DE1491530A1 - Electron discharge device - Google Patents

Electron discharge device

Info

Publication number
DE1491530A1
DE1491530A1 DE19651491530 DE1491530A DE1491530A1 DE 1491530 A1 DE1491530 A1 DE 1491530A1 DE 19651491530 DE19651491530 DE 19651491530 DE 1491530 A DE1491530 A DE 1491530A DE 1491530 A1 DE1491530 A1 DE 1491530A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stumps
stump
length
line
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19651491530
Other languages
German (de)
Other versions
DE1491530B2 (en
Inventor
Espinosa Robert Joseph
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Varian Medical Systems Inc
Original Assignee
Varian Associates Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Varian Associates Inc filed Critical Varian Associates Inc
Publication of DE1491530A1 publication Critical patent/DE1491530A1/en
Publication of DE1491530B2 publication Critical patent/DE1491530B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/16Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
    • H01J23/24Slow-wave structures, e.g. delay systems
    • H01J23/26Helical slow-wave structures; Adjustment therefor
    • H01J23/27Helix-derived slow-wave structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/005Cooling methods or arrangements

Landscapes

  • Microwave Tubes (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Description

VABIAN ASSOCIATESVABIAN ASSOCIATES

Palo Alto / California
Y. St.v.Aaerika
Palo Alto / California
Y. St.v.Aaerika

Elektronen-EntladungseinrichtungElectron discharge device

Priorität* 23. Juli I964 - V. St. ν. Amerika - Ser. STo. 384,668Priority * July 23, 1964 - V. St. ν. America - Ser. STo. 384.668

Sie Erfindung betrifft allgemein Hochfrequenz-Elektronen-Entladungseinrichtungen und insbesondere solche Einrichtungen mit von der Wendel abgeleiteten Verzögerungsleitungen Tom Typ Hing und Stab· Diese Hochfrequenz-Elektronen-Entladungseinrichtungen sind besonders in Frequenzerzeugern, Breitband-Hochleistungsverstärkern usw. brauchbar. Eine von der Wendel abgeleitete Verzögerungsleitung vom Typ Hing und Stange, wie in der US-Patentschrift 2 937 311 gezeigt, ist ein ausgezeichneter Träger zur Fortpflanzung einigermassen hoher Leistungen einer elektromagnetischen Wanderwelle zur Wechselwirkung mit Elektronenstrahlen und folgender Verstärkung» Die thermische Kapazität dieser speziellen Leitungstype, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 2 853 642 gezeigt ist, wird in beträchtlichem Maße durch Verwendung von Stumpf-Trägern für die Verzögerungsleitung gemäss dieser Veröffentlichung verbessert. Üblicherweise beträgt die Länge der Tragstümpfe eine viertel Wellenlänge, bestimmt bei der Mitte des Betriebs-Durchlassbandes der Leitung* WennThe invention relates generally to radio frequency electron discharge devices and in particular those devices with delay lines Tom type Hing and Stab derived from the helix These high frequency electron discharge devices are particularly useful in frequency generators, broadband high power amplifiers, etc. useful. A spiral-derived delay line of the Hing and Stange type as shown in U.S. Patent 2,937,311. is an excellent vehicle to reproduce reasonably high Performances of an electromagnetic traveling wave for interaction with electron beams and the following amplification »The thermal Capacity of this special line type, as it is for example in U.S. Patent 2,853,642 is considerably increased Dimensions by using stub beams for the delay line improved according to this publication. Usually the length of the bearing stumps is a quarter of a wavelength, determined at the middle of the line's operational passband * If

909841/Q57S909841 / Q57S

ut, Un'orlaöiT (>n- ut, Un'orlaöiT (> n-

H91530H91530

die Yervendeten Strahlleistungen jedoch laxer höher werden,However, the Yervended beam powers become laxer and higher, wird die Stabilität von Röhren mit solchen Leitungen der wichtigstethe stability of tubes with such lines becomes the most important

Faktor, der die Belastbarkeit solcher Röhren beeinflusst·Factor that influences the load capacity of such tubes

Leitungsmodi höherer Ordnung werden inner schwieriger zu stabilisieren und können das Betriebeverhalten ernsthaft beeinträchtigen, wenn die Leistung ansteigt· Beispielsweise begrenzt eine sieh auf der Verzögerungsleitung durch hebe elektrische Felder auftauende Spannung, die duroh den Aufbau Ton Resonanzmodi und entsprechende Inergieverluste an diese Modi bewirkt werden, die fur den Fundaments leo due verfügbare Energie, so dass der ausnutzbare Röhren-Betriebsleistungspegel begrenzt oder die Röhre zerstört wird· Bine Verzögerungsleitung und zugehörige Wanderfeldröhre kann ernsthaft begrenzt werden, wenn nicht Stabilisationstechniken verwendet werden, sobald Leistungspegel von mehreren Kilowatt erreicht werden·Higher order management modes become more difficult to stabilize internally and can seriously affect operational behavior, when the power increases · For example, a limit thawing on the delay line by lifting electric fields Tension caused by the building up of tone resonance modes and corresponding inergy losses to these modes, the energy available for the foundation leo due to the fact that the usable tube operating power level is limited or the tube is destroyed · Bine Delay line and associated traveling wave tube can be seriously limited if stabilization techniques are not used, as soon as power levels of several kilowatts are reached

Als störende Schwingungsmodi treten einige Kreismodi höherer Ordnung auf, wie der Ringmodus und der Stumpfmodus. Eine Möglichkeit, diese Resonanzkreissohwingungen zu unterdrücken, besteht darin, dass in Richtung der Röhrenachse sich verringernde Stumpflangen verwendet werden· Dadurch wird I . (Sohwingungsstartstrox) für den Stumpfmodus vergrössert und eine wesentlich verstärkte Stabilisation eines Impulsverstärkers mit einer solchen Verringerungsteehnik erhalten. Der Stumpfmodus kann als ein Resonanz-Leitungsmodus höherer Ordnung definiert werden, bei dem die Länge der Tragstümpfe die obere Grenzfrequenz des Modus bestimmt· Definitionsgemäss ist der Fundamentalmodus oder Fortpflanzungemodus niedrigster Ordnung für irgendeine periodische Verzögerungsleitung gekennzeichnet durch eine bestimmte Feldverteilung in einer Ebene quer zur Fortpflanzungsriehtung, und diese Feldverteilung ist unabhängig von der Lage längs der Fortpflanzungsachse· Fortpflanzungemodi höherer Ordnung, wie der Stumpfmodus, werden hier als Fortpflanzungsmodi im Unterschied zum Fundamentalmodus definiert, die ebenfalls duroh ein spezielles Feldbild yn einer Ebene quer zur Fortpßanzungsrichtung gekennzeichnet sind}Some higher-order circular modes, such as the ring mode and the stump mode, occur as disturbing vibration modes. One way of suppressing these resonant circuit ohms is to use stub lengths that decrease in the direction of the tube axis. (Sohwingungsstartstrox) increased for the stump mode and obtained a significantly increased stabilization of a pulse amplifier with such a reduction mechanism. The stump mode can be defined as a higher-order resonance conduction mode, in which the length of the supporting stumps determines the upper limit frequency of the mode.According to the definition, the fundamental mode or the lowest order propagation mode for any periodic delay line is characterized by a certain field distribution in a plane perpendicular to the direction of propagation, and this field distribution is independent of the position of the propagation axis · Fortpflanzungemodi along a higher order, such as the Stumpf mode, are defined herein as propagation modes in contrast to the fundamental mode, which also duroh yn a special field image of a plane transversely in the Fortpßanzungsrichtung}

ie Feldbild ist individuell unterschiedlich und unterscheidet sich auch von anderen Modi·he field image is individually different and different also from other modes

909841/0575 .../3909841/0575 ... / 3

Duroh die Brfinduag wird eine andere Lösung de« Probleas Terfügbar geaaoht, eiae Hoohleiatungs-Wanderfeldröhre ait einer τοη der Wendelleitvae abgeleiteten Yersögerungsleitung, einer Yersögerungsleituag το» Typ Hing «ad Stange, die alt Stüapfen gehalten wird», Buren eine iaa einaelne gehende Messung der Hoehfrequens-Durohlass·· bander einer alt Stüapfen gestfitsten Leitung tob Typ Hing und Stange und dureh eine Analyse der Böhrenhetriebedaten ist festgestellt worden, das· die Stuapflänge «in beatiaaender Faktor bei der Stabiliaierung einer Ton Stttapfen geattttxten Hing- und Stange-TertOgerunga· leitung ist. Sie eben erwähnte Terringerung der Stuapflänge ist einigeraaaaen adäauat, ao dass aiae Hoehleistunga-Vanderfeldröhre ait einer tt»n Stüapfen gestütstea TeraOgerungsleitung stabilisiert wird· Venn eine aolohe Röhre aber oberhalb des Betriebsbandes stur Sättigung getrieben wird, ergibt sieh in der Mitte des Betriebs·· bandes eine Yerringerung der Ausgangsleistung. Saduroh wird angeseigt, dass die Verringerungetechnik nioht das genaue Optiaua in besug auf eine Tollatändige Stabilisierung des Stuapfaodus darstellt.Once the situation has elapsed, another solution to the problem will be available geaaoht, eiae Hoohleiatungs traveling wave tube ait one τοη the Wendelleitvae derived Yersögerungsleitung, a Yersögerungsleituag το »Type Hing« ad rod, which is kept old footsteps », Buren an iaa single going measurement of the high frequency Durohlass ·· band of an old stump-fit pipe tob type Hing and Stange and an analysis of the Böhrenhetrieb data has been established been, the · the length of the stage «in beatiaaender factor in the stabilization of a tone Stttapfen geattttxten Hing- und Stange-TertOgerunga · management is. You just mentioned reduction of the length of the arm someaaaaen adäauat, ao that aiae Hoehleistungsa-Vanderfeldröhre Stabilized with a tt »n Stüapfen Gestütstea TeraOgerungsleitung becomes · if an aolohe tube but above the operating band stubborn Saturation, results in a reduction in output power in the middle of the operating band. Saduroh is worshiped that the reduction technique does not represent the exact Optiaua in addition to a great constant stabilization of the Stuapfaodus.

Durch die Erfindung wird eine Lösung dieses Probleas einer gedrückten Sättiguagaauagangaleiatuag rerfügbar geaaoht, das bei dea oben erwähnten sich verkleinernden Stuapfträger durch AbweichungThe invention provides a solution to this problem of a depressed Sättiguagaauagangaleiatuag reravailable, which at dea above-mentioned shrinking treadmill due to deviation von der üblichen Stuapflänge 1/4^ ergibt, die in allen bekannten stuapfgestütsten Ring- und Stange-Leitungen verwendet wird· Biese naoh oben oder nach unten gerichtete Abweichung von der üblichen Stuapflänge von einer viertel Wellenlänge wird zusannen ait den verbesserten Stabilitätseigenschaften später näher beschrieben, hier soll nur gesagt werden, daaa aowohl mit Rüokeioht auf die Bandbreite als auoh die Herstellungskosten eine Abweichung naoh unten bevorcugt wird· Erfindungageaäaa wurde festgestellt, dass bei einer Stuapflänge von etwa i/6\ bei f (Mitteafrequens des Betriebsbandeβ) der Stuapfaodus in der Frequenz ausreichend angehoben werden kann, ua eine Wechselwirkung einer »weiten Haraonisohen der Signalfrequens ait dea Strahl xa verhindern, durch die sonst-of the usual length of the sleeve 1/4 ^, which in all known Stuapfgestütsten ring and rod cables is used · piping Nearly upward or downward deviation from the usual stage length of a quarter of a wavelength is combined with the Improved stability properties will be described in more detail later, here it should only be said that there is a deviation below, both with regard to the bandwidth and the manufacturing costs is preferred · Inventionageaäaa it was found that with a Step length of about i / 6 \ at f (center frequency of the operating band), the step mode is sufficiently raised in frequency can be, among other things, an interaction of a »wide Haraonisohen der Signal frequency ait dea beam xa, through which otherwise-

909841/057 5909841/057 5

1491S301491S30

StumpfmoduBsohwingungen angefaoht werden können. Durch die Brf indang wird auch ein beTorsugter Bereich τοη 8tumpflängen gelehrt, nämlichButt-modulus oscillations can be attached. Through the Brf indang a careful range τοη 8tumpflängen is also taught, namely 1/16Λ 0 bis 3/16A0 und 5/ΐ6λο *i» V3Äe» «** ** 41«··» B#- reiohen liegen die brauchbaren 8ttuipfparameter sur Stabilisierung·1 / 16Λ 0 to 3 / 16A 0 and 5 / ΐ6λ ο * i »V3Ä e » «** ** 41« ·· »B # - rows are the useful 8ttuipf parameters for stabilization ·

Durch die Irfindung wird ferner in besug auf Stumpfträger, «wischen denen induktire und/oder kapacitire Störungen liegen, gelehrt, da·· Abweichungen τοη 1/4A ι auegedrückt in der Wellenlänge in freien Raus, sehr deutlich werden können und eine ebene elektromagnetische Welle, die durch den gestörten Bereieh »it irgendeiner Oe*ehwindig» keit liuft, die sich τοη der Lichtgeschwindigkeit unterscheidet, auch in den Bereioh der Erfindung fällt und sieh τβη der herkömmliehen Lehre einer Tiertel Wellenlänge unterscheidet, wobei der Stumpfmodus unterdrückt wird, wenn die Ausdrücke wie folgt gewählt werdentFurthermore, through the discovery, in relation to stump support, "wipe." which are inductive and / or capacitive disturbances, taught that Deviations τοη 1 / 4A ι expressed in the wavelength in free Out, can be very clearly and a plane electromagnetic Wave, which through the disturbed area speed, which differs τοη the speed of light, also falls within the scope of the invention and see τβη of the conventional teaching of a quarter wavelength differentiates, the Blunt mode is suppressed when the expressions are chosen as follows will be

Die Stümpfe »olle» in ihrer Längenabaessung in folgende Grenien fallen«The stumps "olle" in their length measurements in the following sizes fall «

1/16 Λ <CL <C 3/16 Λ «ad 5/ΐδλ ^L<C1/3X1/16 Λ <CL <C 3/16 Λ «ad 5 / ΐδλ ^ L <C1 / 3X

worin L die Stumpflange ist, d.h. die körperliche Länge des Weges längs der Oberfläche des Stumpfe», gemessen Tem EmAe des Stumpfes am Aussendurehmesser der Hingleitung sur Stumpfbasis oder -wursel, und Λ " e/f , mit f der Mittenfrequens des Durehlassbandea der stumpfgestütsten Leitung und ο der Geschwindigkeit einer ebenen elektromagnetischen Welle im dielektrischen Medium oder in ten dielektrischen Medien swischen den Stümpfen, gemittelt über die Länge L des Stumpfes·where L is the stump length, i.e. the physical length of the path along the surface of the stump », measured Tem EmAe of the stump on the outside diameter of the hingleitung on the stump base or root, and Λ "e / f, with f the center frequency of the Durehlassbandea the butt-studded line and ο the speed of a flat electromagnetic wave in the dielectric medium or in th dielectric media between the stumps, averaged over the Length L of the stump

Eauptsiel der Erfindung ist es also, eine neuartige Tersögeruags« leitung und eine Terbesserte Hoehfrequens-Ilektronen-Sntladungseiariohtuag Terfügbar su maehen·The main aim of the invention is therefore to develop a new type of Tersögeruags " Line and a better high-frequency-Ilektronen-Sntloadseiariohtuag to make available.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist, dass eine τοη der Wendelleitung abgeleitete Yersögerungsleitung mit einer neuartigen Tragteehnlk Terfügbar gemacht wird.The essential feature of the invention is that a delay line derived from the helical line is made available with a new type of support element.

.../5 909841/0575... / 5 909841/0575

Veiter wird duroh die Erfindung einer τοη der Wendelleitung abgeleitete Verzögerungsleitung Tom Typ Ring und Stange »it Stumpf» trägern Ton etwa 1/6A rerfügbar gemaoht, gemessen in der Mitte des Betrlebsfrequensbandes der Leitung.Veiter becomes through the invention of a τοη the helical line derived delay line Tom type ring and rod »it stump» Carrying sound approx. 1 / 6A available, measured in the middle of the line's operating frequency band.

Veiter wird dureh die Brfindung eine stumpfgestützte, τοη der Wendelleitung abgeleitete Verzögerungsleitung tob Typ Ring und Stange Terfügbar gemaoht, bei der die Stuapflängen innerhalb der folgenden Grensen liegentVeiter is using a butt-supported, τοη the helical line derived delay line tob type ring and rod Availably mowed, where the length of the legs is within the following Grensen is lying down

/^ und/ ^ and

wobei L die Stumpflänge ist und\ bei f (der Mittenfrequens des Leitungsbetriebsbandes) bestirnt wird.where L is the butt length and \ is determined at f (the center frequency of the line operating band).

Veiter wird duroh die Erfindung eine stumpfgestütste, τοη der Wendel abgeleitete Versögerungsleitung tob Typ Ring und Stange Terfügbar gemaoht, bei der die Länge der Stümpfe innerhalb der folgenden Grensen liegtιVeiter becomes duroh the invention a butt-studded, τοη the helix Derived delay line tob type ring and rod Teravailable maoht, with the length of the stumps within the following Grensen lies

1/16Λ < L «£- 3/i6>\ und 5/16 λ^. L^L i/3/\1 / 16Λ <L «£ - 3 / i6> \ and 5/1 6 λ ^. L ^ L i / 3 / \

wobei L die Stuapflänge ist, d.h. die körperliche Länge des Weges längs der Oberfläohe des Stumpfes, gesessen tob Ende des Stumpfes am Aussendurohmesser der Ringleitung sur Stumpfbasis oder »wursel, und Λ " o/f t wobei f die Mittenfrequens des Surohlassbandes der stumpfgesttttsten Leitung und ο die Geschwindigkeit einer ebenen elektromagnetischen Welle im dielektrischen Medium oder in den dielektrischen Medien swisohen den Stümpfen ist, gemittelt über die Länge L des Stumpfes.where L is the step length, i.e. the physical length of the path along the surface of the stump, sat to the end of the stump on the outer diameter of the ring line on the stump base or "root, and Λ "o / f t where f is the center frequency of the Surohlassband of the most blunt line and ο the speed of a flat line electromagnetic wave in the dielectric medium or in the dielectric media swisohen the stumps is averaged over the Length L of the stump.

Weiter wird erfindungsgemäss eine solche Verzögerungsleitung gemäss obigem in einer Hoohfrequens-Blektronen-Entladungseinriohtung Terwendet, in der mit elektromagnetischer Wanderfeld-Veohselwirkung gearbeitet wird·Furthermore, according to the invention, such a delay line is shown in FIG The above is used in a high frequency sheet electron discharge device, in the one with electromagnetic traveling field effect is being worked

Biese und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung} es seigernThese and other features of the invention will become apparent from the following description in conjunction with the drawing} it seigern

.../6 909841/0575... / 6 909841/0575

Fig. 1 eine teilweise geschnitten· Seitenansicht einer erfindungs-Fig. 1 is a partially cut side view of an invention

gemässen Wanderfeldröhre;according to traveling wave tube;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1| Fig. 3 ein&J-β «Diagramm der Verzögerungsleitung naoh Fign· 12 shows a section along the line 2-2 in FIG 3 is a diagram of the delay line shown in FIG. 1

und 2 zur Veransohaulichungi Fig· 4 eine graphiaohe Barstellung der Spitxenausgangsleistungand 2 for visualization Figure 4 is a graphical representation of peak output power in Abhängigkeit Von der* Frequenz einer Verzögerungsleitung»depending on the * frequency of a delay line » wie sie in Fign. 1 und 2 dargestellt ist, aber »it Stumpf-as shown in FIGS. 1 and 2 is shown, but »it is butt 1 an ge η τοη V^Ao' 1^1*1 an ge η τοη V ^ Ao ' 1 ^ 1 *

Fig. 5 graphisch die Abhängigkeit der Spitaenausgangsleietung τοη der Frequenz in einer Verzögerungsleitung, die im «ine Wanderfeldröhre naoh Fign. 1 und 2 eingebaut ist und bei der die erfindungsgenasse Stabilisierungsteehnlk angewandt ist.5 graphically shows the dependency of the center outlet line τοη the frequency in a delay line that is ine Traveling wave tube naoh Fign. 1 and 2 is installed and in which the Stabilisierungsteehnlk according to the invention is applied is.

In Fig. 1 ist eine Wanderfeldröhre 7 «it einer Elektronenspritze 8, einen leitenden Körper 9» einen Kollektor 10, einer Anode 11, einer Ton der Wendelleitung abgeleiteten Verzögerungeleitung 12 τοη Typ Ring und Stange, die eine Reihe τοη Weohselwirkungsspalten 13 awischen im Abstand Toneinander angeordneten Ringen 14 definiert, Tragstümpfen 15 und HF-Eingangs- und Auegangs-Koppler 16 bzw. 17. Die in Fig. 1 dargestellte Wanderfeldröhre ist axial lings einer Mitten-Fortpflanzungeachse Z ausgerichtet. Sin Elektronenstrahl 18, der vom Elektronenspritzenteil 8 ausgeht, wie duroh unterbrochene Linien dargestellt ist, läuft längs der Mittelachse zum Kollektor 10. Weil die Wechselwirkung zwischen einem Elektronenstrahl und HF-Energie auf Verzögerungsleitungen bekannt ist, ivt keine weitere Erläuterung für Verstärkungszwecke erforderlich. Bin üblicher Leitungstrenner 19 ist zwischen den Teilen der Verzögerungsleitung angeordnet, und die Leitungen sind mit zwei Verlustbelastungen 20, 21 abgeschlossen, um unerwünschte HF-Energie in bekannter Weise zu absorbieren. Vorzugsweise ist der leitende Körper 9 "it zwei Kühlkanälen 22, 23 {Fig. 2) versehen, um die Wärmeabfuhr su verbessern und damit die Belastbarkeit der Leitung. Übliche Belastungs-In Fig. 1 is a traveling wave tube 7 «with an electron syringe 8, a conductive body 9 »a collector 10, an anode 11, a Sound of the helical line derived delay line 12 τοη type Ring and rod, which have a number of τοη weohsel effect columns 13 wischen rings 14 arranged at a distance from one another are defined, Support stumps 15 and RF input and output couplers 16 and 17, respectively. The traveling wave tube shown in Fig. 1 is axially aligned with a center axis of propagation Z. Sin electron beam 18, which proceeds from the electron syringe part 8, as shown by broken lines, runs along the central axis to the collector 10. Because the interaction between an electron beam and RF energy on delay lines is known, no further one is available Explanation required for reinforcement purposes. A common line separator 19 is between the parts of the delay line arranged, and the lines are with two loss loads 20, 21 completed to absorb unwanted RF energy in a known manner. Preferably, the conductive body 9 ″ is two Cooling channels 22, 23 {Fig. 2) in order to improve the heat dissipation and thus the resilience of the line. Usual load

909841/0575909841/0575

wülate 24, 15 werden sweakaaaaigerweiae vorgesehen, ta «in breiteres •and sm erhalten, und die Stümpfe werden verkleinert, ua die Väraebelaatbarkeit de· Kreiaea ebene» wie die Krei»eigenschaften su verbeaaera·wülate 24, 15 are provided for sweakaaaaigerweiae, ta «in wider ones • and sm are preserved, and the stumps are reduced in size, including the variability of the Kreiaea plane, like the circular properties, see below verbeaaera

la Pig· 3 i·* aimCJ « ^J -Diagraaa der Durohlassbänder der Leitung naoh Fig. 1 dargeatel.lt· T - β iat eine Kurve für die Liohtgesohwindigkeit, während ▼ - uo die Charakter!at Ik für die Betriebe« 8trahlapannung oder 8tr&hlgeschwindigkeit iet. Die alt Fundaaentalaedua beseiohnete Kannlinie iet dar Betriebsaodua der Röhre «it einer etuapfgeetütsten King- und Stange-Leitung gentss Pign. 1 und 2· Dia geatriahelte Kannlinie k seigt die aioh ergebende Kennlinie daa Pundaaentalaodua, wenn ein kuraer Stuapf τοη etwa 1/6 \ verwendet wird· Dia Kannlinie B seigt die lbsenkung des Fundaaental-■odua, wann ein grosser oder längerer Tragstoapf verwendet wird, beispieleweise 5/16 \ · Die unterbrochene Kannlinie k* laigt dia Kennlinie daa aloh ergebenden 8tuapfnodus, wenn ein kurser 8tu*pf von etwa l/i \ verwandet wird^ woraus aioh ergibt, dasa der 8tuapfsiodua u nioht atBrt· Dia unterbroohene Kennlinie B* seigt die aioh ergebende Stuapfnodus-Kennlinie, wenn eine Stuirpflange von etwa 5/ΐ·Λβ verwandet wird, ea ergibt aioh daraus, daes derla Pig · 3 i · * aimCJ «^ J -Diagraaa of the Durohlassband the line naoh Fig. 1 dargeatel.lt · T - β iat a curve for the Liohtgeoh Speed, while ▼ - u o the character! at Ik for the operations« 8trahlapension or 8tr & hl speed iet. The old fundaaentalaedua is the operating line of the pipe with a well-bagged king and rod pipe from Pign. 1 and 2 Dia-triangular can line k shows the resulting characteristic line daa pundaentalaodua, if a kuraer step τοη about 1/6 \ is usedDia can line B shows the pounding of the fundaaental- ■ odua, when a large or longer carrying step is used, for example 5/16 \ · The interrupted can line k * gives the characteristic curve daa aloh resulting 8tuapfnodus, if a course 8tu * pf of about l / i \ is used ^ from which aioh results that the 8tuapfsiodua u nioht atBrt · Dia interrupted characteristic curve B * seigt the aioh resulting Stuapfnodus characteristic curve, if a Stuirpflange of about 5 / ΐ · Λ β is used, ea results from aioh that the

StuapfBodua weit oberhalb 2?^f auftritt, jedooh von u lasierStuapfBodua occurs far above 2? ^ F, but from u lasier

ο οο ο

nooh gestört wird, aa ergibt aioh alao weiterhin eine Möglichkeit für eine 8twapfaodua-Veohselwirkung, wenn nioht irgendeine andere geeignete Einrichtung sur 3ohwingang»uBterdrttOlnmg w -wird» BIe ait 8tuapfaodua beseiohnete Kennlinie seigt einen Modus, der wie duroh die Kannlinie ersichtlioh iat, stark streuend ist und eine sehr geringe Gruppengeaohwindlgkeit hat, so dass die Heaonan··» leitungaaigaaaohaften gezeigt werden· Ersiohtlieh bewirkt eine etuapflange von 1/4 X , beatlaat bei fQ, Btuapfaodusaohwingungen bei sweiten Haraoniaehen, wie durch den Schnitt von uQ und der Stuapfaodaakennlinie angezeigt wird (vergl. Fig. 3)·nooh is disturbed, aa aaoh alao still gives a possibility for an 8twapfaodua-Veohseling effect, if there is not any other suitable device sur 3ohwang "uBterdrttOlnmg w -w -w -w -w -wt" the characteristic line removed from 8tuapfaodua shows a mode which, like through the can line, is clearly visible and has a very low group swiftness, so that the heaonan ·· »conductionaaigaaaohhaften are shown · Ersiohtlieh causes a length of 1/4 X, beatlaat at f Q , Btuapfaodusaohworbenzen with wide haraoniae, as indicated by the intersection of u Q and the Stuapfaodaak characteristic curve becomes (see Fig. 3) ·

Wenn eine Stuapflange von 1/6A0 verwendet wird, wird der Stuapfaodus frequensatssig weit genug angehoben, ua eine synohreneIf a stage length of 1 / 6A 0 is used, the stage mode is raised enough in terms of frequency, including a synohrene

9098A1/057S *"/8 9098A1 / 057S * " / 8

U91530U91530

■* 8 *"*■ * 8 * "*

Wechselwirkung mit der Betriebsstrahlgeschwindigkeit zu verhindern, vie sioh durch die mit "Stumpfmodus, kurze Stümpfe" bezeichnete Kurve ergibt· Eine Betrachtung der Fundamentalmodus-Kennlinien A und B zeigt deren Störung oder Abweichung vqm Fundamentaleodue für StumpfBngen von einer Viertel Wellenlänge· Die fundamental-Kennlinie für einen Stumpf von i/6Aoi »eil diese etwas weniger streuend ist, ■verglichen mit der Kennlinie für eine Viertel Wellenlänge, ergibt vorteilhafte Resultate bezüglich der Betriebe-Bandbreite der Röhre ebenso wie hinsichtlich der Stabilisierung einer Wanderfeldsektion mit der hier dargestellten Kurzstumpftechnik.To prevent interaction with the operating jet speed, as shown by the curve labeled "stump mode, short stumps". A consideration of the fundamental mode characteristics A and B shows their interference or deviation from the fundamental modulus for stump lengths of a quarter wavelength A stump of 1/6 A or because this is somewhat less scattering, compared with the characteristic curve for a quarter wavelength, gives advantageous results in terms of the operating bandwidth of the tube as well as in terms of stabilizing a traveling field section with the short stump technique shown here.

Die in Fign. 1 und 2 dargestellte Verzögerungsleitung hatte bei Verwendung der folgenden Parameter* Stumpflänge * 1/6 /\ , äusserer Ringradius - 0,075 Λ 0» Stumpfscheitelwinkel - 22,5°t Hohlleiterhöhe etwa 1/4 }\ , Abstand zwischen Belastungswulst und äusserem Ringradius von 0,025 Λ » und bei Verwendung in Verbindung mit einer Röhre, die eine Sättigungsverstärkung von 30 dB über eine Bandbreite von 167ε hat, eine Strahlgeschwindigkeit von etwa 36 kV und I4 Ampere Strahlstrom, die Sättigungs-HF-Ausgangskennlinie nach Fign. 4 und 5, wobei die Kennlinie nach Fig. 4 ohne die erfindungsgemäsee Stumpflängenregelung zur Stabilisierung gewonnen wurde. Fig· 4 zeigt also die übliche Sättigungs-Ausgangskennlinie,für eine Stumpflänge von ΙΑ \ » selbst mit sich verringernder Stumpflänge zur Stabilisierung,The in FIGS. 1 and 2, when using the following parameters * butt length * 1/6 / \, outer ring radius - 0.075 Λ 0 »truncated vertex angle - 22.5 ° t waveguide height about 1/4} \ , distance between loading bead and outer ring radius of 0.025 Λ »and when used in conjunction with a tube that has a saturation gain of 30 dB over a bandwidth of 167ε, a beam speed of about 36 kV and I4 amps of beam current, the saturation RF output characteristic curve according to FIGS. 4 and 5, the characteristic curve according to FIG. 4 being obtained without the stump length regulation according to the invention for stabilization. 4 shows the usual saturation output characteristic, for a stump length of ΙΑ \ »even with a decreasing stump length for stabilization, und ersichtlich ergibt sich bei f ein erheblicher Abfall der Aus-and it can be seen that at f there is a considerable drop in the output

gangs Ie istung· Wenn eine Stumpf länge von I/6 Λ verwendet wird, zeigt sich, daß die Einsenkung der Ausgangsleistung-Kennlinie bei f wegfällt. Beim Vergleich von Fign· 4 und 5 ergibt sich, daß weder die Bandbreite noch die Spitzenausgangsleistung verringert ist. Die Stumpflänge von i/o Λ bei f ist zwar eine bevorzugte Stumpfabmessung, die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Es wurde festgestellt, daß die folgenden Stumpfabmessungen bezüglich der Länge vorteilhaftem verwendet werden können, um eine Stumpfmoduseohwingung bei Hochleistungs-Wanderfeldröhrensektionen mit stumpfge-gangs Ie istung If a stump length of I / 6 Λ is used, it can be seen that the lowering of the output power characteristic at f does not apply. When comparing FIGS. 4 and 5, it can be seen that neither the bandwidth nor the peak output power is reduced. The stump length of i / o Λ at f is a preferred stump dimension, but the invention is not limited to this. It was found that the following stump dimensions can be used advantageously in terms of length in order to achieve a stump mode ohmic oscillation in high-performance traveling wave tube sections with butt-shaped

90984 1/0575 '"/9 90984 1/0575 '" / 9

stützten Ring·* und Stange-Verzögerungsleitungen verwenden zu können, nämlich Stumpflängen innerhalb der folgenden Grenzen: 1/16 y\ 0^L«ü3/i6/\ o und 5/16 /\ ^:. L ^.1/5 /\ Q supported ring · * and rod delay lines, namely butt lengths within the following limits: 1/16 y \ 0 ^ L «ü3 / i6 / \ o and 5/16 / \ ^ :. L ^ .1 / 5 / \ Q

wobei L die Stumpflänge in einer Ebene quer ztir Z-Achse ist und A bei der Mittenfrequenz f dee Frequenzbandes bestimmt wird, das längs der Leitung fortgepflanzt werden soll.where L is the length of the stump in a plane transverse to the Z-axis and A is determined at the center frequency f of the frequency band that is to be propagated along the line.

Es ist zu erwähnen, daß die kurzen Stümpfe (<<. I/4 λ ) bevorzugt werden, weil bei ihnen leicht jede Möglichkeit für eine Entsprechung zwischen Signalenergie innerhalb des Betriebsbandes und Frequenzen, bei denen der Stumpfmodus sich fortpflanzt, vermieden werden, einschliesslioh zweiter Harmonischer von irgendeiner Frequenz innerhalb des Betriebsbandes. Weiterhin schneidet die Kennlinie u nicht dieIt should be mentioned that the short stumps (<<. I / 4 λ) are preferred because they easily have every possibility for a correspondence between signal energy within the operating band and frequencies, where the stump mode is propagated should be avoided, including second harmonic of any frequency within the operating band. Furthermore, the characteristic curve u does not intersect the

Kurzstumpfkennlinie, so daß gewährleistet ist, daß der Stumpfmodus nicht durch Rauschen angefacht wird.Short stump characteristic, so that it is ensured that the stump mode is not fueled by noise.

Die grössere Stumpf länge (7^5/16 Λ ) vermeidet leicht irgendeine Entsprechung zwischen der Signalenergie bei Frequenzen innerhalb des Betriebsbandes ebenso wie bei zweiten Harmonischen irgendeiner Frequenz innerhalb des Betriebsbandes mit Frequenzen, bei denen der Stumpfmodus sich fortpflanzt (Λ /2) gewährleistet aber nicht eine vollständige Stabilisierung, weil eine Erregung durch Rauschen des Strahls noch möglich ist, wie durch das Schneiden der Charakteristik u und dem Stumpfmodus für lange Stümpfe B1 angezeigt wird.The greater butt length (7 ^ 5/16 Λ) easily avoids any correspondence between the signal energy at frequencies within the operating band as well as at second harmonics of any frequency within the operating band with frequencies at which the butt mode propagates (Λ / 2) but ensures not a complete stabilization because excitation by noise of the beam is still possible, as indicated by the intersection of the characteristic u and the stump mode for long stumps B 1 .

Gerade die Vermeidung von Stumpfmodusschwingungen durch zweite Harmonische von Frequenzen innerhalb des Betriebsbandes ergibt jedoch eine wesentliche Verbesserung für den Höhrenkonstrukteur, ganz allein für sich selbst betrachtet.Precisely the avoidance of stump mode oscillations through second Harmonics of frequencies within the operating band, however, result in a substantial improvement for the hearing designer, entirely considered by itself alone.

Wie bereite erwähnt, kann bei Stumpfstützen mit induktiven und/oder kapazitiven Störungen zwischen den Stümpfen die Abweichung von einemAs already mentioned, inductive and / or capacitive interference between the stumps the deviation from one

.../10... / 10

909841/0575909841/0575

H91530H91530

i/4 λ , ausgedrückt in Wellenlängen im freien Raum, sehr stark betont werden, es fällt auch eine ebene elektromagnetische Welle in den Bereich der Erfindung, die im gestörten Bereich mit irgendeiner Geschwindigkeit läuft, die sich von der Lichtgeschwindigkeit unterscheidet, und in diesem Falle wird die erfindungsgemässe Längenbemessung zur Erzielung einer Stumpfmodusunterdrückung wie folgt ausgedrückt: i / 4 λ, expressed in wavelengths in free space, very strongly emphasized be, it also falls within the scope of the invention a plane electromagnetic wave that is in the disturbed area with any Runs at a speed different from the speed of light, and in this case the length measurement according to the invention to achieve stump mode suppression expressed as follows:

Die Stümpfe haben eine Längenabmessung, die in den folgenden Bereichen liegt:The stumps have a length dimension in the following ranges lies:

/\ und 5/16^ <c L «CJ/3 /\ / \ and 5/16 ^ <c L «CJ / 3 / \

wobei L die Stumpflänge ist, d.h. die körperliche Länge des Weges längs der Oberfläche des Stumpfes, gemessen vom Ende des Stumpfes am Aussendurchmesser der Ringleitung zur Stumpfbasis oder -wurzel, und /\ - c/f , wobei f die Mittenfrequenz des Durchlassbandes der stumpfgestützten Leitung und c die Geschwindigkeit einer ebenen elektromagnetischen Welle im dielektrischen Medium oder in den dielektrischen Medien zwischen den Stümpfen ist, gemittelt über die Länge des Stumpfes L.where L is the stump length, i.e. the physical length of the path along the surface of the stump, measured from the end of the stump at the outer diameter of the ring line to the stump base or root, and / \ - c / f, where f is the center frequency of the passband of the stump-supported line and c is the velocity of a plane electromagnetic wave in the dielectric medium or in the dielectric media between the stumps, averaged over the length of the stump L.

909841/0575909841/0575

Claims (1)

H91530 M H91530 M. V1 P65 DV1 P65 D PatentansprücheClaims 1· Hochfrequenz-Elektronen-Entladungseinrichtung zur Fortpflanzung elektromagnetischer Energie innerhalb eines Frequenzbandes, mit einer Verzögerungsleitung aus einer Anzahl im Abstand voneinander angeordneter leitender Ringe, die durch leitende Stümpfe miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Stümpfe bei der Mittenfrequenz f des Betriebsbandea so gewählt ist, daß sich keine Entsprechung zwischen Frequenzen innerhalb des Betriebebandes und deren zweiten Harmonischen einerseits und andererseits Frequenzen ergibt, bei denen die Stümpfe I/2 A haben, wobei ^ die Wellenlänge im freien Raum ist.1 · High frequency electron discharge device for propagation electromagnetic energy within a frequency band, with a delay line made up of a number of spaced apart conductive rings which are passed through conductive Stumps are connected to one another, characterized in that the length of the stumps at the center frequency f of the operating band a is chosen so that there is no correspondence between frequencies within the operating band and their second harmonics on the one hand and frequencies at which the stumps have I / 2 A, where ^ is the wavelength in the open Space is. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die körperliche Länge L der Stümpfe wahlweise in folgenden Grenzen liegtt2. Device according to claim 1, characterized in that the physical length L of the stumps is optionally within the following limits 1/16/\ O^LZ.5/16AO 1/16 / \ O ^ LZ.5 / 16A O /\o / \ o wobei A die Wellenlänge im freien Raum bei der Frequenz f ist.where A is the wavelength in free space at frequency f. 3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die körperliche Länge L der Stümpfe etwa I/6 A 0 beträgt.3. Device according to claim 2, characterized in that the physical length L of the stumps is approximately 1/6 A 0 . 4* Einrichtung nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß die körperliche Länge L der Stümpfe längs der Stumpfoberfläche, gemessen vom Auesendurchmesser der Ringleitung zur Stumpfbasis oder -wurzel wahlweise in folgenden Grenzen liegtt4 * device according to claim 1, characterized in that the physical length L of the stumps along the stump surface, measured from the outside diameter of the ring main to the stump base or root is optionally within the following limits - A2 -- A2 - 909841/0575909841/0575 AtAt 1/16 A ^ K3/16 A
5/16/\ ^ L<
1/16 A ^ K3 / 16 A
5/16 / \ ^ L <
wobei Λ * c/f mit o = mittlere Geschwindigkeit einer ebenen elektromagnetischen Welle in dem dielektrischen Medium bzw. den dielektrischen Medien zwischen den Stümpfen, gemittelt über die Länge der Stümpfe.where Λ * c / f with o = average speed of a plane electromagnetic wave in the dielectric medium or the dielectric media between the stumps, averaged over the Length of the stumps. 5» Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung von einer Wendelleitung abgeleitet, insbesondere eine Leitung vom Typ Ring und Stab ist.5 »Device according to one of claims 1-4, characterized in that that the delay line is derived from a helical line, in particular a line of the ring and rod type. 6. Einrichtung naoh einem der Ansprüche 1 - 51 dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der Stümpfe quer zur Längsaohse der Einrichtung liegt.6. Device naoh one of claims 1 - 51, characterized in that that the longitudinal axis of the stumps is transverse to the longitudinal axis of the device. 909841/0575909841/0575 OFBGINAi. JNSPECTEDOFBGINAi. JNSPECTED
DE19651491530 1964-07-23 1965-07-21 SCOOTER PIPE Pending DE1491530B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US38466864A 1964-07-23 1964-07-23
US72709068A 1968-05-06 1968-05-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1491530A1 true DE1491530A1 (en) 1969-10-09
DE1491530B2 DE1491530B2 (en) 1971-11-04

Family

ID=27010702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19651491530 Pending DE1491530B2 (en) 1964-07-23 1965-07-21 SCOOTER PIPE

Country Status (2)

Country Link
US (1) US3433999A (en)
DE (1) DE1491530B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0025120A1 (en) * 1979-09-07 1981-03-18 Siemens Aktiengesellschaft Travelling wave tube with a ring and bar structure

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4358704A (en) * 1980-09-02 1982-11-09 Varian Associates, Inc. Helix traveling wave tubes with reduced gain variation
EP0347624B1 (en) * 1988-06-21 1995-02-15 Thomson Tubes Electroniques Method of fabricating a travelling-wave tube delay line
US5932971A (en) * 1997-06-05 1999-08-03 Hughes Electronics Corp Optimally designed traveling wave tube for operation backed off from saturation
US5942852A (en) * 1997-06-05 1999-08-24 Hughes Electronics Corporation Efficient, highly linear traveling wave tube using collector with high backstreaming current under saturated drive

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0025120A1 (en) * 1979-09-07 1981-03-18 Siemens Aktiengesellschaft Travelling wave tube with a ring and bar structure

Also Published As

Publication number Publication date
US3433999A (en) 1969-03-18
DE1491530B2 (en) 1971-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3421530C2 (en)
DE1184426B (en) Wheel type magnetron tubes
EP0054723A1 (en) Surface acoustic wave resonator
DE1491530A1 (en) Electron discharge device
DE2711494A1 (en) BROADBAND CAVITY WALKING FIELD TUBE
DE1013367B (en) Delay line for traveling pipes
DE965726C (en) Traveling field pipes
EP0281858A1 (en) High-power gyrotron for generating electromagnetic millimeter or submillimeter waves
DE1293347B (en) Electric discharge tubes in the manner of a magnetron oscillator tube
DE1011004B (en) Waveguide for traveling wave tubes
DE1566031C3 (en) Transit time tube
DE1223961B (en) Electrical discharge arrangement for amplifying electromagnetic waves
DE3014887A1 (en) WALKING PIPES
DE1491520B1 (en) Microwave amplifier tubes
DE1044182B (en) Delay line for high frequency waves, preferably for use in traveling wave tubes
DE2928677A1 (en) HIKING FIELD TUBES WITH COUPLED CAVITIES
DE2347209B1 (en) Low-reflection damped delay line for running field tubes
DE7638147U1 (en) DELAY LINE FOR TRAVELING AMPLIFIER TUBES
DE1491369A1 (en) Traveling field pipes
DE855576C (en) Electron discharge tubes for the amplitude modulation of a high frequency oscillation generated by speed modulation
DE1065025B (en) Time-of-flight tube arrangement with a tunable cavity resonator
DE1491467B1 (en) Traveling-field amplifier tubes of higher performance with a delay line of a periodic structure
DE907426C (en) Traveling field pipes with inhomogeneous delay line
DE682297C (en) Electron tubes
DE964249C (en) Traveling field pipes