DE1491320A1 - Verzoegerungsleitung - Google Patents

Description

• "Verzögerungsleitung"

  Die Erfindung betrifft eine Verzögerungsleitung mit periö-

  dischem Aufbau"für...elektronenröhren. grosser Leistung und für

  Teilchenbeschleuniger mit einer 'Anzahl sich längs 'in zur Achse

  der Zeitung senkrechten Ebenen gelegener koaxialer Kreise er-

  streckender elektrischer Leiter erster Art und einer Anzahl aüs

  jeweils benachbarte Leiter der ersten Art untereinander verbin-

  denden Bänder bestehender elektrischer Leiter zweiter Art. Sol--

  ' che' Verzögerun,-sheitungen mit grosser Durchlassbandbreite sind

  insbesondere verwendbar in Elektronenröhren für Wgnderwellen wie

  Laufzeitverstärkern und Teilchenbeschleunigern.

  Die wesentliche Eigenschaft einer Verzögerungsleitung be-.

  2teht bekanntlich darin, dass sie eine elektromagnetische Welle

  derart führt, dass die Phasengeschwindigkeit der ','Jelle kleiner

  als die Lichtgeschwindigkeit ist. In Wanderwellenröhren lässt

  man län4@s einer solchen Verzögerungsleitung in dem Feld einer

  durch sie geführten Welle. ein Elektronen-- oder Ionenstrahlen-

  Mündel laufen. ;Denn die Geschwindigkeit der Elektronen oder Ionen

  nahe der Phasengeschwindigkeit der =delle oder einer ihrer Kompo-

  nenten ist, findet ein. Energieaustausch zwischen dem Strahlen-

  bündel und der Uelle statt. Entsprechend den den elektrischen

  Betriebsdaten gegebenen fierten erzielt man, entweder eine-Ver-

  stärkungder Welle und eine Minderung der mittleren Gee,chvrindig-- "

  keit der Teilchen des Strahlenbündels oder eine Dämpfung der

  Welle und, einen Ahstieg der Geschcjrindigkei.t der Teilchen.. Die

  erstere dieser 'Wirkunken wird in den Verstärkern, mit direkter

  oder umgekehrter, liel,lenfortpflanzunh, = die zweite .in d.en Teilchen-

  beschleunigern benutzt. ,..,

  Bei Verstärkerröhren wird gewöhnlich in die Verzögerungs-

  leitung eine Dämpfungszone eingefügt. Man vermeidet hierdurch,..,

  dass eine am Leitungsende sich einstellende Reflektion der ver-

  stärkten Welle zu einer Selbsterregung der Röhre"führtx.,Die

  Dämpfung. der Welle kann entweder daher rühren,, dass. ein-:Te@,i, i ,

  der Verzögerungsleitung in der Masse deren Körpers . oder-,an .de..- .:

  sen Oberfläche aus einem Material hohen elektrischen. Widerstands

  gebildet ist, oder daher, dass. in der Nähe der Leitung" ;ein -Ma-

  teral mit ohmscheng dielektxischen oder.ferromagnetschen Ver-

  lusten in dem elektromagnetischen Feld :der geführten Welle vor-

  gesehen ist". . "

  Die- in. Blektronenröhren höher. Leistung verwendeten Verzö-:

  gerungsl=eitungen unterliegen einer Erwärmung, d-P einerseits

  einem Auffangen von Elektronen oder tonen zurückzuführen isto

  Obwohl ein solches Auffangen bim Betriebsprinzip der Röhre' nicht

  vorgesehen .st, ist es schwierig* `zu vermeiden,- dii° im' Interesse

  eines wirkungsvollen Betriebes das ä@rahlenbündel" husserst- nahe

  der Verzögerungsleitung durchlaufen muss und die Fokussierung

  des Strahlenbündels selten vollkonmen ist. Namentlich. bei Röhren

  grosser Leistung kann diese 1Järme;iuelle auf Grund der grossen '

  Geschwindigkeit@d-es@Strahlenbündels und: der Schwierigkeit einer

  genauen Fokussierung eines Strahlenbündels hoher Geschwindigkeit

  recht. beachtlich'" sein itmftfto Andererseits ist die Erwärmung auf

  di- ohmsehen, eielektrischen bder-magnetischen Verluste zurück-

  zuführen, die dürc@h die s ich' in der Verzögerungsleitung fortpflan--

  zende elektrische :eile hervorgerufen zerder r insbesondere wenn

  die Zeitung eine Dämpfungszone aufweist, um die Gefuhr der Selbst-

  erregunü auszuschl'iess'en: "Bei Leistungsröhren bedarf daher die

  VerzögerungsI.eitung einer wirksamen Kühlung,

  __ O21

  -Verz"ö"gerungslei ung.en te:ner Bauweise, bei. der die.

  Kühlü-r'f'keiri Probtet `fietet'o' -ts' handelt sich hierbei üm Verzöge-

  ru:rigs1e:türiP.#en, die vom Hohlleiter "abgeleitet sind. Eine solche

  Verzog.erüngsle'i`tun@ Uesteh-t aus einem Metallrohr, in dem 'in

  elektrischen "Kontakt mit der Landung' des Rohrs und irrt gleich üäs-

  si:gen ibst@nden '-ue'ine:nder quergerichtete Leiter,, besspielswelse'

  höchblenderi angeordnet sind,: in deren -Achse das Strahlenbündel

  verläuft. Venn hierbei das Metallrohr gleichzeitig; der hach

  aussen abdiulitende Kolben der Elektronenröhre ist, so wid man

  beifn Kühlen der '.@jhr.c von aussen selbstverständlich wi-z;-ungsvoll:

  ,die @;"ara.:mert@:-`der @terö@7e@in.'N'.`ei tunlr külzleri lc.önnC-n,@ °diesich'"

  re@:run.-°:he-

  _rra,ro .@r @ -x . #e - .

  tun:_;-n dieser i n hlektronenröhren hoher Leistung 1=;iu-

  fig verwendet. j#benfL.lls günstige Kühlbedingungen finden sich

  bei den interdi@italen Verzögerungsleitungen. fliese bestehen

  e.as zwei einander p@r@slleleri:, jeweils eire Reihe von fingern

  stützenden Stäben, die deriviert angeordnet sind, dass sich ihre

  freien Znden ver;jiekelri.. Diese 'ierzticrer,znYSleitunzen kör:er.ÜÜer

  die bei den Stäbe leielit gekühlt @:erdan, die im übrigen in den

  meisten Fällen über ihre gesamte Länge mit einem gemeinsli-.iien

  metallischer- Aufbau verbunden sind, der beispielüweis e in 9orri

  einer Schiene U-förmigen @;uerschnitts vorliegt. Sowohl cris vorn

  Hohlleiter abgeleiteten uls auch die interdigitalen Verzögerungs-

  leitengen weisen jedoch den Nachteil eines ziemlich. :@clirr@_len

  Durchlassbandes auf', da sie sich infolge ihre periodischer- -:uf-

  baues wie- Filter verhalten

  Demgegenüber stellt die Kühlung wesentlich ernsthaftere

  Probleme bei Verzögerungsleitungen dar, die gewöhnlich verwen-

  det werden, um eine sehr grosse Durclilassb-.indbreite. zu erzielen.

  Es handelt sich hierbei um Verzögerungsleitungen ohne Unstetiö-

  keiten längs des vurchlaufs des Hochfre:venzstromes, beispye's-

  weise scl:raubenlinige Zeitungen kreisför:rigen Querschnitts, oder

  um Zeitungen mit sehr geringen Unstetigkeiten wie unterein;';r:aer

  gekreuzte Leitun;er, in Schraubenlinienform oder mäandrierer:da .

  Leitungen.. Solche Vervö_°;ezunz;sletur,@er, besitzen keinen Leiter.

  in Kontakt mit einem lüg :;s der Zeitung angeordneten gei ter @-;e-

  riner Induktivität, 's läs-t sich uo":;3# feststellen, `vcr-

  -zöverungsleituni@en init starken periodioclien Unotetiten r@o@ai

  eire

  cl=@,r isedinaur

  Set.finen@ dass sin kein @-Tifz-d in Kontukt Lit r-inez lei!er1cen'

  einem äusee.ren. ,;otällrohr er`@tr@@<:.l!-en. @=f eirund cli.#!-oer-

  .4t i j.t j edocr@ iLir.l°anC@ solcher b 1_i tb@zr=ct.ier-f@r@r@,%S E

  run; ,1y.e.ituren die Ser eüe vje-eint licl _.,.@..;ier _41s bei

  n.irihi-,h interditpi.t.@l(-ri- teitet@

  L; e .i@ @: t e @t.e ri'sl e x# @ e@ J e ru rt: 3 s l e:i, -t a n@-e n

  .:r :i::t sc:@_os. beT@i.nnt, o c. rr ubexllni#_ .@u -<,eb: sr Le ;Terzo:-orun,@;7_

  tun_.en .d4?rch- eahen= -Fl#Aäsi`kcitsstrom zu kT@üien, der ir innern

  x

  ac.#r_#=#Jr) eniin-en; Leiter:le,:stD i:;it Luur,@-hrie einiger pltzrn-

  .r runsleiinen

  y:cr gu:*7 bciu ten i:t je=üoch die ILusf.thrunö von

  aorileri Leitern wu- @. mori Zur tie-wbe-if #th-

  run:-; ein E. i@lit._.,i.KEr-t:.rurntrom in sein@Llen und 1--cnAen Ka:ntle'n

  .` 2iiÄ #ke:it unter betr:`chtli>hen Drucken

  .° y -ibt: ferner ubenlini`t =GF:ltun"en, die in ein @;@uärz-

  r;j@-@.r gleichzeitig r:ls Strttzglied und '

  :@l" %Fitt;el zur Kühlung dururl @tiärmeleitung dient: Um eine gösse

  zu ez r;_teri, werd dem >@cf-Lr@@ubenleiter ein

  rer::@tec:rL@;..er _äuerschnitt ",-e--eben.' J)er üssendurchmesser des

  Leiters und der irinendurchrnesser des Quarzrohrs

  :z.:r=...t''rseviählt, derci@riut;enleiter bei seiner vorge--

  ac;h@:r@@rl tx#ieias i:e@iperatur infol". 'seiner W rmedilatätion in

  -:;.u f :.tu,xrvrohr gedtück-t wird,/bei der Dilatatiöns--

  lc@#E#ffi@:rlt ie@s .t@c#r.@irs v#rnt@.c ilasoz t)< .r üto Der r4lzchteil

  @:;@:itE:r=a .l1egt cl:trin, .E,ine äü.,:@er:@'t @Erl:4ue meelianisclie Aus-

  führunö -.-u - beriö tiF.;En, damit der durch den Schrr_aubenl eiter auf

  de_s- ,uärzrc:3ir : "usgeübte Drück weder zu gering noch zu stu.rk ist.

  Im übrijen er-ibt sich diese Genauirkeit lediglich fÜr eine be-

  stimm;te Betriebstemperatur:

  .Es sind auch- schon VerzögerunzsleltungsaufbaUten bekannt

  geworden, bei denen der sc'rcre.ubenlinige Leiter aussen rat einer .

  Glasschicht umhüllt ist. Bei diesen Aufbauten dient das Glas

  eher als Stützmittel für den Schraubenleiter als als Kühlmittel,

  und zwar infolge der geringen Wärmeleitfähi"#keit und des zfem--

  lich niedrigen Fliesspunkts dieses Glases.

  Der grfindung liegt` die Aufgabe zugrunde, eine Verzögerun,-s-

  leitung-der eingangs- benannten Art zu schaffen, die` gleichzeitig

  eine grosse Durchlassbandbreite und eine hohe mechanische Pestig-

  keit besitzt und eine wirkungsvolle Kühlung der Bauteile der

  Leitung zulässt, die -sich während des Betriebs erwärmen können.

  Um die in der Verzögerungsleitung erzeugte 7.ärme-auf die äu:,ere

  ?Metallhülle überzuführen, bedient sich die Erfindung Bauteile

  aus Berylliumoxyd. Dieses hIaterial besitzt bekanntlich ph.ysiks:-

  lische gensch,#;.ften 'wie -eine 6Järmeleitfähi@rkeit, die ,gleich

  der Hälfte derjenigen des Kupfers ist, ein' elektri:ches V,-rhal-

  ten bis zu Temperaturen von 15000G, einen Schmelzpunkt von etwa

  25000i: und grosse mechanische Festi";keit, 'so d:zss .dieses Material

  cIls Kühlmittel verwendet werden kann. Die Verwendulii2 von Berylii-

  umoxyd als 141ittel zur Kühlung der Llektroden von Elektrc:nonröhren

  ist schon bek@innt; beispielsweise hat man dieses Material . dazu

  .verwendet, um einen Teil des Röhrenkolbens zu bilden, der t-it

  einem inneren, eine Anode bildenden Metallüberzug versehen ist,;

  Jedoch handelt es sieh .n diesem bekannten Fall um ein einfaches

  Problem. bei dem die Verteilung der elektrischen Felder bedeu-

  tungslros ist und dessen Lösung daher nicht ohne weiteres auf

  'Verrö@erun;sleitungen zäbf3rtr,.,;en werden kann. Die Anwesenheit

  eineu dielektriachen Stoffe: :xlic Berylliumoxyd, dessen Dielektri--

  zitätükanstante hoch ist ( - 8),, , in dem innezhLlb und ausser-

  halb einer üerzögerun';sleitun,; bestehenden elektrischen Feld

  lä-Fs t nämlich den *l@l.Iexz@,=:Tiderst<<nd der Verzögerungsleitung her-

  absetzen, was nicht allein zur Folge hat, dass auch die Phasen.-

  gesc.Lvaindigket der rifeile gemindert wird, sondern auch dazu

  führt, dass die gegenseitige Beenflussun#z von ;gelle und Strah-

  lenbündel infolge der Verminderung des Kopplunhswidersta.ndes

  in ihrer :irkü@.rzs@eit Gemindert wird. Ein noch schwerwiegenderer

  Nachteil könnte sich aus den unregelmäs;3igen Anderungen des

  .rellenwiderstandeü .längs der Zeitung ergeben, wenn man in Wärme-

  kontakt nit deLl schraubenlnigen Leiter ein Rohr uus Beryllium-

  oxyd einstelle eines .t'uarzrohres verwenden wollte, und zwar auf

  Grund von selbst seür feringen,Unbestir..rjitheiten der Berührungs-

  bere }ehe zwischen derr ixe talg und dem Dielektrikum wegen des ho-

  hen.f:rte..der I)iel@3l#:trizitätskonst@trLte des Berylliumoxyds.

  Die @e:itunverz d:er Röhre sind somit beeinträchtigt, und ihre

  ",rieäcr@@=.:te wirre rzi .:i t irlehr gswl.hrlesteta Im übrigen ist Beryllium-

  Oxyd ein schwierig zu bearbeitende. T:Iateria.l traü@@er Ih@.redas

  ::i(-:h in .@@cr#r:von durca@ @in-tc:runt#; erh"tl.tener Sti.,';,c;ce darbietet.

  Unk;7.LCI@Ii::he:°y@c:i.@e la"osety ;@i@il jedoch Get,;enut@,nd,- genauer.Ferti-

  gün@;snit-,sse durch direkte Sinterun@ nic:1it erzielen, d<:. die Si nter-

  temperatur zu hoch ist. Für die Fertie;ung von Stücken verwickel-

  ter Formen muss i;i@iti daher auf eine teuere und schwierige Beiir-

  beitun,p, zur.ickgreifen. Es wäre also schwierig, mit Beryl.lium-

  oxjd einen Aufbau auszuführen, der dem zuvor oben Beschriebenen

  entspräche, bei derein den sci=raut.enlinigen Leiter um"ebendes

  ,uarzrohr als iJärrreleiter dient. Jegliche LTnvollkonmetiheit in

  der Dearbeituri,z v#,Ürde@ sich hierbei um so gefährlicher aus wirr=en,

  als die Dielektrizritätskonstante von Berylliumoxyd 8, drit#;egen

  bei-@uarz nur 4,7 betrügt. 1,it anderen vorten gesagt, hc:.t i_an

  unter Berücksichti.ung dieses Standes der Technik nioht etwa

  die Verwendung von Ber%rlliumoxyd bei breitbandigen -Verzöt-@erungs-

  leituneen üblicher Dru-uformen wie sclzr«.uitenlini@e oder sci:.rauben-

  linige untereinander gekreuzte Leiter ins Auge fassen können,

  da die Form dieser Zeitungen die Verwendung einfacher 3t@ici;e

  aus Berylliumoxyd verhindert, die die husfUhrüng reproduzierba-

  rer Kontakte zulassen können.

  Um diese Nachteile zu vermeiden, hat sich die yrfindung

  zum Ziel gesetzt, eine Form der Verzögerungsleitung und eine

  Form der Wärmeleiter aus Bery111umoxyd zu bestimmen, welche die

  Eigenschaften besitzen, dass einerseits ein guter ','gärmekontt-LILt

  zwischen den T,ietallteilen und den Stücken aus Berylliumoxyd auf

  sichere und reproduzierbare j1eise auszuführren ist, und anderer-

  seits die Stücke laus Berylliumoxyd systematisch aus den Dereichen

  eines starken elektrischen Peldes wie dem daum zwischen den i)e-

  nachbarten Elementen der Leitung heriiust-,eiiommen sind.

  Alle diese vorstehend genannten forderun,en sind bei der

  hier vorgescislagenen Verzö:,;erun,;sleitung der cingan;s erwühnten

  Art vor tzllem dadurch erfi>llt, dass erfndungs@,-em-iss an den

  elektrischen Leitern der ersten Art einerseits und an einer den

  iiu'ü.tiu der Verzögerungsleitung umschliessenüen T;e-tullriülle dn--

  dererseits in gutem mectia.iijehen und tllertniächen Kontakt im

  @reäerztlichen ebene Platten aus Berylliumoxyd befestigt sind., die

  jeweils i n einer gleichseitig den an ihnen äefe;@ti,-ten betref--

  fe reden elektrischen Leiter und mindestens eine gegenizber der

  Achse fiter Leitung radiale hichtung enthaltenen Ebene angeordnet

  s :! id o

  17ach einer besonders vorteilhaften Auofizhrun sform der

  Terzöez#un:;slctun ; .ge:@iass der Erfindung sind die Berylliumoxyd-

  platten ringförmig ausgebildet und jeweils in der gleichen Ebene

  viie der zugehörige kreisrunde elektrische Leiter angeordnet und

  an dieser. mit ihrer inneren Stirnfläche befestigt, während die

  äu,@sere Stirnfläche jeder Platte fest mit der Metallhülle der

  Zeitunü verbunden ist. Die ringförmige Platte aus Berylliumoxyd

  kann reit dem kreisrunden heiter durch Verschweissen oder mecha-

  nische Einfassung verbunden sein. Es kann jedoch besonders vor--

  teilhaft sein, dass die kreisrunden Leiter aus Metallüberzügen

  gebildet sind, die auf die Fläche des Berylliumoxyds aufgebracht

  oder niedergesetilagen sind, Um die Montage des Aufbaues zü er--

  leichtern, können die ringförmigen Berylliumoxydplatten vonbin-

  arider durch Abstandsstücke getrennt sein, die den Abstand zart.-

  sehen den Beryllumöedplatten wahren und beispielsweise aus zy-

  lindrischen Stutzen bestehen können, die in der äusseren IrIetallhülle ver:3cIiiebbar sind.
• Nach einer anderen Ausführungsform der Verzögerungsleitunh gemäss der Erfindung sind die Platten aus Berylliumoxyd in durch die Achse des Zeitungsaufbaus verlaufenden Ebenen angeordnet und besitzen mindestens zwei parallele :@@lo.ndfläclien, -mit denen sie an der Metallhülle der Zeitung bzw. an den bandförmigen Leitern befestigt sind, welche die kreisrunden Leiter miteinander verbinden. Vorzuzisweise besitzen diese Berylliumoxydplatten die Form von Stäben oder Bändern, die an einer ihrer Längsflächen eine Reihe von Vorsprüngen aufweisen, an denen eine Anzahl bandförmiger Leiter befestigt sind, die längs ein und derselben Parallele zur Achse des Hufbaues in Flucht liegen, während die der ersteren gegenüberliegende Längsfläche mi f; der l,'sletalliiülle fest verbunden ist.
• 1?er Aufbau der Verzögerungsleitung gemäss der Erfindung weist periodisch Bereiche auf, in denen der Sehtor des elel>tri.-schen FTochfrequenzfeldes eine im wesentliche radiale in einer Ebene enthaltene Richtunz besitzt und sich zwischen Flächen einfacher geometrischer Form erstreckt. Dies ist auch bei samtliehen Räumen zwischen einem der kreisrunden Leiter und der Metallhülle sowie in den Räumen zwischen den bandförmigen Leitern und der PIetallhülle der F.11. Setzt man in die einen oder die anderen dieser Bereiche die aus Berylliumoxyd gefertikten Wärmeleiter ein, so setzt man sie nur einem elektrischen Feld

  ' aus, dessen Stärke v(-rh"*iltnismässig gering ist, wenn die I:Ietail-

  hülle ausreichend kross ist. Im Falle, dass eine gesamte Reihe

  bandförrc..iver Leiter durch eine einzige band- oder stabfärmige

  Berylliumoxydplätte gekühlt wird, lassen die zwi:'_chen benach-

  barten Vorsprüngen vorhandenen zinrienförinicen Aussparungen die

  Anwesenheit dielektrischen I"ZateriLls in den Bereichen des star-

  ken elektrischen :Feldes axialer hichtung vermeiden. Der Aufbau

  der Verzö gerungsleituno gemäss der Erfindung genügt also den

  zuvor. ausgeführten elektrischen Forderungen. Ferner sind die

  StÜcke als Berylliümoxyd geometrisch einfach und können mit üb-

  licher Genauigkeit iir@g#efertigt werdet, so dass ihre Herstellung

  und Bearbeitung keiner besonderen Massnahmen bedarf.

  Unter den Berylliumoxyd in Form ringförmiger Stücke ver-

  wendenden Ausführungsformen der Verzögerungsleitung gemäss der

  Erfindung gibt es. noch eine, die eine besonders grosse Durchlass-

  baüdbreite erzielen lässt. Bei dieser Ausführungsform erstrecken

  sich die kreisrunden Leiter nur auf einen Teil des Umfangs

  der Verzöerungslcitung und bilden somit geschlitzte Ring, wo-

  bei die Winden auf einanderfol@;ender geschlitzter Ringe mitein-

  ander durch leitende Bänder derart verbunden sind, dass eine

  sich längs dem die Leituni: bildenden Leiteraufbau bewegende Kraft

  stets in gleicher Richtung um die Zeitungsachse dreht. Die be-

  achtliche Durchlassbandbreite einer so aufgebauten Verzögerungs-

  leitung rührt v:)n ihrer nahezu schraubenförmigen Ausbildung her.

  Bei d.e:@ex# h.u;;filhrun;;Nform k@-#nn die Form der die @i.ufeinanderfol.

  genden ge@-chlit,.,f.en Rinie verbs#ndc:nde:r. elektrischen Bänder, ohne .

  grundlegende l@nderunl-ä der elektrischen Ligensche:.ften der Verzögerungsleitung geändert werden, Man kann sie beispielsweise parallel zur Achse des Rufbaus anordnen. Durch Neigen der lei-. tenden Bänder gegenÜber dieser lä2st sich jedeeh die form der Zeitung derjenigen einer vollkommenen Schraubenlinie am weitesten annähern.
• Nach einer Varii_:nte dieser zuletzt beschriebenen i@usf4_hrungsform beoitzen die ringförmigen Berylliumoxydplatten neben dem Schlitz des leitenden Ringes eine Aussparung. Diese Ausbildung gestattet, auf merkliche leise die zwischen den Enden der unterbrochenen leitenden Ringen bestelende Kapazite:t zu mindern; an der Stelle der Schlitze wird nämlich das Beryllium-. Oxyd ( E = 8) durch ein Vakuum ersetzt und demgemäss die K.apü2;ität zwischen den ltKndern der Schlitze, durch 8 dividiert. Hieraus ergibt sich eine Verstärkung des elektrischen Feldes längs der Achse und deiiizufolt_,e eine Veistärkung der Kopplung zwischen Zeitung und Strahlenbündel. Im übrigen erlauben die Aussparunüen, die leitenden Bänder auf der äusseren Seite der geschlitzten Ringe anzuordnen. Der für den Durchgang des Strahlenbündels offene Raum umfasst somit die gesamte von den leitenden dingen eingeschlossene Fläche, In dem Falle, da der Aufbau der hier.vorgeschlagenen Ver-. zögerungsleitung in einem Laufzeitverstärker verwendet wird, lässt sich die notwendige Dämpfung auf einem Teil der Leitung oder deren Gesamtheit leicht dadurch erzielen, dass auf die zius

  Berylliumoxyd bestehenden Wärmeleiter abooz,Liereric;.e Schichten

  beispielsgreise aus Kohlenstoff oder '::I( tallen in geringer ;jtärne

  oder aus einem Werkstoff mit dielektri#3chen oder ferromagneti--

  schen Verlusten gegebenenfalls in Beriihrung mit der Zeitung

  und der Idetallhülle üufgebr,cht werden. Die därncleiter aus

  Berylliumoxyd leiten Bierbei die der von den rufgebrachten

  Schichten absorbierten lIochfre,-iüenzle.stun.:; entsprechende Wärme

  u nni 'ttelbar L zu der 1.71etallhülle hin.

  -..leitere hierl@i@cile der erfindungsgerf:äs:3 vore,-cl..la;eneri Ver-

  zU.;erungsleitung und durch sie erzielte \forteile f;ehen aus der

  nu.aistehenden Beschreibung der Zeichnun; hervor, die Verzöge-

  run,sleitunben der erfindunz--;sgemässen Art in mehreren bei.

  cpielsvieiäe geaühlten Ausführungsformen schematisch veranschau--

  liehen. Es: zeigen; .

  Pij. 1 in vereinfachter :leise einen unterbrochenen ZC,.ingsschnitt

  einer- =danderwellenverstärkerröhre mit einer Verzögerungs-

  CD gemü, s der Erfindung;

  F g. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-A' der Fig 0 1

  Fi-. 3 eine Teilansicht des Röhrenaufbaues n".ch einer abgewan-

  delten Ausführungsform der Figö 1;

  Fi:;. 4. bis 10 Teilansichten, die sich auf Ausführungsformen-

  eine .r Verzögerungsleitung gemäss der .Erfindung beziehen;

  f ig. 11 eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform nach der

  Erf indung ; r

  ?ig. 12 einen Querschnitt gemäss der Linie B.-B r der Big. 11 und

  Fig. 13 eine Variante der Ausführungsform gemäss Fig. 11Q

  .Fit;. 1 stellt eine Wanderwellenverstärkerröhre dar, in der

  sich folgende Teile unterscheiden lassen: Der Kathodenaufbau 9 ,

  der Ein@angskopplun@;sraum 2, der Verzögorungsleitungsaufbau 5,

  der ,1usgangskopplungsrktum 4 und der Kollektoraufbau 5. Der Katho-

  denbereich 1 enthält in einem gewöhnlich aus ferroniilgneti-,.chem

  T-,laterial gefertigten GehL.use 6 einen Kathodenaufbau 7, der Gus

  einer konkaven Kathode 8 und einer Fokussierunbs elektrode 9

  zusammengesetzt ist. Die Kathode 8 wird durch einen Heizdraht 10

  aufgeheizt, der einseitig an die Kathode angeschlossen und mit

  den dichten -UurchfUdirun,en 11 und 12 Verbunden. ist, die in den

  Isolierstopfen 13 des Gehäuses 6 eingesetzt sind. Unter den: Ein-

  fluss einer zwiochen Kathode 7 und (lei).ö.use 6 angelegten Gleich

  spannuni; emittiert die i@athode einen Elektronenstrahl, dessen

  Umriss durch die gestrichelten Linienzüge 14 dargestellt ist.

  fier Elektronenstr"ril wird im Innern des Gehäuses 6 elektrostatiscr

  fokussiert und sodann mit konstantem Querschnitt bis zum Bin-

  gang des Kollektors 5 mittels eines homogenen Magnetfeldei ge-

  führt. Das ferromagneti..@che Gehäuse 6 hält die Xatiiode 7 in

  Abstand zu diesem Feld. Die Mittel zur Erzeugung des 1!agnetfeldes

  sind in Fig a 1 nicht wiedergegeben. Die Kopplungsräume 2 und 4

  enthalten die Kopplungsleiter 15 und 16, welche die Enden 17 und

  18 der Verzögerungsleitung; 3 einerseits mit dem Katliodenp-,eliäuse 6

  und andererseits niit einer Lochblende 19 verbinden. Die Hülsen 20

  und 21$ welche die Kopplur4@sräume umgeben, bestehen aus einem

  Isolierstoff, beisuielsweoe Keramik. In dem die vorstehend

  beschriebene Röhre verwendeten Verstärkerstromkre.s durchqueren

  diese beiden I--iülsenteile in der Zeichnung nicht dargestellte

  Eingans- und kusgangshohlleiter, die demzufolr;c mit der VLr-

  zög erun.:üleitung in Kopplung stehen,

  Der Kollektor 5 bildet die Form eines metallischen Hohl-

  körpers 22, der zur Erleichterung seiner Kühlung aussen mit

  Luten ver;3elien ist. Der Kollektor ist mit den niest der Röhre

  unter Abdichtung über einen Isolierring ?3, beispielsweise aus

  Keramik verbunden, um den Kollektor auf einem anderen Potential

  als den der Verzögerungsleitung halten zu können. Man richtet

  es hierbei so ein, dass das den Elektronenstrahl führende lylag.-

  netfeld im Innern des Kollektors 5 divergiert. Das Llektronen-

  strahlbUndel divergiert also nz:-ch seinem Durchgang durch eine

  :Lochblende 24, und die durch das. Elektronenbombardement erzeug-

  te Wärme ist somit auf die Innenfläche des Kollektors 5 gut ver-

  teilt.

  Wie den Figä 1 und 2 ferner zu entnehmen ist, besitzt der

  Aufbau der Verzögerungsleitung 3 eine Aufeinanderfolge metalli-

  scher "tinge 25 und metallischer Bänder 26, die die Vj:rzöverunrs-

  leitun g an sich bilden, sowie eine hrietallhülle 27, ringförmige

  1'1=jtter., 28 aus ierylliumoxyd, die gleichzeitig als Stützglieder

  und ;,1:3 ldärmeleiter dienen, und Abstand:sstUcke 29 aus Keramik,

  z.ß. Tonerde. lric: Uin,#e 25 sind hit:rbei aus Kupferfolie gebildet

  ,

  welche zwei Seiten des nündes der Öffnung der ringförminen BerylliumoxydringE 28 umfassen und mit diesen auf bekannte `.;eire verschweisst sind. Die Kupferfolie besitzt eine geringe Stärke, beispielsweise 0,1 tnn, so dass die beim Schweissen und im Betrieb der Röhre auftretende Dilatationserscheinung das Verhalten der Schweisstelle nicht störend beeinflu;:st. Die Ringplatten 28 werden mit ihrem i'£us serir;:.nd mit der Innenfläche der Netallhülle 2 7 verschweisst. Die leitenden Bänder 26 werden abwechselnd .an gegenüber der Achse der Röhre diametral entgegengesetzt-liegende Stellen angeordnet. Die keramischen Abstandsstücke 29 wahren den Abstand der Gesamtheit der Teile, wodurch die T;Iontage der Röhre erleichtert und gestattet i-jird, in einem einzigen Vorgang die V°erschweissung der Ringe 25 an den Ringplatten 28 und die Verschweissurig der Stücke 28 an' der T@Jetallhülle 27 und auch die Verschweissung der hinge 25 an. den Bändern 26 vorzunehmen. Eine gewisse Anzahl ringförmiger Berylliumoxydplatten 28 können zur Erfüllung der Dämpfuni;saufgabe vorgesehen sein; sie tragen dann eine oder zwei Schichten 30 aus einem Widerstandsmaterial, beispielsweise Nickelniederschläge geringer Stärke.
• Fig.. 3 zeigt eine Abwandlung in dem Aufbau der Verzögerungs-CD gemäss Fig. 1 bezüglich des thermi. ehen und mechanischen Kontakts zwischen den hingen 25 und den Berylliumoxydplatten 28. Dieser Kontakt wird hier nicht wie bei Fig: 1 durch Verschweissen sondern durch Einfassen bewirkt. Die Innenfläche der Öffnung der Ringplatte 28 besitzt eine Rille 31, in. die sich das Material des :Ringes 32 während des Einfassens mittels eines Rändelwerkzeuges

  eindrückt. Die Ringe 32/sitzen hierbei gegenüber den hinr;en 25

  eine etwas abgewandelte Form. Fig. 4 stellt eine weitere Ausführungsform in bezug auf die I:uabildung der Elemente der Verzögerungsleitung dar, welche die leitenden Ringe 25 verbinden. Die leitenden Bänder 26 der Fi. 1 sind hierbei durch Bänder 39 ersetzt, welche Schraubenlinienabschnitten ähnlich sind; die gestrichelt ein°ezeiehneten Linien stellen hierbei die durch den Schnitt weggenorrmienen Teile dar. Bei dieser Anordnung ist die Fortpfla,azungsge @chwindigket der Welle nicht geringer als bei den vorbeschriebenen Aufbauten.
• Die sonstigen Teile 25, 27, 28 und 29 des Verzögerungsleitungs^ aufbauen sowie ihre Anordnungen sind die gleichen wie bei der Ausführungsform der Fig p 1.
• Fis;. 5 und 6 veranschaulichen eine Ausführungsform der Verzögerungsleitung gemäss der-Friindung, bei der die in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen leitenden Ringe 25 durch leitende Ringe 40 ersetzt sind, die keinen geschlossenen Ring bilden. Vielmehr sind die Ringe 40 jeweils durch einen Schlitz 41 unterbrochen. Ferner sind- sie durch eine zqBp aus Kupfer bestehende Metallschicht gebildet, die auf die Berylliumoxrdfläche abgesetzt ist, welche die mittlere Öffnung der kingplutten 28 begrenzt. Die Ringe 40 sind untereinander durch zur Achse der Leitung parallele leitende Bänder 42 verbunden und derart angeor-dnet, dass das Ende der lhetallsierung eines Ringe. mit dem Bande der Metallinierung des nächstfolgenden Ringes verbunden ist. Diese Verbindung untereinander wird derart vorgenommen, dass die Gesamtheit der leitenden Rine 40 und leitenden -Bänder 42 stets einen einzigen Leiter bildet, der in einer einzigen i%'ichtung um die Achse des Leitungsaufbaues gewickelt ist. Dieser Leiter besitzt also das Aussehen einer Schraubenlinie. Die sonstigen die Verzögerungsleitungen in Fig. 5 und 6 bildenden Elemente sind im wesentlichen die gleichen wie bei den vorhergehenden xusführunhsforr_ten und daher auch mit gleichen Bezugsziffern versehen. fig. 6 unterscheidet sich von ltig. 5 dadurch, dass die Ausführungsform der Fig. 6 Abstands-. stücke 2q3 besitzt, die bei der Ausführungsform nach Pig. 5 Fehe len, und ausserdem dadurch, dass einige ringförmige Beryllium» oxydplatten 28 der Fis. 6 eine jcI.Licht 30 aus Widerstandsmaterial tragen, um so eine Dämpfungsschaltunu zu bilden.
• Fig. 7 zeigt eine Abwandlung der Fig. 5 und 6. Bei dieser Ausführungsform sind die die Metallisierungen 40 verbindenden heiter 'aus Bändern 43 gebildet, die nahezu längs Schraubenlinienabschnitten angeordnet sind. In Fig. 7 sind hier nur die die Verzögerungsleitung bildenden Metallteile dargestellt, und die sonstigen Elemente der Anordnung kön!:en auf gleiche '.'reise wie bei Fig. 5 vorgesehen-sein. In diesem Fall'besitzt der die Verzögerungsleitung bildende Leiter eine Form, die der Sclirauben.-linse äusserst nahekommt.
• In Fig. 8 ist-eine weitere Ausführungsform veranschaulicht, bei der die Berylliumoxydplatten 44 neben den unterbrochenen Be-

  reichen 41 vier leitenden Ringe 40 kussparun4en 45 besitzen. Bei

  dieser Ausführungsform hat die berylliumoxydplütte 44 die Form

  eines Ringest der durch eine Aussparung 45 eingeschnürt ist'

  die einen Ausschnitt des Ringes in Höhe des in den leitenden

  Hing 40 eingebrachten Schlitzes 41 einnimmt. Diese r'örm der Be.

  rylliumoxydplatten führt zu dem Vorteil, die Kapazität zi#:isclen

  den offenen Enden der leitenden Hinge beträchtlich herabzu-

  setzen. Infoltie der I%inderung der periodisch längs der Zeitung

  vorhandenen Kapazitäten erzielt man eine Vergrösserung der

  Durchldssbandbreite der Verzögerungsleitung.

  Fig. 9 und 10 stellen weitere Ausführungsformen dar, in

  denen die Berylliumoxydplatten ausgebildet werden könnend Bei

  der Ausf'#:hrungsform der Figo 9 ist eine Aussparung 46 vorgesehen,

  die in die mittlere kreisförmige Öffnung der Ringplatte 44 über-

  geht, jedoch sich nicht über caie gesamte Breite dieser Platte

  erstreckt. Bei der Ausbildung nach Figo 6 erstreckt sich eine

  in 2orm eines Ringsektors ausgebildete Aussparung 47 nicht mehr

  über die gesamte Breite der hingplatte; ferner sind am Umfang

  der mittleren Öffnung zwei weitere kleinere Aussparungen 48 vor-

  gesehen, die eine .7inderung der Kapazität; zwischen der eigent;-

  lichen Verzöferun#sleitunp' und der Metallhülle herbeiführen.

  In diGseri Falle haftet der leitende hing nicht an der Oberfläche

  der Berylliumoxydl)lztte an der. Stelle dieser Aussparungen. Die

  diesen zu2ätzlichen Aussparuns@en gegebenen Abme"sun;.ren sind ge--

  nUgend 1--lc-ing um nicht merklich die ausgezeichneten. Eigenschaften

  der rlö.rmcabfvhrung der Zeitung zu ändern.

  Fig. 11 und 12 zeigen eine Ausführungsform der Verzögerungsleitung geriäss der Erfindung, bei der die leitenden Wärmeplatten in Form von nahezu rechteckigen Platten 55 und 56 ausgebildet sind, die in einer Radialebene der Verzögerungsleitung angeordnet sind. Fig. 11 stellt hierbei die Verzögerungsleitung im Querschnitt dar, während Fig. 12 ein Schnitt der Linie B-B1 der Fig. 11 ist. Die Verzögerungsleitung besteht wie bei der Ausführungsform der Figo 1 aus einer Aufeinanderfolge leitender Ringe 54 und geradliniger Metallbänder 53. Die aus Berylliumoxyd bestehenden Wärmeleiter sind jedoch nicht mehr an den Ringen sondern an den Bändern der Verzögerungsleitung befestigt. Aus diesem Grunde bestehen die leitenden Bänder 53 aus Metallfolien und besitzen ein U-Profil, während die leitenden Hinge 54 massive Ringe sind. Jede Berylliumoxydplatte 55-und 56 besitzt Längsrichtung der Verzögerungsleitung eine Abmessung, die nahezu gleich der Länge eines leitenden Bandes 53 ist; eine Fläche der Berylliumoxydplatten 55, 56 ist an der konkaeven Fläche eines leitenden Bandes 53 befestigt, während die gegenüberliegende Fläche mit der Metallhülle 27 fest verbunden ist.
• Fig. 13 stellt eine Ausführungsform der Verzögerungsleitung gemäss der Erfindung dar, die die Montage erleichtern lässt und bei der sämtliche zu einem jeweiligen diametralen Bereich der Verzögerungsleitung zugehörigen Platten 55 durch Vorsprünge gebildet sindr die auf einer Längsseite eines aus Berylliumoxyd gefertigten Stabes 57 verteilt sind, was den Vorteil hat, dass .sämtliche Berylliumoxydplatten nur ein einziges Stück-b-Ilden, Auf gleiche Weise sind die - jeweils zu dem diametral gegenüber-. liegenden Bereich der Verzögerungsleitung zugehörigen Platten 56 durch Vorsprünge gebildet,: die auf einer Längsfläche eines Stabes 58 verteilt vorgesehen sind:, der dem Stab 57 entsprichtö Auf ihrer geradlinigen.Zängsfläche sind die zinnenförmigen Stäbe 57, 58 an diametral gegenüberliegenden Stellen mit der Metallhülle 27 fest ::verbunden; die freiliegende Stirnfläche jedes-_Vorsprungesist an der Fläche eines leitenden Bandes 53 befe-@t:CDtö: Bei.dieser Ausführungsförm lausen die zwischen den benachbarten Vorsprüngen gebildeten zinnenförmi-zen Aussparungen die Anwesenheit eines dielektrischen Materials in Bereichen vermeiden, in denen-das elektrische Feld verhältnismässig stark ist.

Claims (2)

1. Pate- . ansprüche (D1 Verzögerungsleitung mit periodischem Aufbau für Elektronenröhren grosser Leistung und für Teilchenbeschleuniger mit einer Anzahl sich längs in zur Achse der Leistung senkrechten ebenen gelegener koaxialer Kreise erstreckender elektrischer Leiter erster Art und einer Anzahl aus jeweils benachbarte Leiter der ersten Art untereim.nder verbindenden Bänder bestellu-:.der elektrischer Leiter zweiter Art, dadurch Bekenn-zeichnet, dass v:n den elektri2chen Leitern (25) der ersten Art einerseits und an einer den Aufbau (3) der Verzögerungsleitung umschliessenden Metallhülle (27) andererseits in gutem mechanischen und thermischen Kontakt im wesentlichen ebene Platten (28) aus Berylliumoxyd befestigt sind, die jeweils in einer gleichzeitig den an ihnen befestigten betreffenden elektrischen Leiter (25) und mindestens eine gegenüber der Achse. der Zeitung radiale-Richtunw- enthaltenen Ebene angeordnet sind.
2. 2. Verzögerungsleitung noch Anspruch 1, dadurch.geken4zeichnet, dass die Berylliumoxydplatten (28) ringfjD*-rmig.aüsgebildet und jeweils in der gleichen Ebene wie de.r zugehörige kreis--runde elektrische heiter (25) angeordnet und an-diesem mit -ihrer inneren Stirnfläche befestigt sind, während die äussere Stirnfläche jeder Platte (28) fest -_mitt, der.=Metallhül,le (27) . der Zeitung verbunden ist. _ - f.- - 3, Verzögerungsleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet$ dass die ringförmigen Berylliumoxydplatten (28) voneinander " durch Abstandstücke (29) getrennt sind (Fig. 1 - 4). 4. Verzögerungsleitung n..ch Anspruch 2 oder .3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen heiter erster Art al.s geschlossene Ringe (25, 32) und die benachbarte Ringe verbindenden elektrischen Leiter zweiter Art als Bänder (26) ausgebildet sind, die nacheinander in einander diametral gegenüberliegenden Bereichen der Ringe angeordnet sind (Pig. 1 -# 3): 5. Verzögerungsleitung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter erster Art mit einem Schlitz (41) versehene Hinge (40) und die'elektrischen Leiter zweiter Art Bänder (42) sind, die ein Ende eines geschlitzten Ringes (40).mit einem Ende des ihm benachbarten Ringes derart verbinden, dass eine sich längs dem die Leitung bildenden Leiteraufbau bewegende Kraft stets in gleicher Richtung um die Leitungsachse dreht (Fig. 5! 6)0 _ 6. Verzögerungsleitung nach Ansaruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die 'ringförmigen Berylliumoxydplatten (44.) neben dem Schlitz (41) des leitenden Ringes (40) eine Aussparun(45) aufweisen (Fig. 8)e 7. Verzögerunösleitung nach Anspruch@''4, ""dadurch gekennzeichnetf dass die Berylliumoxydplatten_ als Im wesen 1 che`n rechteckige, r:.di:_ile Ebenen einneliriende PlG-tten (55, 56) t.usgebildet und mit ihrer einer Stirnfläche an der Oberfläche eines Leiters (53) zweiter Art und reit ihrer gegenüberliegenden Stirnflä- - ehe an der hetallhül 1e (27) der Lei turi; befestigt sind und in Längsrichtung der Verzögerun.;sleitung eine Abmessung be- sitzen, die kleiner oder :"leicli der Länge eineu Leiters zweiter Art ist (Fs_g o 1 1 und 12) 8. Verzögerungsleitung nach Anspruch 7, d@.durch gekennzeichnet, dass sämtliche in einem gleichen Bereich des Durchmessers der Zeitung angeordneten leitenden Bändern (53) zugeordneten Berylliumplatter, durch auf eine Lä.ngsfläclie eines Stabes (57, 58) aus Berylliumoxyd verteilte Vorsprünge gebildet sind, deren frei vorstehende Stirnfläche jeweils an der Oberfläche des betreffenden Leitenden Sandes (53) befestigt ist, wL:'#,lirend die geradlinige Längsstirnfläche des Berylliumoxydstubes (57, 58) mit der Metallhülle (27) der Leitu g fest verbunden ist. (1,ig. 15). 9. Verzögerungsleitung n,-ich einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten aus Berylliumoxyd zumindest auf einer ihrer Flächen eine Schicht aus einem die HF-Energie äbsorbierenden Stoff tragen.