DE1541989A1

DE1541989A1 - Delayed line for running field tubes

Info

Publication number: DE1541989A1
Application number: DE19671541989
Authority: DE
Inventors: Leonhard Duerr; Eckert Dr Georg; Heinz Leppin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-10-12
Filing date: 1967-10-12
Publication date: 1970-07-16

Description

Bedämpf te Verzögerungsleitung für Lauffeldröhren Die Erfindung betrifft eine Verzögerungsleitung au: Kupfer für Eauffeldröhren, die aus einem Hohlleiter besteht, in dein Querwände, die mindestens eine Öffnung taufweisen, angeordnet sind, und bei der Dämpfungskörper mindestens zwischen einzelnen Querwänden eingesetzt sind. Eine derartige Verzögerungsleitung ist beispielsweise aus der französischen Patentschrift 1363 759 bekannt. Dabei sind die Dö.mpfungskörper in einzelne Kammern der Verzögerungsleitung in Form von beidseitig keilförmige: abgeschrägten Masseabsorbern eingesetzt, die in deckungsgleich hintereinanderliegenden Aussparungen der Hohlleiterquerwände sich über mehrere Kammern erstrecken.Damped delay line for Lauffeldröhren The invention relates to a delay line au: copper for Eauffeldröhren, which consists of a waveguide, are arranged in the transverse walls, which have at least one opening, and in which damping bodies are used at least between individual transverse walls. Such a delay line is known from French patent 1363 759 , for example. The Dö.mpfungskörper are used in individual chambers of the delay line in the form of bilateral wedge-shaped: beveled mass absorbers, which extend in congruent one behind the other recesses of the waveguide transverse walls over several chambers.

Als Ma sseab sortier hat sich ein Sinterkörper bewährt, der aus Metallpulver und einem dielektrischen Pulver hergestellt ist.A sintered body made of metal powder has proven itself as a bulk sorter and a dielectric powder is made.

Die Anpassung zwischen den Absorbern und der Verzögerungsleitung macht jedoch erhebliche Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten entstehen dadurch, daß bei den Absorbern gewisse Fertigungstoleranzen, die zu einer Streuung der Anpassung der Absorber an die Leitung bis zu 25 % führen, unvermeidbar sind. Derartige Streuungen treten auch bei Absorbern gleicher Zusammensetzung und gleichen Sintercharge auf. Aus diesem Grund kann das Anpassungsproblem auf kein reines Absorbergeometrie-Problem zurückgeführt werden; man kann lediglich die Form des Absorberkeils grob angeben und die Anpassung auf Reflexionsfaktoren R 010 % für ,jeden Absorber individuell vornehmen (beispielsgreise Zusehleifen des Keils). Hierfür ist pro Absorber ein außerordentlich großer zeitlicher Aufwand erforderlich, wobei man dann immer noch nicht in jedem Fall zu brauchbaren Werten des Spannungsreflexionsfaktora kommt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten bei einer Verzögerungsleitung für Lauffeldröhren der eingangs erwähnten Art zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, ein Teil der Verzögerungsleitung vor und hinter den @ää@pfun ;skörpern mit einer einige Mikron vorzugsweise 1 - 10 /u dicken Eisenschicht bedeckt ist.However, the matching between the absorbers and the delay line causes considerable difficulties. These difficulties arise from the fact that certain manufacturing tolerances in the absorbers, which lead to a spread of the adaptation of the absorber to the line by up to 25%, are unavoidable. Such scatter also occurs with absorbers of the same composition and the same sintering charge. For this reason, the adaptation problem cannot be reduced to a pure absorber geometry problem; you can only roughly specify the shape of the absorber wedge and make the adjustment to reflection factors R 010 % for each absorber individually (for example, grind the wedge to an old one). For this, an extraordinarily large amount of time is required for each absorber, in which case it is still not always possible to achieve usable values of the stress reflection factor in every case. The invention is based on the object of avoiding these difficulties in a delay line for waveform tubes of the type mentioned at the beginning. In order to achieve this object, it is proposed according to the invention that part of the delay line in front of and behind the bodies is covered with an iron layer a few microns, preferably 1 to 10 microns thick.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Eisenschicht bewirkt eine Zusatzdämpfung der Tieitung, die bereits in einer Größenordnung von 1 dB geeignet isl, deii Spannungsreflexion;,faktor am Eingang bzw. Ausgang der Verzögerungsleitung um ca. ?5 c14i zu verkleinern, ohne daß dabei die Leistungsverstärkung der Uauffeldröhre nennenswert abnimmt. Eine besonders vorteilhafte Verzögerungsleitung ergibt sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, wenn die Eisenschicht zusätzlich von einer einige Mikron vorzugsweise 2 - 10 /ü dicken Nickelschicht überzogen ist.The iron layer provided according to the invention causes additional damping the line, which is already suitable in an order of magnitude of 1 dB, the voltage reflection;, factor at the input or output of the delay line by approx.? 5 c14i without that the power gain of the Uauffeld tube decreases significantly. One special advantageous delay line results according to a development of the invention, if the iron layer is additionally of a few microns, preferably 2 - 10 / g is coated with a thick layer of nickel.

Aus der Schweizer Patentschrift 337 956 ist an sich eine @P=@üderfel.dröhre mit inhomogener Dämpfungsverteilung bekannt. Dabei soll dis 1,:axiinum einer Zone hoher Dämpfung nach mindestens 50 der Gesamtverstärkung vom Röhreneingang .aus gerechnet angeordnet sein. Als Verzögerungsleitung ist eine Wendel vorgesehen. Zur Verbesserung der Stabilität und Abschwächung unvermeidlicher Reflexionen in der Zone hoher Verstärkung im eingangseitigen Wendelteil wird dieser V'lendelteil mit mäßiger Dämpfung ausgerüstet, die durch Widerstandsbehaftetes Wendelmaterial realisiert wird, das im ersten Teil dieser lUendel Strecke durch ' Vergolden teilweise wieder entdci.Inpft wird. Eine solche Entdämpfun g ist bei der vorliegenden Erfindung weder erforderlich noch zweckmäßig.From the Swiss patent specification 337 956 a @ P = @ üderfel.dröhre is per se known with inhomogeneous attenuation distribution. Here, dis 1,: axiinum of a zone high attenuation after at least 50% of the total gain from the tube input be arranged. A helix is provided as the delay line. For improvement the stability and attenuation of inevitable reflections in the high gain zone in the spiral part on the input side becomes this V'lendelteil with moderate Equipped with damping, which is implemented by means of a high-resistance spiral material that in the first part of this lUendel route by 'gilding' partly again entdci.Inpft is. Such a de-attenuation is neither in the present invention required still appropriate.

Anhand der schematischen Figuren der Zeichnung soll die Erfindung n ,ch stehend' rait weiteren Merkmalen näher erläutert werden.The invention is intended to be based on the schematic figures of the drawing n 'ch standing' rait further features are explained in more detail.

Die Figuren 1 und 2 zeigen den Verlauf der Dämpfung D längs einer Verzögerungsleitung der Länge A, wobei die vor und hinter dem Bereich mit hoher Dämpfung (h.boorberlcörperi liegenden Gebiete niedriger Dämpfung durch erfindungsgemäß vorgesehene ZusatzdämPfungsschichten bewirkt werden. Die Zusatzdämpfungsschichten können entweder, wie in Figur 1 gezeigt, vom Gebiet hoher Dämpfung abgesetzt sein oder gemäß Figur kontinuierlich in dieses Gebiet übergehen. Diese Zusatzdämpfungsbereiche dürfen jedoch keinesfalls bis an den Eingang bzw. Ausgang der Verzögerungsleitung reichen, damit einerseits am unbedämpften Eingangsabschnitt der Röhre die Modulation ungehindert aufgebaut werden kann und .andererseits durch eine Dämpfung direkt am Ausgang der Röhre deren Wirkungsgrad nicht untragbar verkleinert wird. An die Zusatzdämpfungs Schicht vterden neben *der Notwendig-I;eit eines hohen Oberflächenvriderstandes dieser Schicht im Vergleich zum Grundmaterial des Resonators sovrie eines nach r:@ö#;lichkeit holen magnetischen Verlustfaktors im wesentlichen folgende Anforderungen gestellt: a) VernachlässiCare Abdampfung der Schicht bei erhöhten Temperaturen im Hochvakuum b) Die Dämpfungsschicht darf sich während der nachfolgenden Yleiterverarbeitungsschritte der Röhre (Lötvorgänge und Ausheizen der Röhre sowie während des Lebensdauerbetriebes in ihren Eigenschaften nicht dadurch verändern, daß das Material der Dämpfungsschicht in die aus Kupfer bestehende Zeitung bei den in Frage kommenden Temperaturen nennenswert eindiffundiert.Figures 1 and 2 show the course of the damping D along a Delay line of length A, the before and after the area with high Attenuation (i.e., areas of low attenuation lying in the boorberlcbodyi according to the invention provided additional damping layers are effected. The additional damping layers can either, as shown in FIG. 1, be separated from the region of high attenuation or go continuously into this area as shown in the figure. These additional attenuation areas however, they must never reach the input or output of the delay line are sufficient, so that on the one hand the modulation at the undamped input section of the tube can be built up unhindered and .on the other hand by a damping directly on the The output of the tube, the efficiency of which is not unduly reduced. At the additional damping layer is necessary in addition to the need for a high surface resistance This layer, in comparison to the basic material of the resonator, has one thing in common get the magnetic loss factor essentially the following requirements: a) Neglect the evaporation of the layer at elevated temperatures in a high vacuum b) The cushioning layer is allowed to move during the subsequent Y conductor processing steps of the tube (soldering processes and heating of the tube as well as during continuous operation do not change in their properties by the fact that the material of the damping layer in the newspaper, which is made of copper, at the temperatures in question diffused.

Bei den Weiterverarbeitungsschritten der Röhre treten etwa folgende Temperaturbelastungen auf: Mehrere Lötprozesse bei 780 o C, Summe der Lötzeiten maximal eine Stunde; Ausheilen der Röhre bei. 450 bis 500 °C bis maximal 36 Stunden. Diese Temperatur-Zeitbedingungen ergeben für unterschiedliche Widerstandsmaterialien auf Kupfer verschiedene mittlere Dlffusionsschichten, die für einige Beispiele in Figur 3 zusammengestellt sind. Es hat sich gezeigt, daß sich mit einer dünnen Schicht von Nickel die für eine optimale Anpassung gewünschte Dämpfung besonders gut erzielen ließe.'Wie aus dem Diagramm der-Figur 3 hervorgeht, tritt im System 2@ti/Cu jedoch schon bei relativ niedrigen Temperaturen eine beachtliche Diffusion ein, die zu unerwünschten Veränderungen der Dämpfungsschicht führt. Die Aufbringung zu dicker Schichten verbietet sich dagegen aus Gründen der Maßtoleranzen des System.The following steps occur in the further processing steps of the tube Temperature loads on: Several soldering processes at 780 o C, sum of the soldering times one hour maximum; Healing of the tube. 450 to 500 ° C for a maximum of 36 hours. These temperature-time conditions result for different resistor materials Various medium diffusion layers on copper, which for some examples are shown in Figure 3 are compiled. It has been shown that with a thin layer of nickel the damping required for an optimal adjustment particularly can be achieved well. As can be seen from the diagram of Figure 3, occurs in the system 2 @ ti / Cu, however, shows considerable diffusion even at relatively low temperatures a, which leads to undesirable changes in the damping layer. The application On the other hand, layers that are too thick are not recommended for reasons of the dimensional tolerances of the system.

Aus dem Diagramm der Figur 3 geht hervor, daß von den betrachteten, hauptsächlich in Frage kommenden Systemen nur dasjenige von Cu/Fe einen hinreichend kleinen Diffusionseffekt aufweist, so daß zunächst nur Eisen als Material für die Zusatzdämpfungsschichten in Frage kommt. Es hat sich jedoch weiter gezeigt, vrie; aus der letzten Spalte der Figur 3 ersichtlich ist, daß im System Ni/Fe der Diffusionseffekt bei den genannten Temperaturbelastungen sehr klein ist, so daß auf dem Umvreg einer aus Eisen bestehenden Zwischenschicht die günstigen Dämpfungseigenschaften einer Nickelschicht ausgenützt werden können.The diagram in FIG. 3 shows that of the considered mainly the systems in question, only that of Cu / Fe is sufficient has small diffusion effect, so that initially only iron as the material for the Additional damping layers come into question. It has been shown, however, vrie; from the last column of FIG. 3 it can be seen that the diffusion effect in the Ni / Fe system is very small at the temperature loads mentioned, so that on the Umvreg one made of iron intermediate layer the favorable damping properties of a Nickel layer can be used.

Die Figur 4 zeigt im Schnitt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß aufgebauten VerzögerungsleitUng. Ein Hohlleiter 1 mit kreisrundem oder quadratischem Querschnitt weist nach innen gerichtete Querwände 2 mit Durchschnittsöffnungen 3 für den Elektronenstrahl auf, und besteht ebenso wie diese aus Kupfer. Symmetri-ph zur Elektronenstrahlachse angeordnete ,;R im Bereich ihrer Enden (Sichtlinien 5) Masseabsorberkörper 4:, von denen in Figur 4. nur einer zu sehen ist, sind in' deckungsgleich hintereinanderliegenden Aussparungen der Querwände 2 eingesetzt. Sie liegen vorzugsweise in der Nähe der Durchbruchsöffnungen 3 für den Elektronenstrahl in der Zolle .starker elektrischer Felder auf der Verzögerungsleitung, um eine hohe, zur Verhinderung von Selbsterregung ausreichende Dämpfung zu bewirken. Zur Verminderung von Reflexionen beim Über g-,ang von der unbedämpften Leitung zu dem durch die hIas seabsorber stark bedämpften Teil der Zeitung, sind die Innenwand des Hohlleiters 1 und die Querwände 2 in je einer Zone vor und hinter den Masseabsorbern mit einer einige F,Tikron dicken Schicht 5 aus Eisen bzw. Eisen und Nickel bedeckt (in der Zeichnung zum besseren Verständnis stark verdickt dargestellt), wobei vorzugs,aeise - wie gezeigt - die schmalen, der Hohlleiterwändung gegenüberliegenden Stirnflächen 7 der Querwände 2 unibedeckt bleiben.FIG. 4 shows in section an exemplary embodiment of a delay line constructed according to the invention. A waveguide 1 with a circular or square cross-section has inwardly directed transverse walls 2 with average openings 3 for the electron beam and, like these, is made of copper. Symmetri-ph to the electron beam axis,; R in the area of their ends (lines of sight 5) Mass absorber bodies 4, of which only one can be seen in FIG. 4, are inserted into recesses in the transverse walls 2 that are congruent one behind the other. They are preferably in the vicinity of the breakthrough openings 3 for the electron beam in the inch of strong electric fields on the delay line in order to bring about a high level of attenuation sufficient to prevent self-excitation. To reduce reflections during the transition from the undamped line to the part of the newspaper that is heavily damped by the hIas sea absorber, the inner wall of the waveguide 1 and the transverse walls 2 are each in a zone in front of and behind the mass absorbers with a few F, Tikron-thick layer 5 made of iron or iron and nickel (shown in the drawing heavily thickened for better understanding), preferably - as shown - the narrow, the waveguide wall opposite end faces 7 of the transverse walls 2 remain uncovered.

Die Dämpfungsschichten können in der Weise hergestellt werden, daß auf dela Kupferresonator bzw. auf gewünschten Teilflächen desselben nach einem galvanischen Verfahren die Eisen- und Nickelschichten von einigen /um Dicke aufgebracht werden. Nach einem zweiten Verfahren werden die Dämpfurig s schichten dadurch hergestellt, daß feinverteiltes Eisen- bzw. Nickelpulver mit einer mittleren Korngröße, die kleiner ist als 2 bum, in der gewünschten Schichtdicke auf die Verzögerungsleitung aufgebracht und bei einer Temperatur T 1780 °C im Vakuum oder in reduzierender Atmosphäre aufgeüintert wird.The damping layers can be produced in such a way that the iron and nickel layers of a few .mu.m thick are applied to the copper resonator or to desired partial surfaces of the same by a galvanic process. According to a second method, the damping layers are produced in that finely divided iron or nickel powder with an average grain size smaller than 2 μm is applied to the delay line in the desired layer thickness and at a temperature T 1780 ° C in a vacuum or is covered in a reducing atmosphere.

Claims

1. Delay line made of copper for hauffeldröhren, which consists of a waveguide in which the transverse walls, which have at least one opening on << travel, are arranged, and are used in the damping body at least between individual transverse walls, characterized in that part of the delay line (1, 2) in front of and behind the damping bodies (4) is covered with an iron layer (6), preferably a few microns thick, preferably 1 - 10 μm thick.

2. delay line after Claim 1, characterized in that the iron layer with a nickel layer before a few microns, preferably 2 - 10 / u thickness is covered:

3. Flat delay line to claim 1 or 2, characterized in that the intrinsic layers (6) or the iron and. Nickel layers along the delay line cause an additional attenuation of about 1 - 195 gb. 4 .. A method for producing a delay line according to one of claims 1 to 3, characterized in that finely divided iron or nickel powder, with a smaller grain size of less than 2 μm, in the desired. Layer thickness is applied to the delay line and at a temperature T 780 0G 3m vacuum or in reducing tmo @@ 2iuf @ .. i.ntext is.