DE1491345C - Lauffeld verstärkerröhre - Google Patents

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)

Patentansprüche:

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