DE1297768B - Wanderfeldverstaerkerroehre - Google Patents
WanderfeldverstaerkerroehreInfo
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- H01J25/36—Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and without magnet system producing an H-field crossing the E-field
- H01J25/38—Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and without magnet system producing an H-field crossing the E-field the forward travelling wave being utilised
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Wanderfeld- in beiden Grenzfrequenzbererichen bei unterschiedverstärkerröhre
mit einer Verzögerungsleitung aus in liehen Frequenzen in Resonanz. Vorzugsweise sind
Strahlrichtung hintereinanderliegenden Zellen, die die speziellen Dämpfungshohlraumresonatoren symmit
Dämpfungselementen zur Verhinderung der metrisch um die mit ihnen gekoppelten Verzögerungs-Selbsterregung
versehen ist. 5 leitungszellen angeordnet.
Es ist bekannt, die Verzögerungsleitung derartiger Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbei-
Wanderfeldröhren in mehrere axial hintereinander spiele der Erfindung. Es zeigt
angeordneter Abschnitte zu unterteilen, an deren F i g. 1 eine Wanderfeldröhre teilweise in Ansicht
Enden Dämpfungselemente angeordnet sind, welche und teilweise im Längsschnitt,
die in den einzelnen, von Zellengruppen gebildeten io F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II durch
Abschnitten der Verzögerungsleitung erregte Welle die Röhre nach F i g. 1,
am Ende jedes Abschnitts praktisch vollständig ab- F i g. 3. einen Schnitt längs der Linie III-III in
sorbieren, so daß keine Wellenkopplung zwischen F i g. 2 durch einen Abschnitt der Verzögerungsden
einzelnen Abschnitten der Verzögerungsleitung leitung der Wanderfeldröhre nach F i g. 1,
vorhanden ist, sondern nur eine Kopplung durch den 15 F i g. 4 einen Schnitt ähnlich F i g. 3 längs der
sich längs der Verzögerungsleitung ausbreitenden Linie IV-IV in F i g. 2,
Elektronenstrahl. Fig. 5 die Ansicht eines Elements der Verzöge-
Weiterhin ist es bekannt, bei einer Wanderfeld- rungsleitung, das mit einem speziellen Dämpfungsröhre mit einer kammartigen Verzögerungsleitung in hohlraumresonator versehen ist,
einer der kammartigen Struktur gegenüberstehenden ao F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI durch
Wand Schlitze anzuordnen, die zur Abstrahlung von das Element nach Fig. 5,
Energie dienen. Die abgestrahlte Energie wird ver- F i g. 7 die Ansicht eines Elements einer Verzöge-
lustbehafteten Gliedern zugeführt und in diesen Glie- rungsleitung, das mit zwei speziellen Dämpfungshohldern
vernichtet. Diese Anordnung hat den Zweck, die raumresonatoren versehen ist, Verzögerungsleitung im gesamten Arbeitsfrequenz- 25 F i g. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII
bereich zu dämpfen. durch das Element nach Fig. 7,
Weder durch eine Unterteilung der Verzögerungs- F i g. 9 ein Element einer Verzögerungsleitung mit
leitung in mehrere, nur elektronisch gekoppelte Lei- zwei speziellen Dämpfungshohlraumresonatoren vertungsabschnitte
oder Zellengruppen noch durch die schiedener Ausbildung, gleichmäßige Bedämpfung der Leitung auf der gan- 30 Fig. 10 einen Schnitt längs der LinieX-X durch
zen Länge kann vermieden werden, daß die bekann- das Element nach F i g. 9,
ten Wanderfeldverstärkerröhren im Bereich der Fig. 11 einen Längsschnitt ähnlich Fig. 4 durch
Grenzfrequenzen der Verzögerungsleitung zu Schwin- einen Abschnitt einer Verzögerungsleitung mit einer
gungen neigen und daher die Bandbreite dieser Ver- größeren Anzahl von speziellen Dämpfungshohlraumzögerungsleitungen
nur zu einem verhältnismäßig 35 resonatoren,
geringen Teil ausgenutzt werden kann. Die Schmal- Fig. 12 die Ansicht eines weiteren Elements mit
bandigkeit der bekannten Wanderfeldverstärkerröh- zwei speziellen Hohlraumresonatoren,
ren hat gleichzeitig zur Folge, daß die Betriebsspan- Fig. 13 einen Schnitt längs der LinieXIII-XIII
nungen der Röhre sehr stabil gehalten werden müs- durch das Element nach F i g. 12,
sen, damit die Geschwindigkeit des Elektronenstrahls 40 Fig. 14 einen Querschnitt ähnlich Fig. 2 durch
. keine Werte annimmt, die der Phasengeschwindigkeit eine Verzögerungsleitung, die Bauelemente aufweist,
von Wellen entspricht, deren Frequenz im Bereich die mit drei speziellen Dämpfungshohlraumresonaeiner
Grenzfrequenz der Verzögerungsleitung liegt. toren versehen sind,
Diese Nachteile werden nach der Erfindung da- Fig. 15 einen Querschnitt durch eine Verzöge-
durch vermieden, daß zusätzlich mindestens eine der 45 rungsleitung ähnlich F i g. 14, die Bauelemente mit
mit dem Elektronenstrahl in Wechselwirkung stehen- vier speziellen Hohlnaumresonatoren aufweist,
den Verzögerungsleitungszellen mit mindestens einem Fig. 16 ein Frequenz-Phasen-Diagramm zur Er-
mit Dämpfungsmaterial versehenen, vorzugsweise läuterung der Wirkungsweise einer Wanderfeldröhre
zylindrischen Hohlraumresonator gekoppelt ist, des- nach der Erfindung, sen Resonanzfrequenz wenigstens nahezu einer der 50 Fig. 17 ein Diagramm der Reflexion in Prozent
Grenzfrequenzen, vorzugsweise der oberen Grenz- als Funktion der Frequenz für einen speziellen Dämpfrequenz,
des für den Betriebsfrequenzbereich der fungshohlraumresonator mit und ohne Dämpfungs-Röhre
maßgeblichen Durchlaßbandes der Verzöge- material und
rungsleitung gleich ist (spezieller Dämpfungshohl- Fig. 18 ein Diagramm der Dämpfung als Funktion
raumresonator). 55 der Frequenz für eine Wanderfeldröhre, die im
Durch diese Maßnahme werden selektiv die un- wesentlichen einen Aufbau nach Fig. 11 aufweist,
erwünschten Schwingungen vermieden, die an den Die Wanderfeldröhre 20 nach F i g. 1 weist eine
Grenzen des Betriebsfrequenzbereichs der Wander- Anzahl scheibenringförmiger Fokussiermagneten 22
feldröhre auftreten, ohne daß die Energie im rest- auf. Es handelt sich um Permanentmagneten, die
liehen Teil des Betriebsfrequenzbereichs beeinträch- 60 längs eines Durchmessers gespalten sind, damit sie
tigt wird. Daher macht es die Erfindung möglich, leicht zwischen vormontierte ferromagnetische Pol-Wanderfeldröhren
mit sehr hohem Verstärkungs- stücke 24 eingeschoben werden können. Die Anordfaktor
mit besserer Stabilität und größerer Bandbreite nung von Polstücken 24 und Magneten 22 bildet soherzustellen,
als es bisher möglich war. wohl die Verzögerungsleitung als auch die Hülle 26
Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer sol- 65 der Wanderfeldröhre.
chen Wanderfeldröhre ist eine Vielzahl spezieller Am Eingangsende der Verzögerungsleitung 26 ist
Dämpfungshohlraumresonatoren vorgesehen, und es eine Eingangs-Hohlleiteranordnung 28 angeschlossen,
sind diese speziellen Dämpfungshohlraumresonatoren zu der ein Stufen-Impedanztransformator 30 gehört.
3 4
Ein Flansch 32 dient der Ankopplung der gesamten bunden, der seinerseits dicht mit einem keramischen
Wanderfeldröhre 18 an einen äußeren Hohlleiter Isolierzylinder 82 verbunden ist. Dieser Isolieroder
an eine andere, nicht dargestellte Übertragungs- zylinder 82 ist an seinem entgegengesetzten Ende mit
leitung für Mikrowellen. Der Flansch 32 weist ein einem weiteren Stützzylinder 84 dicht verbunden, der
(nicht dargestelltes) Mikrowellenfenster auf, das für 5 wiederum von der Endscheibe 86 der Verzögerungshochfrequente
Wellen durchlässig ist, aber in der leitung getragen wird und mit dieser dicht verbun-Lage
ist, eine zur Aufrechterhaltung des Vakuums den ist.
innerhalb der Wanderfeldröhre 18 erforderliche Für die Evakuierung und Entgasung der Wander-Druckdifferenz
aufzunehmen. Am Ausgangsende der feldröhre 20 ist an die Eingangs- und die Ausgangs-Verzögerungsleitung
26 befindet sich eine Ausgangs- io Hohlleiteranordnung 28 bzw. 34 ein zwei Enden auf-Hohlleiteranordnung
34, die der Eingangs-Hohlleiter- weisender Pumpstutzen 88 angeschlossen. Nach der
anordnung 28 gleicht. An einem Ende der Wander- Entgasung wird der Stutzen 88 vom Vakuumpumpenfeldröhre
20 befindet sich eine Elektronenquelle oder system durch Abklemmen am Ende 90 getrennt.
Elektronenkanone 40. Ihre Kathode 42 wird von Die Verzögerungsleitung 26 ist in eine Anzahl Abeinem Faden 44 beheizt. Die Kathode 42 besitzt eine 15 schnitte 92, 94 und 96 eingeteilt, die gegeneinander kleine zentrale Öffnung 46, die die axiale Ausrichtung durch Isolier- oder Endabschnitte 100 und 102 hochder Elektronenquelle auf die übrigen Teile der Wan- frequenzmäßig isoliert sind. Diese Isolierabschnitte derfeldröhre 20 erleichtert. Die Kathode 42 wird an bewirken eine vollständige Hochfrequenzisolation ihrem Rand von einem zylindrischen Abschirmglied zwischen den benachbarten, von Zellengruppen ge-48 gehalten, das zylindrisch und symmetrisch in sich 30 bildeten Verzögerungsleitungsabschnitten, während zurückgefaltet ist, so daß sich eine Abschirmung aus der Elektronenstrahl dennoch in gerader Linie die gezwei konzentrischen Zylindern und ein ausgedehnter samte Länge der Wanderfeldröhre 20 passieren kann. Wärmeweg von der Kathode 42 zu ihren äußeren Obwohl die Isolierabschnitte eine vollständige Hoch-Abstützteilen ergibt. Das zylindrische Abschirmglied frequenzisolation zwischen benachbarten Zellengrup-48 wird von einer Fokussier-Elektrode 50 getragen. 35 pen bewirken, wird in der nächsten Zellengruppe eine Diese besitzt im allgemeinen das gleiche Potential wie neue Welle hervorgerufen, weil der Elektronenstrahl die Kathode 42 und ist so geformt, daß sie die von moduliert in die nächste Zellengruppe eintritt. Auf der Kathode ausgesandten Elektronen scharf zu diese Weise ist durch den Elektronenstrahl eine in einem intensiven Elektronenstrahl bündelt, der die einer Richtung wirkende Kopplung zwischen benach-Verzögerungsleitung 26 durchläuft und mit der sich 30 barten Zellengruppen sichergestellt,
längs der Verzögerungsleitung fortpflanzenden Mikro- Die Verzögerungsleitung 26 wird im folgenden an wellenenergie in elektromagnetische Wechselwirkung Hand der F i g. 2 bis 4 näher beschrieben, von denen tritt. Die Fokussier-Elektrode 50 wird ihrerseits von die F i g. 3 und 4 die erste Zellengruppe 92 zeigt. Die einer Zylinderhülse 52 getragen, die sich von dem übrigen Zellengruppen 94 und 96 sind in gleicher Rand der Fokussier-Elektrode bis zum rechten Ende 35 Weise ausgebildet.
Elektronenkanone 40. Ihre Kathode 42 wird von Die Verzögerungsleitung 26 ist in eine Anzahl Abeinem Faden 44 beheizt. Die Kathode 42 besitzt eine 15 schnitte 92, 94 und 96 eingeteilt, die gegeneinander kleine zentrale Öffnung 46, die die axiale Ausrichtung durch Isolier- oder Endabschnitte 100 und 102 hochder Elektronenquelle auf die übrigen Teile der Wan- frequenzmäßig isoliert sind. Diese Isolierabschnitte derfeldröhre 20 erleichtert. Die Kathode 42 wird an bewirken eine vollständige Hochfrequenzisolation ihrem Rand von einem zylindrischen Abschirmglied zwischen den benachbarten, von Zellengruppen ge-48 gehalten, das zylindrisch und symmetrisch in sich 30 bildeten Verzögerungsleitungsabschnitten, während zurückgefaltet ist, so daß sich eine Abschirmung aus der Elektronenstrahl dennoch in gerader Linie die gezwei konzentrischen Zylindern und ein ausgedehnter samte Länge der Wanderfeldröhre 20 passieren kann. Wärmeweg von der Kathode 42 zu ihren äußeren Obwohl die Isolierabschnitte eine vollständige Hoch-Abstützteilen ergibt. Das zylindrische Abschirmglied frequenzisolation zwischen benachbarten Zellengrup-48 wird von einer Fokussier-Elektrode 50 getragen. 35 pen bewirken, wird in der nächsten Zellengruppe eine Diese besitzt im allgemeinen das gleiche Potential wie neue Welle hervorgerufen, weil der Elektronenstrahl die Kathode 42 und ist so geformt, daß sie die von moduliert in die nächste Zellengruppe eintritt. Auf der Kathode ausgesandten Elektronen scharf zu diese Weise ist durch den Elektronenstrahl eine in einem intensiven Elektronenstrahl bündelt, der die einer Richtung wirkende Kopplung zwischen benach-Verzögerungsleitung 26 durchläuft und mit der sich 30 barten Zellengruppen sichergestellt,
längs der Verzögerungsleitung fortpflanzenden Mikro- Die Verzögerungsleitung 26 wird im folgenden an wellenenergie in elektromagnetische Wechselwirkung Hand der F i g. 2 bis 4 näher beschrieben, von denen tritt. Die Fokussier-Elektrode 50 wird ihrerseits von die F i g. 3 und 4 die erste Zellengruppe 92 zeigt. Die einer Zylinderhülse 52 getragen, die sich von dem übrigen Zellengruppen 94 und 96 sind in gleicher Rand der Fokussier-Elektrode bis zum rechten Ende 35 Weise ausgebildet.
der Wanderfeldröhre 20 erstreckt. Ihre Öffnung ist Wie bereits oben erwähnt, sind mehrere ferromit
einer Metall-Keramik-Dichtung 54 hermetisch magnetische Polstücke 24 zwischen mehreren im
abgeschlossen, die mit einem in der Hülse befestigten wesentlichen scheibenringförmigen Fokussiermagne-Flansch
56 verbunden ist. Das rechte Ende der ten 22 angeordnet, die in halbkreisförmige Abschnitte
Zylinderhülse 52 wird von einem ringförmigen 40 22 a und 22b (Fig. 2 und 4) unterteilt sind, damit sie
Flansch 58 abgestützt, der mit einer keramischen noch an der bereits vormontierten Verzögerungs-Traghülse
60 dicht verbunden ist. Die keramische leitung 26 anbringbar sind. Wie ersichtlich, erHülse
60 dient unter anderem zur elektrischen Isola- strecken sich die ferromagnetischen Polstücke 24
tion der Strahl-Fokussierungsanordnung von dem annähernd bis zum Umfang des Elektronenstrahls
höheren Potential der Beschleunigungsanode 62. Ein 45 radial nach innen und tragen je einen kurzen Rohr-Zylinder
64 aus Metall geringer Wärmeausdehnung stutzen 104, der den Elektronenstrahl konzentrisch
umschließt die Elektronenquelle 40 und ist an den umgibt. Benachbarte Rohrstutzen 104 sind durch
Hochfrequenzteil der Wanderfeldröhre 20 angeschlos- einen Spalt 108 voneinander getrennt, der als masen.
Mit dem Zylinder 64 ist der keramische Zylinder gnetischer Spalt wirkt und eine Fokussierlinie für den
60 dicht verbunden, wodurch der vakuumdichte Ab- 50 Elektronenstrahl und zugleich den Spalt darstellt, inschluß
des kathodenseitigen Endes der Wanderfeld- dem die elektromagnetische Wechselwirkung zwiröhre
20 vervollständigt ist. sehen dem Elektronenstrahl und der sich längs der
Am anderen Ende der Röhre 20 zeigt F i g. 1 eine Verzögerungsleitung fortpflanzenden Welle stattgekühlte
Auffangelektrode 66, die innen eine ko- findet.
nische Oberfläche 68 zum Auffangen der Elektronen 55 Innerhalb jedes Magneten 22 ist ein leitender, undes
Hochleistungs-Elektronenstrahls besitzt und deren magnetischer Abstandshalter 114 angeordnet, der die
kinetische Energie über eine große Oberfläche ver- Form eines Ringes mit zwei einander diametral
teilt. Die Auffangelektrode ist am Ende eines zur gegenüberstehenden Lappen 116 und 118 aufweist
Wasserkühlung dienenden Zylindermantels 70 ge- und dessen Außendurchmesser mit dem Innendurchlagert,
der von einer Endplatte 72 getragen wird und 60 messer des Magneten 22 übereinstimmt. Die Breite
eine Kammer 74 begrenzt. Das kalte Kühlmittel, bei- der Abstandshalter 114 bestimmt die axiale Länge
spielsweise Wasser, gelangt in diese Kammer durch der Wechselwirkungszellen 110, die längs der Verein
Einlaßrohr 76, während das erwärmte Kühlmittel zögerungsleitung 26 miteinander verbunden sind. Man
durch ein Auslaßrohr 78 abfließt. Auf diese Weise erkennt also, daß die Verzögerungsleitung durch abkann
erhebliche Energie unschädlich gemacht wer- 65 wechselndes Aufreihen der Polstücke 24 und der
den, so daß die Auffangelektrode nicht zerstört wird. Abstandshalter 114 zusammengesetzt und ausgerich-
Die Endplatte 72 ist dicht an einem Stützzylinder tet werden kann. Die Abstandshalter 114 werden aus
80 aus Metall mit geringer Wärmeausdehnung ver- unmagnetischem Material, z. B. Kupfer, hergestellt,
so daß die Wandungen der Räume 110 eine hohe Leitfähigkeit haben, ohne daß die Fokussierspalte
108 magnetisch abgeschirmt werden. Vorzugsweise werden die gesamten inneren Oberflächen der Zellen
110 mit einem hochleitfähigen Material, z.B. einer Silber- öder Goldschicht, versehen.
Zur Verbindung benachbarter Zellen 110 ist in den von den f erromagnetischen Polstücken 24 gebildeten
Querwänden jeweils eine Kopplungsöfinung 112 vorgesehen.
In jedem Polstück 24 ist eine außermittig angeordnete Kopplungsöfinung 112 zur Verbindung benachbarter
Zellen 110 vorgesehen,, die den Übergang der Welle von einer Zelle zur anderen längs der Verzögerungsleitung
26 erlaubt. Wie in denFig. 2 und 3 dargestellt,
können die Kopplungsöffnungen 112 im wesentlichen nierenförmig ausgebildet sein. Außerdem
sind die Kopplungsöffnungen in bezug auf die Rohrstutzen 104 jeweils um 180° gegeneinander versetzt,
so daß sich die elektromagnetische Welle wellenlinienförmig durch die Verzögerungsleitung hindurchbewegt.
Die Kopplungsöffnungen 112 können auch andere Formen aufweisen und in verschiedenen
anderen Anordnungen gegeneinander versetzt sein.
Im Bereich eines Isolierabschnitts 100 ist die Anordnung aus Polstücken und Abstandshaltern im
wesentlichen beibehalten, und es findet hier ein besonders ausgebildeter Abstandshalter 120 Verwendung,
der einen zentralen Teil 122 aufweist, der in den Spalt 108 zwischen den Rohrstutzen 104 eingreift.
Das Teil 122 teilt den Innenraum des Abstandshalters 120 in zwei Hohlräume 124 und 125 und dient
auch als Steg, der die Hohlräume 124 und 125 im wesentlichen von dem Elektronenstrahl isoliert und
gegeneinander abteilt. Die Hohlräume 124 und 125 sind mit einem verlustreichen Dämpfungsmaterial gefüllt,
das die Form von absorbierenden keramischen Stopfen 126 und 127 mit vergrößerten Kopfabschnitten
128 bzw. 129 haben kann. Die absorbierenden Stopfen 126 und 127 erstrecken sich von der Koppelöffnung
112 durch den Abstandshalter 120 hindurch und teilweise bis in die der Kopplungsöffnung gegenüberliegende
Wand des Polstücks 24 hinein.
Wie oben erwähnt, ist die Verzögerungsleitung nach der Erfindung mit speziellen Dämpfungshohlraumresonatoren
versehen, die den Zweck haben, Schwingungen im Bereich der Grenzfrequenzen des Betriebsfrequenzbereichs der Röhre zu dämpfen. Wie
aus den Fi g. 5 und 6 ersichtlich, weist zu diesem Zweck der Abstandshalter 114 in einem der Lappen
116 eine zylindrische Aussparung 130 mit dem Durchmesserd auf, die.mit dem Inneren des Abstandshalters
114 durch einen Koppelschlitz 132 der Breite w verbunden ist. Der Abstandshalter 114 hat
die Dicke t. Innerhalb der Aussparung 130 ist ein verlustbehaftetes
vollzylindrisches Keramikelement 134 angeordnet, das die Aussparung 130 im wesentlichen
ausfüllt. Die mit dem verlustbehafteten Keramikelement angefüllte Aussparung 130 bildet einen stark
gedämpften Hohlraumresonator, dessen Eigenfrequenz bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
nahe an der oberen Grenzfrequenz des Durchlaßbandes der Verzögerungsleitung liegt. Der über den
Schlitz 132 mit der vom Abstandshalter 114 begrenzten Zelle gekoppelte Hohlraumresonator ist so bemessen,
daß er im TM010-Modus schwingt. Bei dieser Schwingungsform ist die Resonanzfrequenz
durch den Durchmesser des Hohlraumes und die Dielektrizitätskonstante des Dämpfungsmaterials bestimmt.
Da jedoch der normale Schwingungsmodus TM010 durch den verhältnismäßig breiten Koppelspalt
132 gestört ist, ist die Resonanzfrequenz eine Funktion der Abmessungen des Koppelschlitzes. Daher
müssen der Durchmesser d der Aussparung 130, die Breite w des Schützes 132 und die Dielektrizitätskonstante
ε des vollzylindrischen Dämpfungselements 134 unabhängig voneinander variiert werden, um die
ίο gewünschte Dämpfung bei der gewünschten Frequenz
zu erhalten.
Das Dämpfungselement 134 kann beispielsweise aus einer Mischung von Siliziumkarbid und Magnesiumorthosilikat
bestehen, die einen Anteil an SiIiziumkarbid zwischen 3 und 10 % und vorzugsweise
von etwa 5% aufweist. Auch können andere Werkstoffe, wie z. B. Siliziumkarbid und Aluminiumoxid,
Siliziumkarbid und Talkum, oder andere keramische Werkstoffe und Dämpfungsmittel einzeln oder in
Kombination verwendet werden. Bei der Auswahl eines geeigneten Materials ist es zweckmäßig, wenn
der Gütefaktor Q des Dielektrikums, der gleich dem Verhältnis der Dielektrizitätskonstante ε' zur Verlustkonstante
ε" ist, etwa zwischen 10 und 100 liegt. Beispielsweise kann eine Mischung von etwa 5% Siliziumkarbid
und 95η/ο Magnesiumorthosilikat verwendet
werden, die eine Dielektrizitätskonstante ε' von etwa 8 und eine Verlustkonstante ε" von etwa 0,16
aufweist, so daß sich ein Gütefaktor β von etwa 50 ergibt.
Bei Ausführungsformen der Erfindung lag der Durchmesser d der Aussparung 130 zwischen 6,3 und
6,9 mm, die Breite w des Koppelschlitzes 132 zwischen 5 und 6,3 mm und die Dicke d des Abstandshalters
114 bei etwa 2,85 mm. Bevorzugte Abmessungen waren für den Durchmesser d 6,7 mm und die
Breite w 5,65 mm. Die Wirkung der Größe von Durchmesser und Breite sowie der Zusammensetzung
einer als absorbierendes Material verwendeten Mischung von Siliziumkarbid und Magnesiumorthosilikat
auf die Resonanzfrequenz des von der Aussparung 130 gebildeten Hohlraumes wird durch folgende
Tabelle veranschaulicht:
45 Anteil an SiC Dämpfungs material in % |
Durchmesser d (mm) |
Breite w (mm) |
Resonanz frequenz (GHz) |
3 50 5 10 5 |
6,47 6,47 6,47 6,68 |
5,59 5,59 5,59 6,35 |
12,5 12,0 11,5 10,0 |
Bei der in Fig. 4 dargestellten Wanderfeldröhre weist die Mehrzahl der Abstandszahler 114 vollzylindrische
Dämpfungselemente 134 enthaltende Aussparungen auf. Die Dämpfungselemente 134 sind
abwechselnd auf verschiedenen Seiten der Rohrstutzen 106 angeordnet, jedoch ist die axiale Anordnung
der Dämpfungselemente nicht kritisch, und es können auch verschiedene andere Anordnungen
gewählt werden, ohne daß sich das Betriebsverhalten der Verzögerungsleitung wesentlich ändert. Beispielsweise
können alle Dämpfungselemente auf der gleichen Seite des Rohrstutzens angeordnet sein oder in
Gruppen von zwei oder drei abwechselnd.
Zur Erläuterung der Theorie der erfindungsgemäßen Anordnung wird auf Fig. 16 verwiesen, die ein Dia-
7 8
gramm zeigt, in dem auf der Abszisse das Produkt Die dämpfende Wirkung eines verlustbehafteten
aus Phasenkonstante β und periodischer LängeL der Hohlraumresonators veranschaulicht Fig. 17. In
Verzögerungsleitung 26 und auf der Ordinate die dem Diagramm nach Fig. 17 ist auf der Abszisse die
normalisierte Frequenz ωΙωα aufgetragen ist, wobei Frequenz und auf der Ordinate die Reflexion der
o)u die obere Grenzfrequenz der Wanderfeldröhre ist. 5 Eingangswelle am Hohlraumresonator in Prozent
In diesem Diagramm wird durch die Kurve A die aufgetragen. Fig. 17 zeigt, daß das Einfügen eines
Frequenz-Phasen-Charakteristik der Verzögerungs- Dämpfungselements 134 in den von einer Ausspa-
leitung dargestellt, während die Linie B die Frequenz- rung 130 gebildeten Hohlraumresonator ein genau
Phasen-Charakteristik des Elektronenstrahls wieder- definiertes Abfallen des reflektierten Energiebetrages
gibt. Da die Wanderfeldröhre mit einer Vorwärts- io bei der Resonanzfrequenz zur Folge hat, die bei dem
welle der Verzögerungsleitung arbeiten soll, ist dafür in Fig. 17 veranschaulichten Ausführungsbeispiel
Sorge getragen, daß die Charakteristik B des Elek- annähernd bei 11,9 GHz liegt. Hieraus ist ersichtlich,
tronenstrahls so gut wie möglich mit dem die Vor- daß die Resonanzfrequenz sehr stark gedämpft wird,
wärtswelle darstellenden Abschnitt der Kurve A in wenn das Dämpfungselement in den Hohlraum-
einem möglichst großen Frequenzbereich zusammen- 15 resonator eingesetzt wird.
fällt. Je größer der Bereich ist, in dem die Kurven A Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in
und B zusammenfallen, je größer ist der Betriebs- den Fig. 7 und 8 dargestellt. Bei dieser Ausfühfrequenzbereich
der Röhre. Bei einer Wanderfeld- rungsform wird ein Abstandshalter 144 verwendet,
röhre mit der in Fig. 16 veranschaulichten Charak- der dem Abstandshalter 114 ähnlich, jedoch mit zwei
teristik besteht ohne die erfindungsgemäßen Dämp- ao Dämpfungselementen versehen ist. Der Abstandsfungseinrichtungen
nahe der oberen und der unteren halter 144 weist zu diesem Zweck zwei Aussparungen
Grenzfrequenzen ωα und W1, also in den Bereichen, in 150 und 160 auf, die in den vorstehenden Lappen 146
denen die Steigung der Kurve A gegen Null geht, eine und 148 angeordnet sind. Die Aussparungen 150 und
starke Neigung der Wanderfeldröhre zur Selbst- 160 stehen mit dem Inneren des Abstandshalters, das
erregung. Dies liegt daran, daß in der Nähe der 95 die Wechselwirkungszelle der Röhre bildet, durch
oberen und unteren Grenzfrequenzen die Wechsel- Koppelschlitze 152 bzw. 162 in Verbindung. In jeder
Wirkungsimpedanz hoch und die Anpassung der Aussparung ist ein Dämpfungselement 154 bzw. 164
Verzögerungsleitung an die Ausgangsleitung schlecht angeordnet. Die Dämpfungselemente 154 und 164
ist, woraus sich eine sehr große Verstärkung der können aus dem gleichen Material bestehen wie das
Röhre ergibt. Durch die Erfindung wird das Problem 30 Dämpfungselement 134 nach Fig. 5. Bei der Ausder
Selbsterregung im Bereich der Grenzfrequenzen führungsform nach den Fig. 7 und 8 liegt jedoch
des Durchlaßbandes durch genau definierte, schmal- die Resonanzfrequenz des einen von der Aussparung
bandige Dämpfungsbereiche in solchen Gebieten ge- mit dem Dämpfungselement gebildeten Hohlraumlöst,
in denen eine starke Tendenz zur Selbsterregung resonators im Bereich der unteren Grenzfrequenzen ω;,
herrscht, also im Bereich von Frequenzbändern, die 35 wogegen die Resonanzfrequenz des anderen Hohlin
der Umgebung der oberen und unteren Grenz- raumresonators an der oberen Grenzfrequenz ωα
frequenzen ωα und ω{ der Wanderfeldröhre liegen liegt. Wieder ist die Eigenfrequenz der Hohlraumund
diese Frequenzen einschließen. Zu diesem Zweck resonatoren durch den Durchmesser d der Aussparung
werden mit den Wechselwirkungszellen der Verzöge- 150 bzw. 160, die Breite w des Koppelschlitzes und
rungsleitung Hohlräume gekoppelt, die bei den ge- 40 die Dielektrizitätskonstante ε des Dämpfungsmaterials
wünschten Frequenzen in Resonanz sind und zur bestimmt.
Dämpfung dieser Frequenzen verlustbehaftet sind. Wenn die Verzögerungsleitung der Wanderfeld-Bei
der Ausführungsform nach Fig. 4, bei der röhre mehrere Abstandshalter 144 aufweist, kann
eine Anzahl von Dämpfungselementen 134 vorge- wiederum das Prinzip der gestaffelten Abstimmung
sehen ist, sind diese Dämpfungselemente so gewählt, 45 verwendet werden, um sowohl im Bereich der oberen
daß das gedämpfte Frequenzband in der Umgebung als auch der unteren Grenzfrequenz a>u bzw. mt ein
der oberen Grenzfrequenz ωα der Wanderfeldröhre Frequenzband zu dämpfen, wodurch in den beiden
liegt. Dieses Band ist in Fig. 16 mit dem Buch- Grenzfrequenzbereichen die Neigung zu Eigenstaben
F bezeichnet. Um eine genauer definierte und schwingungen der Röhre unterdrückt wird. Beispielssich
über eine genügend große Bandbreite erstreckende 50 weise können die Hohlraumresonatoren 160 in drei
Dämpfung zu erzielen, wird das Gesamtdämpfungs- Abstandshaltern 144 auf dicht benachbarte Frequenband
F im Bereich der oberen Grenzfrequenz in zen im Bereich der oberen Grenzfrequenz abgestimmt
mehrere einzelne Dämpfungsbänder C, D und E sein, so daß die Frequenzbänder C, D und E geunterteilt.
Jedes der einzelnen Verlustbänder C, D dämpft sind und sich eine Dämpfung im Bereich des
und E wird durch einen Dämpfungshohlraumresona- 55 gesamten Bandes F ergibt, wie es oben behandelt
tor gebildet. Diese Dämpfungshohlraumresonatoren worden ist. Außerdem können auch die Hohlraumsind
jedoch, wie in Fig. 16 dargestellt, auf die resonatoren 150 im Bereich der unteren Grenz-Bänder
C, D und E versetzt zueinander abgestimmt, frequenz auf leicht gegeneinander versetzte Frequenso
daß das gewünschte Frequenzband F in der Um- zen abgestimmt sein, so daß einzelne Frequenzbänder
gebung der oberen Grenzfrequenz ωα gedämpft ist. 60 G, H und / stark gedämpft werden, die sich zu einem
Es versteht sich, daß statt dessen auch mehr oder Band / in der Umgebung der unteren Grenzfrequenz
weniger gegeneinander versetzt abgestimmte Dämp- O)1 ergänzen.
fungshohlraumresonatoren Verwendung finden kön- Aus Fig. 16 ergibt sich auch, daß ein genau
nen. Das nach der Erfindung vorgesehene, scharf definierter Durchlaßbereich zwischen der untersten
definierte Dämpfungsband in der Umgebung der 65 Frequenz des gedämpften Frequenzbandes E und der
oberen Grenzfrequenz der Wanderfeldröhre unter- obersten Frequenz des gedämpften Frequenzbandes G
drückt jede Neigung der Röhre zur Selbsterregung existiert. Die in diesem Durchlaßbereich liegenden
im Bereich dieser oberen Grenzfrequenz. Frequenzen werden von der Wanderfeldröhre ver-
ίο
stärkt. Damit jedoch die Anordnung nach den F i g. 7 und 8 mit zwei festen Dämpfungselementen mit Vorteil
verwendet werden kann, muß die Breite des von der Röhre durchgelassenen Frequenzbandes Wn-Wi
kleiner oder höchstens gleich der Differenz zwischen der Grundfrequenz des Hohlraumresonators für ω{
und der Frequenz des Schwingungsmodus der nächst höheren Ordnung sein. Mit anderen Worten muß der
Dämpfungshohlraumresonator 150, der eine Grund-
der Aussparung 190 war der gleiche wie derjenige der Aussparung 130 in dem Abstandshalter 114 nach
F i g. 5. Der Innendurchmesser c des hohlzylindrischen Dämpfungselementes 199 betrug etwa 3,8 mm und
5 die Dicke des Abstandshalters 174 etwa 2,9 mm, was etwa auch der Dicke der Abstandshalter 114 und 144
nach den Fig. 5 und 7 entspricht. Die Höhe b des scheibenförmigen Metallteils 195 kann zwischen 0
und 1,65 mm variieren, so daß die entsprechende
Höhe des scheibenförmigen Metallteiles (mm) |
Höhe des scheibenförmigen Keramikteiles (mm) |
Resonanz frequenz (GHz) |
0 1,27 1,65 |
2,9 1,62 1,24 |
9,5 8,0 7,0 |
Schwingungsform mit einer im Bereich der unteren io Höhe α des scheibenförmigen Keramikteils 193
Grenzfrequenz liegenden Frequenz aufweist, eine zwischen 2,9 und 1,25 mm variiert. Die vorstehenden
Frequenz für den nächsthöheren Schwingungsmodus Angaben schließen den Fall ein, daß ein scheiben-
haben, die gleich oder größer ist als die obere förmiges Metallteil überhaupt nicht vorhanden ist.
Grenzfrequenz ωη der Röhre. Wäre dies nicht der Die folgende Tabelle veranschaulicht die Änderung
Fall, so läge im Durchlaßbereich der Röhre ein stark 15 der Resonanzfrequenz bei einer Änderung der Höhen
gedämpftes Frequenzband. α und b der scheibenförmigen Teile.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in
den Fig. 9 und 10 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung hat der Abstandshalter 174
die gleiche Form wie der Abstandshalter 144 nach ao
den Fig. 7 und 8 und weist demgemäß ebenfalls
zwei Aussparungen 180 und 190 in den Lappen 176
und 178 auf, die mit dem Inneren des Abstandshalters durch Koppelschlitze 182 bzw. 192 verbunden
sind. Wie bei dem Abstandshalter 144 nach Fig. 5 25
hat jede der Aussparungen 180 und 190 einen
Durchmesser d, jeder der Koppelschlitze 192und 182 Fig. 11 veranschaulicht die Weise, wie die Hohleine Breite w und das Abstandselement 174 eine raumresonatoren mit hohlzylindrischem Dämpfungs-Dicke t. Die Aussparung 180 ist auf die Resonanz- element bei einer nach der Erfindung ausgebildeten frequenz in der Nähe der oberen Grenzfrequenz cou 30 Wanderfeldröhre angeordnet sein können. Bei der in abgestimmt und enthält ein vollzylindrisches Dämp- Fig. 11 beispielsweise dargestellten Ausführungsform fungselement 184, das mit dem Dämpfungselement weisen die an dem in der Zeichnung linken Ende der 134 nach Fig. 5 identisch ist. Dagegen ist jedoch Verzögerungsleitung befindlichen Abstandshalter 114 in der Aussparung 190 ein hohlzylindrisches verlust- keine speziellen Dämpfungshohlraumresonatoren auf. behaftetes Keramikteil 191 angeordnet, das wieder 35 Der nächste Abstandshalter 114 ist von der in F i g. 5 beispielsweise aus einer Mischung von Magnesium- dargestellten Art und enthält einen Hohlraumresoorthosilikat und Siliziumkarbid bestehen kann. In nator mit einem vollzylindrischen Dämpfungselement, dem hohlzylindrischen Keramikteil 191 sind ein Hierauf folgen drei Abstandshalter 174, von denen scheibenförmiges Keramikteil 193, beispielsweise aus jeder auf der einen Seite einen Hohlraumresonator Magnesiumorthosilikat, und ein scheibenförmiges 40 mit vollzylindrischem Dämpfungselement 184 und Metallteil 195 angeordnet, das beispielsweise aus auf der anderen Seite einen Hohlraumresonator mit Molybden bestehen kann. Das scheibenförmige hohlzylindrischem Dämpfungselement 191 aufweist. Keramikteil 193 kann etwas verlustbehaftetes Mate- Die Hohlraumresonatoren mit hohlzylindrischem rial wie Siliziumkarbid enthalten oder nicht. Die Dämpfungsglied sind in den drei Abstandshaltern 174 Höhe des scheibenförmigen Keramikteils 193 ist mit α 45 abwechselnd auf verschiedenen Seiten der Rohrund die Höhe des scheibenförmigen Metallteils 195 stutzen 106 angeordnet, obwohl eine solche Anordmit b -bezeichnet. Der Innendurchmesser des hohl- nung keine Voraussetzung für die gewünschte Bezylindrischen Keramikteils 199, der im wesentlichen dämpfung darstellt. Nach den drei Abstandshaltern dem Außendurchmesser des scheibenförmigen Kera- 174 folgt ein Abstandshalter 144 der in F i g. 7 darmikteils 193 und des scheibenförmigen Metallteils 195 50 gestellten Art, der zwei Hohlraumresonatoren mit gleich ist, ist mit c bezeichnet. vollzylindrischen Dämpfungsgliedern 154 und 164
den Fig. 9 und 10 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung hat der Abstandshalter 174
die gleiche Form wie der Abstandshalter 144 nach ao
den Fig. 7 und 8 und weist demgemäß ebenfalls
zwei Aussparungen 180 und 190 in den Lappen 176
und 178 auf, die mit dem Inneren des Abstandshalters durch Koppelschlitze 182 bzw. 192 verbunden
sind. Wie bei dem Abstandshalter 144 nach Fig. 5 25
hat jede der Aussparungen 180 und 190 einen
Durchmesser d, jeder der Koppelschlitze 192und 182 Fig. 11 veranschaulicht die Weise, wie die Hohleine Breite w und das Abstandselement 174 eine raumresonatoren mit hohlzylindrischem Dämpfungs-Dicke t. Die Aussparung 180 ist auf die Resonanz- element bei einer nach der Erfindung ausgebildeten frequenz in der Nähe der oberen Grenzfrequenz cou 30 Wanderfeldröhre angeordnet sein können. Bei der in abgestimmt und enthält ein vollzylindrisches Dämp- Fig. 11 beispielsweise dargestellten Ausführungsform fungselement 184, das mit dem Dämpfungselement weisen die an dem in der Zeichnung linken Ende der 134 nach Fig. 5 identisch ist. Dagegen ist jedoch Verzögerungsleitung befindlichen Abstandshalter 114 in der Aussparung 190 ein hohlzylindrisches verlust- keine speziellen Dämpfungshohlraumresonatoren auf. behaftetes Keramikteil 191 angeordnet, das wieder 35 Der nächste Abstandshalter 114 ist von der in F i g. 5 beispielsweise aus einer Mischung von Magnesium- dargestellten Art und enthält einen Hohlraumresoorthosilikat und Siliziumkarbid bestehen kann. In nator mit einem vollzylindrischen Dämpfungselement, dem hohlzylindrischen Keramikteil 191 sind ein Hierauf folgen drei Abstandshalter 174, von denen scheibenförmiges Keramikteil 193, beispielsweise aus jeder auf der einen Seite einen Hohlraumresonator Magnesiumorthosilikat, und ein scheibenförmiges 40 mit vollzylindrischem Dämpfungselement 184 und Metallteil 195 angeordnet, das beispielsweise aus auf der anderen Seite einen Hohlraumresonator mit Molybden bestehen kann. Das scheibenförmige hohlzylindrischem Dämpfungselement 191 aufweist. Keramikteil 193 kann etwas verlustbehaftetes Mate- Die Hohlraumresonatoren mit hohlzylindrischem rial wie Siliziumkarbid enthalten oder nicht. Die Dämpfungsglied sind in den drei Abstandshaltern 174 Höhe des scheibenförmigen Keramikteils 193 ist mit α 45 abwechselnd auf verschiedenen Seiten der Rohrund die Höhe des scheibenförmigen Metallteils 195 stutzen 106 angeordnet, obwohl eine solche Anordmit b -bezeichnet. Der Innendurchmesser des hohl- nung keine Voraussetzung für die gewünschte Bezylindrischen Keramikteils 199, der im wesentlichen dämpfung darstellt. Nach den drei Abstandshaltern dem Außendurchmesser des scheibenförmigen Kera- 174 folgt ein Abstandshalter 144 der in F i g. 7 darmikteils 193 und des scheibenförmigen Metallteils 195 50 gestellten Art, der zwei Hohlraumresonatoren mit gleich ist, ist mit c bezeichnet. vollzylindrischen Dämpfungsgliedern 154 und 164
Der mit einem hohlzylindrischen Dämpfungsele- aufweist. Die folgenden beiden Abstandshalter 174
ment versehene Dämpfungshohlraumresonator ist auf weisen wieder je einen Hohlraumresonator mit volleine
gewünschte Resonanzfrequenz durch einfaches zylindrischem Dämpfungsglied und einen Hohlraum-Verändern
der Höhen α und b des scheibenförmigen 55 resonator mit hohlzylindrischem Dämpfungsglied auf,
Keramikteils 193 und des scheibenförmigen Metall- worauf wieder ein Abstandshalter 144 mit einem
teils 195 abstimmbar. Wenn ein solcher Hohlraum- einzigen Hohlraumresonator mit vollzylindrischem
resonator mit hohlzylindrischem Dämpfungselement Dämpfungsglied 134 und schließlich ein Abstandsverwendet
wird, können die Koppelschlitze 192 und halter 144 ohne spezielle Dämpfungshohlraumresodie
Aussparungen 190 in allen Abstandshaltern 174 60 natoren folgen. Bei der Anordnung nach Fig. 11
die gleichen sein, und es kann die Resonanzfrequenz dämpfen die Hohlraumresonatoren mit den vollder
einzelnen Hohlraumresonatoren durch einfaches zylindrischen Dämpfungselementen die Energie im
Variieren des Höhenverhältnisses alb eingestellt Bereich der oberen Grenzfrequenz ωα, wogegen die
werden. Hohlraumresonatoren mit den hohlzylindrischen
Bei praktischen Ausführungsformen der Erfindung 5s Dämpfungselementen die Energie im Bereich der
wurden für die Abmessungen eines Hohlraumresona- unteren Grenzfrequenz cu? dämpfen. Sowohl die
tors mit hohlzylindrischem Dämpfungselement fol- Hohlraumresonatoren mit vollzylindrischem als auch
gende Abmessungen verwendet: Der Durchmesser d die Hohlraumresonatoren mit hohlzylindrischem
Claims (11)
11 12
Dämpfungselement sind etwas versetzt gegeneinander zylindrisches verlustbehaftetes Keramikelement 211
abgestimmt, so daß die gedämpften Frequenzbänder bzw. 221, ein scheibenförmiges Keramikteil 213 bzw.
die Grenzfrequenzen ω; und ωα einschließen. Die 223 und ein scheibenförmiges Metallteil 215 bzw.
Ausführungsformen nach den Fig. 9 und 10 können 225. Die so gebildeten Hohlraumresonatoren sind
so abgestimmt sein, daß sie die Frequenzbänder F 5 über Koppelschlitze 212 bzw. 222 mit dem Inneren
und / dämpfen. des Abstandshalters 204 verbunden. Es ist ersichtlich,
Fig. 18 zeigt ein Diagramm der Dämpfung der in daß ein Abstandshalter 204 mit zwei Dämpfungs-
Fig. 11 dargestellten Anordnung als Funktion der hohlraumresonatoren mit hohlzylindrischem Dämp-
Frequenz. Aus Fig. 18 ist ersichtlich, daß die untere fungselement viele Abstimmungen ermöglicht und
gedämpfte Resonanzfrequenz bei etwa 8,1 GHz liegt, io daher außerordentlich vielseitig verwendet werden
während die' obere gedämpfte Resonanzfrequenz bei kann.
etwa 11,8 GHz liegt und sich ein gut definierter Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ver-Durchlaßbereich
zwischen 8,4 und 11,2GHz befindet. wendung von Abstandshaltern mit zwei Lappen be-Die
Möglichkeit, die Resonanzfrequenz eines schränkt, wie sie in den F i g. 5 bis 10 und 12 bis 13
Hohlraumresonators durch einfaches Ändern des 15 gezeigt sind, sondern es können Abstandshalter mit
Verhältnisses zwischen der Höhe α des scheiben- einer beliebigen Anzahl von speziellen Dämpfungsförmigen
Keramikteils und der Höhe b des scheiben- hohlraumresonatoren verwendet werden. Bei der Anförmigen
Metallteils bei gleichbleibendem Durch- Ordnung nach Fig. 14 weist der Abstandshalter 234
messer d der Aussparung und unveränderter Breite w drei Lappen 236, 238 und 239 auf. Jeder dieser
des Koppelschlitzes zu ändern, gibt den speziellen ao Lappen weist eine Aussparung 240, 241 und 242 auf,
Dämpfungshohlraumresonatoren mit hohlzylindri- die mit dem Inneren des Abstandshalters 234 durch
schem Dämpfungselement gewisse Vorteile gegenüber je einen Koppelschlitz 243 bzw. 244 oder 245 verden
Hohlraumresonatoren mit vollzylindrischem bunden ist. In jeder dieser Aussparungen ist ein voll-Dämpfungselement
nach den F i g. 5 und 7, weil alle zylindrisches Dämpfungselement 246 bzw. 247 oder
Aussparungen und Koppelschlitze die gleichen Ab- 25 248 angeordnet. Es versteht sich, daß an Stelle eines
messungen erhalten können. Ein weiterer Vorteil oder mehrerer dieser vollzylindrischen Dämpfungsdieser
Ausführungsform der Erfindung besteht noch elemente auch hohlzylindrische Dämpfungselemente
darin, daß sich durch das Einsetzen der scheiben- in Verbindung mit scheibenförmigen Keramik- und
förmigen Metallteile 195 in die Aussparung 190 auch Metallteilen Verwendung finden können,
der Abstand zwischen der Frequenz der Grund- 30 Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist
schwingung und der Frequenz der nächsthöheren in Fig. 15 dargestellt, bei der ein Abstandshalter
Schwingungsform des Hohlraumresonators erhöht. 254 vier Lappen 256, 258, 260 und 262 aufweist,
Hierdurch wird der Aufbau von Wanderfeldröhren von denen jeder mit einer Aussparung 264 bzw. 266,
mit großem Durchlaßbereich erleichtert. 268 und 270 versehen ist. Diese Aussparungen sind
Ein weiterer Vorteil der speziellen Dämpfungs- 35 mit dem Inneren des Abstandshalters über Koppelhohlraumresonatoren
mit hohlzylindrischem Dämp- schlitze 265 bzw. 267, 269 und 271 verbunden und
fungselement, die also durch ein von der einen sie enthalten vollzylindrische Dämpfungselemente
Resonatorstirnseite konzentrisch in das Resonator- 274 bzw. 276, 278 und 280. Auch hier können einer,
innere ragendes, elektrisch gut leitendes Element be- mehrere oder alle der vollzylindrischen Dämpfungslastet
sind, besteht noch darin, daß auch die harmo- 40 elemente ersetzt werden.
nischen Resonanzfrequenzen des Hohlraumresonators Die Winkelverteilung der speziellen Dämpfungszur
Dämpfung von bestimmten Frequenzen ver- hohlraumresonatoren sowie ihre Verteilung längs der
wendet werden können. Es ist nämlich möglich, die Achse ist für die erzielte Dämpfung unerheblich. Die
Hohlraumresonatoren mit hohlzylindrischem Dämp- Abstandshalter einer Verzögerungsleitung können
fungselement so auszubilden, daß ihre Grund- 45 mit η Hohlraumresonatoren versehen sein, die in
schwingung an der unteren Grenzfrequenz ω, und einem Winkel von 360°/« voneinander getrennt
ihre nächst höhere Resonanzfrequenz an der oberen längs des Umfanges um die zentrale Aussparung des
Grenzfrequenz ωΒ der Röhre liegt. In diesem Fall Abstandshalters angeordnet sind, wobei η eine posikann
ein einziger Hohlraumresonator mit hohlzylin- tive ganze Zahl ist. Es ist lediglich wesentlich, daß
drischem Dämpfungselement zur Dämpfung der 5° die Dämpfungshohlraumresonatoren auf bestimmte
oberen und der unteren Grenzfrequenz verwendet Frequenzen abgestimmt sind, bei welchen eine
werden, so daß nur die halbe Anzahl an speziellen Dämpfung eintreten soll, und daß genügend Dämp-Dämpfungshohlraumresonatoren
erforderlich ist als fungshohlraumresonatoren vorgesehen sind, um bei der Verwendung getrennter Hohlraumresonatoren Frequenzbänder geeigneter Breite dämpfen zu können,
für die obere und die untere Grenzfrequenz. Weiter- 55 p
hin können die Frequenzen von Schwingungsformen Patentansprüche: höherer Ordnung in diesen Hohlraumresonatoren so 1. Wanderfeldverstärkerröhre mit einer Vereingestellt
sein, daß sie die höheren Durchlaßbänder zögerungsleitung aus in Strahlrichtung hintereinder
Verzögerungsleitung bedampfen. Es versteht sich, ander liegenden Zellen, die mit Dämpfungsdaß
auch bei der Ausnutzung zweier Resonanzen 60 elementen zur Verhinderung der Selbsterregung
der Hohlraumresonatoren mit hohlzylindrischem versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
Dämpfungselement die Hohlraumresonatoren leicht daß zusätzlich mindestens eine der mit dem
gegeneinander versetzt abgestimmt werden können, Elektronenstrahl in Wechselwirkung stehenden
um definierte Frequenzbänder zu überstreichen. Verzögerungsleitungszellen mit mindestens einem
Bei der Ausführungsform nach den F i g. 12 und 13 65 mit Dämpfungsmaterial versehenen, vorzugssind
in den beiden Lappen 206 und 208 des Ab- weise zylindrischen Hohlraumresonator gekoppelt
standshalters 204 Aussparungen 210 bzw. 220 vorge- ist, dessen Resonanzfrequenz wenigstens nahezu
sehen. Beide Aussparungen enthalten je ein hohl- einer der Grenzfrequenzen, vorzugsweise der
oberen Grenzfrequenz, des für den Betriebsfrequenzbereich
der Röhre maßgeblichen Durchlaßbandes der Verzögerungsleitung gleich ist (spezieller
Dämpfungshohlraumresonator).
2. Wanderfeldverstärkerröhre nach Anspruch 1
mit einer Vielzahl spezieller Dämpfungshohlraumresonatoren, dadurch gekennzeichnet, daß
die speziellen Dämpfungshohlraumresonatoren in beiden Frequenzbereichen bei unterschiedlichen
Frequenzen in Resonanz sind.
3. Wanderfeldverstärkerröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die speziellen
Dämpfungshohlraumresonatoren symmetrisch um die mit ihnen gekoppelten Verzögerungsleitungszellen angeordnet sind.
4. Wanderfeldverstärkerröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest einzelne der speziellen Dämpfungshohlraumresonatoren mit einem verlustbehafteten
vollzylindrischen Keramikelement ausgefüllt sind (spezielle Dämpfungshohlraumresonatoren
mit vollzylindrischem Dämpfungselement).
5. Wanderfeldverstärkerröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekerm- as
zeichnet, daß zumindest einzelne der speziellen Dämpfungshohlraumresonatoren durch ein jeweils
von der einen Resonatorstirnseite konzentrisch in das Resonatorinnere ragendes, elektrisch gut
leitendes Element belastet sind,
6. Wanderfeldverstärkerröhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einzelne
der speziellen Dämpfungshohlraumresonatoren ein hohlzylindrisches verlustbehaftetes Keramikteil
enthalten, daß innerhalb dieses Keramikteils ein scheibenförmiges Keramikteil angeordnet ist,
das sich über ein bestimmtes Teil der Länge des hohlzylindrischen Keramikteils erstreckt, und daß
als konzentrisch in das Resonatorinnere ragendes, elektrisch gut leitendes Element ein scheibenförmiges
Metallteil dient, das sich über das restliche Teil der Länge des hohlzylindrischen Keramikteils
erstreckt (spezielle Dämpfungshohlraumresonatoren mit hohlzylindrischem Dämpfungselement).
7. Wanderfeldverstärkerröhre nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die speziellen Dämpfungshohlraumresonatoren mit vollzylindrischem Dämpfungselement im Bereich
der oberen Grenzfrequenz und die speziellen Dämpfungshohlraumresonatoren mit hohlzylindrischem
Dämpfungselement im Bereich der unteren Grenzfrequenz in Resonanz sind.
8. Wanderfeldverstärkerröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei den speziellen
Dämpfungshohlraumresonatoren mit hohlzylindrischem Dämpfungselement die Resonanzfrequenz
des Grundschwingungsmodus wenigstens nahe der unteren Grenzfrequenz und die Resonanzfrequenz
des nächst höheren Schwingungsmodus wenigstens nahe der oberen Grenzfrequenz liegt.
9. Wanderfeldverstärkerröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Zellen in
Strahlrichtung von jeweils zwei Querwänden und in Radialrichtung von jeweils einem zwischen den
Querwänden angeordneten ringförmigen Abstandshalter begrenzt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die speziellen Dämpfungshohkaumresonatoren in den Abstandshaltern angeordnet
und zu der jeweiligen Zelle hin offen sind.
10. Wanderfeldverstärkerröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Dämpfungsmaterial von einem verlustbehafteten keramischen Werkstoff gebildet
wird, der im wesentlichen 90 bis 97 % Magnesiumsilikat und 10 bis 3 fl/o Siliziumkarbonat enthält
und bei dem das Verhältnis der Dielektrizitätskonstanten zur Dämpfungskonstanten zwischen
10 und 100 liegt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
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