DE1491345C - Lauffeld verstärkerröhre - Google Patents
Lauffeld verstärkerröhreInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Lauffeldverstärkerröhre,
bei welcher in einen Ausgangshohlleiter hochfrequente elektromagnetische Energie von der Verzögerungsleitung
über ein Koppelloch eingekoppelt wird, das durch eine in einen die Verzögerungsleitung
vom Auügangshohlleiter trennenden elektrisch leitenden Wandungsteil vorgesehene Öffnung und
einen in diese Öffnung hineinragenden Abstimmstutzen begrenzt ist.
Es sind Wanderfeldröhren bekannt, wie sie beispielsweise
in den »IRE Transactions on Microwave Theory and Techniques«, 8 (i960) auf den S. 362
bis 372 beschrieben sind, die als »Langschlitz«-Typ bezeichnet werden.
Es sind außerdem aus den »Proceedings of the IRE«, Bd. 45 (1957), S. 1106 bis 1118, Wanderfeldverstärkcrröhren
bekannt, deren Verzögerungsleitung »Kleeblattstruktur« aufweist.
Bei derartigen WanderfeldverstUrkerröhren sind
bekanntlich die Teile der Röhre so zueinander ausgerichtet, daß im Betrieb und bei einem geeignet
hohen negativen Potential in der Kathode diese einen schmalen Elektronenstrahl axial durch die
Anode und durch die Verzögerungsleitung zu einem Kollektor aussendet, welcher au dem vom Elektronenstrahlerzeugersystcm
entfernten Röhrenende auf einer Platte ri.ontiert ist. Die Platte ist an dem Ausgangsende
der Verzögerungs!. iiung befestigt und bildet einen Teil einer Koppclvorrichlung, durch die
Ausgangsenergie in einen A....sgangshohllciter eingespeist
wird, der an seinem äußeren Ende durch ein vakuumdichtes und für die hochfiequenten Wellen
durchlässiges Fenster abgeschlossen ist. Im Betrieb der Wanderfeldröhre läuft eine hochfrequente Welle
entlang dci Verzögerungsleitung mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit wie die Elektronen do
Elektronenstrahls, wobei die Verstärkung d:irch Wechselwirkung des Elektronenstrahls mit der Verzögerungsleitung
erzielt wird.
Bei Lauffeldverstärkerröhren der eingangs genannten Art sind die Anforderungen an die Auskopplung
von Energie mit geringer Reflexion und Absorption in vielen Fällen sehr hoch. Beispielsweise wird für
die Absorptionsverlustc unter Umstanden eine Toleranz
von etwa 2°,o und für die Rcflexionsvcrlustc
von etwa 10Zo bei allen Frequenzen des Betriebsfrcquenz-Bereichs
von 1 Gigahertz Bandbreite bei einer mittleren Betriebsfrequenz von 10 Gigahertz gefordert.
BekannteWanderfeldvcrstärkcrröhrcn erfüllenderartige
Bedingungen in der Praxis kaum und zeigen oft bei bestimmten Frequenzen wesentlich höhere
Verluste innerhalb des Bctriebsfrequcnz-Bereichcs.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die
in der Koppclcinrichtung innerhalb des Betriebsfrcqucnz-Bercichcs entstehenden Absorptions- und
Keflcxionsvcrlusle wirksam zu reduzieren, um dadurch
die Leistung der Röhre zu steigern.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht crfindungsgcmiiß
darin, daß als Querschnitt d'cs Koppcllochs eine derart von der rotntionssymmctrischen Form abweichende
Form vorgesehen ist, dad innerhalb des Betricbsfrcqucnz-Bcrcichcs liegende Resonanzen im
Koppclloch vermieden sind.
I ine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Röhre sieht vor, daß eine kreisförmig aus- t'\ !'ildctc Öffnung im Wandungsteil zusätzliche radial
nach außen ja-richtclc Schlil/c aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Querschnitt der öffnung im
Wandungsteil elliptisch ist.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Röhre sieht vor, daß der Querschnitt
der öffnung im Wandungsteil quadratisch ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Röhre ergibt sich dadi tch, daß
der Querschnitt der öffnung im Wandungsteil rechteckig ist.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt
Fig.l eine schematische Längsansicht einer bekannten
Röhre,
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer
Auskoppeleinrichtung am Ausgang der in der Fig. 1 dargestellten Röhre,
Fig. 3 einen Querschnitt in der Ebene III-III der
Fig. 2,
Fig. 4 bis 9 jeweils einen Querschnitt in der
Ebene TII-JI/ durch verschiedene Ausführuncsformen der erfindungsgemäßen Röhre.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte bekannte Röhre enthält eine Kathodenanordnung 10, die durch
Elemente gehalten wird, weiche einen Isolator 11 enthalten,
der einen Teil des Röhrengehäuses bildet und mit der Anode 12 vakuumdicht verbunden ist. Die
Verzögerungseinrichtung ist bei 14 dargestellt und besteht aus einer Anzahl induktiv gekoppelter Resonatoren.
Die Verzögerungsleitung kann eine der an
sich bekannten Formen haben, wie sie in Wanderfeldröhren
verwendet werden.
Die Koppeleinrichtung in der Platte 15 besteht aus
einer kreisförmigen, koaxial zur Achse der Verzögerungsleitung liegenden öffnung und einem koaxial
angeordneten, ringförmigen Querschnitt aufweisenden Abstimmstutzsn 20, der von der Platte 15 quer
zum Hohlleiter 16 durch die Öffnung eines Wandungsteils 21 der Platte 15 zum näehstgelcgencn Teil
der Verzögerungsleitung 14 hin hervorragt. Hierdurch entsteht ein kreisförmiges Koppclloch 19. Der
Außendurchmesser des Stutzens 20 und des Koppellochs 19 und die Eindringtiefe des Stutzens durch
die Membranöffnung in die Verzögerungseinrichtung 14 sind gemäß bekannten Prinzipien derart gewählt,
daß die Übertragung hochfrequenter Encrpic von der Verzögerungsleitung auf den Hohlleiter 16 mit minimaler
Reflexion und Absorption von Energie über den beabsichtigten Betricb.sfrequenz-Bcrcich der
Röhre hin erzielt wird.
Experimente haben ergeben, daß eine Krcisringform
des Koppelloches bckcinnter Lauffeldröhren nach den Fig. 1 bis 3 zu Resonanzen bei einer
oder mehreren Frequenzen innerhalb des Bctriebsfrequcnz-Bereichcs einer brcitbandigcn Lauffeldröhre
führt und daß diese Erscheinung zu einer beträchtlichen Absorption der Hochfrcquenzlcistung bei dieser
Frequenz bzw. diesen Frequenzen führt. Weicht man gemäß der Erfindung von der bisher verwendeten
Kreisringform ab, so werden Resonanzen der Koppeleinrichtung innerhalb des Bctricbsfrcquenz-Bercichcs
vermieden, und es wird eine wesentlich bessere Leistung erzielt.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Fig.4 bis einschließlich () dargestellt.
Diese Figuren zeigen in gleicher Art wie Fig. 3 Abwandlungen
der bekannten lOiiniubiini; n:uli F i i>
1
1 491
gemäß der Erfindung. Die Fig.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.
F i g. 7 zeigt eine weitere Ausf ührungsform, bei welcher der Abstimmstutzen 20 aufgespalten ist und
Längsschlitze 23 aufweist.
Bei der in Fig. 8 dargestellten AusfJhrungsform
ist der Abstimmstutzen 20 elliptisch geformt und weist bei der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform ao
eine rechteckfürmige Ausbildung auf.
Claims (8)
1. Lauffeldverstärkerröhre, bei welcher in einen Ausgangshohlleiter hochfrequente elektromagne- »5
tische Energie von der Verzögerungsleitung über ein Koppelloch cingekoppelt wird, das durch eine
in einen die Verzögerungsleitung vom Ausgangshohllcitcr
trennenden elektrisch leitenden Wandungsteil vorgesehene Öffnung und einen in diese
öffnung hineinragenden Abstimmstutzen be-
grenzt ist, dadurch gekennzeichnet daß
als Querschnitt des Koppellochs (19) eine derart von der rütationssymmetrischen 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 I, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der
öffnung im Wandungsteil (21) elliptisch ist.
4. Lauffeidverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, rhß der Querschnitt der
Öffnung im Wandungsteil (H) quadratisch ist.
5. Lauffeidverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der
öffnung im Wandungsteil (21) rechteckig ist.
6. Lauffeidverstärkerröhre nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der
öffnung im Wandungsteil (21) die Form eines unregelmäßigen Vielecks hat.
7. Lauffeidverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des
Abstimmstutzens (20) von der rotationssymmetrischen Form abweicht.
8. Lauffeldverstärkcrröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstimmstutzen
(20) gegabelt ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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