DE1541056B1 - Koaxialmagnetron - Google Patents

Description

sich aus den Unteransprüchen; die Erfindung wird näher an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Magnetrons und

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1.

Das in F i g. 1 dargestellte Magnetron besteht aus einem Träger 10 mit Permanentmagneten und einem

angeschlossen. Am gegenüberliegenden Teil des Trägers 10 ist eine Frequenzmodulationseinrichtung 16 nach der Erfindung angeordnet.

Gemäß F i g. 2 weist das Magnetron nach F i g. 1 einen Hohlraum 20 auf, in dem eine Kathode 21 und eine ringförmige Anodenresonatorstruktur 22 koaxial angeordnet sind. Eine Reihe von Anodenresonatorfahnen 23 umgibt den Hohlraum 20, und

ist, bekannt (französische Patentschrift 1372 678). io des Antriebsstabes verhindert werden.

Bei diesem bekannten Magnetron war die Fre- Andere Weiterbildungen der Erfindung ergeben

quenzmodulationseinrichtung für einen¹ beliebigen Antrieb vorgesehen.

Zum Antrieb der Frequenzmodulationseinrichtung
wäre grundsätzlich ein - hydraulischer Antrieb ge- 15
eignet (USA.-Patentschrift 3 187 220), hydraulische
Antriebe haben jedoch gewisse Nachteile. Nach einer
gewissen Betriebsdauer sind die Ölabdichtungen im
System abgenutzt und lassen Öl lecken. Dadurch ergibt sich eine Verringerung des Druckes, und es 20 evakuierbaren Hohlkörper 12. Ein Hohlleiter 14 ist folgen willkürliche Fluktuationen der Modulations- durch einen Teil des Trägers 10 an den Körper 12 frequenz. Es werden also Kompensationssehaltungen
benötigt, mit denen Öl- und damit zusammenhängende Druckverluste berücksichtigt werden. Auch
andere mechanische Teile, wie Kolben, fangen an, 35
sich abzunutzen, und erfordern eine Auswechslung.
Diese bekannten Tuner-Antriebe sind also aufwendig
sowohl im Aufbau als auch in der Unterhaltung.

Es ist ferner eine Frequenzmodulationseinrichtung

bekannt, bei der eine drehbare Abstimmscheibe mit 30 benachbarte Fahnen sind durch Zwischenräume ge-HiIf e eines drehbaren Stabes in Drehung versetzt _ trennt. Jeder zweite Anodenresonator ...ist. elektrowerden kann und der drehbare Stab über eine magnetisch über axial gerichtete Schlitze 24 mit dem vakuumdicht arbeitende Magnetkupplung in Drehung Hohlraum 20 gekoppelt; die Schlitze greifen durch versetzt wird. Bei dieser bekannten Anordnung muß eine gemeinsame Wand zwischen den Anodenim Vakuumgefäß ein Lager vorgesehen werden, das 35 resonatoren und dem Hohlraum 20.
zur Vermeidung einer Verunreinigung des Vakuums Mit dem Hohlraum 20 ist eine Frequenz-

nicht geschmiert werden kann (Electronics, 6. April modulationseinrichtung 16 gekoppelt, mit der die 1964, Seiten 76 bis 81). Eigen-Resonanzfrequenz des Hohlraums moduliert

Bei einem axial verschiebbaren Antriebsstab, wie werden kann. Diese besteht aus einer Kurbelwelle es beim bekannten Koaxialmagnetron vorgesehen ist, 40 26, die mit einem motorischen Antrieb 28 angewird eine präzise Führung des Antriebsstabes ohne trieben wird, beispielsweise mit 9600 UpM. Die Lager erreicht, da der Antriebsstab nur in axialer Kurbelwelle 26 ist durch exzentrische Kupplung mit Richtung geführt zu werden braucht; statt eine einem Verbindungsstab 30 gekuppelt, der so betätigt gleitende Lagerung vorzusehen, ist es für axial wird, daß er sich längs der Hauptachse des verschiebbare Abstimmelemente bereits bekannt, 45 Magnetrons bewegt. Um einen Iongitudinalen Schub flexible Balgen vorzusehen (Electronics, 6. April 1964, der Kurbelwelle 26 zu kompensieren, ist an der Welle Seiten 76 bis 81). 26 eine Lagereinrichtung mit nachgiebigen NuIl-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ringen 32 und 34 vorgesehen. Der Null-Ring 32 am eingangs genannte bekannte Koaxialmagnetron in freien Ende der Kurbelwelle wird mit einer geder Weise weiterzubilden, daß eine möglichst genau 50 härteten Stahlscheibe 36 festgehalten, die ihrerseits angebbare Frequenzmodulation erreichbar ist, die mit einer Kugel 38 gegen den Null-Ring 32 gedrängt gleichzeitig großen Hub und hohe Frequenz bei wird; die Kugel 38 ist in einer Nut der Welle 26 großer Lebensdauer und möglichst einfacher Bau- festgelegt. Die Nullring-Einrichtung 32 bildet ein weise der mechanisch bewegten Teile aufweist. Diese Gegendrucklager für jede fehlerhafte Längs-Aufgäbe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß 55 verschiebung der Welle 26.

der Antriebsstab durch einen flexiblen Balgen in be- Der Null-Ring 34 ist in der Nähe der Welle 26 an-

kannter Weise vakuumdicht nach außen geführt ist geordnet und drückt auf eine dünnwandige Hülse 56 und eine außerhalb des Vakuumgefäßes liegende aus Tetrafluoräthylen. Diese Kombination erlaubt drehbare Kurbelwelle, die quer zum Antriebsstab eine hohe Drehzahl der Welle 26, ohne daß die Ölliegt und von einem Elektromotor angetrieben ist, 60 dichtung durch den Null-Ring 34 verschlechtert wird, derart exzentrisch mit dem Antriebsstab gekuppelt Vorgespannte Kugellager 40 sind ebenfalls an der ist, daß die Drehbewegung der Kurbelwelle in eine
Hin- und Herbewegung des Antriebsstabes und der
damit gekuppelten Endwand umgewandelt wird und
daß Lager mit Ölschmierung und Öldichtungen vor- 65
gesehen sind.

Die Ölschmierung für die Lager wird gemäß einer speziellen Ausbildung der Erfindung in der Weise

Kurbelwelle 26 vorgesehen, um eine radiale Verstellung zu verhindern und die Welle präzise ausgefluchtet zu halten.

Um eine mechanische Reibung herabzusetzen, wilde Schwingungen zu dämpfen und die Lebensdauer zu vergrößern, ist der Verbindungsstab 30 in zähflüssiges Schmieröl 42 eingebettet. Die Öldichtun-

gen 44 sind vorgesehen, um ein Aussickern des Öls 42 aus der den Verbindungsstab 30 enthaltenden Kammer zu verhindern.

Der Verbindungsstab 30 ist, beispielsweise mit einem Gewindeadapter, an einen Abstimmkolben 46 angeschlossen, der eine Abstimmscheibe 48 trägt, die im Hohlraum 20 in der Nähe des Anodenresonators 22 angeordnet ist. Der Durchmesser des Stabes 30 ist verhältnismäßig klein, so daß der Stab flexibel ist, so daß nur eine lineare Axialbewegung auf den Kolben 46 übertragen wird. Der Kolben 46 ist vakuumdicht in das Röhrengefäß eingesetzt, und zwar mittels eines zylindrischen Balgens 50. Der Kolben 46 kann beispielsweise aus Wolfram bestehen und die Scheibe 48 aus Kupfer. Die Scheibe kann etwa 0,8 mm dick sein und einen Durchmesser von 8,65 mm haben. Um den Abstimmkolben 46, der koaxial mit der Ringanode· 22 ausgefluchtet ist, axial ausgefluchtet zu halten, greift ein Doppellager 52 den Kolben fest, so daß nur eine Linearbewegung möglich ist.

Im Betrieb wird die Abstimmscheibe 48 axial bewegt, wenn der Antrieb 28 erregt wird. Der Hub der Scheibe 48 beträgt etwa 0,08 mm, und die Scheibe schwingt mit etwa 160 Hz. Dementsprechend wird eine Modulation von etwa 150 MHz erreicht, was eine Auslenkung der K-Band-Frequenz von 32 bis 37 GHz für das verwendete Magnetron darstellt. Diese Modulation kann um die Mittenfrequenz mit einer Rate von 20 bis 160 Hz verändert werden.

Wenn es gewünscht ist, den Modulationsfrequenzhub von 150 MHz auf einen anderen Frequenzhub, beispielsweise 10 MHz, zu ändern, kann einfach die Kurbelwelle 26 durch eine andere Welle anderer Größe ersetzt werden.

Eine Frequenzanzeigevorrichtung 54 kann mit der Kurbelwelle 26 gekuppelt werden, um die Drehzahl und damit die Schwingungsfrequenz des Kolbens 46 und der Scheibe 48 in einen Frequenzwert umzusetzen, der mit der Röhrenfrequenz in Beziehung steht.

Die Frequenzanzeigeeinrichtung 54 kann beispielsweise ein Kristall sein, der als Druckwandler oder Spannungswandler dient, mit dem der Verdrehungsgrad gemessen wird oder die Lagenänderung oder Phase der Kurbelwelle 26. Die festgestellte Phasenänderung wird in eine Ablesefrequenz umgewandelt, die die Modulationsfrequenz darstellt. Statt dessen kann die Ableseeinrichtung auch mit dem Antrieb 28 gekuppelt werden. Zum Anzeigen der Frequenz kann auch eine gegatterte Fotozelle oder eine lineare Spannung liefernde Einrichtung mit der Welle 26 gekuppelt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Koaxialmagnetron mit einem Resonator für den kreisförmigen elektrischen Modus, einer damit gekoppelten Reihe von Anodenresonatoren und einer Einrichtung zur Modulation der Resonanzfrequenz des Anodenresonatorsystems (Frequenzmodulationseinrichtung), die einen koaxial zur Magnetronachse liegenden Antriebsstab aufweist, mit dem eine axial verschiebbare, das elektrische Feld beeinflussende Endwand des Resonators gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsstab (30, 46) durch einen flexiblen Balgen (50) in bekannter Weise vakuumdicht nach außen geführt ist und eine außerhalb des Vakuumgefäßes (20) liegende drehbare Kurbelwelle (26), die quer zum Antriebsstab (30, 46) liegt und von einem Elektromotor (28) angetrieben ist, derart exzentrisch mit dem Antriebsstab (30, 46) gekuppelt ist, daß die Drehbewegung der Kurbelwelle (26) in eine Hin- und Herbewegung des Antriebsstabes (30,46) und der damit gekuppelten Endwand (48) umgewandelt wird und daß Lager (32,34,40) mit Ölschmierung und Öldichtungen (44) vorgesehen sind.

2. Magnetron nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle (26), die exzentrische Kupplung und das außenliegende Ende (46) des Antriebsstabes (30, 46) derart in einem mit einer viskosen Flüssigkeit (42) gefüllten Gehäuse außerhalb des Vakuumgefäßes angeordnet sind und die Flüssigkeit (42) die Kurbelwelle (26), die exzentrische Kupplung und den Antriebsstab (46) derart umgibt, daß die Hin- und Herbewegung des Antriebsstabes (30, 46) gedämpft wird.

3. Magnetron nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (28) den Antriebsstab (30,46) in eine schwingende Bewegung mit einer Frequenz von mehr als 100 Hz versetzt.

4. Magnetron nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbare Endwand (48) aus einer Metallscheibe besteht.

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