DE1541916A1 - Ultra-high frequency electron tubes - Google Patents
Ultra-high frequency electron tubesInfo
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Description
DR. MÜLLER-BORE DIPL.-ING. GRALFS DR. MANITZDR. MÜLLER-BORE DIPL.-ING. GRALFS DR. MANITZ
PATENTANWÄLTE |04 I iJ I DPATENT Attorneys | 04 I iJ I D
Braunschweig, Ö.O.1967 Unser Zeichen: Kl/kl- EBraunschweig, Austria, 1967 Our reference: Kl / kl- E
English Electric Valve Company Limited English Electric liouse / Strand London W.C02 / EnglandEnglish Electric Valve Company Limited English Electric liouse / Strand London WC 0 2 / England
Höchstfrequenz-Elektronenröhre Ultra-high frequency electron tube
Priorität: Großbritannien vom 9.5.1966 ( 20403/66 )Priority: Great Britain from 9 May 1966 (20403/66)
Die Erfindung betrifft Höchstfrequenz-Elektronenröhren wie ζ»B.Klystrons oder Lauffeldröhren,insbesondere der Art,bei denen der sogenannte Röhrenkörper,d.h.der Hochfrequenz-iVechselwirkungs-Abschnitt der Röhre,vom Kollektorabschnitt der Röhre durch einen Spalt isoliert ist,den der Elektronenstrahl auf seinem tfeg zum Kollektor durchlaufen muß.The invention relates to ultra-high frequency electron tubes like ζ »B.Klystrons or Lauffeldröhren, especially the Kind in which the so-called tubular body, i.e. the High frequency interaction section of the tube, dated Collector section of the tube is insulated by a gap, which the electron beam on its tfeg to the collector must go through.
Die Erfindung ist nachfolgend im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben.Dabei zeigt:The invention is described below in connection with the drawing.
Figur 1 eine schematische und stark vereinfachte DarstellungFigure 1 is a schematic and greatly simplified representation
eines typischen bekannten Klystrons,die lediglichof a typical known klystron that is merely
der Erläuterung dient,
Figur 2 eine Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung,serves as an explanation,
Figure 2 is a view of an embodiment of the invention,
bei der ein Klystron nur soweit zum Verständniswith a klystron only so far as to be understood
der Erfindung notwendig dargestellt ist undof the invention is shown necessary and
0098U/0712 "bad0098U / 0712 "bad
e„,m 9n/i inen k. a e ", m 9n / i inen k. a
Figur 3 eine Abwandlung des klystrons nach Figur 2.FIG. 3 shows a modification of the klystron according to FIG. 2.
Bei der gegenwärtig üblichen Konstruktion eines Klystrons bestellt die Köhre aus drei Hauptabschnitten,wie in Figur dargestellt.Absciinitt 1 enthält die Elektronenkanone,von der ein elektronenstrahl durch den Abschnitt 2 hindurch zum ivollektorelektrodenabscanitt 3 hin ausgesandt wird.In the current construction of a klystron, the tube is made up of three main sections, as shown in Figure Section 1 contains the electron gun, from which an electron beam is emitted through section 2 to the collector electrode scanning 3.
ψ Abschnitt 2 wird gewöhnlich als köhrenkörper bezeichnet und enthält eine tiochfrequenz-.iechselwirkungsanordnung bekannter Form.Abschnitt 3 enthält die Kollektor-oder oammelelektrode,von der die Strahlelektronen abschließend gesammelt werden.Beim Durchlauf durch die Wechselwirkungsanordnung treten die Elektronen des ötrahls in »iechselwirkung mit einem hochfrequenten eingangssignal,um in bekannter »Veise eine Verstärkung hervorzurufen,Abschnitt 2 liegt normalerweise auf erdpotential,während Abschnitt 3 auf einem ψ portion 2 is commonly referred to as köhrenkörper and includes a tiochfrequenz-.iechselwirkungsanordnung known Form.Abschnitt 3 contains the collector or oammelelektrode from which the electron beam werden.Beim collected final pass through the interaction means occur, the electrons of ötrahls in "iechselwirkung with a high-frequency input signal to produce an amplification in a known manner, section 2 is normally at ground potential, while section 3 is at a
t höheren Potential liegt,so daß zwischen diesen beiden Abschnitten eine gute Isolierung erforderlich ist,Diese wird normalerweise dadurch erzielt,daß das Kupferrohr 4, durch das der Elektronenstrahl verläuft,zwischen den Abschnitten 2 und 3 unterbrochen wird,so daß ein rfpalt 5 entsteht,der die erforderliche isolierung gewährleistet. Die Kontinuität des evakuierten iiöhrengehäuses wird durch -Viittel wie z3B.einen keramischen Zylinder 6 sichergestellt, der vakuumdicht mit den beiden Metallringen 7 und ti,zwischen denen er angeordnet ist,verbunden ist.Die Hinge 7 und 8 sind vakuumdicht zu beiden Seiten des .Spaltes 5 mit demt is higher potential, so that good insulation is required between these two sections.This is normally achieved by interrupting the copper tube 4 through which the electron beam passes between sections 2 and 3, so that a rf gap 5 is created. which ensures the necessary insulation. The continuity of the evacuated iiöhrengehäuses is ensured by such -Viittel 3 B.einen ceramic cylinder 6, the vacuum-tight manner with the two metal rings 7 and ti, between which it is arranged, connected .The hinge 7 and 8 are vacuum-tight on both sides of . Column 5 with the
0098 14/0712 , ___0098 14/0712, ___
BAD ~~~~ *BATHROOM ~~~~ *
-•Ο™·- • Ο ™ ·
15Α191615-1916
kupferrohr 4 verbunden.copper pipe 4 connected.
Falls keine verhiitenden Maßnahmen .getroffen werden, erzeugt der durchtritt des vom »echselwirkungsabschnitt 2 austretenden Strahles durch den spalt 5 die Abstrahlung beträchtlicher iiochfrequenzenergie,die ausreicht ,benachbarte Hochfrequenzgeräte oder andere elektronische Geräte erheblich zu stören.Um dies zu verhindern,ist es üblicheIf no preventive measures are taken, the passage of the from the »echselffektsabschnitt 2 exiting beam through the gap 5, the radiation of considerable high frequency energy, which is sufficient, neighboring To significantly interfere with radio frequency equipment or other electronic equipment, it is customary to prevent this from occurring
Praxis,den Spalt 5 durcli eine kapazität ,die durch einen dielektrischen Aondensator aus einem Paar in geringem Abstand voneinander innerhalb des evakuierten liöhrengehäuses angeordneter Elektroden (nicht dargestellt) gebildet wird, zu überbrücken.Die ixröße des innerhalb des evakuierten Röhrengehäuses verfügbaren Spaltes ist jedoch begrenzt, wodurch entsprechend die zulässige Fliehe und damit die Kapazität der elektroden des Kondensators beschränkt ist. Um für eine angemessene überbrückung des Spalts eine hinreichend große Kapazität zu erhalten,müssen daher die (| Elektroden in geringem Abstand voneinander angeordnet werden,, Da sie jedoch nahe dem apalt angeordnet sind,sind sie dem Elektronenbeschuß ausgesetzt und werden daher auigeheizt. Diese »Karate ist schwierig abzuführen,so daii Verwerfungen der Elektroden auftreten können,woraus sich die Gefahr von Überschlägen oder Kurzschlüssen wahrend des Betriebs ergibt.Tritt zwischen dem Abschnitt 2 und dem Kollektor 3 ein Kurzschluß auf,so kann die ttöhre ernstlich beschädigtPractice, the gap 5 by a capacity created by one dielectric capacitor from a pair at a short distance electrodes (not shown) arranged from one another within the evacuated tube housing are formed, The size of the inside of the evacuated Tube housing available gap is limited, whereby accordingly the permissible flee and thus the Capacity of the electrodes of the capacitor is limited. In order to obtain a sufficiently large capacity to adequately bridge the gap, the (| Electrodes are placed at a short distance from each other, However, since they are located near the apalt, they are the Exposed to electron bombardment and are therefore heated outside. This “karate is difficult to carry off, so there are faults of the electrodes, which creates the danger of flashovers or short circuits during operation Occurs between section 2 and collector 3 a short circuit can seriously damage the kettle
bzw.unbrauchbar werden. __or become unusable. __
rj:i- ORIGINAL 0098U/0712 r j: i- ORIGINAL 0098U / 0712
Ziel der Erfindung ist,die vorgenannten Nachteile zu beseitigen und eine im Aufbau robuste,zuverlässige und vergleichsweise billig und einfach zu fertigende Röhre zu schaffen.The aim of the invention is to address the aforementioned disadvantages eliminate and a structurally robust, reliable and comparatively cheap and easy to manufacture tube to accomplish.
Gemäß der Erfindung im weitesten Sinn enthält eine Höchstfrequenz-^lektronenröhre der genannten Art einen Spalt,der durch einen Kondensator mit einem Dielektrikum W aus festem Material überbrückt wird,wobei die elektroden des Kondensators außerhalb des evakuierten Röhrengehäuses liegen und die Röhre in der Nähe des Spaltes umgeben.According to the invention in the broadest sense, a high-frequency electron tube of the type mentioned contains a gap which is bridged by a capacitor with a dielectric W made of solid material, the electrodes of the capacitor being outside the evacuated tube housing and the tube in the vicinity of the gap surround.
Nach einem Merkmal der Erfindung enthält eine Höchstfrequenzülektronenröhre,bei der der Hochfrequenzwechselwirkungsabschnitt von dem Kollektorabschnitt durch einen Spalt in einem Metallrohr,durch das der Elektronenstrahl verläuft, zwischen diesen beiden Abschnitten isoliert ist, ein metallisches Glied,das die Röhre in der Nähe des Spalts " umschließt und elektrisch mit dem Rohr auf der einen Seite des Spalts verbunden ist,sowie ein zweites metallisches Glied,das ebenfalls die Röhre in der Nähe des Spalts umgibt und elektrisch mit dem Rohr auf der anderen Seite des Spalts verbunden ist,wobei die metallischen Glieder durch ein Glied aus festem dielektrischen Material,das zwischen ihnen sandwichartig angeordnet ist,in Abstand voneinander gehalten werden und die drei Glieder einen Kondensator mit einem Dielektrikum aus festem Material bilden,der außerhalb des evakuierten Gehäuses iiegt und den Spalt überbrückt.According to a feature of the invention, an ultra-high frequency drive tube contains at that of the high frequency interaction section from the collector section through a gap in a metal tube through which the electron beam passes, insulated between these two sections is a metallic member that holds the tube near the gap "encloses and is electrically connected to the pipe on one side of the gap, as well as a second metallic one Limb that also surrounds the tube near the gap and is electrically connected to the pipe on the other side of the gap, the metallic members through a Link made of solid dielectric material between them is sandwiched, held at a distance from each other and the three links a capacitor with a Form a dielectric from solid material that lies outside the evacuated housing and bridges the gap.
0098U/0712 fiAn^0098U / 0712 fiAn ^
8^ ORIGINAL 8 ^ ORIGINAL
Die drei Glieder,die den Kondensator bilden und von denen zwei aus Metall und das dritte aus einem festen Dielektrikum bestehen,können beliebige Formen haben.Bei einer Ausführungsform sind die Glieder plattenförmig,bei einer weiteren Ausführungsform rohrförmig oder zylindrisch.The three links that make up the capacitor and from which two made of metal and the third made of a solid dielectric can have any shape Embodiment, the links are plate-shaped, in one further embodiment tubular or cylindrical.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Metallglieder Platten mit L-förmigem Querschnitt,von denen jede aus einem Ringteil mit einem kurzen zylindrischen Ansatz, der vom Innenrand des Ringteils herausragt,besteht.Der zylindrische Ansatz des einen metallischen Gliedes bildet dabei elektrisch und mechanisch eine Einheit mit einem Metallring,der elektrisch mit de« Rohr auf der einen Seite des Spalts verbunden ist,und der zylindrische Ansatz des anderen metallischen Gliedes ist über einen Federkontakt mit einem zweiten Metallring elektrisch verbunden,der mit dem Rohr auf der anderen Seite des Spalts elektrisch verbunden ist.In one embodiment of the invention, the links are metal Plates with an L-shaped cross-section, each of which consists of a ring part with a short cylindrical neck, which protrudes from the inner edge of the ring part, consists The cylindrical approach of a metallic member forms a unit with one electrically and mechanically Metal ring, which is electrically connected to the pipe on one side of the gap, and the cylindrical extension of the other metallic member is electrically connected via a spring contact to a second metal ring, which with is electrically connected to the pipe on the other side of the gap.
Bei der in Figur 2 dargestellten nusführungsform der Erfindung ist der Kollektorabschnitt mit 3,das Metallrohr,durch das der Strahl verläuft (normalerweise ein Kupferrohr) mit 4,der Spalt mit 5,der keramische Zylinder mit 6 und die beiden ringförmigen metallischen Glieder mit 7 und 8 bezeichnet.Dies entspricht der Bezeichnungsweise in Figur Der Elektronenkanonenabschnitt (l ind Figur l) der Röhre ist nicht dargestellt und vom vVechselwirkungsabschnitt 2 ist lediglich der Endteil dargestellt.In the nusführungform the invention shown in Figure 2 is the collector section with 3, the metal pipe, through that the beam travels (usually a copper pipe) with 4, the gap with 5, the ceramic cylinder with 6 and the two ring-shaped metallic links with 7 and 8 This corresponds to the notation in Figure The electron gun section (l and Figure l) of the tube is not shown and only the end part of the interaction section 2 is shown.
■009814/0712 bad original■ 009814/0712 bad original
Zwischen dem Ring 8 und dem angrenzenden ^nde des Wechselwirkungsabschnitts 2 ist ein üetallring 9 aa dem Rohr 4 befestigt. Auf der anderen oeite des opalts 5 ist zwischen dem Metallring 7 und dem Kollektorabschnitt 3 ein weiterer iVietallring 10 an dem Rohr 4 befestigt,der einen etwas geringeren Durchmesser als der Ring 9 hat.Der Außenrand des Ringes 10 weist eine ümfangsnut auf,von der eine W Schneckenfeder (coiled spring) 11 aufgenommen wird.A metal ring 9 aa is attached to the tube 4 between the ring 8 and the adjoining end of the interaction section 2. On the other oeite of the opalt 5, between the metal ring 7 and the collector section 3, another iVietallring 10 is attached to the tube 4, which has a slightly smaller diameter than the ring 9. The outer edge of the ring 10 has a circumferential groove, one of which W coiled spring 11 is added.
Eine Metallplatte 12 mit L-förmigen Querschnitt,die aus einem Ringteil 12A und einem Zylinderteilt 12B besteht,ist mit dem äußeren Ende des Zylinderteils am Außenrand des Ringes 9 befestigt.Eine zweite **etallplatte 13 ähnlicher Formgebung wie die Platte 12 wird durch eine Platte aus festem dieletrisehen Material in Abstand von der Platte 12 gehalten.Das Dielektrikum ist mit 14 bezeichnet.und liegt sandwichartig zwischen den Platten 12 und 13.Die Innenfläche " des Zylinderteils des Gliedes 13 kontaktiert wie dargestellt die Feder 11 und ist so mit dem Glied lO elektrisch verbunden. Die Teile 12-14-13 bilden so einen Kondensator mit festem Dielektrikum,der außerhalb des evakuierten Röhrengehäuses liegt und dessen Kapazität leicht geeignet groß gemacht werden kann,um unerwünschte Abstarhlung hochfrequenter Energie vom Spalt 5 zu verhindern,während die bei herkömmlichen Anordnungen bestehende Gefahr von Überschlägen oder Kurzschlüssen entfällt.Die Teile 13 und 14 sind in Figur 2 schraffiert dargestellt,um die Darstellung übersichtlicher zu machen.A metal plate 12 with an L-shaped cross-section, which consists of a ring part 12A and a cylinder part 12B, is attached to the outer edge of the ring 9 with the outer end of the cylinder part. A second ** metal plate 13 similar in shape to the plate 12 is made by a plate of solid dielectric material held at a distance from the plate 12. The dielectric is denoted 14 and is sandwiched between the plates 12 and 13. The inner surface "of the cylinder portion of the member 13 contacts the spring 11 as shown and is so with the member 10 The parts 12-14-13 thus form a capacitor with solid dielectric, which lies outside the evacuated tube housing and whose capacitance can easily be made large enough to prevent undesired radiation of high frequency energy from the gap 5, while that in conventional arrangements The existing risk of flashovers or short circuits is eliminated. Parts 13 and 14 are hatched in FIG rt to make the presentation clearer.
0098U/07120098U / 0712
Bei der Ausführung nach' Figur 2 hat der aus den feilen 12-14-13 gebildete Kondensator eine plattenartige Form, d.h.die Elektroden sind im wesentlichen plattenförmig. Die in Figur 3 gezeigte Abwandlung erklärt sich aus der Zeichnung heraus im wesentlichen selbst.Sie unterscheidet sich von der Ausführung nach Figur 2 offensichtlich darin, daß der aus den Teilen 12'-14'-1S1 gebildete Kondensator rohrförmig oder zylindrisch ist und die Elektroden 12' f und 13' zylindrisch sind.In the embodiment according to FIG. 2, the capacitor formed from the files 12-14-13 has a plate-like shape, ie the electrodes are essentially plate-shaped. The modification shown in Figure 3 is essentially self-explanatory from the drawing. It obviously differs from the embodiment according to Figure 2 in that the capacitor formed from the parts 12'-14'-1S 1 is tubular or cylindrical and the electrodes 12 'f and 13' are cylindrical.
BAD ORiGlNALORIGlNAL BATHROOM
0098U/07120098U / 0712
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