DE1591631C - Ankopplungsanordnung für eine Verzögerungsleitung mit periodischem Aufbau - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Anordnung nach der Erfindung dadurch gelöst, daß Ankoppeln eines impedanzangepaßten Eingangs- oder in dem Anschlußhohlraumresonator zwei zylindrische • AusgangshohUeiters an eine periodisch aufgebaute Körper und zwei seitlich abgeflächte zylindrische Kör-• Verzögerungsleitung mit mehreren, entlang einer per angeordnet sind,-und zwar derart, daß sich in Längsachse aufgereihten Hohlraumresonatoren, die 5 jedem zweiten von Sektoren, die durch die Radialvoneinander durch Zwischenwände getrennt, sind, in schlitze begrenzt sind, jeweils einer der Körper pardenen jeweils eine zentrische öffnung zur kapazitiven allel zur Längsachse der Verzögerungsleitung von der Kopplung und jeweils acht Radialschlitze zur nega- inneren Zwischenwand zur Außenwand des Anschlußtiven induktiven Kopplung zwischen den Hohlraum- hohlraumresonator erstreckt, daß der Abstand von resonatoren vorgesehen sind, sowie mit einem an den io der Verbindungsebene des Anschlußhohlraumresona-. Eingangs- oder Ausgangshohlleiter angekoppelten tors mit dem Eingangs- oder Ausgangshohlleiter zu Anschlußhohlraumresonator, der den ersten oder letz- den seitlich abgeflachten zylindrischen Körpern Weiten Hohlraumresonator der Verzögerungsleitung peri- ner ist als zu den zylindrischen Körpern, daß der Abodischer Struktur bildet stand zwischen den beiden zylindrischen Körpern

Nach dem heutigen Stand der Technik sind viele 15 kleiner ist als der Abstand zwischen den beiden seit-Arten von Verzögerungsleitungs anordnungen bekannt, lieh abgeflachten zylindrischen Körpern und daß die die für Wanderfeldröhrenverstärker, Rückwärtswellen- Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der Oszillatoren, Linearbeschleuniger, Mikrowellenfilter beiden zylindrischen Körper und die Verbindungsund geschwindigkeitsmodülierende -Röhrenverstärker linie zwischen den Mittelpunkten der beiden seitlich verwendet werden können. Die Ankopplung dieser ao abgeflachten zylindrischen Körper jeweils parallel zur Anordnungen an einen Eingangs- .und Ausgangshohl- Verbmdungsebene des Anschlußhohlraumresonators leiter kann entweder kapazitiv oder induktiv mit Hilfe mit dem Hohlleiter verläuft

von Irisblenden, Stabantennen oder Schleifen erfolgen. Zur Kühlung des Anschlußhohlraumresonators ist

Es ist jedoch äußerst schwierig, eine optimale Anpas- es zweckmäßig, die in diesem Hohlraumresonator ansung am Eingang oder Ausgang einer Verzögerungs- 35 geordneten Körper über die Abschlußwand des Resoleiturig zu erhalten. Für den Fall eines kleeblattförmi- . nators hinaus zu verlängern, so daß sie in das Innere gen Aufbaus muß man die Länge des kleeblattförmigen eines Gehäuses ragen, das einen Teil des Kühlkreises Anschlußhöhlraumresonators fortlaufend vermindern der Verzögerungsleitungsänordnung ist.
und dann durch Ausprobieren die Lage eines zentrisch Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an

röhrenförmigen Stabes bestimmen, der in den letzten 30 Hand von Ausführungsformen beschrieben.
Hohlraumresonator hineinragt, um die benötigte An- F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Wanderpassung zu erhalten. . feldröhre mit einer herkömmlichen kleeblattförmigen

-Wie bereits erwähnt, befaßt sich die Erfindung mit · Verzögerungsleitung, deren Ankoppel- oder Anschlußperiodisch unterteilten Verzögerungsleitungsaufbau- resonatoren nach den Maßnahmen der Erfindung austen, bei denen aufeinanderfolgende Zwischenwände 35' gebildet sind;

- Hohlraumresonatoren in der Verzögerungsleitung ab-. · Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch eine Wandergliedern. Jede dieser Zwischenwände ist einmal von ■ feldröhre mit einer herkömmlichen, nach der Tetaeiner zentrischen Öffnung für den Durchgang des struktur aufgebauten Verzögerungsleitung, deren AnStrahls und zur kapazitiven Ankopplung zwischen · koppel- oder Anschlußresonatoren nach den Maßden Hohlraumresonatoren und zum anderen von Ra- 40 nahmen der Erfindung ausgebildet sind;
dialschlkzen durchbrochen, die zur negativen induk- Fig. 3 ist ein Querschnitt durch einen herkömm-

tiven Kopplung zwischen den gleichförmig um die" liehen Hohlraumresonator der in Fig. 1 dargestellgeometrische Achse des Aufbaus angeordneten Hohl- ten Verzögerungsleitung, und zwar längs der Schnittraumresonatoren dienen. Die Erfindung befaßt sich linie 3-3;

insbesondere mit an sich bekannten Verzögerungslei- 45 Fig. 4 ist ein Querschnitt durch einen herkömmtungen init einer vierblättrigen Kleeblattanordnung liehen Hohlraumresonator längs der Schnittlinie 4-4 und mit einer »Tetrastruktur«. Der letztgenannte Auf- der in F i g. 2 dargestellten Verzögerungsleitung;
bau ist aus der Kleeblattanordnung abgeleitet, indem Fig. 5 ist ein Querschnitt durch einen nach der

man die äußeren Randzonen jedes Kleeblatts durch Erfindung ausgebildeten Anschlußhohlraumresonator einen umlaufenden Zylinder und die einspringenden 50 längs der in Fig. 6 gezeigten Schnittlinie 5-5;
Teile des Kleeblatts durch vier sich daran anschmie- F i g. 6 ist ein Längsschnitt durch zwei herkömm-

gende runde Bauteile ersetzt, die in jedem Hohlraum- liehe Hohlraumresonatoren und einen nach der Erresonator zwischen benachbarten Zwischenwänden findung ausgebildeten Anschlußhohlraumresonator angebracht sind. Beim Übergang vom einen zum der in F i g. 1 gezeigten Verzögerungsleitung;
nächsten. Hohlraumresonator sind die runden Bau- 55 Fig. 7a und 7b zeigen die durch einen nach der teile jeweils um einen Winkel versetzt, der dem Win- Erfindung aufgebauten ' Anschlußhohlraumresonator kel zwischen zwei benachbarten Radialschlitzen ent- hervorgerufene Veränderung des Spannungs-Stehspricht. Wellenverhältnisses in Abhängigkeit von der Frequenz;

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine An- F i g. 8 ist ein Längsschnitt durch' einen nach der

Ordnung zum Ankoppeln eines impedanzangepaßten 60 Erfindung ausgebildeten Anschlußhohlraumresonator Eingangs- oder Ausgangshohlleiters an eine Verzöge- mit einem angrenzenden Gehäuse zur Kühlung der rungsleitung periodischer Struktur der beschriebenen zylinderförmigen Körper;

Art zu schaffen, bei der die eingangs beschriebenen Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch einen AnSchwierigkeiten nicht auftreten. Gleichzeitig solldie schlußhohlraumresonator entlang der Schnittlinie 9-9 Anordnung derart ausgebildet sein, daß eine wirk- 65 vonFig.8;

same Kühlung des Anschlußresonators mit Hilfe Fig. 10 und 11 zeigen die in der Anordnung nach

einer Kühlflüssigkeit möglich ist. den F i g. 8 und 9 benutzten Körper oder Bauteile von

Diese Aufgabe wird bei der eingangs beschriebenen oben und von der Seite.

In den Fig. 1 und 2 sind ähnliche Teile und Körper mit der gleichen Bezugszahl versehen. ; >

Die F i g. 1 und 2 zeigen zwei Wanderfeldröhrenverstärker mit einer von Zwischenwänden 13 bzw. 23 periodisch unterteilten Verzögerungsleitung 10 bzw. 20. Eine Katodenanordnung 2 erzeugt einen Elektronenstrahl, der in axialer Richtung mehrere, zur kapazitiven Kopplung dienende zentrische öffnungen 11 bzw. 21 in den Verzögerungsleitungsaufbauten 10 bzw. 20 durchsetzt. Eine Anodenanordnung 3 liegt gegenüber der Katodenanordnung auf positivem Potential und beschleunigt den Elektronenstrahl entlang der geometrischen Achse der Verzögerungsleitung. Eine Sammel- oder Auffangvorrichtung 4 am Anschlußende der Verzögerungsleitung dient zum Auffangen des Elektronenstrahls und zum Energieverbrauch. Eine elektrische Fokussierspule 5 umgibt die Verzögerungsleitung und erzeugt ein Magnetfeld, .das den Elektronenstrahl bündelt und verdichtet. Dadurch wird ein Abfangen des Elektronenstrahls innerhalb der Verzögerungsleitungsanordnung so klein wie möglich gehalten. Ein Eingangs- oder Einkopplungshohlleiter 6 führt der Verzögerungsleitung eine elektromagnetische Welle zu. Die eintretende .Signalwelle pflanzt sich entlang der Verzögerungsleitung fort. Dabei wird von dem Elektronenstrahl Energie an die Eingangswelle abgegeben, so daß sich ihre Amplitude vergrößert. Ein Ausgangs- oder Auskopplungshohlleiter 7 empfängt das verstärkte Signal und führt es einem hier nicht gezeigten Belastungskreis zu. Die Hauptrichtung des hochfrequenten Leistungsflusses in der Verzögerungsleitung legt die Richtung des Schaltungsaufbaus fest. Im Fall einer geradlinigen Röhre, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, stimmen der Leistungsfluß und der Verzögerungsleitungsaufbau mit der geomefrischen Längsachse der Röhre überein.

Mit Ausnahme des ersten und letzten Resonators sind die Hohlraumresonatoren der Verzögerungs-. anordnung 10 in herkömmlicher Weise aufgebaut Sie haben die Form eines vierblättrigen Kleeblatts mit zwei Quer- oder Zwischenwänden 13 und einer Längswand 14, die kleeblattförmig ausgeführt ist, wie es F i g.· 3 zeigt. Die Querwände 13 sind von acht radialen Schlitzen 15 durchbrochen. Die acht Radialschlitze der hier beschriebenen Ausführungsform sind um 45° gegeneinander versetzt. Die Hohkaumresonatoren 12 sind abwechselnd gegeneinander um 45° in bezug auf die Längsachse der Verzögerungsleitung verdreht. Alle Hohlraumresonatoren sind miteinander verschweißt und werden von einem zylindrischen Gehäuse 16 aufgenommen. Da diese Anordnung an sich bekannt ist, wird sie im einzelnen nicht beschrieben.

Mit Ausnahme des ersten und letzten Resonators handelt es sich bei der Verzögerungsleitungsanordnung20 ebenfalls um herkömmliche Hohlraumresonatoren 22, die zylindrisch ausgebildet sind und die zwei Zwischen- oder Querwände 23 und eine zylindrische Außenwand 24 enthalten. Die Querwände 23 weisen dabei Radialschlitze 25 auf. Die insgesamt acht Radialschlitze25 (Fig. 4) sind um 45° gegeneinander versetzt und begrenzen Sektoren. Vier zylindrische Bauteile oder Körper 26 sind in jedem Hahlraumresonator senkrecht zu den Querwänden 23 angebracht. Sie verlaufen dabei im" gleichen Abstand von der Hohlraumresonatorachse und sind in jedem zweiten Sektor untergebracht, die von den Radialschlitzen 25 begrenzt sind. Die Radialschlitze sind über die gesamte Länge der Anordnung aufeinander, ausgerichtet, und jeder zweite Sektor einer bestimmten Radialrichtung enthält jeweils einen Körper 26. Die Verzögerungsleitungsanordnungen 10 und 20 sind durch einen kreisförmigen Hohlraumresonator 17 mit den körpern 27 bis 30 (F i g. 5 und 6) abgeschlossen. Dieser Hohlraumresonator ist mit einer Außenwand 18 ohne induktive Kopplungsschlitze abgeschlossen. Diese Wand 18 ist längs einer Ebene 33 abgeschnitten, die parallel zur geometrischen Achse der Anordnung und zur Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der Körper 29 bis 30 verläuft, so daß dieser Hohlraumresonator in einen Hohlleiter? verlängert werden kann. Falls es sich beim Hohlraumresonator 17 um den Abschlußresonator der Leitungsanordnung 10 handelt, sind die der Anschlußseite des Hohlleiters 7 gegenüberliegenden Körper 27 und 28 so bemessen und angeordnet, wie die beiden eingebogenen oder einspringenden Teile des vorietzten kleeblattförmigen Hohlraumresonators. Falls es sich beim Hohlraumresonator 17 um den Abschlußresonator der Leitungsanordnung 20 handelt, sind die Körper 27 und 28 um 45° gegenüber den entsprechenden Bauteilen im letzten tetraförmigen Hohlraumresonator winklig versetzt Die beiden Körper 29 und 30 hingegen, die auf der Anschlußseite des Hohlleiters 7 angeordnet sind, haben Abmessungen, Lagen und sogar Formen, die die benötigte Impedanzanpassung gewährleisten. Bei den gewählten Beispielen handelt es sich um zylindrische Bauteile, die derart ausgeschnitten sind, daß sie sich den nächstliegenden induktiven Kopplungsschlitzen anpassen. Es soll erwähnt werden, daß die Breite des Hohlleiters 7 nicht kritisch ist. Sie kann daher genau so groß oder kleiner sein als die Länge des Anschlußhohlraumresonators.

Beispiel

Der Verzögerungsleitungsaufbau ist bezüglich des Hauptabschnitts kleeblattförmig und hat folgende Abmessungen:

' Maximaler Innendurchmesser des

Kleeblatts .:.. 115,0mm

Minimaler Innendurchmesser des

Kleeblatts 54,8mm

Radius der einspringenden Teile des
Kleeblatts 10,8 mm

Radius der runden Verbindungsteile . 9,5 mm

Durchmesser der zentrischen öffnung 17,3 mm

Länge der acht induktiven Kopplungsschlitze 33,4 mm

Breite der acht induktiven Kopplungsschlitze 7,1 mm

Abstand zwischen dem Innenrand
der induktiven Kopplungsschlitze
und der geometrischen Achse
der Anordnung 11,65 mm

Länge jedes Hohlraumresonators in
• axialer Richtung 13,4 mm

Stärke der Zwischenwände 3,1 mm

Das letzte Element der Verzögerungsleitung hat

Claims (5)

1. 5 6

   eine Tetrastruktur. Dieser Hohlraumresonator und Körper ist etwa 8 bis 15°/o größer als der Durch-

   derAusgangshohlleiter haben folgende Abmessungen: ' messer der zylindrischen Körper. Der Abstand zwi-

   • * ■ sehen den seitlich abgeflachten zylindrischen Körpern

   Länge der zylindrischen Korper .. 13,4 mm _{ist um elwa 8 bis 15}o_{/o großer ak} der Abstand zwi-

   Durchmesser der zylindrischen Kör- / . ₅ sehen den zylindrischen Κοφεπι. ·

   per auf der dem Ausgangshohl- . Die Kühlung des Anschlußhohlraumresonators 17

   , leiter abgewandten Seite .. '. 21,6mm . kann man so ausführen, wie es in den Fig. 8 bis 11

   Abstande vom Innenrand der zy- gezeigt ist. Die Körper 27 bis 30 werden dazu durch

   lindrischen und seitlich abgeflach- . . zwei zylindrische Körper 38 und zwei seitlich ab-

   ten zylindrischen ΚοφβΓ zur geo- io geflachte zylindrische Körper 39 ersetzt. Die. Form

   metrischen Achse 27J4mm dieser Körper ist in Fig. 10 und 11 gezeigt. Sie

   Durchmesser der seitlich abgeflach- ^{haben einen} Ansatz, dessen Durchmesser etwas ge-

   ten zylindrischen Körper an der "¹W j? a^ls der ihres Kopfes. Die Körper gehen

   Arikopplungsseite .;. 23,6mm ^{durch di}e Wandle hindurch, die den Hohlraum-

   .,, ,,, · u Ά at,«. «5 resonator 17 von einer benachbarten Kühlkammer 3.5

   Abstand 26 zwischen den Achsen _ _{ίκηηχ def bcfinden sich Hoh},_

   der zylindrischen Korper 58,8mm raumresonator 17 und die Ansätze in der Kammer 35.

   Abstand 26 zwischen den Achsen . Der Kammer35 wird ein Kühlmittel zugeführt. Durch

   der seiüich abgeflachten zylm- eine Einlaßöffnung 31 in einer ringförmigen Kammer,

   dnschen Korper ........; 65,4 mm _{M die von}^_der Seitenwand 19 des Hohlraumresonators

   Abstand von den Mittelpunkten der 17 und dem ringförmigen Gehäuse 16 gebildet wird,

   , seitlich abgeflachten zylindrischen tritt die Kühlflüssigkeit durch öffnungen 37 in die

   Körper zur Anschlußebene 33 des Kühlkammer 35 ein und verläßt sie durch die

   _Ti Hohlleiters 23,6mm . Öffming36. '■. -

   - Breite des Ausgangshohlleiters des _ as Die seitlich abgeflachten zylindrischen ΚοφβΓ sind,

   bekannten Typs »WR 340< in - wie man sieht, derart abgeflacht, daß sie über den

   Parallelschaltung zur geometri- nächstliegenden induktiven Kopplungsschlitz nicht

   sehen Achse der Anordnung ... 19,7 mm... hinwegragen. Sie-sind dem Rand der Schlitze an-

   . gepaßL . .

   Der WR-340-Hohlleitcr ist beschrieben in »Refer- 30 . Patenansprüche·
   ence Data for Radio Engineers«, 4. Auflage, S. 629

   (International Telephone and Telegraph Corporation). 1. Anordnung zum Ankoppeln eines impedariz-Aüs obigem Beispiel geht hervor, daß die Körper angepaßten Eingangs- oder Ausgangshohlleiters 27 bis 30 den gleichen Abstand von der geometri- an eine" periodisch aufgebaute Verzögerungsleischen Achse haben. Der Abstand 26 zwischen den 35 tung mit mehreren entlang einer Längsachse aufzylindrischen Körpern (58,8 mm) ist jedoch kleiner gereihten Hohlraumresonatoren, die voneinander als der Abstand 26'zwischen den seitlich abgeflach- durch Zwischenwände getrennt sind, in denen ten zylindrischen' Körpern (65,4 mm). Weiterhin ist jeweils eine zentrische öffnung zur kapazitiven der Durchmesser der zylindrischen Körper (21,6 mm) Kopplung und jeweils acht Radtalschlitze zur . kleiner als der Durchmesser der seitlich abgeflachten 40 negativen induktiven Kopplung, zwischen den zylindrischen,Körper (23,6 mm). · Hohlraumresonatoren vorgesehen sind, sowie mit Fig. 7a zeigt das Spannungs-Stehwellen-Verhält- ■ einem an den Eingangs- oder Ausgangshohlleiter nis in dem Anschlüßhohlraumresonator über der angekoppelten Anschlußhohlraumresonator, der Frequenz mit α als Parameter (Abstand zwzischen" ■ den ersten oder letzten Hohlraumresonator der dem Innenrand der Körper und der geometrischen 45 Verzögerungsleitung periodischer Struktur bildet, Achse). Fig. 7b zeigt das Spannungs-Stehwellen- dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verhältnis über der Frequenz für verschiedene Werte . Anschlußhohlraumresonator (17) zwei zylindrische von 26' (Abstand zwischen den Achsen der seitlich ΚοφβΓ·(27, 28) und zwei seitlich abgeflachte abgeflachten zylindrischen ΚοφβΓ). Die Kurven sind zylindrische Körper (29,30) angeordnet sind, und dargestellt zwischen der Grenzfrequenz des Ö-Modus 50 zwar derart, daß sich in jedem zweiten von Sek- und des n-Modus. ' toren. die durch die Radialschlitze (15, 25) begrenzt sind, jeweils einer der ΚοφΟΓ parallel zur

   Kurve 71 ' Längsachse der Verzögerungsleitung von der entspricht 26' == 65,4 mm und a = 29,0 mm: inneren Zwischenwand zur Außenwand des AnKurve 72 55 schlußhohlraumresonators (17) erstreckt, daß der entspricht 26' = 65,4 mm und a = 27,4 mm: Abstand von der Verbindungsebenc (33) des AnKurve 73 schlußhohlraumresonators (17) mit dem Eingangsentspricht 2 b' = 65,4 mm und a = 25,8 mm; oder Ausgangshohlleiter (6. 7) zu den seitlich ab-Kurvc 76 ' geflachten zylindrischen Κοφοπι (29, 30) kleiner entspricht a = 27,4 mm und 26 = 61,4 mm; ^6o f ^a!^^u den zylindrischen Körpern (27. 28), daß 1 ' . der Abstand (2 6) zwischen den beiden zyhndn-Kurve 77 _schen Κοφεπι (27, 28) kleiner ist als der Abentspnchta «= 27,4 mm und 26 = 65,4 mm: . stand (260 zwischen den beiden seitlich abKurve 78 ■ . geflachten zylindrischen Körpern (29, 30) und entspricht α = 27,4 mm und 26 = 69.4 mm. 65 daß die Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der beiden zylindrischen Körper (27,28)

   Die Kurven 72 und 77 liegen am günstigsten. Der und die Verbindungslinie zwischen den Mittel-Durchmesser der seitlich abgeflachten zylindrischen punkten der beiden seitlich abgeflachten zylin-

   drischen Körper (29, 30) jeweils parallel zur Verbindungsebene (33) des Anschlußhohlraumresonators (17) mit dem Hohlleiter (6,7) verläuft.
2. 2. Ankopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußhohlraumresonator (17) der erste oder letzte Hohlraumresonator einer periodisch aufgebauten Verzögerungsleitung ist, deren Hohlraumresonatoren einen vierblättrigen Kleeblattaufbau haben.
3. 3. Ankopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußhohlraumresonator (17) der erslc oder letzte Hohlraumresonator einer periodisch aufgebauten Verzögerungsleitung ist, deren übrige Hohlraum-. resonatoren jeweils vier zylindrische Körper (26) aufweisen, die derart angeordnet sind, daß sich in jedem zweiten Sektor, die durch die Radialschlitze (25) in einem Hohlraumresonator begrenzt sind, jeweils eines der vier Bauteile parallel zur Längsachse der Verzögerungsleitung von der

   einen Zwischenwand zur anderen Zwischenwand erstreckt und daß jeder zweite von den einer. bestimmten Radialrichtung bezüglich der Längsachse zugeordneten Sektoren in aufeinanderfolgenden Hohlraumresonatoren jeweils einen der Körper (26) enthält:
4. 4. Ankopplungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der zylindrischen Körper (27, 28) kleiner ist als der Durchmesser der seitlich abgeflachten zylindrischen Körper (29, 30).
5. 5. Ankopplungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine an den Anschlußhohlraumresonator (17) angrenzende Kühlkammer (35) von ihm durch eine vakuumdichte Wand (18) abgetrennt ist und daß sowohl die zylindrischen Körper (38) als auch die seitlich abgeflachten zylindrischen Körper (39) durch vakuumdichte Durchgänge in die Kühlkammer ragen.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 009 640/183