DE1491453C - Laufzeitrohre, insbesondere Wander feldrohre, mit einem Magnetsystem zur ge bündelten Fuhrung des Elektronenstrahls mittels ernes homogenen Magnetfeldes 4nm Siemens \G, 1000 Berlin u 8000 München - Google Patents

Description

Die Erfindung bctrillt eine Laufzeitröhre, insbesondere Wanderfeldrohre, mit mindestens einer quer nach außen ragenden, der Zu- oder Abführung von Wellenenergie dienenden Kopplungsanordnung, bei der der Elektronenstrahl von einem Magnetsystem gebündelt geführt wird, das ein zumindest angenähert homogenes magnetisches Bündelungsfeld erzeugt und im Bereich des magnetischen Bündeiungsfeldes zur Unterdrückung magnetischer Qucrfeld-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine magnetische Fokussierungsemnchtunij zur Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes für die gebündelte Führung des Elektronenstrahls von Laufzeitröhren, insbesondere Wanderfeldröhren, mit beliebiger Austauschbarkeit der Röhre zu schaffen, bei

komponenten ein die Röhre umgebendes rohrförmiges »o welcher transversale magnetische Störkomponenten Bauteil enthält, das aus abwechselnd aneinanderge- wirksam unterdrückt sind. Zur Lösung dieser Aufreihten weichmagnctischcn Homogenisicrungsringcn gäbe wird bei einer Laufzeitröhre der eingangs er- und nichtmagnctischen Distanzringen besteht (Feld- wähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß begradiger). das die Röhre im geringen Abstand umgebende rohr-

Ein wichtiges Problem bei der gebündelten Füh- 15 förmige Bauteil zur Aufnahme der nach außen rarung des Elektronenstrahls von Wanderfeldröhren genden Kopplungsanordnung(en) mit mindestens mittels eines homogenen Magnetfeldes ist das Ver- einer parallel zur Längsachse des rohrförmigen Baumeiden transversaler magnetischer Störkomponenten teiles verlaufenden, schlitzartigen Durchbrechung im Bereich der Elektronenstrahlachse. Magnetische
Transversalfelder lenken nämlich den Elektronenstrahl
so stark aus seiner Achse ab, daß ein erheblicher Teil
des Strahlstromes in unerwünschter Weise auf dem
Elektronenstrahl benachbarte Elektroden, insbesondere die Verzögerungsleitung, gelangen kann. Das Ent

stehen derartiger magnetischer Störkomponcnten läßt sich jedoch auf Grund unvermeidbarer Herstellungstolcranzen und Inhomogenitäten im Aufbau der Magnete nicht vollständig ausschließen. Um in mag. ctischen Bündelungssystemen vorversehen ist, die sich mindestens bis zu einer der Stirnseiten des rohrförmigen Bauteiles erstreckt, und daß die die schlitzartige Durchbrechung begrenzenden Wände des rohrförmigen Bauteiles so ausgebildet und bemessen sind, daß die Schlitzbreite kleiner ist als die Schlitztiefe.

Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung kann eine Röhre, die quer zur Röhrenachse angeordnete Koppelelemente aufweist, in das rohrförmige Bauteil auf Grund dessen schlitzartiger Durchbrechung ohne weiteres beliebig oft eingeschoben werden. Trotz

handene magnetische Transversalfelder wirksam zu 30 dieser Durchbrechung werden durch das rohrför-

beseitigen, ist es bereits bekannt, innerhalb des Magnctsystcms ein rohrförmiges Bauteil anzuordnen, welches die Systemachse umschließt und aus einer Aneinanderreihung hochpermeabler dünner Scheiben (Homogcnisierungsringe) besteht, die durch nichtmagnetische Distanzringe voneinander getrennt sind. Die Permeabilität dieser Scheiben ist quer zur Längsrichtung des Magnetsystems sehr groß, so daß entlang des Umfanges der Scheiben kein Potcntialuntcrmige Bauteil störende magnetische Querfeldkomponenten wirksam beseitigt, weil das im Schlitz selbst erzeugte Transversalfeld vernachlässigbar klein ist, wenn das angegebene Verhältnis zwischen der Breite und der Tiefe des Schlitzes erfüllt ist. Dabei reicht es vollkommen aus, der angegebenen Bedingung lediglich im Bereich der schlitzartigen Durchbrechung zu genügen. Dies wird vorteilhaft dadurch erreicht, daß das rohrförmige Bauteil längs der schlitzartigen

schied bestehen kann; dies ist gleichbedeutend mit 40 Durchbrechungen gegenüber dem durchschnittlichen

einer Unterdrückung transversaler Störfelder. Außendurchmesser des Bauteiles verdickt ist, wobei

Ein weiteres Problem bei permanentmagnetisch die Verdickung sich nach außen zu verjüngt,

fokussieren Laufzeitröhren besteht darin, daß allge- An Hand der Figuren der Zeichnung soll ein Aus-

mein angestrebt wird, die Röhre in dem sie umgebenden Magnetsystem beliebig austauschen zu können. Es wird dann der Aufwand bei der Fertigung und dem Betrieb der Röhre wesentlich verringert. Die Austauschbarkeit bereitet jedoch Schwierigkeiten, wenn die Röhre mit Koppelelemcnten versehen ist, die seitlich vom Entladungsgefäß der Röhre wegführen. Dieser Fall liegt insbesondere bei Hochlcistungs-Wanderfeldröhren vor, bei denen die Ein- und Auskopplung der Hochfrequenzenergie gewöhnlieh über quer zur Röhrenachse angeordnete und mit der Röhre fest verbundene Hohlleiter oder Koaxialleiter erfolgt. Um den Austausch derartiger Röhren im Magnetsystem ohne Erhöhung seines Raumbedarfes durchführen zu können, ist es bekannt, das Magnetsystem aus zwei spiegclsymmctrisclien Hälften aufzubauen, die gegeneinander klappbar sind. Wenn man allerdings bei dieser bekannten Anordnung magnetische Transvcrsalfcldcr durch die bekannte Aneinanderreihung von wcichmagnetischcn Blechen und nichtmagnctischcn Distanzringen beseitigen wollte, müßte auch das dadurch gebildete rohrförmige Bauteil für eine Austauschbarkeit der Röhre aufklappbar, d.h. in zwei Hälften aufgetrennt sein. r>iiri-li diese Auftrennimg könnte aber das genannte führungsbeispiel der Erfindung nachstehend näher erläutert werden.

Die F i g. 1 zeigt von vorne und die F i g. 2 von der Seite, teilweise geschnitten, das Bauteil, mit dem bei einer erfindungsgemäßen Anordnung magnetische Transversalfelder beseitigt werden. Dieses Bauteil, das im folgenden als »Feldbegradiger« bezeichnet werden soll, besteht aus abwechselnd aneinandergereihten weichmagnetischen dünnen Blechen 1 und nichtmagnetischen Distanzringen 2. Der Feldbegradiger ist mit einer in seiner Längsrichtung verlaufenden schlitzartigen Durchbrechung 3 versehen, die sich über die gesamte Länge des rohrförmigen Bauteiles erstreckt. Dabei weisen die Wcicheiscnbleche 1 und die Distanzringe 2 zu beiden Seiten der schlitzartigen Durchbrechung 3 jeweils eine nach außen gerichtete Nase 4 auf, so daß der Feldbegradiger an dieser Stelle an seinem Umfang nach außen verdickt ist. Die Nasen 4 sind so bemessen, daß die Breite b der Durchbrechung 3 senkrecht zu ihrer Längsausdehnung kleiner ist als die Tiefe /1 der Durchbrechung. Die schlitzartige Durchbrechung 3 wirkt sich dann auf die Kompensation von magnetischen Transversal feldern nicht störend aus. Die Wirkung eines Feldbegradigers nach den

Fig. 1 und 2 ist ims dor Fig. 3 ei sichtlich. Diese Figur zeigt das gemessene Trapsversalfeld B_T eines Systems zur Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes mit einer axialen magnetischen Induktion B₂ -320 C ohne mit einem Fcldbegradiger in Abhängig-

— u c>- iihlingig·

keit von der azimutalen Lage einer Meßsonde. Die Kurve 5 wurde ohne Fcldbcgradiger gemessen, während mit einer erfindungsgemäßen Anordnung für den V/ert des Transversall'eldes die Kurve 6 ermittelt wiirdt.!. Der Feldbegradigcr mindert demnach das magnetische Transversalfcld von über 30 G auf einen Weit von kleiner als 1 G herab.

Ein Feldbegradiger nach den Fig. 1 und 2 mit einer eingeschobenen Wanderfeldröhre ist in Fig. 4 von der Seite, teilweise geschnitten, dargestellt; die Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie V-V der F i g. 4. Die mit 7 bezeichnete Wanderfeldröhre enthalt eine Elektronenkanone 8, cine Wendell) als Verzögerungsleitung und einen mit Kühlrippen versehenen Elektronenauffängcr 10. Zur Ein- und Auskopplung der Hochfrequenzenergie der Röhre sind zwei Koaxialleitungs-Anschlüsse 11 und 12 vorgesehen, welche am Anfang und Ende der Wendel 9 quer von der Röhrenachse wegführen und starr mit der metallischen Vakuumhülle 13 der Röhre 7 verbunden sind. Man erkennt, daß die Röhre mit den Koaxialleitungen 11 und 12 im Feldbegradiger, der entsprechend den Fig. 1 und 2 aus aneinandergereihten weichmagnetischen Scheiben 1 und nichtmagnetischen Distanzringen 2 besteht, ohne weiteres ausgewechselt werden kann, indem die Koaxialleituiigen 11 und 12 durch die schlitzartige Durchbrechung 3 des Feldbegradigers hindurchgeführt sind.

Die F i g. 6 zeigt von der Seite, teilweise geschnitten, und die Fig. 7 als Schnitt längs der Linie VII-VII der F i g. 6 eine besonders vorteilhafte Anordnung einer Wanderfeldröhre in einem Feldbegradiger nach der vorliegenden Erfindung. Die Röhre 7, welche im wesentlichen der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Röhre gleicht, ist dabei im Feldbegradiger mittels zweier Zentrierringe 14 und 15 zentrisch gelagert, welche sich am Umfang der metallischen Vakuumhülle 13 der Röhre befinden. Auf Grund der Baulänge der Röhre 7 ist es jedoch bei einer inbesondere an den Koaxialleitungs-Anschlüssen 11 und 12 auftretenden mechanischen Belastung nicht zu vermeiden, daß die Röhrenhülle 13 Biegespannungen ausgesetzt ist, die eine gewisse Krümmung der Röhrenachse in bezug auf die Achse des Feldbegradigers hervorrufen können. Um eine entsprechende unerwünschte Durchbiegung der Röhre zu verhindern, ist vorgesehen, den Feldbegradiger mit einer lösbaren Verbindung an der eingeschobenen Röhre zu befestigen. Zu diesem Zweck ist ein die R.öhre 7 aufnehmendes Trägerteil 16 vorgesehen, das stirnseitig am Feldbegradiger angreift bzw. in diesen eingreift. Dieses Trägerteil 16 ist mit einer Befestigungsschraube 17 an einem Flansch 18 befestigt, der sich am freien Ende des cingangsscitigcn Koaxialleitungs-Anschlusses 11 befindet und mit einer entsprechenden Gewindebohrung 19 versehen ist. Der ausgangsseitige Koaxialleitungs-Anschluß v-^ist an seinem Ende ebenfalls einen Flansch 20 auf; die beiden Flansche 18 und 20 können die Röhre zusätzlich in einem Magnetsystem stützen, wodurch ebenfalls eine mechanische Entlastung der Röhrenhülle erreicht wird.

Die in den Fig. 4 und 5 einerseits und Fig. 6 und 7 andererseits gezeigten Anordnungen sind vorteilhaft in ein Magnetsystem eingelegt, das aus zwei spicgelsymmetrischen Hälften besteht, die gegenem-

ander klappbar sind. Derartige Systeme sind bekann und brauchen deshalb hier nicht näher dargestellt zu werden. . .

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten AusfUhrungsbcispiele. Insbesondere ist es

ίο nicht notwendig, daß die schlitzartige Durchbrechung sich über die gesamte Länge des l-cldncgradigers erstreckt. Vielmehr kann es ausreichend sein, daß die Durchbrechung nur bis zu einer Stirnseite des Feldbegradigers reicht, von welcher eine

Röhre mit ihren Ein- und Auskoppellcitern her eingeschoben werden kann. Weiterhin kann das geforderte Verhältnis von Schlitzbreite zu Schlitzliefe auch bei einem konstanten Außendurchmesser des Feldbegradigers erfüllt werden, wenn der Außen-

durchmesser im Vergleich zum Innendurchmesser entsprechend groß ist. Darüber hinaus erstreckt sich die Erfindung nicht allein auf eine Wanderfeldröhre, sondern hat allgemein bei allen Laufzeitröhren Bedeutung, die quer von der Röhre wegführende

a₅ Anschlußteile aufweisen und deren Elektronenstrahl mittels eines homogenen Magnetfeldes gebündelt geführt werden soll.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Laufzeitröhre, insbesondere Wanderfeldröhre, mit mindestens einer quer nach außen ragenden, der Zu- oder Abführung von Wellenenergie dienenden Kopplungsanordnung, bei der der Elektronenstrahl von einem Magnetsystem gebündelt geführt wird, das ein zumindest anucnähert homogenes magnetisches Bündelungsfeld erzeugt und im Bereich des magnetischen Bündelungsfeldcs zur Unterdrückung magnetischer Qucrfeldkomponenten ein die Röhre umgebendes rohrförmiges Bauteil enthält, das aus abwechselnd aneinandergereihten weichmagnclischen Homogcnisicrungsringen und nichtmagnelischcn Distanzringen besteht (Feldbegradiger), dadurch gekennzeichnet, daß das die Röhre im geringen Abstand umgebende rohrförmige Bauteil zur Aufnahme der nach außen ragenden Kopplungsanordnung^) mit mindestens einer parallel zur Längsachse des rohrförmigen Bauteiles vcrlaufenden, schlitzartigen Durchbrechung versehen ist, die sich mindestens bis zu einer der Stirnseiten des rohrförmigen Bauteiles erstreckt, und daß die die schlitzartige Durchbrechung begrenzenden Wände des rohrförmigen Bauteiles so ausgebildet und bemessen sind, daß die Schlitzbreite (/>) kleiner ist als die Schlitzlicfe (h).

2. Laufzeitröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Bauteil Kings der schlitzartigen Durchbrechung verdick! ist, während es im übrigen einen gleichbleibenden Außen- und Innendurchmesser hat.

3. Laufzeitröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verdickung des rohrförmigen Bauteiles nach außen zu verjüngt.

4. Laufzeitröhre nach einem der Ansprüche bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystem aus Permanentmagneten und Polschuhen besteht, die bezüglich einer die Achse des Magnet-

systems enthaltenden Längsebene symmetrisch ausgebildet sind und zwei gegeneinander klappbare Hälften bilden, zwischen denen das rohrförmige Bauteil eingelegt ist.

5. Laufzeitröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre durch am Umfang der Röhrenhülie angebrachte Zentrierringe zentrisch im rohrförmigen Bauteil gelagert ist.

6. Laufzeitröhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre mittels einer lösbaren Verbindung, insbesondere einer Schraubenverbindung, an dem rohrförmigen Bauteil befestigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen