 26 verbunden. Nach dem Entgasen wird das Rohr 86 von der Vakuumpumpe durch Ausziehen zu einer Spitze 88 und Abschmelzen getrennt.For evacuating and degassing the traveling wave tube 12 is one with two Pump stub 86 provided with legs with the input and output waveguides 20 and 26 connected. After degassing, the tube 86 is passed through by the vacuum pump Pulling out to a point 88 and melting off separately.

Die Verzögerungsleitung 18 ist in Zellengruppen 90, 92, 94, 96 und 98 unterteilt, die gegeneinander durch Glieder 100, 102, 104 und 106, nachstehend Trennglieder genannt, hochfrequenzmäßig isoliert sind. Der Aufbau dieser Glieder wird an Hand von F i g. 2 und 4 erläutert werden. Vorläufig sei die Funktion dieser Trennglieder allgemein beschrieben.The delay line 18 is in cell groups 90, 92, 94, 96 and 98 divided against each other by members 100, 102, 104 and 106, below Called isolators, are isolated in terms of high frequencies. The structure of these links is based on FIG. 2 and 4 are explained. The function of this is provisional Separators generally described.

Die Trennglieder haben die Aufgabe, für die Hochfrequenzenergie eine praktisch vollständige Trennung zwischen den einzelnen Zellengruppen der Verzögerungsleitung 18 herzustellen, während sie gleichzeitig der Elektronenströmung gestatten, die gesamte Länge der Wanderfeldröhre 12 zu passieren. Auf diese Weise wird mit jeder einzelnen Zellengruppe eine optimale Verstärkung bei gleichzeitiger Vermeidung von Schwingungen, die auf Rückkopplungseffekten beruhen, erreicht. Die Trennglieder haben einen Verlust in der Verstärkung zur Folge, der in der Größenordnung von einigen Dezibeln liegt. Ein derartiger Verlust stellt einen geringen Preis für die hohe Gesamtverstärkung der Wanderfeldröhre und für deren Fähigkeit dar, große Leistungen zu verarbeiten. Die Trennglieder stellen zwar eine fast vollständige Hochfrequenzisolierung zwischen benachbarten Zellengruppen her. Doch ist die Elektronenströmung am Ausgang einer jeden Zellengruppe moduliert. Die modulierte Elektronenströmung startet nach ihrem Eintritt in die nächste Zellengruppe in dieser eine neue Welle, die infolge der Wechselwirkung zwischen dieser neuen Wanderwelle und der Elektronenströmung weiter verstärkt wird. Man erhält also durch die Elektronenströmung eine nur in einer Richtung wirksame Kopplung zwischen aufeinanderfolgenden Zellengruppen.The separators have the task of a practically complete separation between the individual cell groups of the delay line 18 while at the same time allowing the flow of electrons that entire length of the traveling wave tube 12 to pass. That way it will with everyone individual cell group an optimal reinforcement while avoiding Vibrations that are based on feedback effects achieved. The dividers result in a loss in gain on the order of a few Decibels. Such a loss represents a low price for the high one Overall amplification of the traveling wave tube and for their ability process great achievements. The separators are almost complete RF isolation between adjacent cell groups. But is the electron flow modulated at the output of each cell group. The modulated electron flow starts a new wave after entering the next group of cells, as a result of the interaction between this new traveling wave and the electron flow is further strengthened. The electron flow means that one only obtains an in unidirectional coupling between successive groups of cells.

F i g. 2 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil der Röhre nach F i g. 1. Wie daraus ersichtlich, erstrecken sich die ferromagnetischen Polschuhe 16 radial nach innen bis etwa an den Umfang der axial gerichteten Elektronenströmung. Unmittelbar benachbart zur Elektronenströmung ist an jedem Polschuh ein kurzer Rohrstutzen 110 ausgebildet.F i g. Figure 2 shows an enlarged section through part of the tube according to FIG. 1. As can be seen from this, the ferromagnetic pole pieces extend 16 radially inward to approximately the circumference of the axially directed electron flow. Immediately adjacent to the electron flow is a short pipe socket on each pole piece 110 formed.

Je zwei aufeinanderfolgende Rohrstutzen sind voneinander durch einen Zwischenraum 112 getrennt, der sowohl die Aufgabe eines magnetischen Spaltes hat, indem er als Fokussierungslinse für die Elektronenströmung wirkt, als auch die Aufgabe eines elektromagnetischen Spaltes für die elektromagnetische Wechselwirkung zwischen der Elektronenströmung und der Mikrowellenenergie, welche die Verzögerungsleitung passieren.Two successive pipe sockets are separated from each other by one Gap 112 separated, which both has the task of a magnetic gap, by acting as a focusing lens for the flow of electrons, as well as the task an electromagnetic gap for the electromagnetic interaction between the electron flow and microwave energy that make up the delay line happen.

In radialer Richtung etwas weiter außen als die verdickten Teile der Polschuhe 16, welche die Rohrstutzen 110 bilden, hat jeder Polschuh 16 noch eine zweite zylindrische Verdickung 114, die nach beiden Seiten von den weniger dicken Teilen 15 der Polschuhe 16 aus vorragt. Die Verdickungen 114 haben die Form von kreisringförmigen, zur Achse der Röhre konzentrischen, stufenförmigen Ansätzen, die zur Ausrichtung der einzelnen Elemente der Verzögerungsleitung 18 dienen. In radialer Richtung innerhalb der stufenförmigen Ansätze 114 sind leitende, nichtmagnetische Distanzstücke 116 angebracht, welche die Form von Kreisringen haben, deren Außendurchmesser praktisch mit dem Innendurchmesser der zylindrischen Ansätze 114 übereinstimmt. Durch die Länge der einzelnen Distanzstücke in axialer Richtung wird die Länge der Mikrowellenhohlräume 118 bestimmt, die sich längs der Verzögerungsleitung 18 aneinanderreihen und untereinander verbunden sind. Wie ersichtlich, kann die ganze Verzögerungsleitung 18 einfach dadurch zusammengesetzt und axial ausgerichtet werden, daß abwechselnd Polschuhe 16 und Distanzstücke 116 aneinandergesetzt werden. Jedes Distanzstück 116 hat zwei Ringnuten 120, die während des Aneinanderreihens mit abdichtend wirkender Hartlotlegierung ausgefüllt werden. Die zusammengebaute Verzögerungsleitung wird in einen Ofen gebracht und dort innerhalb einer nichtoxydierenden Schutzgasatmosphäre so stark aufgeheizt, daß das Lot in den Kanälen 120 schmilzt und die aneinandergrenzenden Teile miteinander verlötet, so daß eine vakuumdichte Hülle entsteht. Die Distanzstücke 116 werden aus nichtmagnetischem Material, etwa Kupfer, hergestellt. Dadurch wird eine gut leitende Wand für die Hohlräume geschaffen, ohne daß sich ein magnetischer Kurzschluß für die Fokussierungsspalte 112 ergibt. Die gesamten Innenflächen der Hohlräume 118 werden schließlich mit einem sehr gut leitenden Material, etwa einer dünnen Schicht aus Silber oder Gold, überzogen.In the radial direction a little further out than the thickened parts of the pole pieces 16 which form the pipe socket 110 , each pole piece 16 also has a second cylindrical thickening 114 which protrudes on both sides from the less thick parts 15 of the pole pieces 16. The thickenings 114 are in the form of annular, step-shaped projections which are concentric to the axis of the tube and which serve to align the individual elements of the delay line 18. In the radial direction inside the step-shaped extensions 114, conductive, non-magnetic spacers 116 are attached, which have the shape of circular rings, the outer diameter of which practically corresponds to the inner diameter of the cylindrical extensions 114. The length of the individual spacers in the axial direction determines the length of the microwave cavities 118, which are lined up along the delay line 18 and connected to one another. As can be seen, the entire delay line 18 can simply be assembled and axially aligned by alternately placing pole pieces 16 and spacers 116 together. Each spacer 116 has two annular grooves 120 which are filled with a sealing brazing alloy while they are lined up. The assembled delay line is placed in an oven and heated there within a non-oxidizing protective gas atmosphere to such an extent that the solder in the channels 120 melts and the parts which are adjacent to one another are soldered together, so that a vacuum-tight envelope is formed. The spacers 116 are made from a non-magnetic material such as copper. This creates a highly conductive wall for the cavities without causing a magnetic short circuit for the focusing gaps 112. The entire inner surfaces of the cavities 118 are finally coated with a very conductive material, for example a thin layer of silver or gold.

Um aufeinanderfolgende Wechselwirkungszellen miteinander zu verbinden, ist eine Kopplungsöffnung 122 in jedem einzelnen der ferromagnetischen Polschuhe 16 vorgesehen. Gestalt und Ausrichtung dieser Kopplungsöffnungen 122 werden unten an Hand von F i g. 3 erläutert. Ebenfalls zwischen je zwei benachbarten Polschuhen 16 sind die Fokussierungsmagneten 14 angeordnet. Sie haben ringscheibenförmige Gestalt und sind so gebaut, daß sie azimutalsymmetrisch um die zylindrischen Ansätze 114 passen. Die Magneten 14 sind durch einen diametralen Spalt in zwei Teile geteilt, so daß sie leicht an der Verzögerungsleitung 18 anbringbar sind, nachdem diese bereits zusammengebaut worden ist. Die Länge der Magneten in axialer Richtung entspricht praktisch dem axialen Abstand benachbarter Polschuhe 16, während ihre Ausdehnung in radialer Richtung entweder genauso groß sein kann wie die der Polschuhe 16 oder, wie aus F i g. 2 gut ersichtlich, größer als diese. Um in den Spalten 112 Fokussierungslinsen zu erhalten, müssen je zwei aufeinanderfolgende Magneten 14 immer mit umgekehrter Polarität aufgereiht werden. Damit wird eine Umkehr der Richtung des magnetischen Feldes von Linse zu Linse erhalten.In order to connect successive interaction cells to one another, a coupling opening 122 is provided in each individual one of the ferromagnetic pole shoes 16. The shape and orientation of these coupling openings 122 are shown below with reference to FIG. 3 explained. The focusing magnets 14 are also arranged between each two adjacent pole pieces 16. They have the shape of an annular disk and are constructed so that they fit around the cylindrical lugs 114 with azimuthal symmetry. The magnets 14 are divided into two parts by a diametrical gap so that they can easily be attached to the delay line 18 after it has already been assembled. The length of the magnets in the axial direction corresponds practically to the axial distance between adjacent pole shoes 16, while their extension in the radial direction can either be the same as that of the pole shoes 16 or, as shown in FIG. 2 clearly visible, larger than this. In order to obtain focussing lenses in the columns 112, two consecutive magnets 14 must always be lined up with reversed polarity. This results in a reversal of the direction of the magnetic field from lens to lens.

Im Bereich eines typischen Trenngliedes 100 stellt die aus Polschuh, Magnet und Distanzstück bestehende Anordnung ein praktisch kontinuierliches Gebilde dar. Die Polschuhe sind hier allerdings etwas anders gestaltet als die Polschuhe 16 und daher mit 124 bezeichnet. Das gleiche gilt für das Distanzstück 126 im Vergleich mit den Distanzstücken 116. Aus F i g. 3 geht dies im einzelnen hervor. Im Inneren dieses speziellen Distanzstückes 126 ist dämpfendes Material in Form von zwei verlusterzeugenden, knopfförmigen, keramischen Dämpfungskörpern 128 angebracht, die sich jeweils vom Inneren einer Kopplungsöffnung 122 durch das Distanzstück 126 hindurch bis in die Wand des der Kopplungsöffnung 122 gegenüberliegenden Polschuhs 124 erstrecken. Das Distanzstück 126 bildet so ein Paar Hohlräume 130 von besonderer Gestalt, die an die jeweils zugehörige Kopplungsöffnung 122 angrenzen und mit verlusterzeugendem Dämpfungsmaterial nahezu ausgefüllt sind.In the area of a typical isolating link 100, the pole shoe, Magnet and spacer existing arrangement a practically continuous structure The pole pieces are designed somewhat differently here than the pole pieces 16 and therefore designated 124. The same applies to the spacer 126 in comparison with the spacers 116. From FIG. 3 shows this in detail. Internally this special spacer 126 is dampening material in the form of two loss-generating, button-shaped, ceramic damping bodies 128 attached, each from the Inside a coupling opening 122 through the spacer 126 through to the Wall of the coupling opening 122 opposite pole piece 124 extend. That Spacer 126 thus forms a pair of cavities 130 of a particular shape, the adjoin the respective associated coupling opening 122 and with loss-generating Damping material are almost filled.

Die beiden Hohlräume 130 sind voneinander durch eine Scheidewand 150 getrennt, die in F i g. 4 genauer gezeichnet ist. Eine Wechselwirkung zwischen den Hohlräumen 130 und der Elektronenströmung wird durch den mittleren Teil des Distanzstückes 126 vermieden, der die Form eines Ringes 132 hat, dessen radiale Abmessungen etwa denen der Rohrstutzen 110 entsprechen, und der in axialer Richtung den Zwischenraum den zwei benachbarten Rohrstutzen überbrückt. Dadurch wird die Elektronenströmung im Bereich des Trenngliedes 100 nahezu vollständig gegen die Verzögerungsleitung abgeschirmt.The two cavities 130 are separated from one another by a partition 150 separately, which in FIG. 4 is drawn in more detail. An interaction between the Cavities 130 and the electron flow is through the middle part of the spacer 126 avoided, which has the shape of a ring 132, the radial dimensions of which are approximately which correspond to the pipe socket 110, and the space in the axial direction bridged the two adjacent pipe sockets. This causes the electron flow in the area of the isolating element 100 almost completely against the delay line shielded.

Die entlang der Verzögerungsleitung 18 aufgereihten Polschuhe 16 haben gemäß F i g. 2 in axialer Richtung voneinander die Abstände a, b, c, d. Sowohl diese Abstände als auch die zugehörigen axialen Längen der Distanzstücke 116, der Magneten 14 und der Rohrstutzen 110 kann man so wählen, daß sie in gleichem Maß in Richtung auf das Kollektorende der Röhre hin abnehmen. Man erhält dadurch gewissermaßen eine Verkürzung der Verzögerungsleitung 18 in der Weise, daß die Elektronenströmung, die ja infolge der Energieabgabe an die Wanderwellen ständig langsamer wird, trotzdem in Synchronismus mit den Wanderwellen bleibt, da die räumliche Periode der aufeinanderfolgenden Zellen abnimmt. Mit anderen Worten: Da die Elektronenströmung von Zelle zu Zelle eine immer kürzer werdende Distanz zurückzulegen hat, durchläuft sie scheinbar die einzelnen Zellen mit der gleichen Geschwindigkeit, obwohl sie in Wirklichkeit langsamer geworden ist. Dadurch wird die relative Phasengeschwindigkeit der Wanderwellen verringert, wodurch die gewünschte synchrone Wechselwirkung längs der gesamten Verzögerungsleitung in hohem Maß erhalten bleibt.The pole shoes 16 lined up along the delay line 18 have according to FIG. 2 in the axial direction from each other the distances a, b, c, d. Both these distances and the associated axial lengths of the spacers 116, the magnets 14 and the pipe socket 110 can be selected so that they decrease to the same extent in the direction of the collector end of the tube. As a result, the delay line 18 is shortened, so to speak, in such a way that the electron flow, which is constantly slowing down as a result of the energy output to the traveling waves, nevertheless remains in synchronism with the traveling waves, since the spatial period of the successive cells decreases. In other words: Since the electron flow from cell to cell has to cover an ever shorter distance, it apparently passes through the individual cells at the same speed, although in reality it has become slower. This reduces the relative phase velocity of the traveling waves, as a result of which the desired synchronous interaction is maintained to a high degree along the entire delay line.

In F i g. 3 ist ein einzelner Satz der in größerer Anzahl in einer Verzögerungsleitung 18 vorhandenen Polschuhe, Magneten und Distanzstücke dargestellt, um zu erläutern, wie die einzelnen Teile der Verzögerungsleitung hergestellt und zusammengesetzt werden. Ein typischer Polschuh 16 ist einmal in Draufsicht und einmal im Querschnitt dargestellt. Ein typischer Magnet 14 und ein typisches Distanzstück 116 sind nur im Querschnitt gezeigt.In Fig. 3 is a single set of those in greater numbers in one Delay line 18 shown existing pole pieces, magnets and spacers, to explain how each part of the delay line is made and be put together. A typical pole piece 16 is once in plan view and once shown in cross section. A typical magnet 14 and a typical spacer 116 are only shown in cross section.

Der Querschnitt zeigt den Polschuh 16 konzentrisch zur Elektronenströmung, die von dem kurzen Rohrstutzen 110 umschlossen ist, der sich axial in beiden Richtungen senkrecht zur Ebene des Polschuhs 16 ausdehnt. Vom Rohrstutzen 110 aus erstreckt sich der Polschuh 16 radial nach außen. In radialer Richtung zwischen Rohrstutzen und äußerem Umfang des Polschuhs befinden sich die beiden kreiszylindrischen, ringförmigen Ansätze 114, die in Achsrichtung über die beiden Flächen des Polschuhs 16 vorragen.The cross section shows the pole piece 16 concentric to the electron flow, which is enclosed by the short pipe socket 110, which extends axially in both directions extends perpendicular to the plane of the pole piece 16. Extends from the pipe socket 110 the pole piece 16 extends radially outward. In the radial direction between the pipe socket and the outer circumference of the pole piece are the two circular-cylindrical, ring-shaped ones Lugs 114 which protrude in the axial direction over the two surfaces of the pole piece 16.

Die äußere zylindrische Fläche des Ansatzes 114 haltert den Fokussierungsmagneten 14 koaxial zur Elektronenströmung, während seine innere Fläche mit der Außenfläche des Distanzstückes 116 in Berührung steht. Der Innendurchmesser des Distanzstückes 116 definiert die äußeren Abmessungen der Wechselwirkungszelle, welche von zwei aufeinanderfolgenden Polschuhen 16 gebildet wird. Vor dem Zusammenbau wird ein Dichtungsmittel in die Ringnuten 120 eingebracht, die sich in den Stirnflächen der Distanzstücke befinden.The outer cylindrical surface of the boss 114 supports the focusing magnet 14 coaxial with the electron flow, while its inner surface is with the outer surface of the spacer 116 is in contact. The inside diameter of the spacer 116 defines the external dimensions of the interaction cell, which of two successive pole pieces 16 is formed. Before assembling, a sealant is used introduced into the annular grooves 120, which are in the end faces of the spacers are located.

In jedem Polschuh ist außermittig eine Kopplungsöffnung 122 vorgesehen, die dazu dient, die Hochfrequenzenergie von einer Zelle der Verzögerungsleitung in die nächste weiterzuleiten.A coupling opening 122 is provided eccentrically in each pole shoe, which serves to take the radio frequency energy from one cell of the delay line forward to the next.

Größe, Gestalt und Ausrichtung der Kopplungsöffnungen 122 sind in F i g. 3 links erkennbar. Der Rohrstutzen 110 hat einen inneren Radius r1, der etwas größer ist als der Radius der Elektronenströmung; und einen äußeren Radius r.,. Die nierenförmige Kopplungsöffnung 122 erstreckt sich vom Radius r3 bis zum Radius r4. Beim Fräsen der COffnung 122 wird das Werkstück um den Winkel a gedreht, der zwischen 0 und etwa 60° liegt. Auf diese Weise entsteht die nierenförmige Kopplungsöffnung 122, die zwischen den Radien r3 und r4 liegt.The size, shape and orientation of the coupling openings 122 are shown in FIG F i g. 3 visible on the left. The pipe socket 110 has an inner radius r1, which is something is larger than the radius of the electron flow; and an outer radius r.,. The kidney-shaped coupling opening 122 extends from the radius r3 to the radius r4. When milling the opening 122, the workpiece is rotated through the angle α, the is between 0 and about 60 °. This creates the kidney-shaped coupling opening 122, which lies between the radii r3 and r4.

In radialer Richtung außerhalb der Kopplungsöffnung 122 befindet sich der zylindrische, stufenförmige Ansatz 114, dessen Innenradius mit r6 bezeichnet ist und praktisch gleich dem Außenradius des Distanzstückes 116 ist. Der Innenradius r5 des Distanzstückes 116 bestimmt die Außenabmessung der Wechselwirkungszelle. Der mit r7 bezeichnete Außenradius des Ansatzes 114 ist praktisch gleich dem Innenradius des Magneten 14. In F i g. 3 ist der Außenradius des Polschuhs 16 mit r8 und der Außenradius des Magneten 14 mit r9 bezeichnet.In the radial direction outside the coupling opening 122 there is the cylindrical, step-shaped extension 114, the inner radius of which is denoted by r6 and is practically the same as the outer radius of the spacer 116 . The inner radius r5 of the spacer 116 determines the outer dimension of the interaction cell. The outer radius of the projection 114, denoted by r7, is practically equal to the inner radius of the magnet 14. In FIG. 3, the outer radius of the pole piece 16 is designated with r8 and the outer radius of the magnet 14 with r9.

Um beim Zusammenbau alle Polschuhe 16 in der richtigen Winkelstellung fixieren zu können, sind ein oder mehrere Sätze von Löchern 134 in den Polschuhen 16 vorgesehen. Außerdem kann am Umfang der Polschuhe 16 je eine Markierungskerbe 136 angebracht werden, an der jederzeit, auch bei fertigmontierter Röhre, erkennbar ist, unter welchem Winkel jeder einzelne Polschuh 16 eingebaut ist. Im gezeichneten Beispiel ist die Markierungskerbe immer genau gegenüber der nierenförmigen Kopplungsöffnung 122 angebracht.To all pole pieces 16 in the correct angular position when assembling To be able to fix, one or more sets of holes 134 are in the pole pieces 16 provided. In addition, a marking notch can be provided on the circumference of the pole shoes 16 136 can be attached at any time, even when the tube is fully assembled is the angle at which each individual pole piece 16 is installed. Im drawn For example, the marking notch is always exactly opposite the kidney-shaped coupling opening 122 attached.

In F i g. 4 ist ein typisches Trennglied gezeichnet, wie deren mehrere gestrichelt in F i g. 1 angedeutet sind, etwa das Trennglied 100. Die Trenngliedpolschuhe 124 sind perspektivisch dargestellt, um erkennbar zu machen, wie sie sich von den für die übrigen Kreise typischen Polschuhen 16 unterscheiden. In der nach der Mitte des Trenngliedes 100 hinweisenden Oberfläche jedes Polschuhs 124 sind zwei sich teilweise überschneidende kreisförmige Aussparungen 136 angebracht. Die kreisförmigen Aussparungen 136 gehen in ihrer Tiefe etwa bis zur Hälfte der Polschuhwände 124 hinein und nehmen die verdickten Enden 138 der knopfförmigen Dämpfungselemente 128 auf. Diese bestehen aus einem mit Kohlenstoff imprägnierten porösen keramischen Material. Die Imprägnierung mit Kohlenstoff kann dadurch erhalten werden, daß der keramische Körper in eine Kohlehydratlösung, beispielsweise eine Zukkerlösung, gelegt und, sobald er sich mit dieser Lösung gesättigt hat, in einer sauerstofffreien Atmosphäre so weit erhitzt wird, daß die Kohlehydrate zerfallen, so daß ein gleichmäßig im Inneren des Keramikkörpers verteilter Rückstand von Kohlenstoff übrigbleibt.In Fig. 4 a typical separator is drawn, as are several of them dashed lines in FIG. 1 are indicated, such as the separator 100. The separator pole shoes 124 are shown in perspective to show how they differ from the for the other circles typical pole pieces 16 differentiate. In the middle of the separating member 100 facing surface of each pole piece 124 are two partially intersecting circular recesses 136 attached. The circular Recesses 136 extend in their depth to approximately half of the pole shoe walls 124 and take the thickened ends 138 of the button-shaped cushioning elements 128 on. These consist of a porous ceramic impregnated with carbon Material. The impregnation with carbon can be obtained in that the Ceramic bodies are placed in a carbohydrate solution, for example a sugar solution and, once saturated with this solution, in an oxygen-free atmosphere is heated so far that the carbohydrates disintegrate, so that a uniform in Residues of carbon distributed inside the ceramic body remain.

Der Fokussierungsmagnet 14 ist so wie alle übrigen Fokussierungsmagneten aufgebaut und braucht deshalb für das Trennglied nicht besonders beschrieben zu werden. Das spezielle Distanzstück 126 paßt in radialer Richtung in die zylindrischen Ansätze 114 und enthält zwei Hohlräume 130, zu denen je eine Kopplungsöffnung 122 gehört. Ein Endteil in Form eines flachen Stegbleches 140 schließt das Ende jedes der beiden Hohlräume 130 ab. In jedem davon ist ein Paar sich überlappender kreisförmiger Öffnungen 142 ausgespart, die konzentrisch zu den kreisförmigen Aussparungen 136 in den benachbarten Trenngliedpolschuhen 124 liegen, jedoch einen geringeren Durchmesser als diese haben. Die knopfförmigen Dämpfungskörper 128 erstrecken sich vom Inneren der Aussparungen 136 durch die Öffnungen 142 in den Stegblechen 140 und durch je einen Hohlraum 130 bis etwa zur Hälfte durch die gegenüberliegenden Kopplungsöffnungen 122 hindurch.The focusing magnet 14 is constructed like all other focusing magnets and therefore does not need to be specifically described for the isolating member. The special spacer 126 fits in the radial direction in the cylindrical extensions 114 and contains two cavities 130, each of which has a coupling opening 122. An end part in the form of a flat web plate 140 closes the end of each of the two cavities 130. A pair of overlapping circular openings 142 are recessed in each thereof and are concentric with but smaller in diameter than the circular recesses 136 in the adjacent separator pole pieces 124. The button-shaped damping bodies 128 extend from the interior of the recesses 136 through the openings 142 in the web plates 140 and through a cavity 130 each up to about halfway through the opposite coupling openings 122.

Ein ringförmiger Ansatz 146 auf jeder Seite des Distanzstückes 126 dient zur Aufnahme der Enden der zu den beiden Polschuhen 124 gehörigen Rohrstutzen 110. Die beiden Hohlräume 130 sind durch einen leitenden Mittelteil in Form eines Steges 150 voneinander getrennt. Die Mikrowellenenergie aus der links an das gezeichnete Trennglieddistanzstück 126 sich anschließenden Verzögerungsleitung 18 kann in die Kopplungsöffnung 122 des in F i g. 4 links abgebildeten Polschuhs 124 gelangen, wo sie, nachdem sie die Kopplungsöffnung etwa zur Hälfte durchdrungen hat, auf den oberen knopfförmigen Dämpfungskörper 128 trifft. Derjenige Bestandteil der Mikrowellenenergie, der in dem verlusterzeugenden Keramikkörper 1.28 nicht gleich absorbiert wird, kann sich in den zugehörigen Hohlraum 130 ausbreiten, wo er nach und nach vollständig absorbiert wird.An annular extension 146 on each side of the spacer 126 serves to receive the ends of the pipe sockets 110 belonging to the two pole pieces 124. The two cavities 130 are separated from one another by a conductive middle part in the form of a web 150. The microwave energy from the delay line 18 adjoining the separator spacer 126 shown on the left can be fed into the coupling opening 122 of the circuit shown in FIG. 4 pole shoe 124 shown on the left, where it meets the upper button-shaped damping body 128 after it has penetrated approximately halfway through the coupling opening. That component of the microwave energy which is not immediately absorbed in the loss-generating ceramic body 1.28 can propagate into the associated cavity 130, where it is gradually completely absorbed.

Auf gleiche Weise wird Mikrowellenenergie aus der rechts vom Trennglied befindlichen Verzögerungsleitung, welche in Richtung auf das Trennglied fortschreitet, von der unteren Hälfte der Anordnung praktisch völlig absorbiert.In the same way, microwave energy is generated from the one to the right of the isolator located delay line, which progresses towards the isolator, practically completely absorbed by the lower half of the arrangement.

Beim Betrieb der Wanderfeldröhre 12 pflanzt sich Mikrowellenenergie von rechts nach links entlang der Verzögerungsleitung 18 fort, wobei sie zunächst in der Zellengruppe 98 infolge Wechselwirkung mit der Elektronenströmung verstärkt wird. In der Nähe des Ausgangs dieser Zellengruppe ist die Wanderwelle angewachsen und hat eine beachtliche Dichtemodulation der Elektronenströmung veranlaßt. Im ersten Trennglied, also dem Glied 106, wird die Wanderwellenenergie praktisch vollständig absorbiert. Die modulierte Elektronenströmung pflanzt sich jedoch in die nächste Zellengruppe 96 fort, wo sie eine neue Wanderwelle startet. Die neue Wanderwelle wächst wiederum an und wird durch die Elektronenströmung verstärkt, bis sie das Ausgangsende der Zellengruppe 96 am Trennglied 104 erreicht. Die Elektronenströmung ist hier noch stärker moduliert als am Ausgang der Zellengruppe 98, und die Wanderwellenenergie wird wieder völlig absorbiert. Dieser Vorgang wiederholt sich mehrmals, bis die nunmehr äußerst stark dichtemodulierte Elektronenströmung die Ausgangszellengruppe 90 erreicht, nachdem sie das Trennglied 100 passiert hat. In der Ausgangszellengruppe 90 der Verzögerungsleitung 18 startet die Elektronenströmung nun eine äußerst energiereiche Wanderwelle. Die am Ausgang dieser letzten Zellengruppe ankommende Mikrowellenenergie wird dann dem Ausgangshohlleiter 26 zugeführt.When the traveling wave tube 12 is in operation, microwave energy propagates from right to left along the delay line 18, initially being amplified in the cell group 98 as a result of interaction with the flow of electrons. In the vicinity of the exit of this group of cells, the traveling wave has grown and has caused a considerable density modulation of the electron flow. In the first separating element, that is to say element 106, the traveling wave energy is practically completely absorbed. The modulated electron flow, however, propagates into the next group of cells 96, where it starts a new traveling wave. The new traveling wave grows again and is amplified by the flow of electrons until it reaches the exit end of the cell group 96 at the separating member 104. The electron flow is modulated even more strongly here than at the exit of the cell group 98, and the traveling wave energy is completely absorbed again. This process is repeated several times until the electron flow, which is now extremely densely modulated, reaches the output cell group 90 after it has passed the separating element 100 . In the output cell group 90 of the delay line 18 , the flow of electrons now starts an extremely high-energy traveling wave. The microwave energy arriving at the output of this last cell group is then fed to the output waveguide 26.

In jedem Trennglied 100, 102, 104 und 106 gehen einige Dezibel an Verstärkung verloren. Trotz dieses Verlustes wird mit Hilfe dieser Trennglieder eine weit höhere Verstärkung erhalten, als man sie in einer einfachen Wanderfeldröhre erreichen könnte. Die Trennglieder »isolieren« aneinandergrenzendeZellengruppen voneinander, so daß Instabilitäten und ungewünschte Schwingungen, die infolge von Reflexionen oder infolge zu großer Verstärkung in einem einzelnen Abschnitt der Wanderfeldröhre zustande kommen könnten, vermieden werden.A few decibels go into each separator 100, 102, 104 and 106 Reinforcement lost. Despite this loss, these separators are used get a much higher gain than you get in a simple traveling wave tube could achieve. The separators "isolate" adjacent groups of cells from each other, so that instabilities and undesired vibrations that result from Reflections or as a result of excessive gain in a single section of the Traveling wave tube could come about, be avoided.

Was die Gestaltung der Einzelteile und die Technik ihrer Ausrichtung und der Herstellung der richtigen Abstände zwischen ihnen anlangt, so sei bemerkt, daß man eine ganze Anzahl verschiedenartiger Distanzstücke anwenden kann. So sind die in F i g. 3 und 6 abgebildeten Distanzstücke 116 rotationssymmetrische Ringe, während der in F i g. 5 dargestellte Distanzring 117 U-förmige Gestalt hat. Die speziellen Distanzstücke 126, die in F i g. 2 und 4 erscheinen, bestehen dagegen aus einer mit Stegblechen versehenen Ringscheibe, die besonders geformte <Öffnungen aufweist. Das heißt aber, daß die Distanzstücke 116, 117 oder 126 neben ihrer Funktion der Schaffung des richtigen Abstandes der Einzelteile untereinander und der richtigen Ausrichtung dieser Teile noch eine oder mehrere zusätzliche Aufgaben erfüllen können. Diese zusätzlichen Aufgaben brauchen dabei nicht einmal für alle die gleichen sein. Die rotationssymmetrisch ausgebildeten Ringe 116 nach F i g. 3 und 6 stellen die in der Verzögerungsleitung der F i g. 1 vorwiegend verwendeten Distanzstücke dar. Das U-förmige Distanzstück 117 wird zweckmäßig bei der Eingangs- und bei der Ausgangszellengruppe der in F i g. 1 dargestellten Verzögerungsleitung verwendet. Das spezielle Distanzstück 126 nach F i g. 2 und 4 wird in den Trenngliedern der Wanderfeldröhre angewandt. Bei allen diesen Anwendungen können die Distanzstücke 116,117 oder 126 jeweils eine rundum laufende Aussparung oder Nut in ihren senkrecht zur Elektronenströmung sich erstreckenden und an die benachbarten Polschuhe angrenzenden Oberflächen enthalten. Diese Aussparungen bzw. Nuten können dann bei der Montage mit einer Lötlegierung ausgefüllt werden. Es ist wesentlich bei der Gestaltung der Distanzstücke 116, 117 oder 126, daß man deren Größe in bezug auf die Ansätze 114 der Polschuhe, an welche die Distanzstücke anstoßen, unter Berücksichtigung der verschiedenen Wärmedehnungsziffern der Distanzstücke und der Polschuhe sorgfältig auswählen kann. Mittels Hartlot oder Weichlot, das in die Aussparungen oder Nuten 120 gebracht wird, kann dann aus den aufeinanderfolgenden Polschuhen 16 bzw. 124 und Distanzringen 116, 117 oder 126 ein einheitlich zusammenhängendes Gebilde hergestellt werden.As for the design of the individual parts and the technique of aligning them and making the correct spacing between them, it should be noted that a number of different spacers can be used. So are those shown in FIG. 3 and 6 shown spacers 116 rotationally symmetrical rings, while the in F i g. 5 shown spacer ring 117 is U-shaped. The special spacers 126 shown in FIG. 2 and 4 appear, on the other hand, they consist of an annular disk provided with web plates, which has specially shaped <openings. This means, however, that the spacers 116, 117 or 126, in addition to their function of creating the correct spacing between the individual parts and the correct alignment of these parts, can also fulfill one or more additional tasks. These additional tasks do not even have to be the same for everyone. The rotationally symmetrical rings 116 according to FIG. 3 and 6 represent those in the delay line of FIG. The U-shaped spacer 117 is expediently used in the input and output cell groups of the FIG. 1 shown delay line is used. The special spacer 126 of FIG. 2 and 4 is used in the separators of the traveling wave tube. In all of these applications, the spacers 116, 117 or 126 can each contain an all-round recess or groove in their surfaces that extend perpendicular to the electron flow and adjoin the adjacent pole shoes. These recesses or grooves can then be filled with a solder alloy during assembly. It is essential in the design of the spacers 116, 117 or 126 that one can carefully select their size in relation to the lugs 114 of the pole pieces against which the spacers abut, taking into account the various coefficients of thermal expansion of the spacers and the pole pieces. By means of hard solder or soft solder which is brought into the recesses or grooves 120 , a uniformly coherent structure can then be produced from the successive pole pieces 16 or 124 and spacer rings 116, 117 or 126.

Es wurde erwähnt, daß das Dämpfungsmaterial, das in die Hohlräume 130 gemäß F i g. 2 und 4 eingebracht wird, nicht das ganze Volumen dieser Hohlräume ausfüllt, sondern daß rund um die knopfförmigen Gebilde 128 herum ein gewisser freier Raum verbleibt. Es wurde empirisch festgestellt, daß die dabei auftretenden Verhältnisse denen bei einem sich erweiternden Abschluß in einem Abschnitt eines herkömmlichen Hohlleiters analog sind. Das bedeutet aber, daß eine Kombination aus Vakuum und einem verlusterzeugenden keramischen Material eine ausgezeichnete Impedanzanpassung ergibt. Ein weiterer Faktor, der maßgebend an der Herstellung der bestmöglichen Impedanzanpassung beteiligt ist, besteht in dem Ausmaß, bis zu welchem das dämpfende Material in das Innere der Kopplungsöffnung 122 eindringt. Es wurde festgestellt, daß man maximale Impedanzanpassung erhält und gleichzeitig die Diskontinuität im Dielektrikum an eine unkritische Stelle verlegt, wenn man die knopfförmigen Gebilde 128 bis etwa zur Mitte in die Kopplungsöffnungen 122 eindringen läßt. Der eine Hohlraum 130 des Trenngliedes 100 schließt, wie gesagt, das eine Ende der Zellengruppe 90 ab, während der andere Hohlraum 130 des Trenngliedes 100 ein Ende der Zellengruppe 92 abschließt. Dabei sind die beiden Hohlräume 130 durch den leitenden Steg 150 voneinander getrennt. Demzufolge sind auch die Zellengruppen 90 und 92 in gleicher Weise voneinander getrennt, mit Ausnahme der nur in einer Richtung wirksamen Kopplung durch die Elektronenströmung.It was mentioned that the damping material which is inserted into the cavities 130 according to FIG. 2 and 4 is introduced, does not fill the entire volume of these cavities, but that a certain free space remains around the button-shaped structure 128. It has been empirically established that the conditions that arise are analogous to those in the case of a widening termination in a section of a conventional waveguide. However, this means that a combination of vacuum and a loss-generating ceramic material results in excellent impedance matching. Another factor which is decisive in producing the best possible impedance matching is the extent to which the damping material penetrates into the interior of the coupling opening 122. It has been found that maximum impedance matching is obtained and, at the same time, the discontinuity in the dielectric is relocated to a non-critical point if the button-shaped structures 128 are allowed to penetrate into the coupling openings 122 to about the middle. The one cavity 130 of the separating member 100 closes off one end of the cell group 90, as mentioned, while the other cavity 130 of the separating member 100 closes one end of the cell group 92. The two cavities 130 are separated from one another by the conductive web 150. As a result, the cell groups 90 and 92 are also separated from one another in the same way, with the exception of the coupling, which is effective in only one direction, due to the flow of electrons.

Ein anderes Problem, das durch die beschriebene Anordnung gelöst wird, ist die Ableitung der Wärme aus dem verlusterzeugenden keramischen Material, ohne daß es zu einer Zerstörung des Aufbaus dieses Materials kommt. Die knopfförmigen Keramikgebilde 128 stehen in gutem Wärmekontakt mit Teilen der Kopplungsöffnungen 1.22, und ihre verbreiterten Köpfe 138 sind mit dem größten Teil ihrer Oberfläche zwischen den Aussparungen 136 und den Stegblechen 140 eingebettet. Sie stehen also in gutem Wärmekontakt mit den Polschuhen 124 und dem Distanzstück 126.Another problem that is solved by the described arrangement, is the dissipation of heat from the loss-generating ceramic material without that there is a destruction of the structure of this material. The button-shaped Ceramic structures 128 are in good thermal contact with parts of the coupling openings 1.22, and their enlarged heads 138 are with most of their surface area embedded between the recesses 136 and the web plates 140. So you are standing in good Thermal contact with the pole pieces 124 and the spacer 126.

Bei der beschriebenen Anordnung befindet sich genügend Dämpfungsmaterial an der richtigen Stelle, um praktisch die gesamte elektromagnetische Energie der Wanderwellen zu absorbieren. Doch ist die Menge dieses Dämpfungsmaterials immer noch klein genug, um auch eine gute Impedanzanpassung zur Folge zu haben. Außerdem kann man für die Keramikkörper 128 ein Material wählen, das einen Porositätsfaktor von etwa 30 % hat, leicht zu bearbeiten und leicht mit einer den Verlustwinkel erhöhenden Substanz imprägnierbar ist. Die kleinen in den Keramikkörpern vorgesehenen zylindrischen Öffnungen 144 erleichtern das Imprägnieren und ermöglichen auch ein schnelleres Abpumpen der fertigmontierten Anordnung.In the described arrangement there is sufficient damping material in the right place to capture practically all of the electromagnetic energy of the To absorb traveling waves. But the amount of this damping material is always still small enough to result in good impedance matching. aside from that one can choose a material for the ceramic body 128 that has a porosity factor of about 30%, easy to machine and easy with a loss angle increasing Substance can be impregnated. The small cylindrical ones provided in the ceramic bodies Openings 144 facilitate the impregnation and also allow a faster Pump down the fully assembled arrangement.

Eine mögliche Änderung der beschriebenen Anordnung besteht darin, daß man das Dämpfungsmaterial durch Löten oder Ankleben an den entsprechenden Polschuhen befestigt, statt daß man es durch die Öffnungen 142 in den Stegblechen 140 haltert, was aber auch zusätzlich zu dieser Halterung geschehen kann.One possible change to the described arrangement is to that the damping material can be soldered or glued to the corresponding pole pieces instead of holding it through the openings 142 in the web plates 140, but what can also be done in addition to this bracket.

Die beschriebene Wanderfeldröhre vereinigt in sich eine Hochfrequenz-Verzögerungsleitung mit eigener periodischer Fokussierungsvorrichtung und enthält insbesondere Vorrichtungen, durch welche die Röhre in Längsrichtung derart aufgeteilt wird, daß man, ohne die periodische Struktur der Verzögerungsleitung oder die periodische Fokussierung zu zerstören, eine Unterteilung der Röhre in eine Anzahl stabiler, nichtschwingender Zellengruppen erhält, mit denen man ohne weiteres Millivolts zu leistungsstarken Kilovolts verstärken kann. Durch eine derartige Röhre kann man deshalb bis zu fünf und mehr herkömmliche Wanderfeldröhren oder sonstige Hochfrequenzröhren ersetzen. Viele Vorteile entstehen aus der Tatsache, daß die Funktionen mehrerer Röhren in einer einzigen Röhre vereinigt sind. So erhält man insgesamt ein wesentlich kleineres und leichteres Gebilde, als wenn man mehrere Einzelröhren verwendet. Verschiedene Bauelemente und Hilfseinrichtungen, etwa die Elektronenkanone, die Spannungsversorgung und den Modulator, braucht man nur ein einziges Mal vorzusehen. Ferner wird die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls eines Gerätes um so geringer, je geringer die Anzahl der Röhren und sonstigen Bauteile in diesem Gerät ist. Schließlich kann man, wie erwähnt, ohne besonderen Energieaufwand eine beliebig hohe Verstärkung in der Röhre erreichen.The traveling wave tube described combines a high-frequency delay line with its own periodic focusing device and contains in particular devices, by which the tube is divided in the longitudinal direction in such a way that, without the periodic structure of the delay line or periodic focusing destroy, a division of the tube into a number of stable, non-vibrating ones Cell groups are obtained with which one can easily perform millivolts Kilovolts can amplify. A tube of this type can therefore accommodate up to five and replace more conventional traveling wave tubes or other high-frequency tubes. Many advantages arise from the fact that the functions of multiple tubes in are combined in a single tube. So you get a much smaller one overall and a lighter structure than when using several individual tubes. Different Components and auxiliary equipment, such as the electron gun, the power supply and the modulator only need to be provided once. Furthermore, the The lower the probability of a device failure, the lower The number of tubes and other components in this device is. After all, you can As mentioned, an arbitrarily high gain in the Reach tube.

Claims

Claims: 1. Elongated traveling wave tube with a magnetically bundled electron beam and with a delay line consisting of cells lying one behind the other in the direction of the beam, in which two consecutive cells are separated from each other by a transverse wall, in which a central electron beam passage opening in the form of a short pipe stub and a coupling opening on the side is provided for the electromagnetic coupling of the successive cells, and in which the cells are divided into successive cell groups that damping material is arranged in individual cells, which closes the cell groups practically reflection-free, characterized in that the group division takes place between two adjacent cell groups only one cell is provided with damping material (damping cell) and that the damping material in the damping cell for each of the two adjacent cell groups is arranged separately and in each case protrudes into the coupling opening (122) of the associated transverse wall (124) separating the damping cell from the cell group in question.

2. Traveling wave tube according to claim 1, characterized in that the damping material is in the form of two damping bodies extending parallel to the delay line axis (beam axis) (128) has, which is arranged between the two transverse walls (124) of the damping cell enforce metallic spacer (126) which is designed so that the two damping bodies (128) each through one of two cavities (130), the with respect to the high frequency wave energy are terminated from each other, extend.

3. traveling wave tube according to claim 2, characterized in that the two against each other closed cavities (130) are formed in that the metallic spacer (126) through one with a central electron beam passage opening (132) provided transverse web (150) is divided into two equal cavity sections.

4th Traveling wave tube according to Claim 2 or 3, characterized in that each of the two Transverse walls (124) of the damping cell opposite the coupling opening (122) of the other Transverse wall (124) has a groove-shaped recess (136) for holding the relevant Has damping body (128). Publications considered: German patent specification No. 956,707; French Patent No. 934 220; U.S. Patent No. 2,847 607; "Armales de T616communications", March 1957, p. 92 ff .; "Proceedings IRE", 1956, P. 649 ff .; "IRE Transactions an Electron Devices", July 1958, pp. 186 ff., July 1958, p. 161 ff., And January 1958, p. 35 ff. Older patents considered: German Patent No. 1084 781.