DE1491372A1 - Elektronenroehre fuer extrem hohe Frequenzen - Google Patents

Description

IA 913 7.2".
Dipi.-ing.Zimm3rmann

München 2,Roswtol 7 Lw/II/Schi·

ΤβΙ.297θθ9

10.JuIi 19Si MATSUSHITA ELECTBONICS COBPOBATION,

Elektronenröhre für extrem hohe Frequenzen

Die Erfindung betrifft eine Elektronenröhre für extrem hohe Frequenzen und hat in erster Linie zur Aufgabe, eine Elektronenröhre zu schaffen, die sich insbesondere für die industrielle Massenfertigung eignet«

Es sind zahlreiche Arten von Elektronenröhren und Elektronenstrahlröhren bekannt, die dazu dienen, Signale extrem hoher Frequenz zu verstärken oder zu erzeugen· Von diesen bekannten Elektronenröhren zur Erzeugung τοη Signalen mit einer Wellenlänge τοη einigen wenigen Millimetern werden diejenigen im allgemeinen für zweckmäßig und geeignet gehalten, welche die Wechselwirkung zwischen der elektromagnetischen Welle an dem Kammkreis und dem Elektronenstrahl ausnutzen.

Ein elektrischer Kammstromkreis ist bekanntlich eine Verzögerungsleitung, die man dadurch erhält, daß eine große Anzahl seitlicher Schlitze in den Steg eines starren Hohlleiters mit einer konstanten Periode geschnitten werden, und daß dieser Steg dann mit einer Nut versehen oder in der Längsrichtung

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perforiert wird, uh den Elektronenstrahl hindurohzulassen· Bei einer Bückwärtswellenröhre mit Kanus oder einer Wanderfeldröhre mit Kammkreis ist die eigentliche Bohre im allgemeinen schlank und länglich wegen der Einrichtungen zur Fokussierung des Elektronenstrahles, der in der Mitte in axialer Richtung hindurchgeschickt wird, während die Eingangs- und Ausgangsübertragungsleitungen aus rechteckförmigen Hohlleitern bestehen·

Alle bisher bekannt gewordenen Elektronenröhren und Elektronenstrahlröhren für extrem hohe Frequenzen mit Kammkreisen sind weder für die industrielle Massenherstellung geeignet, noch haben sie eine geeignete Form für ihre praktische Anwendung. So ist beispielsweise ein Kammkrei3 ein Verzögerungs kreis, der Ton einer Wand aus Metall umgeben ist, so daß eine gang extreme geometrische Genauigkeit erforderlich ist für die Einhaltung der zentralen Achse der Nut oder Bohrung für den Elektronenstrahl· Daher ist der Elektronenstrahlerzeuger (die Elektronenschleuder) bzw» die Elektronenquelle in diesem Falle eine ganz spezielle Konstruktion, und es müssen Abmessungen für die Koppelung zwischen dem Eingangshohlleiter und dem Ausgangshohlleiter sowie den elektrischen Kammkreinen mit außerqnlentlich hoher Präzision ausgeführt werden. Zur Erfüllung der oben geschilderten Erfordernisse waren daher bei den bisherigen Elektronenröhren, die Kammkreiae rerwendeten, umständliche und zeitraubende mechanische Arbeiten erforderlich, um einen einheit L Lehen Körper aus Karamteil und umgebenden Wandungen komplizierter tfeomotrhjcher Formen aus einem einzigen Block aus Metall horauD-Äiiüchnelden, 909840/0 /»5 A

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Die bisherigen Koppelungen für die Eingangs- und Ausgang shohlleiter sind rechteckförmige Wellenführungen, in welchen die Öffnungen für die Hohlleiter in einer verhältnismäßig breiten Wandungsfläche gegenüber den Zähnen des Kamms angeordnet sind, d.h. also, in der oberen Wand des Kammkreises an deren gegenüberliegenden Enden, während die Achsen des Eingangsund auch des Ausgangs-Hohlleiters an den Öffnungen senkrecht zur Achse des Elektronenstrahls verlaufen. Für den Fall, daß die Fenster des Eingangs- und Auegangshohlleiters auf der Seite der Kollektorelektrode angeordnet sind, werden die Hohlleiter auf den entsprechenden Pfaden zwischen den Koppelungsteilen und der Rohrhülle um 90 Grad gebogen und auf die Seite der Kollektorelektrode gerichtet· Bei dieser an sich üblichen Konstruktion wird die Umkehrung der elektromagnetischen Welle in dem Kupplungsteil τοη dem Kammkreis zu dem Hohlleiter abrupt herbeigeführt, und da in vielen Fällen dann in dem Kupplungsteil ein Resonanzkreis enthalten ist, kann man innerhalb eines breiten Frequenzbandes keine guten Anpassungsverhältnisse erzielen· Außerdem werden der Kamm und die rechteckförmige Wellenleitung getrennt hergestellt, und es ist außerordentlich schwierig, die erforderliche hohe Präzision bei der Montage zu erreichen, woraus sich ergibt, daß nur in einem sehr kleinen Frequenzband gute AnpaasungsTerhältniese zu erzielen sind« Außerdem hat der Kern der Elektronenröhre eine sehr ungewöhnliche Form und große Ataessungen, eo daß sie eich für eine praktische Anwendung nicht eignet«

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Der Erfindung liegt daher auch die Aufgabe zugrunde, eine Elektronenröhre für extrem hohe Frequenzen zu schaffen, die sich zur praktischen Anwendung eignet und mit der man die /verschiedenen oben aufgezählten Probleme lösen kann·

Zur Zielsetzung der Erfindung gehört es auch, eine Elektronenröhre für extrem hohe Frequenzen zu schaffen, die eine geringfügige Heflektion und kleine ÜbertragungsTerluste über ein breites Frequenzband hat.

Ein besonderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Elektronenröhre zu schaffen, die besonders gute Eigenschaften über einen weiten Frequenzbereich aufweist, bei hoher Ausbeute bei der industriellen Fertigung, und die sich hinsichtlich ihres konstruktion Aufbaue besonders gut für die industrielle Massenfertigung eignet«

Außerdem soll die neue Elektronenröhre eine gedrungene Bauart und doch über ein breites Frequenzband gute Eigenschaf- * ten haben·

Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung werden aus der nun folgenden Beschreibung herTorgehen, in der auch auf die Zeichnung Bezug genommen werden wird.

In der Zeichnung ist:

Fig. 1 die Ansicht eines Querschnitts durch eine Oszillatorröhre nach der Erfindung,

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Fig. 2 die insicht eines Längsschnitts durch die Oszillatorröhre nach Fig· 1,

Fig· 3 eine schaubildliche Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung der Kombination aus Kammzähnen und Steg in der Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung gemäß den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 die schaubildliche Barstellung einer Schnittansicht eines Einzelteils der Vorrichtung nach Fig. 2,

Fig· 5 und 6 je eine graphische Darstellung zur Erläuterung ^j der Arbeitsweise der Elektronenröhren nach den Fig.1 bis 4,

Fig· 7 eine Teilansicht der Bohre nach Fig· 2 in schematischer Darstellung,

Fig. 8 die Ansicht eines Querschnitts nach Linie A-A¹ in Fig_#7,

Fig· 9 und 10 je eine graphische Darstellung zur Kennzeichnung der Arbeitsweise der Elektronenröhre nach der Erfindung,

Fig,11 die Ansicht eines Längsschnitts durch eine abgeänderte Ausführungsform der Bohre nach der Erfindung,

Fig·12 die Ansicht eines Längsschnitts durch eine Wanderfeld- | röhre nach der Erfindung, die als Verstärkerröhre dienen kann, und

Fig«13 die Ansicht eines Querschnitts durch eine weitere Ausführungsform der Bohre nach der Erfindung·

In den Fig. 1 und 2 ist der Erfindungsgegenstand an dem Beispiel einer Biickwärtswellenröhre dargestellt· Sie besteht aus einem Metallstreifen 1, dessen Dicke gleich der seitlichen Breite der Zähne k ist, wobei a und b die oberen Längsseiten des

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Streifens längs der effektiven länge dieses Streifens sind. Am Ende des Streifens in der Nähe des Elektronenstrahlerzeugers zwischen den Zähnen b und der Ecke c befinden sich mehrere seitliche Schlitze, die auf die Ecken zu allmählich kleiner «erden, um die Reflektionsmöglichkeiten elektromagnetischer Wellen zu verringern, während as anderen Ende des Streifens in der Nähe der Kollektor-Elektrode 10, d.h. also in der Nähe der Zähne k, die Höhe dieser Zähne allmählich abnimmt, um die Beflektion elektromagnetischer Wellen herabzusetzen· Auf der Seite in der Nähe der Kollektor-Elektrode 10 und auf der unteren Längsseite des Streifens 1 let ein abgeschrägter Teil angeordnet, um eine gerade Wellenleitung in eine rechteckförmige Wellenleitung (Hohlleiter) zu yerwandeln. Ein Paar einander gegenüberliegender symmetrischer Teile 2 und 3 aus Metall befindet sich in engem Kontakt mit dem Metallstreifen 1; diese Teile bilden die einander gegenüberliegenden Seitenwände des Kammkreises in ihren oberen Teilen und die gegenüberliegenden Seitenwände des starren Hohlleiters Hit ihren Seitenteilen und unteren Teilen. Der Abstand der Wandung τοη den Zähnen Λ, der Abstand der Wand τοη der Kante A im Tertikaien Teil und der Abstand der Wandung τοη der Kante Ji^ ^an ^er unteren Längsseite müssen auf den Tor bestimmten Werten gehalten «erden; es geschieht dies dadurch, daß man die Metallteile 2 und 3 unter Einhaltung der gans präzisen räumlichen Stellungen an den Metallstreifen anlötet oder auf andere Weise befestigt* Die obere Wand des Kammkreises besteht aus einem Metallteil 4. Der zusammengesetzte

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Bauteil aus den Einzelteilen 1,2 und 3 ist in einen Metallteil 5 ait einer entsprechenden Querschnittsausnehmung eingeschlossen, nährend die Teile 4 und 5 durch Schrauben aneinander befestigt sind·

Sin Paar einander gegenüberstehender Tragplatten 6 und 7 aus Metall «eist einen zentral angeordneten Schlitz 14 für den Elektronenstrahl auf und einen Mittleren Durchlaß 13» der als Dämpfungsglied dient, und außerdem weisen die Tragplatten am Umfang Befestigungsteile zur Herstellung der Verbindung mit der Innenwand des zylindrischen Gehäuses 8 der Bohre auf.

Die Bauteile 1 bis einschließlich 7 bilden zusammen eine Konstruktion für einen elektrischen Kammkreis k, a, b im oberen Teil und einen Steghohlleiter c-d im seitlichen Teil, einen Steghohlleiter d~e und einen abgeschrägten Steghohlleiter e-f im unteren Teil; die ganze Anordnung wird in das zylindrische Gehäuse 8 eingesetzt. Zur Almahme des Ausgangs dient ein rechteckförmiger Hohlleiter 9, der durch die Kollektorelektrode 10 hindurchgeht und einen Durchlaß h in Fortsetzung eines rechteckformigen Auslasses g der Metallplatte 7 sowie den Steghohlleitern e-f mit Abschrägung aufweist· Die Kollektorelektrode 10 weist eine Kollektorbohrung 11 auf. Am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 9 befindet sich eine Elektronenquelle 12 zur Erzeugung des Elektronenstrahls 13·

Der Elektronenstrahl 13 tritt in an sich bekannter Weise unter dem Einfluß einer geeigneten Beschleunigungsspannung mit

somo/cus*

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dem hochfrequenten elektrischen Feld an dem Kammkreis in Wechselwirkung, und die erzeugte elektromagnetische Welle wird über _a—^ b—*. c—> d—* e—^ f—*· g—ψ h und über eine Scheibe 33 aus dielektrischem Material auf einen rechteckförmigen Kohlleiter außerhalb der Elektronenstrahlröhre übertragen« Hier bildet der Teil b-c die Umwandlungseinrichtung τοπ dem Kammkreis zu dem Steghohlleiter« der Teil c-d ist der Tertikaie Steghohlleiter teil« der Teil d-e ist der zurückgefaltete Teil des Steghohlleiters, der Teil e-f der Teil für die umwandlung des Steghohlleiters in den rechteckförmigen Hohlleiter« der Teil g-h der rechteckförmige Hohlleiter, und die Teile c und d sind die winkligen Ecken der Steghohlleiter· Der Winkel der gebogenen Ecke c beträgt 90 Grad, während derjenige der Ecken d ein rechter Winkel oder wahlweise ein stumpfer Winkel sein kann« Es kann auch ein gebogener Steghohlleiter an der Stelle der Ecke d vorgesehen sein«

Erfindungsgemäß bilden der Steg des Steghohlleiters· der auf die Grundflächen der Schlitze des Kammkreises zu gerichtet ist auf der Seite der Elektronenquelle des Kammkreises und der Steg der zurückgebogenen Wellenleitung und die Zähne des Kamms zusammen einen einheitlichen Körper aus einem einzigen Metallstreifen, so daß die Heflektionen der elektromagnetischen Welle Ternachlässigbar klein werden unter gleichzeitiger Erzielung guter Anpassungsbedingungen bei konstantem Ausgang über ein breites Frequenzband« Außerdem kann durch die Verwendung eines einzelnen Streifens aus Metall, dem auf der einen Seite ein in der

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Längsrichtung τerlaufender Kamm mit Zähnen zugeordnet ist, während an einer Seite und an der anderen Längsseite Stege gebildet sind, der Weg der elektromagnetischen Welle in die Form eines zurückgebogenen U gebracht werden, so daß der gesamte Aufbau in gedrängter Form einem zylindrischen Gehäuse angepaßt «erden kann, wie es für den praktischen Gebrauch äußerst zweckmäßig ist.

Fig· 3 zeigt eine Vorrichtung, in der acht Metallstreifen in genauer seitlicher Ausrichtung wie ein einziger Körper zwischen der Seitenwand 21 eines Aufspannfutters 20 und einer Halteplatte 22 eingespannt sind· Die Metallstreifen werden mit seitlichen Schlitzen 26 mit Hilfe der Zähne 23 des Fräsers versehen, wobei der Fräser selbst auf einer Welle 24 sitzt, die in einem Lager 25 gehalten ist, welches in Richtung der eingezeichneten Pfeile hin- und herbewegt werden kann· Gemäß einem besonderen Erfindungsgedanken kann eine Vielzahl derartiger Metallstreifen 1 in der oben beschriebenen Weise gleichzeitig mechanisch bearbeitet werden, während man mit den üblichen Methoden für die mechanische Bearbeitung sehr viel mehr Zeit benötigen würde* Im übrigen erhält man auch eine sehr viel präzisere und wirksamere mechanische Bearbeitung als bisher.

Im folgenden soll nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 der Zusammenhang zwischen der Wirkung des Hohlleiters 9 und dem außen angebrachten Hohlleiter 30, die im rechten Teil der Figur zu sehen sind, im einzelnen näher erläutert werden* Diese

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Verbindung dient praktisch nur sur Ausschaltung τοη Reflektionen und Verlusten an elektromagnetischer Wellenenergie über den gesamten Frequenzbereich, der in dem rechteckförmigen Hohlleiter übertragen wird, während gleichzeitig eine leicht ausführbare Verschmelzung zwischen der dielektrischen Scheibe und den Metallteilen in den hermetisch abgedichteten Fenster des Hohlleiters für Elektronenröhren für den Millimeterwellenbereich erzielt wird.

Wie man aus den Fig. 2 und 4 ersieht, befindet sich ein schmaler kreiszylindrischer Hohlraun 31 in einem Abschlußflansch 35 des rechteckigen Hohlleiters, dessen Dicke W klein ist in Vergleich zu seinem Durchmesser D^. Der Flansch 35 besteht entweder aus einer Eisen-Nickel-Kobait-Legierung oder aus Kupfer, Titan od.dgl· und besitzt eine ringförmige, winkelförmige Schnittfläche (Ringnut) 34, die rings um den kreiszylindrischen Hohlraum 31 in der Stirnfläche 32 des Flansches 35 τerläuft; er dient zur Aufnahme einer dielektrischen Scheibe 33 sit dem Durchmesser D₁, die rechtwinklig zu der Achse des Hohlleiters 9 steht und an diesen angeschmolzen ist. Die dielektrische Scheibe 33 besteht aus Glas, Keramik, Saphir, Quarz od.dgl. und ist in zuTerlässiger Weise in der Ringnut 34 durch Verschmelzung, Lötung oder ein anderes Verfahren, welches τοη den Eigenschaften des betreffenden dielektrischen Werkstoffs der Scheibe abhängt, angeschmolzen. Der außenliegende Hohlleiter 30, der mit dem Hohlleiter 9 axial ausgerichtet ist, weist seinerseits einen

Flansch 36 auf, der ebenfalls einen schmalen kreiszylindrischen

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Hohlraum 37 »it den gleichen Dimensionen wie der Hohlraum 31 und in genauer Ausrichtung mit diesem aufweist· Biese Konstruktion ermöglicht es, daß die dielektrische Scheibe 33 wirksam und zuverlässig längs des Umfangs mit ihrer Breite t an den Flansch 33 angeschmolzen werden kann, wobei die Ringfläche der Scheibe selbst eine radiale Breite von 1/2 (D₁-Dq) aufweist* Eine Störung des elektromagnetischen Feldes könnte sich aus dem Vorhandensein des ringförmigen winkelförmigen Einschnitts in der Schnittfläche 34 mit der radialen Breite 1/2(D₁-B₀) ergeben, solche Störungen könnten aber niemals die Ubertragungs- ™ eigenschaften nachteilig beeinflussen, wenn die Dicke W und der Durchmesser Bq der Hohlräume 31 und 37 so dimensioniert sind, daß sie im richtigen Verhältnis zueinander stehen, so daß man also im Endeffekt sehr gute Übertragungseigenschaften über ein breites Frequenzband erzielt.

Es ist gefunden worden, daß bei einer ganz bestimmten Dicke t und einer bestimmten Dielektrizitätskonstanten £ der dielektrischen Scheibe 33 sowie bei entsprechenden inneren seit- | liehen Breitenet der Hohlleiter 9 und 30 im Bereich τοη 0.15Λ <- £ it^ 0.5öLund bei einem Durchmesser Bq und einer Bicke W der Hohlräume 31 und 37 und bei Wahl der Burchmessergröße D₁ der dielektrischen Scheibe 33 im Bereich τοη Q.lcL < B₀<.1.0<* , 0.05<* <. K 0,25* und 0.1 <*- ^ (B^-Bq) <£_ 0.3«L die Komponente des elektrischen Feldes der übertragenden elektrischen Welle so τ erteilt ist, daß sie praktisch senkrecht zu der Ebene der dielektrischen Scheibe 33

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τerläuft, und daß der Welligkeitsfaktor und die ÜbertragungsTerluste über den gesamten Frequenzbereich, der in den rechteckförmigen Hohlleitern 9 und 30 zur Anwendung gelangt, ausreichend herabgesetzt «erden.

Ist außerdem bei dieser Ausführungsform des Erfindungegegenstandes die dielektrische Scheibe 33 an den Flansch 35 im Wege der GlasTerschmelzung an dem Flansch angeschmolzen oder angeschleißt und eine Abdichtung längs eines Teiles der glatten Scheibenebene, aber nicht an der Umfangsfläche, erfolgt derart, daß die Scheibe an die Fläche der ringförmigen und winkelförmigen Schnittfläche 34 gepreßt wird, die senkrecht zu der Achse der Wellenleitung steht, dann kann eine Länge von 1/2(D^-Dq( + t zwischen dem Vakuumbereich und dem Bereich mit Atmosphärendruck auf beiden Seiten des abgedichteten Teiles γorhanden sein. Das bedeutet aber, daß man im Vergleich zu den herkömmlichen hermetisch abgedichteten Fenstern Verbindungen mit Sperrfilterflansch einen außerordentlich wirksamen hermetischen Abschluß des Fensters erhält« Praktisch durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß man mit dem Erfindungsgegenstand Werte für den Welligkeitsfaktor und die ÜbertragungsTerluste erzielt, wie sie in den Fig_#5 und 6 wiedergegeben sind. Bei diesen Versuchen gelangte ein hermetisch abgedichtetes Fenster mit folgenden Abmessungen zur Anwendung: ^. = 22.9 mm, Dq * 0.96öC D₁-D₀ - 0.175 oC W - 0.196 oL

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Wie man aus diesen Figuren ersieht, ist in dem Frequenzbereich von 8,2 bis 12,4 Gigahertz der Welligkeitsfaktor der stehenden Welle kleiner als 1,14 (Fig.5) und der Ubertragungsverlust (Dämmungsiert) kleiner als 0,4 Decibel (Fig.6). Derartige ungewöhnlich günstige Eigenschaften kann man, nach dem Prinzip der Ähnlichkeit elektAagnetischer Wellen, in jedem beliebigen Bereich noch höherer Frequenzen und auch extrem hoher Frequenzen erreichen· Die neue Verbindung der Hohlleiter ist äußerst einfach und sehr leicht herzustellen, sie eignet (

sich hervorragend für die industrielle Massenproduktion.

Im folgenden soll nun unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 die Konstruktion des mittleren Durchlasses 15 in der Tragplatte 7 aus Metall für ihre Verwendung als Dämpfungsglied im einzelnen näher beschrieben werden.

Da die Höhe der Kammzähne des elektriaehen Kammkreiaeo allmählich abnimmt j ο η j Ui er diese an die Stelle k an aar Kolluktorseite der Zahnο a herankommen, aber auch je mehr ii ' π ich (

dom Ende den flotalltßilo 4 nähern, wird der elektrioali« KreL-ä in einen rochteckförmigen Hohlleiter 40 umgewandolt, Diw iHiit';;-platte 7 auo Metall zwischen des Hohlleiter 40 und dor KoIl.;ik ■ tor bohrung It int so »ßutaltet, daß nine kurze, kr β b^y lind ti > Hio Ainmühnmn,¹; l^fi ontjfcuht, il)r:m Durchsorjüor D größer Lifc ;üjj (11 ) v-iaitlLoho Hi¹Oite \ du.j t'cUihtookföijaigfui Hohlloitern }0, _;|.>b;ii (lio A(!h:!;J il;u' AiKinulüiinnj; l·') mit dor slohijo' duii Hohlini b ;iί\ }Ü fc > [nnoihaLb dor lcroiaaylindriaiihen Aiit»iohi!iuii>{ U> I) 0 ü 8 A 0 / 0 U Wk ,,

BAD ORIGINAL

sind eine oder mehrere dielektrischen Platten 42 geringer

Dicke T₀ im Vergleich zur feilenlänge der betreffenden elektro-

a /■

magnetischen Welle parallel zueinander angeordnet und mit Filmen 41 aus Widerstandsmaterial bedeckt· Sie stehen parallel zu der kleineren Wand der rechteckförmigen Wellenleitung 40, wobei die Ränder der Platten 42 in Nuten 43 an der Platte 7 befestigt sind, in die sie einfach eingesetzt sind, aber auch angelötet oder mit Hilfe τοη Glas angeschmolzen sein können· Die Bohrung 11 der Kollektorelektrode im Innern der Kollektorelektrode IO hat die Form einer Pore, deren Durchmesner E_ft ausreicht, um den Querschnittebereich des Elektronenstrahls aufnehmen zu können und eine Rückkoppelung von Elektronen zu vermeiden.

Bei dieaar Ausfuhrungsform des Erfindungsgegenstaudes ist die Fordere fortschreitende Welle auf die Kollektorelektroden gerichtet, es ist daher die Komponente der elektromagnetischen Welle, die in dem Kammkreia erzeugt worden ist, der für ti 1 ti OfJiJi.Iliitorröhre mit Rückwärts*elIe nicht orforderlich ifjt, und bjt iiiioh Einführung in die kreiazylindrinche Ausnehmung 15 in ίϊίτοί Komponenten aufgespaltet, dif) nach oben bza, ilnten forh.johroihou, viie tlLua durch den ^oaUichultuh Linienäug 44 Lu Piß» 7 nngadeut.ifc Ut, Die ?.ugeho'rig3ii Komponenten dea eiü!L'tri.:)nlr«L I¹OLiIOn yijrl/iuftJii ;to wio ea «llo Pt'oil« 4^> an-

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der stehenden Welle, gemessen τοη der Seite des rechteckförmigen Hohlleiters 40 her. Bei diesen Messungen wurden zwei dielektrische Platten 42 mit folgenden Abmessungen verwendet: ^a = 0.45* , Da m 1.8 <* , Ca * 0.87 <a , XA = 0.75* , Ta = 0.09**,

wobei die Größen fi , Da, Ca, Xa und Ta so gewählt wurden, wie sie in den Fig. 7 und 8 dargestellt sind, und die spezielle Dielektrizitätskonstante £ a ungefähr 5 war. In Fig. 9 sind auf der Abszisse die Frequenzen aufgetragen, die auf die untere Grenzfrequenz ff_c des rechteckförmigen Hohlleiters, d.h_# also f/f£_c bezogen sind; Anfang und Ende entsprechen praktisch dem normalen Frequenzbereich des rechteckigen Hohlleiters«

Wie man aus Fig. 9 deutlich ersieht, liegt der Welligkeit sfak tor für die stehende Welle in dem Dämpfungsglied nach der obigen Ausführungsform praktisch für den gesamten Bereich des benutzten Frequenzbandes in dem rechteckförmigen Hohlleiter unter 1,1 und dient wegen seines breiten Betriebsfrequenzbereichs als abschließendes Dämpfungsglied für den Verzögerungskreis der Oszillatorröhre für Bückwärtsweilen.

Dieses Dämpfungsglied kann auch in der Längsrichtung des Verzögerungskreises kurz sein und ist wegen seines einfachen Aufbaue auch leicht herzustellen und infolgedessen auch Tom Standpunkt der industriellen Fertigung aus äußerst brauchbar als Dämpfungsglied für den Abschluß eines Verzögerungskreises·

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Der Fig. 10 kann die gesamte Wirkung der neuen Röhre nach der Erfindung entnommen «erden, «ie sie eich aus den Messungen an dem äußeren Flansch des Hohlleiters 30 des Oszillators für Rückwärts«eilen bzw. für die gesamte Rückwärtswellenröhre nach den Fig. 1 und 2 ergeben hat« Bei dieser Ausführungsform sind die Abstände τοη der Wand zu den Zähnen/^ und τοη der Wand zu dem Steg ^2*^3 ⁶^⁶ Sl^eic^ S^{roß un}^ ^{es i8<t} ^₁ m/^2 -^3 * 0_f2 mm· Die Höhe des Kammkreises in Richtung A-A¹ und die Höhe des Steghohlleiters ist 1,2 ma bzw. 1,55 mm, die seitliche Breite der oberen Wand des Kammkreises und der Steghohlleiter beträgt 3,1 ma, die Länge der kürzeren Seite des Metallstreifen 1 beträgt 8 mm und die seitliche Breite der Kammzähne und Stege beträgt η - 1,05 mm· Das Frequenzband erstreckt sich τοη 55 Gigahertz bis 77 Gigahertz in Fig. 10, in «elcher die Abszissen das Verhältnis f/f^ bedeuten und die Frequenz auf die obere Gren«frequenz des elektrischen Kammkreises τοη f_uc * 82 Gigahertz bezogen ist, während die Ordinaten den Welligkeitsfaktor der stehenden Welle kennzeichnen· Wie sich aus Fig· 10 mit aller Deutlichkeit ergibt, ist der Welligkeitsfaktor für die stehende Welle bei dieser Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes genügend klein, so daß sie sich als Rückwärtswellenröhre sehr gut eignet·

Bei der Ausführungsform nach Fig· 11 der Zeichnung ist ein kurzer Steghohlleiter d-d¹ in den Tertikaien Steghohlleiter c-d senkrecht zur Achse des Elektronenstrahls in der Hähe des

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Endes der Elektronenquelle eingesetzt, und der zurückgebogene Steghohlleiter d'-e'-f, sowie der Hohlleiter d-d* haben eine Neigung, die zwischen beiden Hohlleitern c-d und d'-e'-f liegt· Außerdem ist der zurückgebogene Hohlleiter d'-e'-f ein langer und schwach schräg Terlaufender Steghohlleiter, der am Ausgangsende ton f in einen reohteckförmigen Hohlleiter konTertiert ist· Durch Verwendung der schrägen Stegwellenführung d-d¹ und des langen und schwach schräg verlaufenden Steghohlleiters d'-e'-f wurden die Übertragungseigenschaften wesentlich Ter- ( bessert·

Die Fig« 12 zeigt eine Wanderfeldröhre nach der Erfindung, die als Verstärkerröhre dient. Der Aufbau dieser Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ähnelt im wesentlichen der Bückwärtswellen-Oszillatorröhre nach den Fig. 1 und 2, so daß sich die Beschreibung dieser Ausführungsform auf die Teile beschränken kann, die andere sind als bei der ersten Ausführungsform· Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig· 2 wird die elektromagnetische Eingangszeile über einen reohteckförmigen Hohlleiter 9 zugeführt und nimmt folgenden Weg: h-^g¹—* g-*-f_». e-*. d-* c-^b-ya, während die Welle selbst bei gleichzeitiger Wechselwirkung mit dem Elektronenstrahl verstärkt wird· Der Ter stärkte Ausgang wird über k—*q—*r—*s auf einen Ausgangshohlleittr 16 übertragen, τοη dem der Ausgang abgegriffen wird.

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Selbstverständlich kann eine Wanderfeldröhre oder Laufzeitröhre als Verstärker und eine Rückwärtswellenröhre den gleichen Aufbau haben, Torausgesetzt, daß die Betriebsbedingungen umgekehrt sind; der einsige Unterschied zwischen beiden Ausführungsformen besteht darin, daß die Richtungen der Eingänge und Ausgänge in beiden Fällen umgekehrt sind· Man kann also eine Rückwärtswellenröhre als Verstärkerröhre verwenden, wenn man die Ausführungsform nach Fig. 12 verwendet.

Schließlich zeigt die Fig. 13 noch eine weitere Ausführungsform des Brfindungsgegenstandes. Hier weist der Teil des Metallstreif ens 1 mit den üommsähnen eine durchgehende Bohrung 102 für den Elektronenstrahl auf anstelle einer in der Längsrichtung verlauf enden Int 103, wie bei der Ansfiihrungsform nach den Fig. 1 und 2_# Me Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist aber im übrigen praktisch die gleiche wie die der Ansführungsform nach den Fig. 1 und 2«

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Claims (6)

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1. !Elektronenröhre für extrem hohe Frequenzen nach Art einer Wanderfeldröhre (Laufseitröhre) mit elektrischem Kamnkreis mit seitlichen Schlitten im Steg des Steghohlleiters, dadurch gekennzeichnet, daß der Steghohlleiter auf der Seite der Elektronenquelle des Kaamkreises liegt, und der Steghohlleiter einen Steg aufweist, dessen freite gleich der Breite des Kamms ist und in Fortführung des letzteren auf den Grund der Schiit se des Kanu ssu gerichtet ist, und daß eine zurück·* gebogene ffellenführung an das Tordere Inde des Steghonlleiters angeschlossen und anf die Seite der Kollektorelektrode gerichtet ist.

2. Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil des zurückgebogenen Hohlleiters ein Steghohlleiter ist, dessen Stege in Fortsetsung der Stege des Steghohlleiter β des Tertikaien Teils liegen·

3. Elektronenröhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einseinen Teile der Hohlleiter aus zwei aneinander angrenzenden Metallteilen bestehen, deren Flächen den Boden des Steghohlleitera bilden, und die auf beiden Seiten des Metallstreif ens KamsShne aufweisen, die sich über den Hauptteil erstrecken und nach dea Zusammenbau den Steg bilden·

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4. Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der beiden Metallteile die Lage des Bodens des Steghohlleiters begrenzen.

5. Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein kurzer, kreiszylindrischer Durchlaß« As* τοη einem elektrischen Stromleiter umgeben ist und an einen Hohlleiter mit rechteckförmigem Querschnitt auf der Seite der Kollektorelektrode des Kammkreises angeschlossen ist, und daß sein Durchmesser größer ist als die seitliche Breite des rechteckigen Hohlleiters und seine Achse mit der Achse des rechteckigen Hohlleiters zusammenfällt und im Innern des zylindrischen Teils mindestens eine dielektrische Hatte angeordnet ist, die mit Filmen aus Widerstandsmaterial bedeckt ist, die auf ihre Oberflächen aufgebracht sind und daß die Dicke der Platte klein ist im Vergleich zu der Wellenlänge der elektromagnetischen Welle des rechteckigen Hohlleiters und parallel zu der kleineren Wand des rechteckigen Hohlleiters verläuft, derart, daß die gesamte Anordnung eine Rückwärts*eilen-OszillatorrÖhre darstellt.

6. Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsende des zurückgebogenen Hohlleiters in einen rechteckigen Hohlleiter umgewandelt ist und in einem Gehäuse an der Verbindungsstelle zwischen diesem rechteckigen Hohlleiter und einem äußeren rechteckigen Hohlleiter ein kleiner kreiszylindrischer Durchlaß vorgesehen ist, und das Gehäuse für

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dies«! Hahlrua sue siei Teilen besteht, deren Stirnflächen an-•iMndergrenson, wobei ein ringförmiger, winkelförmiger Einschnitt in 4er Stirnfläche auf der Seite der Elektronenröhre Torgeeehen ist, und in der Bingnut eine dielektrische Scheibe untergebracht lst_v die senkrecht tu der Achse der rechteckigen Hohlleiter Terläuft und an die Bingnut aagesohsolsen ist.

7· Hektronenröhre nach Anspruch 1 oder Unteraneprüchen, dadurch gekennzeichnet, daB der Hauptteil des lurückgebogenen Hohlleiters ein Steghohlleiter ist, dessen Stege die Fortsetzung der Steg· des Steghohlleiters de· Tertikaien Teils bilden und die einselnea Teile aus zwei Uetallstücken bestehen, die aneinander stoßen and deren Oberfläche die Lage de· Bodens de· Steghehlleiters definieren» und daß beide Seiten des Metallstreifen» f—ιΠΐιιι· über dem Hauptteil aufweisen und nach dea Zusaa-■enbau dan Steg bilden«

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