DE1566028B1 - Hochfrequenzroehre mit Widerstandsschicht auf der Hochfrequenzleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenzröhre mit . zugten Ausführungsform der Erfindung aus Kupfer, einer metallischen Hochfrequenzleitung und einer ' die anderen' für .Hochfrequenzleitungen üblichen Ma-Schicht aus Widerstandsmaterial auf dieser Hoch- terialien kommen jedoch ebenfalls in Frage. ,
frequenzleitung, mit der hochfrequente Energie auf Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher

der Hochfrequenzleitung absorbiert wird. 5 erläutert werden; es zeigt

Derartige Röhren sind bekannt (deutsche Patent- F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch

schrift 893 695); es sind auch Hochfrequenzröhren eine Mikrowellenröhre mit Merkmalen der Erfindung, bekannt, bei denen eine Schicht aus Widerstands- Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische

material auf anderen Teilen als der Hochfrequenz- Darstellung eines in F i g. 1 mit der Linie 2-2 umleitung selbst innerhalb des Wechselwirkungsraumes io schlossenen Hohlraumteils der Verzögerungsleitung, angeordnet ist (USA.-Patentschrift 2 880120). . Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung

Bei den bisher bekannten Widerstandsschichten in .. eines Verfahrens, .das bei der Herstellung dei Hoch-Hochfrequenzröhren trat die Schwierigkeit auf, daß frequenzröhre nach der Erfindung Anwendung finden die Haftung der Widerstandsschicht unzureichend war, kann, -

insbesondere neigte die Widerstandsschicht zum Ab- 15 F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 2 blättern, wenn die Röhre mehrmals erhitzt wurde, wie und

das beispielsweise beim Ausheizen zur Erzielung des Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines zuerforderlichen Vakuums notwendig~ist. Im Betrieb sammenmontierten Teils der Verzögerungsleitung nach der Anmelderin ist es bereits versucht worden und Fig. 1.

war möglicherweise allgemein bekannt, die mit Wider- 20 In Fig. 1 ist eine an sich bekannte Mikrowellenstandsmaterial zu beschichtenden Flächen durch röhre 1 dargestellt, deren Hochfrequenz-Verzögerungs-Sandstrahlen aufzurauhen, um die Haftung zu ver- leitung die Merkmale der Erfindung aufweist. Die bessern, der gewünschte Erfolg hat sich jedoch nicht Röhre 1 weist ein Elektronenstrahlerzeugersystem 2 oder wenigstens in nicht ausreichendem Maße einge- auf, mit dem ein Elektronenstrahl 3 über einen vorstellt. 35 gegebenen Strahlweg zu einem Strahlkollektor 4 hin Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, geformt projiziert, wird. Eine Anzahl Hochraumeine Hochfrequenzröhre der eingangs genannten Art resonatoren 5, 6 und 7 sind längs des Elektronenzu schaffen, bei der dieses Abblättern der Widerstands- ' Strahles 3 zur elektromagnetischen Wechselwirkung schicht nicht mehr auftritt, und diese Aufgabe wird damit angeordnet. Eine Verzögerungsleitung 8 ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der Ober- 30 längs.des Elektronenstrahles3 zwischen dem Hohlfläche der metallischen Hochfrequenzleitung durch raumresonator 7 und dem Kollektor 4 angeordnet. Auf sintern von Metallpartikeln eine· fest haftende- Ehre elektrische Spulet umfaßt den Elektronenstrahl 3, poröse Metallschicht gebildet ist und daß die Wider- die· Hohlräume und die Verzögerungsleitung 8, um den Standsschicht derart auf der porösen Metallschicht Elektronenstrahl 3 von dem Elektronenstrahlerzeugeraufgebracht ist, daß das Widerstandsmaterial zu- 35 system 2 zum Strahlkollektor 4 zu fokussieren. Über mindest teilweise in die Poren der porösen Metall- ein Koaxialleitungsstück 11 kann Hochfrequenzenergie schicht eingedrungen ist. eingekoppelt und über den Hohlleiter 12 mit einem

Die in die Poren der porösen Metallschicht einge- Mikrowellenfenster 13 ausgekoppelt werden,
drungenen Teile der Widerstandsschicht ergeben eine Die Verzögerungsleitung 8 weist eine sogenannte

formschlüssige Verbindung der Widerstandsschicht 40 Kleeblatt-Struktur auf, die aus einer Anzahl induktiv mit der porösen Metallschicht, die ihrerseits durch das gekoppelter Hohlraumresonatoren 14 besteht. Jeder Aufsintern mit der metallischen Hochfrequenzleitung Hohlraumresonator 14 besteht aus einer Meeblattpraktisch unlösbar verbunden ist. Auf diese Weise förmigen Seitenwand 15 (vgl. Fig. 2), die an den wird ein Abblättern oder anderes Ablösen der Wider- Enden mit Querwänden 16 abgeschlossen ist. Die standssehicht zuverlässig verhindert. Zusätzlich ergibt -45 Querwände 16 sind übliche; Wände für benachbarte sich noch der Vorteil, daß die Widerstandsschicht auf gekoppelte Hohlräume 14, und jede Wand besteht aus der Leitung befestigt werden kann, ohne daß die Lei- einer zentralen Öffnung 17 zum Durchlaß des Elektung durch Sandstrahlen aufgerauht werden muß, so tronenstrahls und acht radial gerichteten induktiven daß die mit einer solchen mechanischen Bearbeitung Koppelschlitzen 18,. die winkelmäßig gleichmäßig um verbundene Verformung der Leitungsteile auftritt, so 50 den Umfang der Endwand 16" herum verteilt sind, daß sowohl der Ausschuß in der Herstellung als auch Benachbarte Hohlraumresonatoren 14 sind winkeldas sonst notwendige Ausrichten von verformten mäßig gegeneinander um 45° versetzt, um eine negative Teilen nicht mehr notwendig ist, gegenseitige induktive Kopplung durch· die Schlitze 18

Die Technik des Aufsinterns von porösen Metall- zu erhalten und eine Verzögerungsleitung für den schichten auf Metallteile ist ausreichend bekannt und 55 raumharmonischen Grundwellen-Vorwärtsbetrieb mit braucht deshalb nicht mehr erläutert zu werden, es hat hoher Belastbarkeit zu schaffen,
sich jedoch als zweckmäßig herausgestellt, daß der Um unerwünschte Schwingungen in der Verzögeüberwiegende Teil der die poröse Metallschicht bil- rungsleitung bei hohen Leistungspegeln zu unterdenden Metallpartikeln einen Durchmesser von 10 bis · drücken, sind die letzten sechs bis acht Hohlraum-150 Mikron hat. Sie besteht vorzugsweise auf Kupfer, 60 resonatoren 14 auf ihren Innenseiten mit einem Wider-Mckel und/oder Eisen. stands- oder Dämpfungsmaterial beschichtet, bei-

AIs Widerstandsmaterial kommen vor allem Alumi- spielsweise mit sogenanntem Kanthai A-I. Das Widernium, Chrom, Kobalt, Eisen, Nickel, Wolframkarbid Standsmaterial dient dazu, hochfrequente Schwin- und/oder Kohlenstoff allein oder in Legierung in Be- gungsenergie auf der Leitung zu absorbieren, so daß tracht. Zum Aufbringen des Widerstandsmaterials 65 bestimmte der möglichen störenden Schwingungsmodi •stehen die üblichen Verfahren zur Verfügung, insbe- stark belastet werden und somit diese Modi daran gesondere Flammensprühen, Aufmalen od. dgl. hindert werden, genügend Energie aufzuspeichern, um Die Hochfrequenzleitung besteht bei einer bevor- eine sich selbst anfachende Schwingung zu erzeugen.

In F i g. 3 ist ein Flußdiagramm dargestellt, das die einzelnen Schritte eines Verfahrens veranschaulicht, mit dem die Verzögerungsleitung 8 mit Widerstandsschicht für eine Hochfrequenzröhre nach der Erfindung hergestellt werden kann. Genauer gesagt, die Teile 15 und 16 werden aus einem geeigneten thermisch und elektrisch leitenden Material, beispielsweise Kupfer, hergestellt. Sobald die End- und Seitenwände 15 und 16 hergestellt sind, die mit dem Widerstandsmaterial beschichtet werden sollen, werden sie ge- ίο säubert, um Fett und andere Oberflächenverunreinigungen zu beseitigen. Eine geeignete Säuberung wird durch übliche Entfettungs -Arbeitsgänge erreicht, beispielsweise eine Dampfentfettung in Trichloräthylen, oder Abwaschen der Teile mit Azeton.

Nachdem die Teile gesäubert und getrocknet sind, werden sie mit einer Lage von pulverförmigen Metallpartikeln beschichtet, von denen der überwiegende Teil in einen Größenbereich von 10 bis 150 Mikron Durchmesser, vorzugsweise 25 bis 150 Mikron Durchmesser, fällt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Metallpartikeln aus dem gleichen Material wie der Teil, auf den sie aufgeschichtet werden. Bei einer kupfernen Hochfrequenzleitung bestehen die Partikeln also vorzugsweise aus Kupfer. Andere Metallpartikeln können jedoch ebenfalls verwendet werden, beispielsweise Eisen- oder Nickelpartikeln. Diese Partikeln brauchen nicht aus einem reinen Metall zu bestehen, sondern können auch Oxyde oder andere Verbindungen der Metalle sein. Beispielsweise Pulver aus Kupferoxydul, Kupferoxyd, Nickeloxyd, Nickel-Phosphor-Legierung, Eisenoxyd usw. können statt oder in Verbindung mit Metallpulvern verwendet werden.

Das Metallpulver wird vorzugsweise als Aufstrichfarbe aufgebracht, die auf die Teile aufgesprüht oder aufgemalt werden kann. Eine geeignete Metallfarbe zum Aufsprühen auf die Teile 16 und 17 wird wie folgt erhalten: 3000 g Metallpulver, bespielsweise Fernlock-Kupferpulver, Typ D-100, der Firma Malone Metal Powders Inc., Flemington, N. J., wird mit 300 g eines Binders gemischt. Ein geeigneter Binder ist eine 25 %ige Lösung von Äthylzellulose, Grad N-22, in einem Lösungsmittel aus 1 Gewichtsteil Methanol auf 3 Teile Toluol. Das Metallpulver und der Binder werden dann mit 1900 g Amylazetat gemischt, um die Farbe zu erhalten. Die Metallfarbe wird dann auf die Teile 15 und 16 aufgesprüht, aufgemalt oder in anderer Weise aufgebracht, und nach dem Trocknen erhält man eine Schicht aus Metallpartikeln.

Die beschichteten Teile 15 und 16 werden dann in einer reduzierenden Atmosphäre erwärmt oder erhitzt, und zwar auf eine Temperatur etwas unterhalb des Schmelzpunktes des Pulvers und der Teile 15 und 16, um die Pulverschicht zusammen und an die Teile 15 und 16 zu sintern. Im Falle eines Kupferpulvers auf Kupferteilen 15 und 16 werden die Teile normalerweise 15 Minuten lang auf 1000⁰C erhitzt. Eine geeignete reduzierende Atmosphäre ist feucht oder irgendein Wasserstoffgas oder gasbildend oder dissoziiertes Ammoniakgas. Wenn die Metallpartikeln zusammengesintert sind, bilden sie eine poröse Metallschicht 21 (vgl. F i g. 4), die fest an den metallenen Hochfrequenzleitungsteilen 15 und 16 haftet.

Nachdem die poröse Metallschicht 21 auf den Teilen 15 und 16 gebildet ist, werden diese mit einer Schicht aus Widerstandsmaterial 22 beschichtet, beispielsweise Kanthai A-I, Nickel, Kovar, Eisen, Kohlenstoff oder Wolframkarbid. Solche Widerstandsmaterialien können durch Aufmalen, Flammensprühen oder Plasmapistolensprühen aufgebracht werden. Nach dem Aufbringen dringt das Widerstandsmaterial wenigstens in einen Teil der Oberflächenporen der porösen Metallschicht 21 ein. Auf diese Weise erfüllt die poröse Metallschicht eine Keilfunktion, um die Widerstandsschicht 22 auf die poröse Metallschicht 21 aufzukeilen oder formschlüssig auf dieser zu befestigen, so daß diese Schicht fest an den Hochfrequenzleitungsteilen 15 und 16 haftet.

Kanthai A-I kann auch mit der Flamme auf eine poröse Kupferschicht 21 aufgesprüht werden. In diesem Falle ist das Widerstandsmaterial geschmolzen, wenn es mit der porösen Oberfläche in Berührung kommt, und das geschmolzene Kanthai dringt in die Oberflächenporen der Kupferschicht 21 ein. Das Kanthai wird normalerweise bis zu einer Dicke von 0,025 bis 0,13 mm (0,001" bis 0,005") aufgebracht.

Nachdem die Teile 15 und 16 mit der Widerstandsschicht 22 beschichtet sind, werden sie zusammengelötet, um die zusammengesetzte gekoppelte Hohlraum-Hochfrequenz-VerzÖgerungsleitung8 zu bilden, wie zum Teil in F i g. 5 dargestellt ist. Es wurde festgestellt, daß die Haftung von Kanthai auf kupfernen Hochfrequenzleitungen durch die Verwendung der porösen Kupferschicht 21 erheblich verbessert wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hochfrequenzröhre mit einer metallischen Hochfrequenzleitung und einer Schicht aus Widerstandsmaterial auf dieser Hochfrequenzleitung, mit der hochfrequente Energie auf der ■ Hochfrequenzleitang absorbiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der metallischen Hochfrequenzleitung durch Aufsintern von Metallpartikeln eine fest haftende poröse Metallschicht gebildet ist und daß die Widerstandsschicht derart auf der porösen Metallschicht aufgebracht ist, daß das Widerstandsmaterial zumindest teilweise in die Poren der porösen Metallschicht eingedrungen ist.

2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der überwiegende Teil der die poröse Metallschicht bildenden Metallpartikeln einen Durchmesser von 10 bis 150 Mikron hat.

3. Röhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Metallschicht aus Kupfer, Nickel und/oder Eisen besteht.

4. Röhre nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsmaterial Aluminium, Chrom, Kobalt, Eisen, Nickel, Wolframkarbid und/oder Kohlenstoff allein oder in Legierung ist.

5. Röhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzleitung aus Kupfer besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen