DE1294564B - High performance forward wave amplifier tubes with a plurality of magnetron discharge systems - Google Patents
High performance forward wave amplifier tubes with a plurality of magnetron discharge systemsInfo
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- DE1294564B DE1294564B DEC25577A DEC0025577A DE1294564B DE 1294564 B DE1294564 B DE 1294564B DE C25577 A DEC25577 A DE C25577A DE C0025577 A DEC0025577 A DE C0025577A DE 1294564 B DE1294564 B DE 1294564B
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Description
F i g. 1 ist eine Teilansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Anodennetzwerkes; F i g. 1 is a partial view of a first embodiment an anode network according to the invention;
F i g. 2 ist eine perspektivische Teilansicht einer Elektrodenanordnung, die das Anodennetzwerk nach F i g. 1 und ein Kathodennetzwerk enthält, die sich erfindungsgemäß durchdringen;F i g. 2 is a partial perspective view of an electrode assembly forming the anode network of FIG F i g. 1 and contains a cathode network which penetrate one another according to the invention;
F i g. 3 ist eine Teilansicht einer zweiten Ausf üheines erfindungsgemäßen Anodennetz-F i g. 3 is a partial view of a second embodiment of an anode network according to the invention
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer einfach io verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
aufgebauten Hochleistungs - Vorwärtswellenverstär- zeigen, näher beschrieben,
kerröhre, mittels der eine im Vergleich zu bekannten
Verstärkerröhren dieser Art wesentlich größere Ausgangsleistung erzielt werden kann.The aim of the invention is to create a high-performance forward wave amplifier constructed in a simple manner in different embodiments of the invention, described in more detail, by means of the one in comparison with known ones
Amplifier tubes of this type can achieve significantly greater output power.
Ausgehend von einer Hochleistungs-Vorwärtswellenverstärkerröhre der eingangs angeführten Gattung wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Magnetronentladungssysteme derart ausgebildet und elektrisch parallel geschaltet sind, daß ihre Anodenelemente einerseits und ihre 20 rungsform Kathoden andererseits ein zweidimensionales poly- Werkes;Based on a high-performance forward wave amplifier tube of the type mentioned at the beginning This object is achieved according to the invention in that the magnetron discharge systems are designed and connected electrically in parallel that their anode elements on the one hand and their 20 approximately shape Cathodes, on the other hand, a two-dimensional poly-work;
gonales Netzwerk bilden, längs dem sich die zu ver- F i g. 4 ist eine perspektivische Teilansicht einerform a gonal network, along which the to F i g. 4 is a partial perspective view of a
stärkende Mikrowellenenergie ausbreitet. Elektrodenanordnung, die das Anodennetzwerk nachspreading strengthening microwave energy. Electrode arrangement following the anode network
Dieses Netzwerk wird durch die zu verstärkende F i g. 3 und ein Kathodennetzwerk enthält, die sich Wellenenergie erregt, die die Magnetronsysteme nach 25 erfindungsgemäß durchdringen; Art eines »Locked-in-Oszillators« zum Schwingen F i g. 5 ist ein Teilquerschnitt einer dritten AusThis network is to be reinforced by F i g. 3 and contains a cathode network that is located Excited wave energy penetrating the magnetron systems according to FIG. 25 according to the invention; Kind of a "locked-in oscillator" to swing F i g. Figure 5 is a partial cross-section of a third embodiment
bringt. Die von den Magnetronsystemen gelieferte Leistung ist kumulativ. Die verstärkte Wellenenergie wird über ein Auskoppelfenster entnommen.brings. The power delivered by the magnetron systems is cumulative. The amplified wave energy is taken through a coupling window.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Anodennetzwerk von einer ersten Metallplatte und das Kathodennetzwerk von einer zweiten Metallplatte getragen wird und daß die zweite Metallplatte parallel zu der ersten Metallplatte und elektrisch von dieser isoliert so angeordnet ist, daß sich das Anoden- und das Kathodennetzwerk zweckentsprechend durchdringen, jede Kathode also im Mittelpunkt einer Masche des Anodennetzwerkes liegt.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the anode network is supported by a first metal plate and the cathode network is supported by a second metal plate and that the second metal plate is arranged parallel to and electrically isolated from the first metal plate is that the anode and cathode networks penetrate each other appropriately, each The cathode is therefore in the center of a mesh of the anode network.
Vorzugsweise sind die Kathoden kaltemittierend. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Metallplatten trapezförmig ausgebildet, und die zu verstärkende Mikrowellenenergie wird an der schmalen Basisseite des Trapezes zugeführt und die verstärkte Mikrowellenenergie an der breiten Basisseite des Trapezes entnommen.The cathodes are preferably cold-emitting. According to an advantageous embodiment of the In the invention, the metal plates are trapezoidal, and the microwave energy to be amplified is fed to the narrow base side of the trapezoid and the amplified microwave energy to the taken from the broad base of the trapezoid.
Vorzugsweise ist das Verhältnis der breiten zur schmalen Basisseite des Trapezes gleich dem Betrag der mit der Röhre zu erzielenden Leistungsverstärkung gewählt.The ratio of the wide to the narrow base side of the trapezoid is preferably equal to the amount the power gain to be achieved with the tube is selected.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Teilung (p) des Anodennetzwerkes gleich der mittleren Wellenlänge des Betriebsfrequenzbandes der Röhre.In an advantageous embodiment of the invention, the pitch (p) of the anode network is equal to the mean wavelength of the operating frequency band of the tube.
führungsform einer erfindungsgemäßen, aus Anoden- und Kathodennetzwerk bestehenden Elektrodenanordnung; management form of an electrode arrangement according to the invention, consisting of anode and cathode network;
F i g. 6 ist eine Teilansicht der Elektrodenanordnung nach F ig. 5;F i g. 6 is a partial view of the electrode assembly of FIG. 5;
F i g. 7 ist eine Teilansicht ähnlich F i g. 6 einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung;F i g. 7 is a partial view similar to FIG. 6 of a fourth embodiment of an inventive Electrode arrangement;
F i g. 8 ist eine teilweise gebrochen dargestellte perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Röhre;F i g. Fig. 8 is a partially broken perspective view of one according to the invention Tube;
F i g. 9 ist ein Querschnitt längs der Linie X-X von Fig. 8;F i g. Fig. 9 is a cross section taken along line XX of Fig. 8;
Fig. 10 ist ein Querschnitt längs der Linie Y-Y vonFig. 8;Fig. 10 is a cross section taken along line YY of Fig. 8th;
Fig. 11 ist ähnlich Fig. 10 ein Querschnitt einer abgewandelten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Röhre, undFIG. 11, similar to FIG. 10, is a cross section of a modified embodiment of a tube according to the invention, and
Fig. 12 ist ein Teilquerschnitt einer Einzelheit eines abgewandelten Anodennetzwerkes gemäß der Erfindung, das mit Kühlmitteln ausgestattet ist.Figure 12 is a partial cross-section of a detail of a modified anode network according to the invention, which is equipped with cooling means.
Zur Kennzeichnung einander entsprechender Teile sind in den verschiedenen Zeichnungsfiguren gleiche Bezugszeichen verwendet worden.To identify parts that correspond to one another, the same in the various drawing figures Reference numerals have been used.
Nach den F i g. 1 und 2 trägt eine beispielsweise aus Kupfer bestehende Metallplatte 1 eine Anordnung von Metallstangen, die mit 2, 3, 4 und 5 beAccording to the F i g. 1 and 2 carries a metal plate 1, for example made of copper, an arrangement of metal rods, which be with 2, 3, 4 and 5
zeichnet sind. Die Stangen stehen senkrecht auf der Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform 55 Metallplatte 1 und bilden ein zweidimensionales der Erfindung ist ein Auskoppelfenster vorgesehen, Netzwerk, welches bei der dargestellten Ausf ührungsdas gegen die Ausbreitungsrichtung der ankommen- form quadratische Massen besitzt. Die das Anodenden und sich in gleicher Richtung im Netzwerk aus- netzwerk bildenden Stangen 2, 3, 4 und 5 können aus breitenden Mikrowellenenergie geneigt ist. irgendeinem in Verbindung mit der Herstellung derare drawn. In a further advantageous embodiment 55, the rods are perpendicular to the metal plate 1 and form a two-dimensional one the invention, a coupling window is provided, network, which in the illustrated Ausf uhrungsdas against the direction of propagation of the arriving form has square masses. The the anode end and rods 2, 3, 4 and 5 that form in the network in the same direction can move out spreading microwave energy is inclined. any in connection with the manufacture of the
Vorzugsweise sind Dämpfungsmittel in einem Teil 60 Finger von interdigitalen oder analogen Leitungen des Anodennetzwerkes längs der Bahn von durch das bekannten Material bestehen.Preferably, damping means in a part 60 are fingers of interdigital or analog lines of the anode network along the path of the known material.
Auskoppelfenster reflektierter Mikrowellenenergie In F i g. 2 ist eine beispielsweise aus Kupfer bevorgesehen, stehende zusätzliche Metallplatte 6 dargestellt, die einOutcoupling window of reflected microwave energy In F i g. 2 one is planned, for example made of copper, standing additional metal plate 6 shown, the one
Das Anodennetzwerk ist gemäß einer vorteilhaften Kathodennetzwerk trägt. Die Kathoden 7 sind kalt-Ausführungsform mit Kühlmitteln ausgestattet. 65 emittierend und können aus irgendeinem MaterialThe anode network is carried according to an advantageous cathode network. The cathodes 7 are cold version equipped with coolants. 65 emitting and can be made of any material
Die Maschen des Anodennetzwerkes können quadratisch oder hexagonal ausgebildet sein.The meshes of the anode network can be square or hexagonal.
Vorzugsweise haben die das Anodennetzwerk bilmit gutem Sekundäremissionskoeffizienten, wie Beryllium-Kupfer-Legierung, bestehen. Die beiden Metallplatten 1, 6 sind unter gegen-Preferably they have the anode network bil with a good secondary emission coefficient, such as beryllium-copper alloy. The two metal plates 1, 6 are
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seitiger elektrischer Isolierung derart angeordnet, daß Seite mit einem Eingangshohlleiter 16 über ein isosich das Anoden- und das Kathodennetzwerk zweck- lierendes Eingangsfenster 17 und auf seiner anderen entsprechend durchdringen, jede Kathode 7 also im Seite über ein isolierendes Ausgangsfenster 19 mit Mittelpunkt einer Masche des Anodennetzwerkes einem Ausgangshorn 18 gekoppelt. Die metallischelateral electrical insulation arranged in such a way that the side with an input waveguide 16 has an isosich the anode and the cathode network, the entrance window 17 and on its other penetrate accordingly, each cathode 7 so in the side via an insulating exit window 19 with The center of a mesh of the anode network is coupled to an output horn 18. The metallic
liegt. 5 Trägerplatte 6 des Kathodennetzwerkes ist an derlies. 5 carrier plate 6 of the cathode network is on the
Bei der Ausführungsform nach den F i g. 3 und 4, Innenseite des Gehäuses 15 durch Isolierstützen 20In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, inside of the housing 15 through insulating supports 20
in denen wieder gleiche Bezugsziffern zur Bezeich- befestigt (s. F i g. 9). Die Kathoden 7 greifen in diein which the same reference numerals are attached to the designation (see FIG. 9). The cathodes 7 engage in the
nung entsprechender Elemente wie bei den vorher- Maschen des Anodennetzwerkes ein. wie dies in denappropriate elements as in the previous meshes of the anode network. like this in the
gehenden Figuren verwendet wurden, sind die Netz- F i g. 2 oder 4 dargestellt ist. Ein geeignet dimen-figures were used, the network F i g. 2 or 4 is shown. A suitably dimensioned
werkmaschen nicht mehr quadratisch, sondern hexa- io sionierter Hohlraumresonator 21 ist im RandbereichThe work mesh is no longer square, but rather a hexa-ionized cavity resonator 21 is in the edge area
gonal ausgebildet. Jede Masche wird daher von sechs der Metallplatte 6 in der Weise vorgesehen, daß fürgonally trained. Each mesh is therefore provided by six of the metal plate 6 in such a way that for
Stangen, wie den Stangen 2, 3, 4, S, 8 und 9, begrenzt. Hochfrequenz ein Kurzschluß zwischen Metallplatte 6Rods, such as rods 2, 3, 4, S, 8 and 9, are limited. High frequency a short circuit between metal plate 6
Ein weiterer Unterschied zur vorstehend beschrie- und Gehäuse 15 entsteht und dadurch eine Energie-Another difference to the above-described and housing 15 arises and thereby an energy
benen Ausführungsform besteht darin, daß die ausbreitung im Raum zwischen den Wänden 15benen embodiment is that the expansion in the space between the walls 15
Stangen des Anodennetzwerkes mit Profilköpfen 10 15 (Gehäuse) und 6 (Trägerplatte) vermieden wird. DieRods of the anode network with profile heads 10 15 (housing) and 6 (carrier plate) is avoided. the
versehen sind. Dabei handelt es sich im vorliegenden Höhe der Stangen 2 und der Kathoden 7 nimmt zuare provided. This is in the present height of the rods 2 and the cathodes 7 increases
Fall um einfache zylindrische Köpfe. Die Teilung des den zum Eingang und Ausgang hin gelegenen EndenCase for simple cylindrical heads. The division of the ends towards the entrance and exit
Kathodennetzwerkes muß natürlich so gewählt der Netzwerke aus Anpassungsgründen progressivCathode network must of course be chosen so that the networks are progressive for reasons of adaptation
werden, daß die Kathoden 7 sich im Mittelpunkt der ab. Das Gehäuse 15 und damit das Anodennetzwerkbe that the cathodes 7 are at the center of the off. The housing 15 and thus the anode network
hexagonalen Maschen des Anodennetzwerkes be- so sind geerdet und mit dem positiven Pol der Span-hexagonal meshes of the anode network are grounded and with the positive pole of the span
finden. nungsquelle 22 verbunden, während das Kathoden-Find. voltage source 22 connected, while the cathode
Die F i g. 5 und 6 zeigen, wie es möglich ist, durch netzwerk mit dem negativen Pol der Spannungsquelle geeignete Formung der Profilköpfe 10 ein zweidimen- 22 verbunden ist (F i g. 9). Die Zuleitung zum Kathosionales Netzwerk zu erhalten, dessen Maschen- dennetzwerk durch die Wände des Gehäuses 15 ist struktur zu Magnetronentladungssystemen mit meh- 25 mit der Bezugsziffer 23 in den Fig. 8 und 10 bereren Hohlraumresonatoren führt, welche nebenein- zeichnet. Ein Magnet 24, im Beispiel ein U-förmiger ander angeordnet und miteinander gekoppelt sind. Im Permanentmagnet, ist um das Gehäuse 15 so angedargestellten Beispiel sind sechs Hohlraumresona- ordnet, daß die Polstücke N und S ein in Längsrichtoren vorgesehen. Es genügt zu diesem Zweck, den tung der Kathoden 7 und Stangen 2 verlaufendes Kopf 10 diamantförmig zu profilieren, indem an vier 30 Magnetfeld für den Betrieb der einzelnen Magnetron-Seiten kreisbogenförmige Ausnehmungen angebracht entladungssysteme aufbauen.The F i g. 5 and 6 show how it is possible to form a two-dimensional 22 connected to the negative pole of the voltage source in a suitable manner by network with the negative pole of the voltage source (FIG. 9). To obtain the supply line to the cathosional network, whose mesh network is structured through the walls of the housing 15 to magnetron discharge systems with several cavity resonators with the reference numeral 23 in FIGS. 8 and 10, which are indicated alongside. A magnet 24, in the example a U-shaped, are arranged on the other and coupled to one another. In the permanent magnet, the example shown around the housing 15 is six cavity resonators arranged so that the pole pieces N and S are provided in longitudinal direction. For this purpose, it is sufficient to profile the head 10 running in the direction of the cathodes 7 and rods 2 in a diamond shape by building up arc-shaped recesses attached to four magnetic fields for the operation of the individual magnetron sides.
werden. Wie Fig. 6 zeigt, sind Hohlraumresonatoren Wie insbesondere in Fig. 10 dargestellt, erweitertwill. As shown in FIG. 6, cavity resonators, as particularly shown in FIG. 10, are expanded
11 und Koppelspalte 12 zur Kopplung mit den sich das Gehäuse 15 vom Eingang zum Ausgang,11 and coupling column 12 for coupling with which the housing 15 extends from the entrance to the exit,
verschiedenen Wechselwirkungsräumen 13 um die d. h., die Metallplatten 1 und 6 haben im wesent-different interaction spaces 13 around the d. i.e., the metal plates 1 and 6 have essentially
Kathoden 7 vorgesehen. 35 liehen eine dreieckige oder genauer trapezförmigeCathodes 7 are provided. 35 borrowed a triangular or more precisely trapezoidal one
Während in F i g. 6 ein und derselbe Hohlraum- Gestalt. Das Verhältnis der beiden Basislängen desWhile in FIG. 6 one and the same cavity shape. The ratio of the two base lengths of the
resonator 11 gleichzeitig zu mehreren, speziell zu drei Trapezkörpers entspricht vorzugsweise dem Ver-resonator 11 at the same time to several, especially to three trapezoidal bodies preferably corresponds to the
Elementarmagnetronröhren gehört, zeigt F i g. 7 eine hältnis zwischen Ausgangs- und Eingangsleistung,F i g shows elementary magnetron tubes. 7 a ratio between output and input power,
abgewandelte Ausführungsform, bei der die Hohl- d. h. der Verstärkung.modified embodiment in which the hollow d. H. of reinforcement.
raumresonatoren der Elementarmagnetronröhren von 40 Bei einer weiteren Ausführungsform, die in denen benachbarter Magnetronröhren getrennt sind Fig. 11 dargestellt ist, ist ein Auskoppelfenster 19 und nur durch Schlitze 14 mit den letzteren gekoppelt vorgesehen, das gegen die Ausbreitungsrichtung der sind. Bei dieser Ausführungsform mit hexagonalem ankommenden und sich in gleicher Richtung im Netz-Anodennetzwerk werden zwei Arten von Profil- werk ausbreitenden Mikrowellenenergie geneigt ist. köpfen verwendet, wobei die Art 10' eine lang- 45 Darüber hinaus befindet sich ein Teil des Anodengezogene hexagonale Form mit sechs kreisbogen- netzwerkes, der in der dunkel schraffiert dargestellten förmigen Ausnehmungen hat und die andere Art 10" Zone 25 angeordnet ist, d. h. außerhalb des sich erdreieckförmig gestaltet ist. Dadurch werden Ma- weiternden Bereiches zwischen Einkoppel- und Ausgnetronentladungssysteme mit jeweils sechs die koppelfenster, mit einer geeigneten Dämpfungs-Kathode umgebenden Hohlraumresonatoren erhalten. 50 schicht belegt bzw. durch geeignete innere oderSpace resonators of the elementary magnetron tubes of 40. In another embodiment shown in FIG which adjacent magnetron tubes are separated. FIG. 11 shows a coupling-out window 19 and provided only coupled to the latter by slots 14, which is opposite to the direction of propagation of the are. In this embodiment with hexagonal incoming and in the same direction in the network anode network two types of profiled work are inclined to propagating microwave energy. heads are used, the type 10 'being a long 45 In addition, there is part of the anode-drawn hexagonal shape with six circular arcs, which is shown in the dark hatched area shaped recesses and the other type 10 "zone 25 is arranged, i.e. outside of the triangular shape is designed. This creates a widening area between input and output systems with six each of the coupling windows, with a suitable damping cathode surrounding cavity resonators. 50 layer covered or by suitable inner or
Es ist offensichtlich, daß nicht nur quadratische äußere Mittel gedämpft. Ansonsten entspricht dieIt is obvious that it is not just quadratic external means that are attenuated. Otherwise the
oder hexagonale Netzwerke, sondern auch andere Verstärkerröhre nach Fig. 11 der in den Fig. 8or hexagonal networks, but also other amplifier tubes according to FIG. 11 that in FIG. 8
polygonale Netzwerke, die den jeweiligen Erforder- bis 10 dargestellten Röhre.polygonal networks, which require the respective tube to 10 shown.
nissen angepaßt sind, verwendet werden können. Ins- Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform einesnits are adapted, can be used. In- Fig. 12 shows another embodiment of a
besondere kann das System mit Stangen der in den 55 mit Kühlmitteln versehenen Anodennetzwerkes. Da-in particular, the system with rods of the anode network provided with coolants in the 55 can be used. There-
F i g. 5 bis 7 gezeigten Querschnittsform auch bei bei sind die Stangen 2 hohl und am Ende ver-F i g. 5 to 7 shown cross-sectional shape also with the rods 2 are hollow and at the end ver
dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten quadratischen schlossen, während die Metallplatte 1 mit einemthe in the F i g. 1 and 2 shown square closed, while the metal plate 1 with a
Netzwerk mit runden Stangen angewandt werden. Kühlmantel 26 und einem Kanalsystem mit Eingangs-Network with round bars can be applied. Cooling jacket 26 and a channel system with inlet
Die F i g. 8 bis 10 zeigen eine Vorwärtswellen- und Ausgangsleitungen 27 und 28 ausgestattet ist, soThe F i g. 8-10 show a forward shaft and output lines 27 and 28 equipped so
Verstärkerröhre, die mit einem der vorstehend be- 60 daß eine Kühlflüssigkeit in Umlauf gesetzt werdenAmplifier tube which is circulated with any of the above 60 that a cooling liquid
schriebenen bzw. einem entsprechenden Anodennetz- kann.written or a corresponding anode network.
werk ausgestattet ist, wobei nur beispielsweise Es soll nunmehr die Arbeitsweise der Hoch-Stangen
mit Querschnittsformen nach den F i g. 5 leistungs-Vorwärtswellenverstärkerröhre gemäß der
bis 7 und quadratische Netzwerkmaschen nach den Erfindung beschrieben werden.
F i g. 1 und 2 verwendet sind. Die metallische Träger- 65 Da die Spannung von der Spannungsquelle 22
platte 1 des Anodennetzwerkes ist ein Teil der Wand zwischen Anoden- und Kathodennetzwerk angelegt
des evakuierten kastenähnlichen Gehäuses 15, bei- ist, d. h. ein elektrisches Gleichfeld zwischen jeder
spielsweise aus Kupfer hergestellt, auf seiner einen Stange 2 und einer zugeordneten Kathode 7 aufge-Werk is equipped, with only an example. The operation of the high rods with cross-sectional shapes according to FIGS. 5 power forward wave amplifier tube according to FIGS. 13 to 7 and square network meshes according to the invention are described.
F i g. 1 and 2 are used. The metallic support 65 Since the voltage from the voltage source 22 is plate 1 of the anode network, a part of the wall between the anode and cathode network is applied to the evacuated box-like housing 15, ie a constant electric field between each made of copper, for example a rod 2 and an associated cathode 7
5 65 6
baut ist, und da ein den Innenraum des Gehäuses 15 kreises einschließlich des isolierenden Koppelfensters durchdringendes magnetisches Feld vom Magneten und der Reflexion eines Teiles der verstärkten 24 senkrecht zum elektrischen Feld verläuft, ruft die Energie an diesem Fenster ergeben. Diese reflekdurch den Eingangshohlleiter 16 zugeführte und tierte Energie, die sich quer zum Kreis rückwärts durch das Koppelfenster 17 eintretende hochfre- 5 ausbreitet, würde im gleichen Maß wie die normale quente Welle zwei Erscheinungen hervor. Einerseits Welle verstärkt werden, wodurch eine Rückkopplung erregt das intensive Feld der einfallenden Welle in eingeführt und Anlaß zu Selbstschwingungen der Verbindung mit dem elektrischen Gleichfeld die Röhre gegeben würde. In Fig. 11 wird der reflek-Kaltemission jeder Kathode entsprechend bekannter tierte Teil der Energie durch das in bezug auf die Praxis. Andererseits, angenommen die Welle ist eben io Ausbreitungsrichtung der Welle im Hohlleiter 16 und breitet sich längs der Diagonale jeder Masche geneigte Koppelfenster 19 in den durch die Pfeile 29 des zweidimensionalen Netzwerkes aus und weiter und 30 bezeichneten gedämpften Bereich 25 zurückangenommen, daß die Wellenlänge der längs des Ver- gesandt. Der reflektierte Teil wird daher im Inneren zögerungskreises sich ausbreitende Welle, d. h. die der Röhre absorbiert, wodurch die vorstehend erWellenlänge der einfallenden Welle um den Anteil 15 wähnten Nachteile vermieden werden, des Verzögerungsverhältnisses des Kreises verringert, Um eine Beurteilung der Leistungsfähigkeit der etwa, d. h. in den Grenzen eines bestimmten Bandes erfindungsgemäßen Verstärkerröhre zu ermöglichen, gleich der Dimension dieser Diagonale ist, so be- soll nachfolgend ein Ausführungsbeispiel einer Röhre ginnen die Elementarmagnetrone des Systems mit der mit typischen Abmessungen betrachtet werden. Frequenz der einfallenden Welle zu schwingen nach 20 Es wird angenommen, daß die Verstärkerröhre im Art eines »Locked-in-Schwingungssystems« entspre- 10-cm-Band arbeiten soll und ein Anoden- und chend dem Modus, der der Anzahl der Anoden- Kathodennetzwerk nach den F i g. 1 und 2 mit einem elemente des Magnetronentladungssystems entspricht. Verzögerungsverhältnis von 20 haben soll. Dann In einem System mit beispielsweise vier Elementen können folgende Abmessungen verwendet werden:is building, and there is a circle inside the housing 15 including the insulating coupling window penetrating magnetic field from the magnet and the reflection of part of the reinforced 24 runs perpendicular to the electric field, the energy at this window gets yielded. These reflect through the input waveguide 16 and fed energy, which is transverse to the circle backwards high frequency entering through the coupling window 17 would spread to the same extent as the normal quente wave two phenomena emerge. On the one hand wave are amplified, creating a feedback excited the intense field of the incident wave introduced in and give rise to self-oscillations of the Connection with the constant electric field would give the tube. In Fig. 11, the reflective cold emission each cathode correspondingly known part of the energy by the with respect to the Practice. On the other hand, suppose the wave is in the direction of propagation of the wave in the waveguide 16 and spreads along the diagonal of each mesh in the inclined coupling window 19 in the arrows 29 of the two-dimensional network from and further and 30 designated damped region 25 accepted back, that the wavelength is the length of the dispatch. The reflected part is therefore inside delay circle propagating wave, d. H. absorbed by the tube, thereby reducing the above wavelength of the incident wave around the proportion 15 mentioned disadvantages are avoided, the deceleration ratio of the circle is reduced, in order to make an assessment of the performance of the about, d. H. to enable amplifier tube according to the invention within the limits of a certain band, is the same as the dimension of this diagonal, an exemplary embodiment of a tube is to be used below The elementary magnetrons of the system begin with which are considered with typical dimensions. Frequency of the incident wave to oscillate after 20 It is assumed that the amplifier tube im Type of a »locked-in oscillation system« corresponding to 10 cm tape should work and an anode and according to the mode that corresponds to the number of anode-cathode networks according to FIGS. 1 and 2 with one elements of the magnetron discharge system. Should have a delay ratio of 20. then In a system with, for example, four elements, the following dimensions can be used:
und einer Welle mit einer der Diagonale ρ der *5 Diagonale der Maschen ρ 5 mmand a wave with one of the diagonal ρ of the * 5 diagonal of the mesh ρ 5 mm
Masche 2, 3 4 und 5 m F1 g 1 entsprechenden WeI- Durchmesser der Stangen 2 2 mmMesh 2, 3 4 and 5 m F1 g 1 corresponding white diameter of the rods 2 2 mm
lenlange schreitet die Welle längs der Diagonale von Lä der St 2 * 2Qmm For a long time the wave strides along the diagonal of the length of the 2 * 2mm
I? a ^n T i* *lng' λ ^,NullPhas£ du: Durchmesser der Kathoden 7 1 mm I? a ^ n T i * * l ng ' λ ^, zero P has £ du : diameter of the cathodes 7 1 mm
Phase der Welle beim Erreichen des Elementes 2 undPhase of the wave when it reaches element 2 and
auf dessen Höhe angenommen werden kann. In die- 30 Ohne künstliche Kühlung läßt sich eine Abgabe sem Zeitpunkt ist die Phase auf der Höhe des EIe- von 20 Watt pro Stange 2 erzielen, wobei die Tempe-at the amount of which can be assumed. In the 30 Without artificial cooling, a charge can be made At this point in time, the phase at the level of the EIe of 20 watts per rod 2 is achieved, whereby the tempe-
mentes 3 gleich 2 π und auf der Höhe der Elemente 4 ratur niedriger als 200° C ist. Ist eine Abgabe vonmentes 3 is equal to 2 π and at the level of the elements 4 the temperature is lower than 200 ° C. Is a donation of
und 5 gleich π. Es kann daraus ersehen werden, daß 500 Kilowatt erwünscht, so müssen 25000 Stangenand 5 is π. It can be seen from this that 500 kilowatts are desired, so must 25,000 poles
die Phasendifferenz zwischen den Spannungen jedes vorgesehen werden.the phase difference between the voltages can each be provided.
Paares benachbarter Hohlraumresonatoren im Ma- 35 Befindet sich jede Stange in der Mitte einer FlächeA pair of adjacent cavity resonators, each rod is located in the middle of a surface
gnetronentladungssystem mit den Elementen 2, 3,4 von 0,25 cm2, so ist für das Netzwerk eine Fläche vongnetron discharge system with the elements 2, 3.4 of 0.25 cm 2 , so is an area of
und 5 als Anode gleich π ist. Dieses Magnetronent- 6250 cm2 erforderlich, und die Platten 1 und 6 könnenand 5 as the anode is π . This magnetronent- 6250 cm 2 is required, and plates 1 and 6 can
ladungssystem schwingt daher im sogenannten daher die Form eines Trapezes aufweisen, dessencharge system therefore oscillates in the so-called therefore have the shape of a trapezoid, its
π-Modus. Entsprechende Überlegungen zeigen die Grundlinien Abmessungen von 1 m bzw. 10 cmπ mode. Corresponding considerations show the baseline dimensions of 1 m and 10 cm
Möglichkeit von Schwingungen in anderen Moden 40 haben und dessen Höhe 1,2 m beträgt,Have the possibility of oscillations in other modes 40 and whose height is 1.2 m,
von Magnetronentladungssystemen mit hexagonalen Nimmt man den typischen Wirkungsgrad desof magnetron discharge systems with hexagonal one takes the typical efficiency of the
oder anderen polygonalen Anodennetzwerken auf. Magnetrons mit zwei Drittel an, so entspricht die ver-or other polygonal anode networks. Magnetrons with two thirds on, then the
Die Phasen der von den einzelnen Magnetronent- nichtete Energie von 500 kW einer zugeführten ladungssystemen erzeugten Wellen sind einander so Gesamtenergie von 1500 kW und einer durchschnittzugeordnet, daß nur die sich in Richtung der ein- 45 liehen Dauerleistung von 1000 kW. Bei einem Ausfallenden Welle ausbreitende Energie eine von Null nutzungskoeffizienten von einem Fünfzigstel beträgt verschiedene Resultierende hat, während die sich in die Spitzenleistung einer solchen Röhre 50 Megawatt, der anderen Richtung ausbreitende Energie durch Wird der Kreis wassergekühlt, wie in F i g. 12 dar-Interferenz völlig vernichtet, d. h. durch Wechsel- gestellt, ist die zulässige Leistungsabgabe nicht mehr wirkung im System gleich Null gemacht wird. Daraus 50 20, sondern mindestens 200 oder 250 Watt pro folgt, daß die einfallende Welle in dem Maße, wie sie Stange. Um die gleiche Leistung von 500 kW abzuin dem periodischen Aufbau fortschreitet, kumulativ geben, genügen daher 2000 Stangen, die eine Fläche durch die Energien der elementaren Oszillatoren ver- von 500 cm2 einnehmen, die beispielsweise die Form stärkt wird, um aus der Röhre durch das Koppel- eines Trapezes mit Grundlinien von 30 bzw. 3 cm fenster 19 auszutreten und durch Horn 18 ausge- 55 und einer Höhe von 30 cm besitzt, strahlt zu werden. Die gleiche nutzbare Spitzenleistung von 50 Mega-The phases of the waves generated by the individual magnetron discharged energy of 500 kW from a supplied charge system are assigned to one another so total energy of 1500 kW and an average that only those in the direction of the borrowed continuous power of 1000 kW. When a wave fails, the energy propagating has a non-zero coefficient of use of one-fiftieth different resultants, while the energy propagating in the peak power of such a tube is 50 megawatts, the other direction is due to the water-cooled circuit, as in FIG. 12 represents interference is completely destroyed, ie set by alternation, the permissible power output is no longer effective in the system is made equal to zero. From this 50 20, but at least 200 or 250 watts per it follows that the incident wave to the extent that it is rod. To give the same power of 500 kW in which periodic build-up progresses, cumulatively, 2000 rods are therefore sufficient, which occupy an area of 500 cm 2 due to the energies of the elementary oscillators, which, for example, strengthens the shape to get out of the tube the coupling of a trapezoid with baselines of 30 or 3 cm window 19 and exit through horn 18 and a height of 30 cm to be radiated. The same usable peak power of 50 mega-
Die sich vom Eingang zum Ausgang erweiternde watt wird dann von 2000 Elementar-Magnetronent-Form der Röhre ermöglicht es, innerhalb des ge- ladungssystemen mit einer Spitzenleistung von je samten Aufbaues eine praktisch konstante Energie- 25 kW abgegeben, wobei jedes 37,5 kW Spitzendichte aufrechtzuerhalten, d. h. gleiche Abgabe in δο leistung absorbiert, was wiederum mit einer relativ jedem der Anodenelemente des Kreises. Diese Kon- niedrigen Spannung der Spannungsquelle 22 von stanz wird besonders exakt gewährleistet, wenn das 12,5 Kilovolt und einem Spitzenstrom von 3 Ampere Verhältnis der Abmessungen der Metallplatten am pro Kathode durchführbar ist. Eingang und am Ausgang gleich der Leistungsver- Die Erfindung bietet zahlreiche Vorteile, von denen Stärkung des Verstärkers ist. 65 nachfolgend die wichtigsten angeführt werden.The watt widening from the entrance to the exit then becomes of 2000 elementary magnetronent form The tube enables it to work within the charge system with a peak power of each The entire structure emits a practically constant energy of 25 kW, with each 37.5 kW peak density to maintain, d. H. equal output in δο power absorbed, which in turn with a relative each of the anode elements of the circle. This low voltage of the voltage source 22 from punching is guaranteed to be particularly precise if that is 12.5 kilovolts and a peak current of 3 amps Ratio of the dimensions of the metal plates on per cathode is feasible. Input and output equal to the power consumption. The invention offers numerous advantages, of which Strengthening the amplifier is. 65 the most important ones are listed below.
Die verbesserte Ausführungsform nach F i g. 11 be- a) Da die Energiedichte über das gesamte Katho-The improved embodiment of FIG. 11 be a) Since the energy density over the entire cathode
zweckt die Beseitigung möglicher Nachteile, die sich den- und Anodennetzwerk konstant sein kann,aims to eliminate possible disadvantages, which the and anode network can be constant,
aus der unvollkommenen Anpassung des Ausgangs- sind Schmelzgefahren sehr stark verringert.Due to the imperfect adaptation of the starting point, melting risks are very much reduced.
b) Der Wirkungsgrad ist der gleiche wie der von Magnetronen und Amplitronen, und die Bandbreite entspricht der von Lauffeldröhren.b) The efficiency is the same as that of magnetrons and amplitrons, and the bandwidth corresponds to that of Lauffeld tubes.
c) Die zugeführten Spannungen sind relativ sehr niedrig, so daß die Gefahr von Durchschlägen oder Lichtbogenbildungen wirkungsvoll beseitigt ist.c) The voltages supplied are relatively very low, so that there is a risk of breakdowns or arcing is effectively eliminated.
d) Um eine hohe Leistung zu erzielen, genügt es, eine große Oberfläche zu verwenden mit der einzigen Bedingung, daß die Energiedichte innerhalb bestimmter Grenzen bleibt. Eine geeignete Abhängigkeit der Energiedichte von der Abmessung der Röhre zwischen Eingang und Ausgang gestattet es, diese Bedingung zu erfüllen.d) To achieve high performance, it is enough to use a large surface with the only one Condition that the energy density remains within certain limits. A suitable one Dependence of the energy density on the dimensions of the tube between input and output allows this condition to be met.
e) Für ein genaues Arbeiten der Röhre ist es nicht erforderlich, daß die Leitung gleichförmig ist. Es ist z. B. möglich, die Teilung des Netzwerkes innerhalb des Wechselwirkungsbereiches geeignet zu variieren und so Richteffekte zu erzielen wie bei Mikrowellenlinsen.e) It is not necessary for the conduit to be uniform for the tube to work accurately. It is Z. B. possible, the division of the network within the interaction area is suitable to vary and thus to achieve directional effects as with microwave lenses.
f) örtliche Unregelmäßigkeiten sind praktisch vernachlässigbar. Auch wenn einige der Kathoden nicht mehr arbeiten, wird die Leistungsfähigkeit der Röhre dadurch nicht wesentlich beeinflußt. a5 f) local irregularities are practically negligible. Even if some of the cathodes stop working, the performance of the tube is not significantly affected. a5
Die Erfindung kann selbstverständlich dahingehend abgewandelt werden, daß an Stelle kalter Kathoden heiße Kathoden verwendet werden und die Kathoden- und Anodennetzwerke durch gleichwertige andere polygonale Netzwerke ersetzt werden.The invention can of course be modified so that instead of cold cathodes hot cathodes are used and the cathode and anode networks by equivalent others polygonal networks are replaced.
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IT1009545B (en) * | 1974-01-07 | 1976-12-20 | Getters Spa | TRAP STRUCTURE FOR ELECTRON INTERCET TARE AND ELECTRICALLY CHARGED PARTICLES |
US3982152A (en) * | 1974-11-25 | 1976-09-21 | Raytheon Company | Cascade crossed field device |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2837695A (en) * | 1951-02-19 | 1958-06-03 | English Electric Valve Co Ltd | Magnetrons |
Family Cites Families (10)
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---|---|---|---|---|
US2951173A (en) * | 1947-11-25 | 1960-08-30 | Csf | Traveling wave tube oscillators |
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US2832005A (en) * | 1951-03-06 | 1958-04-22 | Raytheon Mfg Co | Electron-discharge devices |
FR67392E (en) * | 1952-12-19 | 1958-03-06 | Csf | Improvements to delay lines of the so-called interdigital type |
FR1109184A (en) * | 1954-07-16 | 1956-01-23 | Csf | Improvements to helical delay lines |
NL203577A (en) * | 1955-01-13 | |||
US2888649A (en) * | 1956-01-31 | 1959-05-26 | Raytheon Mfg Co | Traveling wave tube system |
US2992356A (en) * | 1956-07-31 | 1961-07-11 | Rca Corp | Traveling wave amplifier tube |
US3002123A (en) * | 1957-01-11 | 1961-09-26 | Rca Corp | Traveling wave tube structure |
DE1093917B (en) * | 1959-12-24 | 1960-12-01 | Mikrowellen Ges M B H Deutsche | Traveling-field magnetron type electric discharge device |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US2837695A (en) * | 1951-02-19 | 1958-06-03 | English Electric Valve Co Ltd | Magnetrons |
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CH391118A (en) | 1965-04-30 |
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