DE1285069B

DE1285069B - Decoupling device for a circular cylindrical magnetron tube

Info

Publication number: DE1285069B
Application number: DEG29149A
Authority: DE
Inventors: Vaughan James Rodney M
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1959-03-04
Filing date: 1960-03-03
Publication date: 1968-12-12
Also published as: US2967974A; GB877394A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Auskoppelvorrichtung sungsglied, das sich von der Auskoppelöffnung im für kreiszylindrische Magnetronröhren. Anodenblock in Richtung zum dielektrischen FensterThe invention relates to a decoupling device which extends from the decoupling opening in the for circular cylindrical magnetron tubes. Anode block towards the dielectric window

Es sind kreiszylindrische Magnetronröhren mit um hin über insgesamt etwa eine'Viertelwellenlänge, beeine zentrale Kathode angeordneten, das Anoden- zogen auf die mittlere Betriebsfrequenz der Röhre, system bildenden Hohlraumresonatoren bekannt 5 erstreckt, vor der genannten kontinuierlichen Ab-(vgl. z. B. die französische Patentschrift 64 930, Zu- Standsvergrößerung durch einen stufenartigen Vorsatz zur französischen Patentschrift 1 082 808), bei sprang der einen und einen stufenartigen Zurückdenen die Energieauskopplung aus einem der Hohl- sprung der anderen der einander zugewandten Wände raumresonatoren mittels einer im Anodenblock vor- der beiden metallischen Teile mit einer solchen für gesehenen radialen Öffnung erfolgt (Auskoppelöff- io die Wellenenergie im wesentlichen reflexionsfreien nung), an die sich gleichachsig ein geradlinig in radi- Sprungstelle versehen ist, daß für durch die Ausaler Richtung sich erstreckender Hohlleiterabschnitt koppelöffnung im Anodenblock hindurchgetretene anschließt, der an seinem der Kathode abgewandten Partikelchen ein geradliniges Durchsetzen des Kanal-Ende mit einem für Hochfrequenzenergie durchlässi- abschnittes des Impedanzanpassungsgliedes von der gen dielektrischen Fenster vakuumdicht verschlossen 15 Auskoppelöffnung im Anodenblock zum dielektri- und in seinem Innern mit einem Impedanzanpassungs- sehen Fenster hin unterbunden ist. glied versehen ist, das aus zwei parallel zur Achse Zum besseren Verständnis des Erfindungsgegendes Hohlleiterabschnitts sich erstreckende, einander Standes seien die Figuren beschrieben, mit Abstand gegenüberstehenden metallischen Teilen Fig. 1 ist ein etwas schematischer Schnitt durchThey are circular cylindrical magnetron tubes with legs over a total of about a quarter wavelength central cathode, the anode draws on the mean operating frequency of the tube, system-forming cavity resonators known 5 extends, before said continuous Ab- (cf. z. B. the French patent specification 64 930, state enlargement by a step-like intent to French patent specification 1 082 808), with one jumped and a step-like backward one the energy extraction from one of the hollow cracks in the other of the facing walls room resonators by means of one in the anode block in front of the two metal parts with one for seen radial opening takes place (Auskoppelöff- io the wave energy essentially reflection-free tion), to which a straight line in radi- jump point is provided equiaxially, that for by the Ausaler Direction of extending waveguide section coupling opening entered in the anode block adjoins, the particle facing away from the cathode a straight penetration of the channel end with a section of the impedance matching element that is permeable to high frequency energy the dielectric window is closed vacuum-tight 15 decoupling opening in the anode block to the dielectric and is blocked in its interior with an impedance matching window. member is provided, which consists of two parallel to the axis For a better understanding of the area of the invention Waveguide section extending, each other stand the figures are described, at a distance opposed metallic parts Fig. 1 is a somewhat schematic section through

konstanter Breite besteht, die, zwischen sich einen ao eine Magnetronröhre gemäß der Erfindung; auf die Auskoppelöffnung im Anodenblock ausgerich- Fig. 2 ist eine vergrößerte, perspektivische Teilteten Wellenfortpflanzungsraum begrenzend (Kanal- ansieht des Impedanzanpassungsgliedes gemäß der abschnitt), mit ihren kathodenseitigen Enden dicht Erfindung.constant width, which, between them ao a magnetron tube according to the invention; aligned with the coupling-out opening in the anode block. FIG. 2 is an enlarged, partial perspective view Limiting wave propagation space (channel view of the impedance matching element according to FIG section), with their cathode-side ends tightly invention.

an der Außenwand des Anodenblocks anliegen und In den Fig. 1 und 2 ist eine Auskoppelvorrichtungrest against the outer wall of the anode block and in FIGS. 1 and 2 is a decoupling device

leitend mit dieser verbunden sind und deren katho- 25 zu sehen, die einen Hohlleiterabschnitt 6 enthält, desdenseitige Abschnitte so ausgebildet sind, daß der sen eines Ende in eine Öffnung in der metallischen Abstand zwischen den einander zugewandten Wän- Hülle 5 der Magnetronröhre eingepaßt und durch den der beiden metallischen Teile konstant ist, wo- Hartlöten mit der Hülle vakuumdicht verbunden ist. gegen deren fensterseitige Abschnitte so ausgebildet Das entgegengesetzte Ende des Hohlleiterabschnitts 6 sind, daß sich der Abstand zwischen den einander 30 ist mit einem Metallrahmen 7 versehen, in dem ein zugewandten Wänden der beiden metallischen Teile Hochfrequenzenergie durchlässiges dielektrisches in Richtung zum dielektrischen Fenster hin kontinu- Fenster 8 eingeschmolzen ist, das vorteilhaft aus ierlich immer stärker vergrößert. einem keramischen Material hergestellt ist. Wennare conductively connected to this and its cathode can be seen, which contains a waveguide section 6, on the other side Sections are formed so that the sen one end into an opening in the metallic Distance between the facing wall shell 5 of the magnetron tube fitted and through that of the two metallic parts is constant, where brazing is connected to the envelope in a vacuum-tight manner. the opposite end of the waveguide section 6 is formed against the window-side sections thereof are that the distance between each other 30 is provided with a metal frame 7 in which a facing walls of the two metal parts high frequency energy permeable dielectric in the direction of the dielectric window continuously window 8 is melted down, which is advantageous ierlich enlarged more and more. a ceramic material is made. if

Bei derartigen Röhren werden die dielektrischen . auch der Hohlleiterabschnitt 6 einen kreisförmigen Fenster manchmal schon nach einer relativ kurzen 35 Querschnitt besitzt, so kann er doch jede beliebige Betriebsdauer z. B. infolge eines Sprunges unbrauch- Querschnittsform aufweisen. Ein vorzugsweise rechtbar, was auf einen Niederschlag von leitendem Mate- eckiger Auskoppelschlitz 9 öffnet sich in den Hohlrial auf der Innenfläche des Fensters zurückzuführen leiterabschnitt 6 hinein, deckt sich mit dem .Mittelist. Dieses Material tritt aus der Kathode oder den durchgang eines Impedanzanpaßgliedes 10 und ist ge-Anodenteilen aus. Wie man herausgefunden hat, häuft 40 genüber diesem ausgerichtet.In such tubes the dielectric. the waveguide section 6 is also circular Window sometimes has a relatively short cross-section, but it can be any Operating time z. B. unusable as a result of a jump cross-sectional shape. A preferably justifiable, which indicates a deposit of conductive material, angular decoupling slot 9 opens into the hollow ring on the inner surface of the window lead back conductor section 6 into it, coincides with the .Mittelist. This material emerges from the cathode or the passage of an impedance matching element 10 and is ge-anode parts the end. 40 clusters have been found to be aligned with this.

es sich insbesondere auf einem streif enförmigen mitt- Das Anpassungsglied 10 ist etwa eine Viertelwellen-it is in particular on a strip-shaped middle The adapter 10 is about a quarter-wave

leren Bereich des Fensters an, der im allgemeinen dem länge, bezogen auf die mittlere Frequenz des Betriebs-Querschnitt der beispielsweise schlitzförmigen Aus- frequenzbandes der Magnetronröhre lang und entkoppelöffnung im Anodenblock entspricht. hält zwei metallische Teile 11 und 12, die an dia-leren area of the window, which is generally the length, based on the mean frequency of the operating cross-section the, for example, slot-shaped frequency band of the magnetron tube, long and decoupling opening in the anode block. holds two metallic parts 11 and 12, which are attached to

Man hat zwar versucht, das dielektrische Fenster 45 metral gegenüberliegenden Wänden des Hohlleiterabzuschirmen und den Niederschlag des leitenden abschnitts 6 durch Hartlöten befestigt sind und einen Materials auf dem Fenster dadurch zu vermeiden, gewissen Abstand voneinander besitzen, so daß der daß man den Auskoppelschlitz im Anodenblock zuvor erwähnte Mitteldurchgang entsteht. Außerdem schräg zur Achse der Auskoppelvorrichtung an- sind die Teile 11 und 12 so gestaltet, daß sie jeweils gebracht oder ein abschirmendes Element oder eine 50 einen rechtwinkligen Knick in Form eines stufen-Blende zwischen dem Auskoppelschlitz und dem Fen- artigen Vorsprungs 18 bzw. eines stufenartigen Zuster eingeschaltet hat, so daß eine gerade Linie zwi- rücksprungs 17 aufweisen. Auf diese Weise wird das sehen dem Auskoppelschlitz und dem Fenster nicht leitende Material, das aus der Kathode 1 oder den vorhanden ist. In vielen Fällen ist jedoch die Ein- Anodenteilen austritt und sich auf einer geraden Linie fügung eines schräggestellten Auskoppelschlitzes im 55 durch den Ausgangshohlraumresonator 2 und den Anodenblock aus baulichen oder physikalischen Auskoppelschlitz 9 in Richtung auf das Fenster 8 zu Gründen unerwünscht. Außerdem treten bei Verwen- bewegen sucht, von dem dazwischenliegenden Teil des dung eines abschirmenden Elementes Probleme hin- Impedanzanpaßgliedes 10 abgefangen, so daß dieses sichtlich dessen Einstellung und Anordnung zu an- Material nicht auf dem Fenster 8 niedergeschlagen deren Elementen auf, wenn unerwünschte Nebenwir- 60 und damit ein Fensterfehler, insbesondere auch ein kungen hinsichtlich der Impedanzanpassung vermie- Bruch des Fensters, vermieden wird. Die Außenden werden sollen; aus diesem Grunde ist auch die enden der Teile 11 und 12 sind so gestaltet, daß ihre Verwendung abschirmender Elemente insbesondere gegenüberliegenden Oberflächen 13 und 14 auseinbei Röhren für Massenproduktion im allgemeinen un- anderlaufen, um die gewünschte Impedanzanpassung erwünscht. 5₅ zwischen dem Anpassungsglied und dem sich anschlie-Attempts have been made to shield the dielectric window 45 metrically opposite walls of the waveguide and the deposit of the conductive section 6 are fixed by brazing and thereby avoid a material on the window, have a certain distance from each other, so that the decoupling slot in the anode block before mentioned central passage arises. In addition, at an angle to the axis of the decoupling device, the parts 11 and 12 are designed in such a way that they each bring a shielding element or a right-angled bend in the form of a stepped diaphragm between the decoupling slot and the window-like projection 18 or a has switched on step-like feeder, so that a straight line between 17 have setback. In this way, the outcoupling slit and the window can be seen non-conductive material that is present from the cathode 1 or the. In many cases, however, the one-anode parts emerge and join an inclined Auskoppelschlitzes in 55 through the output cavity resonator 2 and the anode block from structural or physical Auskoppelschlitz 9 in the direction of the window 8 for reasons undesirable. In addition, when trying to move, problems occur from the intermediate part of the shielding element to impedance matching element 10, so that it is visibly its setting and arrangement to material not deposited on the window 8, its elements, if undesirable side effects. 60 and thus a window error, in particular also effects with regard to the impedance matching, avoiding breakage of the window. The outsiders are supposed to be; For this reason, the ends of the parts 11 and 12 are designed so that their use of shielding elements, in particular opposing surfaces 13 and 14 in tubes for mass production, generally converge in order to achieve the desired impedance matching. 5 ₅ between the adapter and the adjoining

Diese Schwierigkeiten werden bei einer Magnetron- ßenden Hohlleiterabschnitt herbeizuführen, röhre der eingangs beschriebenen Art gemäß der Er- Die Teile 11 und 12 sind Blöcke aus Metall, vorfindung dadurch beseitigt, daß das Impedanzanpas- teilhafterweise aus Kupfer, die so bemessen und ge-These difficulties will cause a magnetron-shaped waveguide section, Tube of the type described in the opening paragraph according to the invention. Parts 11 and 12 are blocks made of metal eliminated by the fact that the impedance matching is made of copper, which is so dimensioned and

staltet sind, daß sie vom inneren Ende des Hohlleiterabschnitts 6 ausgehen und an ihren Außenseiten mit den benachbarten Innenseiten des Hohlleiterabschnitts in Deckung gebracht werden können. An ihren inneren Enden weisen sie ebene parallele Flächen 15 und 16 auf, die zwischen sich einen geraden langgestreckten Kanal bilden, der koaxial zum Hohlleiterabschnitt 6 ausgerichtet ist und sich mit der Auskoppelöffnung 9 deckt. An den Enden der Flächen 15 und 16 befinden sich Flächen 17 und 18, die — eine im wesentlichen reflexionsfreie Sprungstelle für die Wellenenergie bildend — im rechten Winkel zu den ersteren verlaufen und einen rechtwinkligen Knick in dem Kanalabschnitt zwischen den Teilen 11 und 12 bilden.are stalten that they start from the inner end of the waveguide section 6 and on their outer sides with the adjacent inner sides of the waveguide section can be brought into congruence. At their inner ends they have flat parallel surfaces 15 and 16, which between them a straight elongated Form a channel which is aligned coaxially to the waveguide section 6 and connects to the coupling-out opening 9 covers. At the ends of the surfaces 15 and 16 are surfaces 17 and 18, which - one Forming a substantially reflection-free jump point for the wave energy - at right angles to the the former run and a right-angled kink in the channel section between the parts 11 and 12 form.

Zusammenfassend gesehen begrenzen die einander gegenüberliegenden Flächen der Teile des Impedanzanpassungsgliedes zunächst einen zentralen Kanal, welcher dann in einem rechten Winkel umknickt und am äußeren Ende des Anpassungsgliedes von einer Stelle aus auseinanderläuft, die gegenüber der Längsachse des Halbleiterabschnitts seitlich versetzt ist.In summary, the opposing surfaces of the parts of the impedance matching element limit first a central canal, which then kinks at a right angle and at the outer end of the adapter member diverges from a point opposite the longitudinal axis of the semiconductor section is laterally offset.

Claims

Claim:

Circular cylindrical magnetron tube with the anode system arranged around a central cathode forming cavity resonators, in which the energy decoupling from one of the cavity resonators takes place by means of a radial opening provided in the anode block (decoupling opening), to which is equiaxed a straight waveguide section extending in the radial direction connects, the end facing away from the cathode with a for high frequency energy permeable dielectric window closed and vacuum-tight inside is provided with an impedance matching member, which consists of two parallel to the axis of the Waveguide section extending, mutually opposing metallic Parts of constant width consists, between them one on the decoupling opening in the anode block aligned wave propagation space (channel section), with their cathode-side Ends tightly against the outer wall of the anode block and conductively connected to it are and the cathode-side sections are formed so that the distance between the facing walls of the two metallic parts is constant, whereas their Window-side section are designed so that the distance between the facing Walls of the two metallic parts in the direction of the dielectric window continuously increasingly enlarged, characterized in that the impedance matching element (10), which extends from the coupling-out opening (9) in the anode block (4) in the direction of the dielectric window (8) over a total of about a quarter wavelength, based on the mean operating frequency of the tube, extends before the mentioned continuous increase in distance by a step-like projection (18) of the one and a step-like recess (17) of the other of the facing Walls of the two metallic parts (11, 12) with such for the wave energy essentially reflection-free jump point is provided that for through the decoupling opening (9) in the anode block (4) particles that have passed through a rectilinear penetration of the channel section of the Impedance matching member (10) from the coupling-out opening (9) in the anode block (4) to the dielectric Window (8) is prevented.

1 sheet of drawings