DE1491345B1 - Lauffeldverstaerkerroehre - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine Lauffeldverstärker- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung

röhre, bei welcher in einen Ausgangshohlleiter hoch- ist vorgesehen, daß der Querschnitt der Öffnung im

frequente elektromagnetische Energie von der Ver- Wandungsteil elliptisch ist.

zögerungsleitung über ein Koppelloch eingekoppelt Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erwird, das durch eine in einen die Verzögerungs- 5 findungsgemäßen Röhre sieht vor, daß der Querleitung vom Ausgangshohlleiter trennenden elektrisch schnitt der Öffnung im Wandungsteil quadratisch leitenden Wandungsteil vorgesehene Öffnung und ist.

einen in diese Öffnung hineinragenden Abstimm- Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der er-

stutzen begrenzt ist. findungsgemäßen Röhre ergibt sich dadurch, daß

Es sind Wanderfeldröhren bekannt, wie sie bei- io der Querschnitt der Öffnung im Wandungsteil rechtspielsweise in den »IRE Transactions on Microwave eckig ist.

Theory and Techniques«, 8 (1960) auf den S. 362 Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an

bis 372 beschrieben sind, die als »Langschlitz«-Typ Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

bezeichnet werden. F i g. 1 eine schematische Längsansicht einer be-

Es sind außerdem aus den »Proceedings of the 15 kannten Röhre,

IRE«, Bd. 45 (1957), S. 1106 bis 1118, Wander- Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer

feldverstärkerröhren bekannt, deren Verzögerungs- Auskoppeleinrichtung am Ausgang der in der F i g. 1

leitung »Kleeblattstruktur« aufweist. dargestellten Röhre,

Bei derartigen Wanderfeldverstärkerröhren sind F i g. 3 einen Querschnitt in der Ebene III-III der

bekanntlich die Teile der Röhre so zueinander aus- 20 Fig.2,

gerichtet, daß im Betrieb und bei einem geeignet Fig. 4 bis 9 jeweils einen Querschnitt in der hohen negativen Potential an der Kathode diese Ebene III-III durch verschiedene Ausführungseinen schmalen Elektronenstrahl axial durch die formen der erfindungsgemäßen Röhre.
Anode und durch die Verzögerungsleitung zu einem Die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte bekannte Kollektor aussendet, welcher an dem vom Elektro- 25 Röhre enthält eine Kathodenanordnung 10, die durch nenstrahlerzeugersystem entfernten Röhrenende auf Elemente gehalten wird, welche einen Isolator 11 enteiner Platte montiert ist. Die Platte ist an dem Aus- halten, der einen Teil des Röhrengehäuses bildet und gangsende der Verzögerungsleitung befestigt und bil- mit der Anode 12 vakuumdicht verbunden ist. Die det einen Teil einer Koppelvorrichtung, durch die Verzögerungseinrichtung ist bei 14 dargestellt und Ausgangsenergie in einen Ausgangshohlleiter ein- 30 besteht aus einer Anzahl induktiv gekoppelter Resogespeist wird, der an seinem äußeren Ende durch ein natoren. Die Verzögerungsleitung kann eine der an vakuumdichtes und für die hochfrequenten Wellen sich bekannten Formen haben, wie sie in Wanderdurchlässiges Fenster abgeschlossen ist. Im Betrieb feldröhren verwendet werden.

der Wanderfeldröhre läuft eine hochfrequente Welle Die Koppeleinrichtung in der Platte 15 besteht aus

entlang der Verzögerungsleitung mit im wesentlichen 35 einer kreisförmigen, koaxial zur Achse der Verzöge-

der gleichen Geschwindigkeit wie die Elektronen des rungsleitung liegenden Öffnung und einem koaxial

Elektronenstrahls, wobei die Verstärkung durch angeordneten, ringförmigen Querschnitt aufweisen-

Wechselwirkung des Elektronenstrahls mit der Ver- den Abstimmstutzen 20, der von der Platte 15 quer

zögerungsleitung erzielt wird. zum Hohlleiter 16 durch die Öffnung eines Wan-

Bei Lauffeldverstärkerröhren der eingangs genann- 40 dungsteils 21 der Platte 15 zum nächstgelegenen Teil ten Art sind die Anforderungen an die Auskopplung der Verzögerungsleitung 14 hin hervorragt. Hiervon Energie mit geringer Reflexion und Absorption durch entsteht ein kreisförmiges Koppelloch 19. Der in vielen Fällen sehr hoch. Beispielsweise wird für Außendurchmesser des Stutzens 20 und des Koppeldie Absorptionsverluste unter Umständen eine ToIe- lochs 19 und die Eindringtiefe des Stutzens durch ranz von etwa 2 % und für die Reflexionsverluste 45 die Membranöffnung in die Verzögerungseinrichtung von etwa 1 % bei allen Frequenzen des Betriebs- 14 sind gemäß bekannten Prinzipien derart gewählt, frequenz-Bereichs von 1 Gigahertz Bandbreite bei daß die Übertragung hochfrequenter Energie von der einer mittleren Betriebsfrequenz von 10 Gigahertz ge- Verzögerungsleitung auf den Hohlleiter 16 mit minifordert, maler Reflexion und Absorption von Energie über

Bekannte Wanderfeldverstärkerröhren erfüllen der- 50 den beabsichtigten Betriebsfrequenz-Bereich der

artige Bedingungen in der Praxis kaum und zeigen Röhre hin erzielt wird.

oft bei bestimmten Frequenzen wesentlich höhere Experimente haben ergeben, daß eine Kreisring-Verluste innerhalb des Betriebsfrequenz-Bereiches. form des Koppelloches bekannter Lauffeldröhren

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die nach den Fig. 1 bis 3 zu Resonanzen bei einer in der Koppeleinrichtung innerhalb des Betriebs- 55 oder mehreren Frequenzen innerhalb des Betriebsfrequenz-Bereiches entstehenden Absorptions- und frequenz-Bereiches einer breitbandigen Lauffeldröhre Reflexionsverluste wirksam zu reduzieren, um da- führt und daß diese Erscheinung zu einer beträchtdurch die Leistung der Röhre zu steigern. liehen Absorption der Hochfrequenzleistung bei die-Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungs- ser Frequenz bzw. diesen Frequenzen führt. Weicht gemäß darin, daß als Querschnitt des Koppellochs 60 man gemäß der Erfindung von der bisher verweneine derart von der rotationssymmetrischen Form ab- deten Kreisringform ab, so werden Resonanzen der weichende Form vorgesehen ist, daß innerhalb des Koppeleinrichtung innerhalb des Betriebsfrequenz-Betriebsfrequenz-Bereiches liegende Resonanzen im Bereiches vermieden, und es wird eine wesentlich Koppelloch vermieden sind. bessere Leistung erzielt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungs- 65 Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung

gemäßen Röhre sieht vor, daß eine kreisförmig aus- sind in den F i g. 4 bis einschließlich 9 dargestellt,

gebildete Öffnung im Wandungsteil zusätzliche radial Diese Figuren zeigen in gleicher Art wie F i g. 3 Ab-

nach außen gerichtete Schlitze aufweist. Wandlungen der bekannten Formgebung nach F i g. 3

gemäß der Erfindung. Die F i g. 4 bis 9 bedürfen keiner weiteren Erläuterung.

Gemäß F i g. 4 sind in dem Wandungsteil 21, das den Hohlleiter 16 von der Verzögerungsleitung 14 trennt, Schlitze 22 angeordnet, die vom Umfang der sonst einfach kreisförmigen öffnung in dem Wandungsteil 21 radial nach außen verlaufen. Zahl und Bemessung dieser Schlitze sind nicht kritisch. Es wurde jedoch gefunden, daß bei einem Durchmesser der kreisförmigen Öffnung von 12,5 mm zwei Schlitze von 1,55 mm Breite und 3,1 mm Länge in Radialrichtung zu zufriedenstellenden Ergebnissen führen.

Nach F i g. 5 ist die öffnung in dem Wandungsteil 21 elliptisch und gemäß F i g. 6 rechteckförmig.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher der Abstimmstutzen 20 aufgespalten ist und Längsschlitze 23 aufweist.

Bei der in F i g. 8 dargestellten Ausführungsform ist der Abstimmstutzen 20 elliptisch geformt und weist bei der in F i g. 9 gezeigten Ausführungsform so eine rechteckförmige Ausbildung auf.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Lauf feld verstärkerröhre, bei welcher in einen Ausgangshohlleiter hochfrequente elektromagnetische Energie von der Verzögerungsleitung über ein Koppelloch eingekoppelt wird, das durch eine in einen die Verzögerungsleitung vom Ausgangshohlleiter trennenden elektrisch leitenden Wandungsteil vorgesehene Öffnung und einen in diese Öffnung hineinragenden Abstimmstutzen begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Querschnitt des Koppellochs (19) eine derart von der rotationssymmetrischen Form abweichende Form vorgesehen ist, daß innerhalb des Betriebsfrequenz-Bereiches liegende Resonanzen im Koppelloch (19) vermieden sind.

2. Lauffeldverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine kreisförmig ausgebildete Öffnung im Wandungsteil (21) zusätzliche radial nach außen gerichtete Schlitze (22) aufweist.

3. Lauffeldverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der öffnung im Wandungsteil (21) elliptisch ist.

4. Lauffeldverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der öffnung im Wandungsteil (21) quadratisch ist.

5. Lauffeldverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der öffnung im Wandungsteil (21) rechteckig ist.

6. Lauffeldverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der öffnung im Wandungsteil (21) die Form eines unregelmäßigen Vielecks hat.

7. Lauffeldverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Abstimmstutzens (20) von der rotationssymmetrischen Form abweicht.

8. Lauffeldverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstimmstutzen (20) gegabelt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

COPV