DE1766111C3

DE1766111C3 - Cavity resonator

Info

Publication number: DE1766111C3
Application number: DE1766111A
Authority: DE
Inventors: Robert E. South Williamsport Klotz; William H. Montoursville Perkins
Original assignee: Litton Industries Inc
Current assignee: Litton Industries Inc
Priority date: 1967-05-05
Filing date: 1968-04-04
Publication date: 1978-11-02
Also published as: DE1766111B2; GB1226411A; SE335160B; FR1564199A; US3478246A; DE1766111A1

Description

3535

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hohlraumresonator, insbesondere für die Verwendung als Ausgangshohlraumresonator einer koaxialen Magnetronröhre, dessen Resonanzfrequenz mit Hilfe eines die elektrischen Dimensionen des Hohlraumresonators bestim- *o menden, beweglichen, elektrisch leitfähigen Wandungsteiles veränderlich ist, das durch einen vollkommen innerhalb des Hohlraumes angeordneten piezoelektrischen Wandler abhängig von einer von außen zugeführten elektrischen Steuerspannung verschiebbar *5 ist.The invention relates to a cavity resonator, in particular for use as Ausgangshohlraumresonator a coaxial magnetron, the resonant frequency determine with the aid of the electrical dimensions of the cavity resonator * o Menden, movable, electrically conductive wall part is variable, which is arranged by a completely within the cavity piezoelectric transducer depending on an externally supplied electrical control voltage is displaceable * 5.

Die Verwendung einer verschiebbaren Wandung zur Änderung der Resonanzfrequenz eines Hohlraumresonators in einer Mikrowellenröhre, z. B. einer koaxialen Magnetronröhre, hat praktische Nachteile. Da ein w Kolben oder Stab mit der verschiebbaren Wandung in der koaxialen Magnetronröhre verbunden sein muß, um die Wandung einstellen zu können, müssen Vorkehrungen getroffen werden, damit ein verschiebbarer Bauteil zwischen dem Vakuum oder dem evakuierten Bereich der koaxialen Magnetronröhre, in welchem die verschiebbare Wandung angeordnet ist, und dem Äußeren der Magnetronröhre vorgesehen werden kann. Dadurch treten mechanische Komplikationen auf. Diese Vorkehrungen mechanischer Art, die zur Einstellung eines von M der Betätigungsvorrichtung über eine Vakuumkammer getrennten Teiles erforderlich sind, vergrößern die Abmessungen der gesamten Magnetroneinheit und machen ihre Herstellung komplizierter. Beispielsweise zeigt die US-PS 30 32 680 die große Anzahl von ^ zusätzlichen mechanischen Teilen, die innerhalb der evakuierten Kammer der Magnetronröhre angeordnet sind, um die einfache Bewegung der Wandung des Hohlraumes zu ermöglichen.The use of a movable wall to change the resonance frequency of a cavity resonator in a microwave tube, e.g. B. a coaxial magnetron tube has practical disadvantages. Since a w Piston or rod with the sliding wall in the coaxial magnetron tube must be connected to To be able to adjust the wall, precautions must be taken to ensure that the component can be moved between the vacuum or the evacuated area of the coaxial magnetron tube in which the sliding Wall is arranged, and the exterior of the magnetron tube can be provided. Through this mechanical complications occur. These provisions of a mechanical nature, which are used to set one of M the actuating device via a vacuum chamber separate part are required, enlarge the Dimensions of the entire magnetron unit and make it more complicated to manufacture. For example shows the US-PS 30 32 680 the large number of ^ additional mechanical parts that are within the evacuated chamber of the magnetron tube are arranged to allow easy movement of the wall of the To enable cavity.

Über diese Nachteile hinaus arbeitet eine mechanisch betätigte Anordnung zur Verschiebung einer Hohlraumwandung verhältnismäßig langsam. Die Abstimmung bei relativ hohen Frequenzen, z. B. über 500 oder 3000 Hz, wie dies bei einer Frequenzmodulation oder einem Wobbein einer Magnetronröhre über einen Bereich von Frequenzen zweckmäßig ist, ist praktisch nicht möglich, je rascher eine Änderung in der Abstimmung erzielt werden kann, desto vielseitiger ist die Mikrowellenabstimmeinrichtung und die zugehörige Elektronenentladungsvorrichtung.In addition to these disadvantages, one works mechanically actuated arrangement for moving a cavity wall relatively slowly. The vote at relatively high frequencies, e.g. B. over 500 or 3000 Hz, as is the case with a frequency modulation or being useful to a wobble of a magnetron tube over a range of frequencies is practical not possible, the faster a change in the vote can be achieved, the more versatile it is the microwave tuner and associated electron discharge device.

Zur Erzielung einer rasch abstimmbaren Abstimmvorrichtung für Elektronenentladungsvorrichtungen existieren eine Reihe von Vorschlägen. Um ein rasches Wobbein zu erreichen, sind Anordnungen vorgeschlagen worden, die eine rasche periodische Änderung in den Magnetronanodenspannungen innerhalb der Grenzen, für die die Schwingung vorhanden ist, einschließen. Es wurde auch ein magnetisch betätigter Kolben vorgeschlagen, der innerhalb des evakuierten Raumes des Magnetrons durch ein sich änderndes magnetisches Feld hin- und herbewegt wird, das von außen in das Magnetron gekoppelt ist, wodurch rasche periodische Änderungen der Abmessungen des Hohlraumes entstehen. Diese Methoden sind jedoch nur über eine geringe Bandbreite von Frequenzen wirksam. Obgleich ein Teil dieser Vorschläge hohe Wobbeigeschwindigkeiten in der Abstimmung ergibt, werden nicht die erwünschten großen Bandbreiten umfaßt.To achieve a rapidly tunable tuning device for electron discharge devices a number of proposals exist. In order to achieve a rapid wobble, arrangements are suggested showing a rapid periodic change in magnetron anode voltages within the limits, for which the vibration is present, include. It also became a magnetically operated piston suggested that the inside of the evacuated space of the magnetron by a changing magnetic Field is moved back and forth, which is externally coupled into the magnetron, creating rapid periodic Changes in the dimensions of the cavity arise. However, these methods are only about a minor one Bandwidth of frequencies effective. Although some of these proposals have high sweep speeds in the tuning results, the desired large bandwidths are not included.

Eine bekannte Ausbildung für eine rein elektronische Abstimmungsvorrichtung, die theoretisch in der Lage ist, ohne bewegliche Teile hohe Wobbeigeschwindigkeiten zu erzielen, ist in der US-PS 27 52 495 beschrieben. Eine ferroelektrische Vorrichtung ist innerhalb wenigstens eines der Anodenresonatoren einer Magnetronröhre angeordnet und direkt dem Mikrowellenfeld ausgesetzt. Nach diesem Vorschlag ändert die ferroelektrische Vorrichtung ihre Dielektrizitätskonstante und damit die wirksame Kapazität als Funktion der angelegten Spannung. Schwierigkeiten, die sich aus der Verwendung eines verhältnismäßig stark verlustbehafteten keramischen Materials ergeben, wie z. B. des verwendeten, ferroelektrischen Materials, machen diese Lösung bei Hochleistungsmagnetronröhren praktisch nicht anwendbar. Solche Schwierigkeiten sind in der US-PS 27 52 495 weder beschrieben noch dargestellt worden. Beispielsweise heizen die Mikrowellen, die in einem Mikrowellrnhohlraum auftreten, bei einigermaßen hoher Leistung ein verhältnismäßig stark verlustbehaftetes keramisches Material, wie das ferroelektrische Material, das den Feldern innerhalb des Hohlraumes aufgegeben wird, auf, wodurch es zersetzt und das Vakuum innerhalb der Magnetronröhre verunreinigt wird. Ferner wird bei manchen Herstellvorgängen eine Magnetronröhre sehr hohen Temperaturen ausgesetzt und dies bringt dieselben vorerwähnten Probleme mit sich.A known training for a purely electronic voting device that is theoretically capable is to achieve high wobble speeds without moving parts, is described in US Pat. No. 2,752,495. A ferroelectric device is within at least one of the anode resonators of a magnetron tube arranged and exposed directly to the microwave field. After this proposal changes the ferroelectric Device its dielectric constant and thus the effective capacitance as a function of the applied voltage. Difficulties arising from the use of a relatively badly lossy ceramic material such. B. the ferroelectric material used, make this Solution practically not applicable to high-performance magnetron tubes. Such difficulties are in the US-PS 27 52 495 has neither been described nor shown. For example, the microwaves in occur in a microwave cavity at somewhat high performance a relatively high lossy ceramic material, such as the ferroelectric Material that is applied to the fields within the cavity, causing it to decompose and that Vacuum inside the magnetron tube is contaminated. Furthermore, in some manufacturing processes, a Magnetron tube is exposed to very high temperatures and this brings the same problems mentioned above themselves.

Aus US-PS 24 63 472 ist ein Hohlraumresonator bekannt, dessen Resonanzfrequenz mit Hilfe eines die elektrische Dimension des Hohlraumresonators bestimmenden beweglichen, elektrisch leitfähigen Wandungsteile veränderlich ist, das abhängig von einer dem Hohlraumresonator von außen zugeführten elektrischen Steticrspannung durch einen piezoelektrischen Wandler verschiebbar ist. Bei diesem bekannten Hohlraumresonator ist eine Oberfläche des piezoelektrischen Wandlers außerhalb des HohlraumresonatorsFrom US-PS 24 63 472 a cavity resonator is known, the resonance frequency with the help of a Movable, electrically conductive wall parts that determine the electrical dimension of the cavity resonator is variable, which is dependent on an electric supplied to the cavity resonator from the outside Steticrspannung is displaceable by a piezoelectric transducer. With this well-known Cavity resonator is a surface of the piezoelectric transducer outside of the cavity resonator

angeordnet.arranged.

Weiterhin ist eine koaxiale Magnetronröhre bekannt (US-PS 32 63 118),bei derein eine stromleitende Fläche für den Hohlraum bildender Wandteil von außen her verschiebbar ist, um den Abstimmeffekt zu erzielen, Der Wandteil stellt eine der stromleitenden Flächen des Hohlraumes dar und der das Abstimmbauteil antreibende gesamte Mechanismus ist vollständig außerhalb des Hohlraumes angeordnetFurthermore, a coaxial magnetron tube is known (US-PS 32 63 118), in which a current-conducting surface for the cavity-forming wall part is displaceable from the outside in order to achieve the tuning effect, The Wall part represents one of the electrically conductive surfaces of the cavity and the one that drives the tuning component entire mechanism is arranged completely outside of the cavity

Die Aufgabe der Erfindung besteht bei einem Hohlraumresonator der gattungsgemäßen Art darin, eine für einen Ausgangshohlraumresonator eines koaxialen Magnetrons geeignete Form des piezoelektrischen Wandlers und eine besonders zweckmäßige Halterung dieses Wandlers anzugeben.In the case of a cavity resonator of the generic type, the object of the invention is to a shape of the piezoelectric suitable for an output cavity of a coaxial magnetron Specify converter and a particularly appropriate bracket for this converter.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß bei Verwendung als Ausgangshohlraumresonator einer koaxialen Magnetronröhre der piezoelektrische Wandler eine bimorphe Zelle ist, die die Form einer ringförmigen Scheibe mit einem inneren und einem äußeren Rand aufweist und entlang nur eines seiner Ränder durch einen stationären oder "on außen verschiebbaren Träger gehaltert ist.According to the invention this is achieved in that when used as an output cavity resonator coaxial magnetron tube the piezoelectric transducer is a bimorph cell that has the shape of a having an annular disc with an inner and an outer edge and along only one of its Edges is supported by a stationary or "on the outside sliding support.

Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, daß die piezoelektrische Einrichtung, nämlich der Bimorph, nach außen gegen mechanische Beeinflussung und Beschädigung, gegen thermische Beanspruchungen und gegen Druckunlerschiede, die an der piezoelektrischen Einrichtung auftreten, geschützt ist.With the proposal according to the invention it is achieved that the piezoelectric device, namely the Bimorph, to the outside against mechanical influences and damage, against thermal loads and against pressure differences that occur on the piezoelectric Establishment occur is protected.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further features of the invention are the subject of the subclaims.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mi' der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigtThe invention is described below in conjunction with the drawing on the basis of exemplary embodiments explained. It shows

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines abstimmbaren koaxialen Magnetrons mit einer einen piezoelektrischen Bimorph aufweisenden Abstimmvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung, wobei die bewegliche Hohlraumwandung eine der Elektroden darstellt, die auf einem piezoelektrischen Belag aufgebracht sind,Fig. 1 is a partial sectional view of a tunable coaxial magnetron with a piezoelectric Bimorph having tuning device according to the present invention, wherein the movable cavity wall represents one of the electrodes that are applied to a piezoelectric coating,

F i g. 2 eine Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines abstimmbaren, koaxialen Magnetrons mit einer einen piezoelektrischen Bimorpn aufweisenden Abstimmvorrichtung, wobei die bewegliche Hohlraumwandung auf einem piezoelektrischen Belag ausgebildet ist und die Abstimmvorrichtung längs der äußeren Kante an einem rohrförmigen Träger befestigt ist,F i g. 2 is a partial sectional view of a further embodiment a tunable, coaxial magnetron with a piezoelectric bimorph Tuning device, the movable cavity wall on a piezoelectric coating is formed and the tuning device is attached along the outer edge on a tubular support is,

Fig.3 eine Teilschnittansicht einer dritten Ausführungsform eines abslimmbaren, koaxialen Magnetrons mit einer einen piezoelektrischen Bimorph aufweisenden Abstimmvorrichtung, wobei die bewegliche Hohlraumwandung von dem Bimorph im Abstand angeordnet und längs des äußeren Randes mechanisch damit gekoppelt ist,3 shows a partial sectional view of a third embodiment a tunable, coaxial magnetron with a piezoelectric bimorph Tuning device, wherein the movable cavity wall is arranged at a distance from the bimorph and is mechanically coupled to it along the outer edge,

F i g. 4 eine Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines abstimmbaren koaxialen Magnetrons mit einer einen piezoelektrischen Bimorph aufweisenden Abstimmvorrichtung, die ihrerseits in ihrer Lage einstellbar ist und von einer bekannten Einstellvorrich- bo tung aufgenommen wird, und bei der die Stellung der beweglichen Wand sowohl durch die Einstellvorrichtung als auch den Bimorph eingestellt wird.F i g. 4 is a partial sectional view of another embodiment of a tunable coaxial magnetron with a tuning device having a piezoelectric bimorph, which in turn in its position is adjustable and from a known setting device bo device is recorded, and in which the position of the movable wall both by the adjustment device and the bimorph is set.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Teilansicht einer ersten Ausführungsform eines koaxialen Magnetrons hi nach der Erfindung. Das evakuierte Gehäuse wird zum Teil durch einen ersten, zylindrischen, becherförmigen Gehäuseteil 1 gebildet, der mit Außennuten 2 für den Einbau üblicher, nicht dargestellter Kühlrippen versehen ist, während die zylindrische Wandung des Gehäuscteiles 1 eine innere zylindrische Fläche 3 besitzt. Der Gehäuseteil 1 weist eine kreisringförmige innere Fläche oder Wandung 4 auf. Ein zweiter, kleinerer, becherförmiger Gehäuseteil 5 ist längs der Becherrandes mit dem ersten, becherförmigen Gehäuseteil 1 durch ringförmige Abdichtungen 6 und 7 befestigt. Zur Versteifung ist ein zylindrischer Mantel 8 mit der Seite des zweiten becherförmigen Gehäuseteiles 5 luftdicht verschlossen. Ein Polstück 9 ist innerhalb der Oberseite des zweiten, becherförmigen Gehänseteiles 5 über ein Flanschteil 10 des Polstücks 9 angeordnet und trennt die beiden Gehäuseteile des Magnetrongehäuses. Das Polstück 9 steht über den Flanschteil in den ersten, becherförmigen Gehäuseteil 1 vor und ein weiteres Polstück 11 erstreckt sich durch die Wandung 4 und über diese hinaus; beide Polstücke 9 und 11 sind in konventioneller Weise aus ferromagnetischem Material hergestellt. Eine zylindrische Kathode 12, von der wenigstens die Oberfläche aus ELitronen emittierendem Material hergestellt ist, erstreck; sich über einen Durchtrittsweg durch die Polstücke II hindurch.Fig. 1 shows in cross section a partial view of a first embodiment of a coaxial magnetron hi according to the invention. The evacuated housing is partly supported by a first, cylindrical, cup-shaped Housing part 1 is formed, which is provided with external grooves 2 for the installation of conventional cooling fins, not shown is, while the cylindrical wall of the housing part 1 is an inner cylindrical surface 3 owns. The housing part 1 has an annular inner surface or wall 4. A second, smaller, cup-shaped housing part 5 is along the edge of the cup with the first, cup-shaped housing part 1 secured by annular seals 6 and 7. A cylindrical jacket 8 is used for reinforcement hermetically sealed with the side of the second cup-shaped housing part 5. A pole piece 9 is within the The top of the second, cup-shaped hanger part 5 is arranged over a flange part 10 of the pole piece 9 and separates the two housing parts of the magnetron housing. The pole piece 9 stands over the flange part in the first, Cup-shaped housing part 1 in front and a further pole piece 11 extends through the wall 4 and beyond this; both pole pieces 9 and 11 are conventionally made of ferromagnetic material manufactured. A cylindrical cathode 12, of which at least the surface of elitron-emitting Material is made extends; through the pole pieces II via a passageway.

Auf dem Polstück 9 ist eine zylindrische Anode 13 aufgesetzt, die die zylindrische Kathode konzentrisch unigi!'·: und von ihr einen Abstand aufweist, und die eine Anzahl von Anodenresonatoren besitzt, die die Kathode 12 in der üblichen Weise umgeben. Im Magnetron nach F i g. 1 ist jeder der Anodenresonatoren in dem kleinen, nicht dargestellten Raum zwischen jeden; Paar benachbarter und im Abstand voneinander angeordneter stromleitender Fahnen 14 und 15. die mit der Innenwandung 16 der Anode 13 befestigt sind, ausgebildet. Diese Fahnen sind symmetrisch um die innere Wandung 16 der Anode 13 versetzt angeordnet und stehen in radialer Richtung nach innen von der inneren Anodenwandung 16 bis zu einem bestimmten Abstand von der Kathode i2 vor, so daß ein Spalt dazwischen ausgebildet wird.On the pole piece 9, a cylindrical anode 13 is placed, which concentric the cylindrical cathode unigi! '·: and is at a distance from it, and the one Number of anode resonators surrounding the cathode 12 in the usual manner. In the magnetron after F i g. 1 is each of the anode resonators in the small space not shown between each; Pair of neighboring and spaced apart conductive lugs 14 and 15 with the Inner wall 16 of the anode 13 are attached, formed. These flags are symmetrical around the inner wall 16 of the anode 13 arranged offset and are in the radial direction inward of the inner anode wall 16 up to a certain distance from the cathode i2, so that a gap is formed in between.

Ein äußerer Mikrowellenhohlraum 17 umgibt die äußere Wandung 18 der Anode 13. Dieser Hohlraum 17 wird zwischen der kreisringförmigen Innenwandfläche 4 des Gehäuseteils 1, der zylindrischen Innenseitenwandungsfläche 3 des Gehäuseteiles 1, der zvlindrischen Außenwandungsfläche 18 der Anode 13 und einer kreisringförmigen stromleitenden Wandung 29, die in diesem Ausführungsbeispiel eine Elektrode eines ringförmigen, piezoelektrischen Bimorphs ist, da es sich um einen geschichteten Aufbau handelt, ausgebildet. Die genannten Flächen bilden den ringförmigen Hohlraum 17. Eine Reihe von Durchtrittswegen oder Schlitzen 19 für die Mikrowellenenergie führt durch die zylindrische Anode 13, so daß Mikrowellenenergie von abwechselnder. Ar?odenresonatoren in den Resonanzausgangshohlraum 17 gekoppelt wird.An outer microwave cavity 17 surrounds the outer wall 18 of the anode 13. This cavity 17 is between the circular inner wall surface 4 of the housing part 1, the cylindrical inner side wall surface 3 of the housing part 1, the cylindrical outer wall surface 18 of the anode 13 and one circular current-conducting wall 29, which in this embodiment is an electrode of a ring-shaped, piezoelectric bimorph is formed because it is a layered structure. the said surfaces form the annular cavity 17. A series of passageways or slots 19 for the microwave energy passes through the cylindrical anode 13, so that microwave energy of alternating. Arode resonators is coupled into the resonance output cavity 17.

Ein herkömmliches Mikrowellenfenster 21 besteht aus einem für Mikrowellenenergic durchlässigen, für Luft undurchlässigem Material, beispielsweise Aluminiumoxid. Eine ringförmige Platte 22 umgibt ein Ende des Polstückes 9 und ist starr mit dem Flanschteil 10 des Polstückes 9 durch ein sich nach außen erweiterndes, zylindrisches Tragbauteil 23 befestigt, welches einen zylindrischen Randteil aufweist, der in eine Nut 24 des Flanschteiles 10 eingesetzt ist, um die Piaitc 22 innerhalb der Kammer anzuordnen, welche zwischen dem ersten, becherförmigen Gehäuseteil 1 und dem Polstück 9 innerhalb des Magnetrongehäuses ausgebildet ist. Die Platte 22 besteht aus nichtleitendem.A conventional microwave window 21 consists of one that is permeable for microwave energy Air impermeable material such as aluminum oxide. An annular plate 22 surrounds one end of the pole piece 9 and is rigid with the flange part 10 of the pole piece 9 by an outwardly widening, fixed cylindrical support member 23, which has a cylindrical edge portion which is in a groove 24 of the Flange part 10 is used to arrange the Piaitc 22 within the chamber, which between the first, cup-shaped housing part 1 and the pole piece 9 are formed within the magnetron housing is. The plate 22 is made of non-conductive.

verluslbehaftetem, keramischem Material, das unerwünschte, darauf aufireffendc Mikrowcllenenergie unterdrückt.lossy, ceramic material, the undesirable, then suppressed microwave energy.

Mit der Platte 22 ist der Bimorph 25 befestigt, der in Übereinstimmung mit der l-'orm des Raumes zwischen der zylindrischen Innenwandfläche 3 und dem zylindrischen Polstück 9 ebenfalls kreisringförmig ausgebildet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Bimorph 25 zwei dünne Schichten aus piezoelektrischem Material 26 und 27, eine dünne Schicht aus Mromlcitcndcm Mntcrial 28, die die Schichten 26 und 27 voneinander trennt und die die mittlere Elektrode bildet, sowie zwei dünne Schichten aus stromleitcndem Material 29 und 30, die die erste und zweite ändere Elektrode darstellen, auf.The bimorph 25 is attached to the plate 22, which is shown in FIG Correspondence with the l-'orm of the space between the cylindrical inner wall surface 3 and the cylindrical Pole piece 9 is also circular. In the illustrated embodiment, the Bimorph 25 two thin layers of piezoelectric material 26 and 27, a thin layer of it Mromlcitcndcm Mntcrial 28 representing layers 26 and 27 separates from each other and which forms the middle electrode, as well as two thin layers of Stromleitcndem Materials 29 and 30 which constitute the first and second other electrodes.

Die Platte 22. der rohrförmige Träger 23 und der Bimorph 25 sind miteinander über Schrauben Jl befestigt, die sich durch die ringförmigen Elemente an ihren äußeren Rändern ei sir ecken. On: Sein utibcii sind gegen die Elektroden 28 und 30 des Bimorph durch Beilagen aus Aluminiumoxyd isoliert, oder aber dadurch, daß ein Randteil der Elektroden des Bimorph entfernt wird. Statt dessen oder zusätzlich können Isolierhülsen durch diese Öffnungen geführt werden. Die Schrauben 31 jedoch ergeben einen Kontakt mit der äußeren Elektrode 29. Die dem Bimorph 25 zugeordnete fläche der Platte 22 ist ausgespart oder gegen die Mitte leicht konkav gewölbt, so daß genügend freier Raum bleibt, damit der Bimorph 25 ausweichen kann.The plate 22, the tubular support 23 and the bimorph 25 are fastened to one another by means of screws Jl which are cornered by the annular elements at their outer edges. On: Its utibcii are insulated from the electrodes 28 and 30 of the bimorph by shims made of aluminum oxide, or by removing part of the edge of the electrodes of the bimorph. Instead of this or in addition, insulating sleeves can be passed through these openings. The screws 31, however, make contact with the outer electrode 29. The surface of the plate 22 associated with the bimorph 25 is recessed or slightly concave towards the center so that there is enough free space for the bimorph 25 to evade.

Obgleich der Bimorph in der Darstellung längs des äußeren Randes abgestützt ist, kann er längs des inneren Randes befestigt sein. In letzterem Falle besitzt die Platte 22 eine konvex geformte Fläche, damit ein Abstand entsteht, in welchem der freie äußere Rand des Bimorph ausweichen kann. Die stromleitendc verschiebbare Wandung 29 des Resonanzausgangshohlraumcs 17 in F i g. 1 wird auf diese Weise ausgebildet und der Hohlraum wird durch eine der Elektroden des Bimorph 25 festgelegt.Although the bimorph is shown supported along the outer edge, it can along the inner edge Be attached to the edge. In the latter case, the plate 22 has a convex surface, thus a Distance is created in which the free outer edge of the bimorph can evade. The Stromleitendc slidable Wall 29 of the resonance output cavity 17 in FIG. 1 is formed in this way and the cavity is defined by one of the electrodes of the bimorph 25.

Eine elektrische Leitung 20 ist mit der Elektrode 28 verlötet und erstreckt sich durch öffnungen in der Schicht 26 des Bimorph 25, der Platte 22. des Flansches 10 und des zweiten, becherförmigen Gehäuseteiles 5. Die Leitung 20 wird von einer Glasperle 32 aufgenommen, die die Leitung 20 gegen das Gehäuse isoliert, und die Glasperle 32 ist ihrerseits von einem sich nach außen erweiternden Rohr 33 festgehalten, das mit dem Gehäuseteil 5 verbunden ist. Die Glasperle 32 verhindert zusätzlich einen Durchtritt von Luft in die evakuierten Teile des Magnetrongehäuses. In Reihe mit der Leitung 20 ist ;ine flexible, spiralförmige, stromleitende Feder 34 eingesetzt, die den Draht 20 bei einer Bewegung des Bimorphs 25 gespannt hält.An electrical line 20 is soldered to the electrode 28 and extends through openings in the Layer 26 of the bimorph 25, the plate 22 of the flange 10 and the second, cup-shaped housing part 5. The line 20 is received by a glass bead 32 which isolates the line 20 from the housing, and the glass bead 32 is in turn held by an outwardly widening tube 33, which with the Housing part 5 is connected. The glass bead 32 also prevents the passage of air into the evacuated parts of the magnetron housing. In series with line 20 is a flexible, spiral-shaped, current-conducting Spring 34 is used, which keeps the wire 20 taut when the bimorph 25 moves.

Eine zweite elektrische Leitung 35 ist mit der Elektrode 30 verbunden und erstreckt sich durch öffnungen in der Platte 22. im Flansch 10 und einer Glasperle 36. die ihrerseits von einem sich nach außen erweiternden Rohr 37 aufgenommen wird. Eine dritte, nicht dargestellte Leitung, die identisch mit der Leitung 20 ist, kann mit der äußeren stromleitenden Elektrode 29 verlötet sein.A second electrical lead 35 is connected to the electrode 30 and extends through it openings in the plate 22 in the flange 10 and a glass bead 36. which in turn extends from one to the outside expanding tube 37 is added. A third line, not shown, which is identical to the line 20 can be soldered to the outer electrically conductive electrode 29.

Da eine der Elektroden, z. B. die Elektrode 30, normalerweise auf Erdpotential liegt, wird anstelle der vorerwähnten elektrischen Leitung zur Verbindung einer solchen Elektrode mit Erdpotential eine einwandfreie Erdungsverbindung dadurch erhalten, daß das normalerweise elektrisch geerdete Magnetrongehäuse verwendet wird. Ein derartiger elektrischer Pfad besteht zwischen der Elektrode 29, den Schrauben 31, dem Träger 2.3 und dem Polstückflansch 10 zu den metallischen Gehäusewandungcn. Stromkreisverbindungen nach Erde werden dann zum Gehäuse oder zu stromleitenden Trägern, die das Gehäuse aufnehmen, hergestellt.Since one of the electrodes, e.g. B. the electrode 30, normally at ground potential, is used instead of The aforementioned electrical line for connecting such an electrode to ground potential is flawless Ground connection obtained in that the normally electrically grounded magnetron housing is used. Such an electrical path exists between the electrode 29, the screws 31, the Support 2.3 and the pole piece flange 10 to the metallic housing walls. Circuit connections to earth then become the housing or current-conducting carriers that accommodate the housing, manufactured.

Elektrische Verbindungen von einer Hochspannungsqtielle bestehen zu der Kathode 12 und in ähnlicher Weise sind Verbindungen von einer Heizspannungsquelle zu einer Heizwicklung (nicht dargestellt) über eine an sich bekannte elektrische Steckeranordnung hergestellt, die mit dem ersten Gehäuseteil 1 des Magnetrons befestigt ist.Electrical connections from a high voltage source exist to the cathode 12 and similarly are connections from a heating voltage source to a heating coil (not shown) via an electrical connector arrangement known per se made, which is attached to the first housing part 1 of the magnetron.

Die Anode 13 ist sowohl räumlich als auch elektrisch mit Teilen des Magnetrongehäuses verbunden und ist elektrisch über das Gehäuse in der herkömmlichen Weise geerdet, so daß ein elektrisches Feld zwischen der Anode und der Kathode aufgebaut wird. Die iviagiieiroriiÖMf(.· im evukuieii und in beliebiger Weise zusammengebaut, und die üblichen Magnete sind mit dem Gehäuse in gewöhnlicher Weise befestigt, so daß sie ein magnetisches Feld zwischen den Polstücken aufbauen.The anode 13 is both spatially and electrically connected to parts of the magnetron housing and is electrically grounded via the housing in the conventional manner, so that an electric field is established between the anode and the cathode. The iviagiieiroriiÖMf (. · Im evukuieii and assembled in any way , and the usual magnets are attached to the housing in the usual way, so that they build up a magnetic field between the pole pieces.

Die Mikrowellenenergie, die von dem Magnetron erzeugt wird, wird von dem Resonanzausgangshohlraum 17 über das Mikrowellenfenster 21 an eine elektrische Belastung oder eine andere Mikrowelleneinrichtung übertragen. Weil der Resonanzausgangshohlraum so viel größer ist als einer der einzelnen Anodenresonatoren. speichert er einen größeren Anteil an Mikrowelleneneigie und besit/.i deshalb einen weit höheren frequenzbestimmenden Einfluß auf das Magnetron. Die Schwingungsfrequenz, des Koaxialmagnetrons wird somit hauptsächlich durch die Größe desThe microwave energy generated by the magnetron is extracted from the resonant output cavity 17 via the microwave window 21 to an electrical load or another microwave device transfer. Because the resonance output cavity is so much larger than either one of them Anode resonators. it stores a larger proportion of microwave properties and therefore has a lot higher frequency-determining influence on the magnetron. The frequency of oscillation of the coaxial magnetron is thus mainly determined by the size of the

Ji Resonanzausgangshohlraumes bestimmt. Somit wird der Resonanzausgangshohlraum in wirksamer Weise durch Einstellung der Lage der beweglichen Wandung 29 abgestimmt.Ji resonance output cavity determined. Thus becomes the resonance output cavity effectively by adjusting the location of the movable wall 29 voted.

Der piezoelektrische Effekt ist das bekannte Phänomen. das piezoelektrisches Material zeigt, und wird als Expansion oder Kontraktion des Materials beschrieben, die bei Erhöhungen odet Verringerungen der an das Material angelegten Spannung auftritt. Nutzt man diese Bewegung aus. 'im eine Mikrowellenhohlraumwandung zu verschieben, so ergibt sich ein bestimmtes Maß an Abstimmung. Bei einem einschichtigen piezoelektrischen Material jedoch ist die Verschiebung, die durch Anlagen von Spannungen erzielt wird, sehr gering. Der Quarz oder der piezoelektrische, geschichtete Aufbau der piezoelektrischen Anordnung vervielfacht die Wirkung im Vergleich zu der, die durch eine homogene piezoelektrische Masse erzielt wird.The piezoelectric effect is the well-known phenomenon. shows the piezoelectric material, and is described as the expansion or contraction of the material, which occurs with increases or decreases in the voltage applied to the material. If you use this Movement off. 'To move a microwave cavity wall, so there is a certain amount of Poll. In the case of a single-layer piezoelectric material, however, the displacement caused by Plant of tensions achieved is very low. The quartz or the piezoelectric, layered structure the piezoelectric arrangement multiplies the effect compared to that achieved by a homogeneous one piezoelectric mass is achieved.

Piezoelektrische Bimorphe weisen in der Regel zwei dünne Schichten aus piezoelektrischem Barium-Titanat-Piezoelectric bimorphs usually have two thin layers of piezoelectric barium titanate

ΐ5 Material auf. Eine dünne Messingbeilage dient als mittlere Elektrode, die zwischen die beiden Schichten eingesetzt ist. Die äußeren Flächen der dünnen Schichten sind mit Silber überzogen oder bestehen aus Silber, sie dienen als die beiden äußeren Elektroden.ΐ5 material on. A thin brass insert serves as a middle electrode inserted between the two layers. The outer faces of the thin Layers are coated with silver or consist of silver, they serve as the two outer electrodes.

wi Elektrische Leitungen werden gegen jede der stromleitenden Flächen gedrückt.Die piezoelektrischen Schichten werden in Form einer elektrischen Polarität dadurch vorbehandelt, daß eine hohe Gleichspannung bei erhöhten Temperaturen einige Minuten lang an jedewi Electrical lines are against each of the current-conducting The piezoelectric layers are thereby pressed in the form of an electrical polarity pretreated that a high DC voltage at elevated temperatures for a few minutes to each

<:- Schicht angelegt wird. Um die piezoelektrischen Schichten entgegengesetzt zu polarisieren, wird die polarisierende Spannung an jede Schicht in entgegengesetzter Richtung angelegt.<: - Layer is created. To polarize the piezoelectric layers in opposite directions, the polarizing voltage is applied to each layer in opposite directions.

Wenn Spannungen an jede Schicht einer derartigen geschichteten Anordnung mit einer solchen Polarität aufgegeben werden, daß die eine Schicht sich dehnt und die andere sich zusammenzieht, biegt sich die geschichtete Anordnung proportional der Größe der angelegten Steuerspannung in der gleichen Weise aus, wie dies bei einem Bimctallthcrmostatschalter der Fall ist, bei dem das Nicierial proportional den Temperaturänderungen ausgelenkt wird. Andererseits kann eine Konstantpegelspannung oder eine von einer Speisequelle für eine Kippspannung eingespeiste Spannung an die Elektroden nur einer der piezoelektrischen Schichten gelegt werden, die eine geringere Auslenkung bzw. Biegung bewirkt. Die Beanspruchung, die durch das Biegen oder Auslenken des einen Belages erzeug! wird, bewirkt jedoch, daß die zweite piezoelektrische Schicht sich ebenfalls biegt und eine Spannung an den Elektroden erzeugt, die in ihrer Größe proportional dem Betrag CinCr Solchen Äüsicnküng u/.W. BicgUflg !Si.When stresses on each layer of such a layered arrangement with such a polarity given up so that one layer expands and the other contracts, the layered layer bends Arrangement proportional to the size of the applied control voltage in the same way as this a bimetal thermostat switch is the case in which the nicierial is proportional to the temperature changes is deflected. On the other hand, a constant level voltage or one from a supply source for a Breakover voltage applied voltage to the electrodes of only one of the piezoelectric layers which causes less deflection or bending. The stress caused by bending or Generate deflection of one lining! however, causes the second piezoelectric layer to become also bends and generates a voltage on the electrodes, the magnitude of which is proportional to the amount CinCr Such expression and / or w. BicgUflg! Si.

Fs hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den Bimorph in folgender Weise aufzubauen: Eine Lamellierung wird auf jeder Seite der beiden Schichten aus piezoelektrischem Material ausgebildet, die eine erste dünne Schicht, vorzugsweise 500 Ä aus Chromoxyd, eine zweite Schicht etwa der gleichen Dicke aus Chrom, eine dritte Schicht von etwa 0,1 bis 0,2 Mil Dicke aus Kupfer und eine vierte Schicht von 0,1 bis 0,2 Mil aus Gold enthält. Eine dünne Schicht aus Molybdän, die thermische Ausdehnungseigenschaften aufweist, die im wesentlichen ähnlich dem elektrischen Material Bariumtitan;; sind, wird zwischen die piezoelektrischen Schichten gesetzt. Die piezoelektrischen Schichten und die Molybdänschicht werden dann miteinander zu einer geschichteten Anordnung gepreßt und einer hohen Temperatur ausgesetzt, die eine Diffusion von Gold bewirkt, wobei der Vorgang eine einstückige, geschichtete Anordnung ergibt. Diese Materialien haben einen niedrigen Dampfdruck und dampfen während des Aufheizvorganges, der bei dem vorerwähnten Verfahren zum Zusammenbau der Röhre angewendet wird. nicht weg. Die äußeren Goldschichlen bilden einen Teil der äußeren Leiter, und das Molybdän bildet die mittlere Elektrode des piezoelektrischen Bimorph.Fs has proven to be advantageous, the bimorph Build it up in the following way: A lamination is made on each side of the two layers of piezoelectric Material formed that a first thin layer, preferably 500 Å of chromium oxide, a second layer of about the same thickness of chromium; a third layer of about 0.1 to 0.2 mils of copper and a fourth layer of 0.1 to 0.2 mils of gold. A thin layer of molybdenum that has thermal expansion properties that are substantially similar to the electrical material barium titanium ;; is placed between the piezoelectric layers. The piezoelectric layers and the molybdenum layers are then pressed together into a layered arrangement and a high one Exposed to temperature that causes diffusion of gold, the process being a one-piece, layered one Arrangement results. These materials have a low vapor pressure and vaporize during the Heating process that is used in the aforementioned method for assembling the tube. not gone. The outer layers of gold form part of the outer conductor, and the molybdenum forms the middle Electrode of the piezoelectric bimorph.

Die bewegliche Wandung 29 wird somit durch die Ausbiegung des piezoelektrischen Bimorph 25, der einstückig in der Ausführungsform nach Fig. 1 ausgebildet ist und der sich als Funktion von an die Elektroden angelegten Steuerspannung auslenkt, verschoben oder eingestellt. Spannungen aus einer Wechselspannungsquelle können den Elektroden aufgegeben werden, damit der ringförmige Quarz sich nach vorne und hinten ausbiegt, damit die wirksame Größe des Resonanzausgangshohlraumes 17 vergrößert oder verkleinert wird. Da die Frequenzen, bei denen die Magnetronröhre oszilliert, normalerweise sehr hoch sind, reicht die geringe Verschiebung der Wandung 29 aus, um die Größe des Hohlraumes in bezug auf die Wellenlänge dieser Mikrowellenfrequenz wesentlich zu verändern.The movable wall 29 is thus by the bending of the piezoelectric bimorph 25, the is formed in one piece in the embodiment of FIG. 1 and which extends as a function of to the electrodes applied control voltage deflects, shifted or adjusted. Voltages from an alternating voltage source The electrodes can be applied to allow the ring-shaped quartz to move forward and backward flexes so that the effective size of the resonance output cavity 17 is increased or decreased. Since the frequencies at which the magnetron tube oscillates are usually very high, this is sufficient slight displacement of the wall 29 to the size of the cavity with respect to the wavelength to change this microwave frequency significantly.

Andererseits kann eine Kippspannung nur zwischen die mittlere Elektrode 28 und eine der äußeren stromleitenden Schichten, z. B. die Elektrode 29, angelegt werden. Diese Spannung bewirkt, daß der Bimorph 25 nach vorwärts und rückwärts sich weniger stark ausdehnt als bei der vorbeschriebenen Anlegung einer Spannung an die äußeren Elektroden, um die verschiebbare Wandung 29 zu bewegen, und somit die Größe und die Resonanzfrequenz des Mikrowellenhohlraumes zu verändern. Die zweite piezoelektrische Schicht spricht auf das Auslenken an, das durch die erste piezoelektrische Schicht aufgrund der Erzeugung einer Spannung bewirkt wird, die an der mittleren Elektrode 28 und der anderen der äußeren Elektroden, z. B. der Elektrode 30. auftritt, wobei die auf diese Weise erzeugte Spannung in der Größe den Betrag der Auslenkung proportional ist. Deshalb zeigt diese erzeugte Spannung die Frequenz an, auf die der Mikrowcllenhohlraum oder der Resonanzausgangshohlraum 17 einer Magnetronröhre abgestimmt ist, und ist somit eine Nachlaufspannung. Ferner induzieren Beanspruchungen, die in dem piezoelektrischen Material aufgrund von Vibrationen oder Stoßen erzeugt worden sind, eine dieser Spannung proportionale Wandlerausgangsspannung. Somit ergibt sich ein sehr exaktes Nachlaufsignal. Die Verbindung der Elektroden mit einer entsprechenden Einrichtung, die auf Nachlaufspannung anspricht, läßt sich dann vornehmen.On the other hand, a breakover voltage can only between the middle electrode 28 and one of the outer conductive layers, e.g. B. the electrode 29, are applied. This tension causes the Bimorph 25 expands less forwards and backwards than with the previously described application a voltage to the outer electrodes to move the sliding wall 29, and thus the Change the size and resonance frequency of the microwave cavity. The second piezoelectric Layer responds to the deflection caused by the first piezoelectric layer due to the generation of a Voltage is caused to be applied to the central electrode 28 and the other of the outer electrodes, e.g. B. the Electrode 30. occurs, the voltage generated in this way in magnitude being the magnitude of the Deflection is proportional. Therefore, this generated voltage indicates the frequency to which the Microwave cavity or the resonance output cavity 17 of a magnetron tube is tuned, and is therefore a lag voltage. It also induces stresses in the piezoelectric material due to vibration or shock, a voltage proportional to this voltage Converter output voltage. This results in a very precise follow-up signal. The connection of the electrodes with an appropriate device that responds to lag voltage, can then be done.

%% ff

ringförmige piezoelektrische Bimorph 25 einschließlich einer ersten piezoelektrischen Schicht 26 und einer zweiten piezoelektrischen Schicht 27. die zwischen den drei stromleitendcn Elektroden 28, 29 und 30 angeordnet sind, ähnlich wie bei Fig. 1 in einer ringförmigen Kammer innerhalb des ersten becherförmigen Gehäuseteilcs 1 befestigt, das den Resonanzausgangshohlraum 17 in dem Raum zwischen der zylindrischen Anode 13 und der zylindrischen Wandungsfläche 3 begrenzt. Die äußere stromleitcnde Schicht 29 bildet zusätzlich zu ihrer Funktion als Elektrode des Bimorph 25 die bewegliche Wandung des toroidförmigen Resonanzausgangshohlraumes 17.annular piezoelectric bimorph 25 including a first piezoelectric layer 26 and a second piezoelectric layer 27. which is arranged between the three electrically conductive electrodes 28, 29 and 30 are, similar to Fig. 1, in an annular shape Chamber fixed within the first cup-shaped housing part 1, which the resonance output cavity 17 limited in the space between the cylindrical anode 13 and the cylindrical wall surface 3. the outer conductive layer 29 forms in addition to its function as the electrode of the bimorph 25 movable wall of the toroidal resonance output cavity 17.

Ein rohrförmiges Tragbauteil 40 ist mit einem umgebogenen Lippenteil um eines seiner Enden herum versehen. Dieses rohrförmige Tragbauteil ist mit seinem anderen geraden Ende an einem Rand 41 abgedichtet, der den Polstückflansch 10 umgibt, sitzt mit Reibwirkung auf und ist in seiner Stellung verlötet, öffnungen durch den äußeren Rand des Bimorph 25 und den Lippenteil des Trägers 40 nehmen Schrauben 42 auf, die den Bimorph mit dem rohrförmigen Trägerbauteil 40 befestigen. Andere Öffnungen durch den Bimorph 25 und den Träger 40 sind zur Verbindung von elektrischen Leitungen mit den Elektroden des Bimorph vorgesehen. Eine Isolierhülse 43 erstreckt sich durch eine derartige öffnung und es ist ein Leiter 44 kleineren Durchmessers hindurchgeführt und mit einem Kupplungsbauteil 45 verlötet, so daß ein stromleitender Kontakt mit der beweglichen Wandung des Resonanzausgangshohlraumes entsteht, die die äußere stromleitende Schicht 29 des Bimorph 25 ist. Ein nicht sichtbarer gleicher eltktrischer Leiter ist mit der inneren, d. h. mittleren stromleitenden Schicht oder Elektrode 28 des Bimorph verbunden. Der elektrische Leiter 44 ist mit einem elektrischen Leiter 47 größeren Durchmessers verbunden. Der Leiter 47 verläuft nach außen durch eine Glasperle 32, die in einer Öffnung im Magnetrongehäuse durch ein Tragbauteil 33 abgestützt ist. Die Glasperle 32 isoliert den elektrischen Leiter gegenüber den Gehäusewandungen und ergibt eine Abdichtung, um einen Vakuumverlust innerhalb der Magnetrons zu verhindern.A tubular support member 40 is provided with a bent lip portion around one of its ends Mistake. This tubular supporting component is sealed with its other straight end at an edge 41, which surrounds the pole piece flange 10, sits with a frictional effect and is soldered in its position, openings through the outer edge of the bimorph 25 and the lip portion of the bracket 40 take screws 42 that attach the bimorph to the tubular support component 40. Other openings through the bimorph 25 and the carrier 40 are provided for connecting electrical lines to the electrodes of the bimorph. An insulating sleeve 43 extends through such an opening and it is a conductor 44 of smaller diameter passed through and soldered to a coupling member 45, so that a conductive contact with the movable wall of the resonance output cavity arises, which forms the outer current-conducting layer 29 of the bimorph is 25. A similar electrical conductor, which is not visible, is connected to the inner, i.e. H. middle conductive layer or electrode 28 of the bimorph. The electrical conductor 44 is with a electrical conductor 47 of larger diameter connected. The conductor 47 extends outward through a Glass bead 32 which is supported in an opening in the magnetron housing by a support component 33. The glass bead 32 insulates the electrical conductor from the housing walls and provides a seal to to prevent vacuum loss within the magnetrons.

Eine dritte elektrische Verbindung ist zur Elektrode 30 über das Magnetrongehäuse hergestellt, das ständig mit elektrischer Erde verbunden ist. Eine derartige Verbindung erstreckt sich von der Elektrode 30 über das rohrförmige Tragbauteil 40. das Kontakt mit der Elektrode ergibt, den Rand 41 und den Flansch 10 zu denA third electrical connection is made to electrode 30 via the magnetron housing, which is continuously is connected to electrical earth. Such a connection extends from electrode 30 across the tubular support member 40. which makes contact with the electrode, the edge 41 and the flange 10 to the

Geliäusewandiingcn des Magnetrons.Wall walls of the magnetron.

Der ringförmige Bimorph 25 des in Fi g. 2 gezeigten Ausführiingsbeispiels ist in seiner Stellung längs des äußeren Randes starr angeordnet und kann deshalb in Abhängigkeit von der Einwirkung einer Steuerung, wie z. B. von Kippspannungen über die Elektroden frei auslenken, wobei der innere Rand bei dieser Ausführungsform dij Stelle ist, an der eine maximale Verschiebung aufgrund der Auslenkung auftritt. Bei der Ausführungsform nach Fig. I tritt eine maximale Verschiebung längs des inneren Randes auf. In beiden Fällen bewirkt eine Auslenkung, daß die Größe des Rcsonanzausgangshohlraumes 17 verkürzt oder verlängert wird. Fine solche Stellung der Auslenkung ist in F i g. 2 durch die gestrichelte UmriUiinic 46 angedeutet.The ring-shaped bimorph 25 of the in Fi g. 2 shown The exemplary embodiment is in its position along the outer edge rigidly arranged and can therefore depending on the action of a control, such as z. B. deflect freely from breakover voltages over the electrodes, the inner edge in this embodiment dij is the point at which a maximum displacement occurs due to the deflection. In the Embodiment according to FIG. I, a maximum displacement occurs along the inner edge. In both In some cases, a deflection causes the size of the resonance output cavity 17 to be shortened or lengthened will. Such a position of the deflection is shown in FIG. 2 indicated by the dashed outline 46.

Hie F i g. i zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der piezoelektrische Bimorph 25 mit einer räumlich getrennten beweglichen Wandung gekoppelt ist. die die Abstimmvorrichtung bildet, welche von dem Bimorph betätigt wird. Der ringförmige piezoelektrische Bimorph 25, der als Betätigungsvorrichtung für eine bewegliche Anordnung arbeitet, besteht aus einer ersten und einer zweiten Schicht 26 und 27 aus piezoelektrischem Material, z. B. Bariumtitanat, einer mittleren stromleitenden Schicht bzw. Elektrode 28 und zwei äußeren stromleitenden Schichten bzw. Elektroden 29 und 30, die insgesamt eine einstückige flexible, dünnwandige, geschichtete Anordnung bilden. Die Dimensionen der geschichteten Anordnung sind aus Gründen der besseren Darstellung übertrieben gezeichnet, und dies gilt auch für die F i g. I und 2. Die piezoelektrische Anordnung ist innerhalb der Kammer angeordnei, die zwischen dem Polstückflansch 10 und den Wandungen des ersten becherförmigen Gehäuseteiles 1 des Magnetrons gebildet ist.Here F i g. i shows an embodiment of the invention in which the piezoelectric bimorph 25 is coupled to a spatially separated movable wall. which forms the tuning device which is operated by the bimorph. The annular piezoelectric bimorph 25, which acts as an actuator for a movable assembly, consists of first and second layers 26 and 27 of piezoelectric material, e.g. B. barium titanate, a middle electrically conductive layer or electrode 28 and two outer electrically conductive layers or electrodes 29 and 30, which together form a one-piece, flexible, thin-walled, layered arrangement. The dimensions of the layered arrangement are exaggerated for the sake of clarity, and this also applies to FIG. I and 2. The piezoelectric arrangement is arranged within the chamber which is formed between the pole piece flange 10 and the walls of the first cup-shaped housing part 1 of the magnetron.

Die bewegliche Wandung 54 des Hohlraumes 17, die ein Gebilde darstellt, das mit dem Bimorph gekoppelt, jedoch von ihm getrennt ist, besteht aus einem dünnen metallischen Bauteil ringförmiger Gestalt, das von dem Bimorph im Abstand angeordnet und von ihm durch einen ringförmigen Lippenteil 55 aufgenommen wird, der den Raum zwischen der beweglichen Wandung 54 und dem Bimorph 25 begrenzt. Dieser Lippenteil 55 besteht aus einem umgebogenen Teil, der räumlich einstückig mit der beweglichen Wandung 54 hergestellt ist. Eine kleine kreisförmige Nut 56 verläuft um die Biegung oder Verbindung dieses Lippenteiles mit der beweglichen Wandung, um die Gegenwirkung gegen das Ausbiegen des Bimorph 25 zu vermindern.The movable wall 54 of the cavity 17, which represents a structure that is coupled to the bimorph, but is separated from it, consists of a thin metallic component of annular shape, which is from the Bimorph spaced and received from it by an annular lip portion 55, which delimits the space between the movable wall 54 and the bimorph 25. This lip part 55 consists of a bent part which is made spatially in one piece with the movable wall 54 is. A small circular groove 56 runs around the bend or connection of this lip portion with the movable wall in order to reduce the counteraction against the bending of the bimorph 25.

In F i g. 3 ist eine stationäre, ringförmige Trägerplatte 50 mit dem Flanschteil 10 des Polstückes 9 durch ein rohrförmiges Trägerbauteil 51 befestigt, das in einer kreisförmigen Nut 52 im Flanschteil 10 befestigt ist. Das rohrförmige Trägerbauteil 51 ist mit dem inneren Rand der Trägerplatte 50 durch eine Anzahl von Schrauben 53 verbunden, die in gleichem Abstand um den inneren Rand versetzt sind. Der ringförmige piezoelektrische Bimorph 25 ist längs des inneren Randes mit der Trägerplatte 50 befestigt, z. B. mit Hilfe der gleichen Schrauben 53, die die Platte 50 mit dem rohrförmigen Träger 51 befestigen. Die Schrauben 53 sind in entsprechender Weise gegen die Elektroden 28, 29 und 30 der Bimorphbetätigungsvorrichtung 25 isoliert, wie in Verbindung mit Fi g. 1 beschrieben. Die Platte 50 ist konvex ausgespart, so daß ein bestimmter Abs'andsraum zwischen dem äußeren, d. h. Umfangsrandteil des piezoelektrischen Bimorph 25 und der Platte 50 entsteht, so daß ein Auslenken des piezoelektrischen Bimorph möglich ist.In Fig. 3 is a stationary, annular support plate 50 attached to the flange part 10 of the pole piece 9 by a tubular support member 51, which is in a circular groove 52 is fixed in the flange part 10. The tubular support member 51 is with the inner edge of the support plate 50 connected by a number of screws 53, which are equidistant around the inner Edge are offset. The annular piezoelectric bimorph 25 is along the inner edge with the Support plate 50 attached, e.g. B. with the help of the same screws 53 that the plate 50 with the tubular Fasten carrier 51. The screws 53 are in a corresponding manner against the electrodes 28, 29 and 30 of the bimorph actuator 25 is isolated as described in connection with FIG. 1 described. The plate 50 is convex recessed, so that a certain remote area between the outer, d. H. Peripheral edge part of the piezoelectric bimorph 25 and the plate 50 arises so that a deflection of the piezoelectric bimorph is possible.

Eine clcktrisv hc Leitung 57 ist mit der Elektrode 30 verlötet. Die Leitung 57 ist mil einer stärkeren elektrischen Leitung 58 verbunden, die durch einen Durchtrittsweg im Polstückflansch 10 und durch einen Durchtrittsweg in einer Wandung des zweiten, becherförmigen Gehäuseteiles 5 bis außerhalb des Gehäuses verläuft. Die Leitung 58 wird in der Gehäusewandung durch eine Glasperle 36 aufgenommen, die die Leitung 58 isoliert, während Luft am Eintritt in das evakuierte Magnelrongehäuse gehindert wird. Die Glasperle 36 wird durch ein sich erweiterndes Rohr 37, das mit der Gehäusewandung abgedichtet ist, abgestützt.A clcktrisv hc lead 57 is connected to the electrode 30 soldered. The line 57 is connected to a stronger electrical line 58, which is carried by a Passage path in the pole piece flange 10 and through a passage path in a wall of the second, cup-shaped Housing part 5 extends to outside of the housing. The line 58 is in the housing wall received by a glass bead 36 which isolates line 58 while evacuating air entering it Magnelron housing is prevented. The glass bead 36 is through a widening tube 37, which with the Housing wall is sealed, supported.

Eine zweite elektrische Leitung 59 ist mit der mittleren Elektrode 28 des piezoelektrischen Bimorph 25 verlötet. Ein Teil des piezoelektrischen Belags 26 und der äußeren Elektrode 30 ist ausgespart, damit ine elektrische Leitung 59 Zugang zur mittleren Elektrode 28 erhält. Andererseits ist die elektrische Leitung 59 mit einer elektrischen Leitung 60 größeren Durchmessers in Reihe mit einer stromlcitenden Spiralfeder 61 geschaltet. Die Spiralfeder 61 schließt eine elektrische Verbindung zu der Elektrode, ohne daß eine ins Gewichts fallende mechanische Beeinflussung auf die Ausbiegung oder Auslenkung des Bimorph auftritt. Die elektrische Leitung 60 erstreckt sich durch ci"pii Durchtrittsweg in dem Polstückflanschteil 10 sowie durch einen Durchlritisweg in einer Wandung des zweiten, becherförmigen Gehäuseteiles 5. Eine Glasperle 32 isoliert die elektrische Leitung 60 gegen das Gehäuse und hält das Vakuum innerhalb des Magnetrongehäuses aufrecht. Die Glasperle 32 wird durch den rohrförmigen Träger 33 aufgenommen, der mit der Gehäusewandung abgedichtet ist.A second electrical line 59 is with the middle electrode 28 of the piezoelectric bimorph 25 soldered. Part of the piezoelectric pad 26 and the outer electrode 30 is cut out so that an electrical line 59 has access to the central electrode 28 receives. On the other hand, the electrical line 59 is provided with an electrical line 60 of larger diameter Series connected with a currentlcitenden spiral spring 61. The coil spring 61 includes an electrical Connection to the electrode without any significant mechanical influence on the Deflection or deflection of the bimorph occurs. The electrical lead 60 extends through ci "pii Passage path in the Polstückflanschteil 10 and through a Durchlritisweg in a wall of the second, cup-shaped housing part 5. A glass bead 32 insulates the electrical line 60 from the Housing and maintains the vacuum inside the magnetron housing. The glass bead 32 is through the tubular support 33 added, which is sealed with the housing wall.

Eine dritte elektrische Leitung, deren Aufbau identisch mit dem der elektrischen Leitungen 59 und 60 ist, ist hinter einer der Leitungen 59 oder 60 in der Schnittansicht nach Fig. 3 verdeckt. Diese nicht dargestellte Leitung ergibt eine elektrische Verbindung von der Außenseite des Gehäuses zur Elektrode 29 des piezoelektrischen Bimorph 25.A third electrical line, the structure of which is identical to that of electrical lines 59 and 60 is hidden behind one of the lines 59 or 60 in the sectional view of FIG. Not this one The line shown provides an electrical connection from the outside of the housing to the electrode 29 of the piezoelectric bimorph 25.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel der piezoelektrische Bimorph 25 sich am äußeren Rand frei auslenken kann, wird die größtmögliche Bewegung erreicht. Diese Bewegung wird mechanisch mit der verschiebbaren Wandung 54 durch den Lippenteil 55 gekoppelt, der bewirkt, daß die gesamte Wandung 54 als Einheit über die größtmögliche Entfernung verschoben wird. Die Wirkungsweise ist entsprechend der des Ausführungsbeispielsnach Fig. I.Since, in this exemplary embodiment, the piezoelectric bimorph 25 can be freely deflected at the outer edge the greatest possible movement is achieved. This movement is mechanical with the sliding one Wall 54 coupled by the lip portion 55, which causes the entire wall 54 to go over as a unit the greatest possible distance is moved. The mode of operation is similar to that of the exemplary embodiment Fig. I.

Fig.4 zeigt ein abstimmbares Magnetron in einer anderen Ausführungsform gemäß vorliegender Erfindung. Soweit die Elemente denen nach Fig.3 entsprechen, sind sie mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Konstruktion des ringförmigen, piezoelektrischen Bimorph 25, der zur Einstellung einer ringförmigen, verschiebbaren Wandung 54 verwendet wird, und der den Resonanzausgangshohlraum 17 abschließt bzw. definiert sowie eine Abstimmvorrichtung für das Magnetron bildet, ist identisch mit der nach F i g. 3- Deshalb wird insoweit auf die Beschreibung der F i g. 3 verwiesen.Fig.4 shows a tunable magnetron in one another embodiment according to the present invention. As far as the elements according to Fig.3 correspond, they are denoted by the same reference numerals. The construction of the ring-shaped, piezoelectric Bimorph 25, which is used to adjust an annular, displaceable wall 54 and which closes or defines the resonance output cavity 17 and a tuning device for the magnetron is identical to that according to FIG. 3- Therefore, in this respect, reference is made to the description of the F i g. 3 referenced.

Der ringförmige, piezoelektrische Bimorph ist längs des inneren Randes mit einer beweglichen Hülse 150 über zwei Klemmbauteile 151 und 152 befestigt, die an der Hülse 550 angebracht sind, während der äußere Rand des piezoelektrischen Bimorph sich frei auslenken kann. Die bewegliche Hülse 150 ist mit einem BindegliedThe annular piezoelectric bimorph is provided with a movable sleeve 150 along the inner edge attached via two clamping members 151 and 152 attached to the sleeve 550, while the outer Edge of the piezoelectric bimorph can deflect freely. The movable sleeve 150 is with a link

153 verbunden, das scincrseifi mit einem Stab 154 in Verbindung steht, welcher sich durch eine Öffnung im Flanschtul 10 des Polstückes 9 erstreckt. Der Stab 154 ist mit einem weiteren Bindeglied 155 verbunden. Eine zylindrische Wandung 156 ist mit dem Polstixkflansch 10 und dem Abdichtring 6 dicht verbunden und bildet eine Kammer aus. Eine scheibenförmige Endwandung 157 ist mit der zylindrischen Wandung 156 über eine dünne Metallmembran 158 und am anderen Ende mit einer Nut in der zylindrischen Wandung 156 befestigt. Dies ermöglicht, daß die Endwandiing 157 sich relativ zur zylindrischen Wandung 156 verschiebt. Ein Kolben oder Stab 159 ist mit dem Bindeglied 155 verbunden und paßt in eine kreisförmige Nut am Bindeglied 155. Ein zylindrischei hohler Stab 160 ist /wischen der Endwandung 157 und dem Bindeglied 155 angeschlossen und in eine kreisförmige Nut eingesetzt. Der Kolben 159 erstreckt sich durch die Endwandung 157 und ist mit einem an sich bekannten mechanischen oder elektromechanischen Betätigungsmechanismus für die Abstimmeinrichtun[. oder einer Kolbeneinstellvorrichumg, wie sie symbolisch durch das Rechteck 161 angedeutet ist. verbunden; diese Einstellvorrichtung ist außerhalb des Magnelrongehäuses angeordnet.153 connected to the scincrseifi with a rod 154 in Connection is, which extends through an opening in the flange 10 of the pole piece 9. The staff 154 is connected to a further link 155. A cylindrical wall 156 is with the Polstixkflansch 10 and the sealing ring 6 tightly connected and forms a chamber. A disc-shaped end wall 157 is connected to the cylindrical wall 156 via a thin metal membrane 158 and at the other end with attached to a groove in the cylindrical wall 156. This allows the end wall 157 to move relatively to the cylindrical wall 156 moves. A piston or rod 159 is connected to the link 155 and fits into a circular groove on link 155. A cylindrical hollow rod 160 is wiped between the End wall 157 and link 155 connected and inserted into a circular groove. The piston 159 extends through the end wall 157 and is mechanical or electromechanical in a manner known per se Operating mechanism for the voting device [. or a piston adjustment device, such as it is indicated symbolically by the rectangle 161. tied together; this adjustment device is outside the Magnelron housing arranged.

Die Membran 158 ermöglicht aufgrund eines ziehharmonikaarligen Zusammenziehens und Ausdehnens eine Kopplung der Antriebskraft aus der Einstellvorrichtung 161 über den Stab 159 zu den Bindeglied- und .Stabelementen, die vorstehend beschrieben wurden und die im evakuierten Inneren des Magnetrons angeordnet sind.The diaphragm 158 allows for an accordion-like contraction and expansion a coupling of the driving force from the adjustment device 161 via the rod 159 to the Link and bar elements described above and which are arranged in the evacuated interior of the magnetron.

Äußere Steuer- oder Kippspanniiiigen werden an die Elektroden des Bimorph 25 über elektrische Leitungen angelegt, die vom Inneren des Magnetrongehäuses nach außen verlaufen. Eine elektrische Leitung 162 ist mit dem mittleren Stromleiter oder der Elektrode 38 des piezoelektrischen Bimorph 25 verlötet. Diese Leitung erstreckt sich durch einen Isolator 163 innerhalb der Öffnung durch den Flanschteil 10 zu einer Stelle außerhalb des Magnetrongehäuses. Ein Isolator 164 ist innerhalb einer Öffnung, die sich durch die zylindrische Seitenwandung 156 erstreckt, durch einen rohrförmigen Träger 165 abgestützt. Eine elektrische Leitung 166 größeren Durchmessers als der der Leitung 162 erstreckt sich durch den Isolator 164 nach außen in das Innere des Gehäuses und ist mit der Leitung 162 verbunden. Eine .stromleitende, spiralförmige Feder 167 ist in Reihe mit der Leitung 162 geschallet, so daß die Leitung mit der Bewegung der Abstimmeinrichtung nachgeben kann, wodurch die elektrische Leitung daran gehindert wird, daß der Bewegung des piezoelektrischen Bimorph 25 in merklicher Weise entgegengewirkt wird. Eine zweite elektrische Leitung, die in der Schnittansicht nach Fig. 5 nicht sichtbar ist, ist in ähnlicher Weise mit dem äußeren stromleitenden Belag oder der Elektrode 30 des piezoelektrischen Bimorph 25 gekoppelt; sie erstreckt sich durch das Magnetrongehäuse in der gleichen Weise wie die elektrischen Leitungen 162 und 166. Diese zweite elektrische Leitung ist unmittelbar hinter den dargestellten elektrischen Leitungen angeordnet und ist ähnlich aufgebaut, im Schnitt nach F i g. 5 jedoch nicht sichtbar. Der dritte stromleitende Belag oder die Elektrode 29 der Bimorphabslimmeinrichtung ist elektrisch mit dem stromlcitendcn Magnetrongehäuse durch den stromleitenden Klemmring 152, die Hülse 150. das stromleitende Bindeglied 153, über den Stab 154 das Bindeglied 155. den Stab 160, die Wandung 157, die Membran 158 /Li stromleitenden Wandung 156 des Magnetrongehäuses geerdet. Dies stellt einen dritten stromleitenden Pfad ilar. der anstelle einer dritten elektrischen Leitung verwendet wird.External control or tilting clamps are attached to the Electrodes of the bimorph 25 are applied via electrical lines leading from the inside of the magnetron housing run outside. An electrical lead 162 is connected to the center conductor or electrode 38 of the piezoelectric bimorph 25 soldered. This line extends through an insulator 163 within the Opening through the flange part 10 to a location outside the magnetron housing. An isolator 164 is within an opening extending through the cylindrical side wall 156 through a tubular Support 165 supported. An electrical lead 166 of larger diameter than that of lead 162 extends outwardly through insulator 164 into the interior of the housing and is connected to conduit 162 tied together. A .stromleitenden, spiral-shaped spring 167 is sounded in series with the line 162, so that the Line can give way with the movement of the tuner, causing the electrical line to attach the movement of the piezoelectric bimorph 25 is prevented from being significantly counteracted will. A second electrical line, which is not visible in the sectional view according to FIG. 5, is shown in FIG similarly with the external conductive coating or the electrode 30 of the piezoelectric bimorph 25 coupled; it extends through the magnetron housing in the same way as the electrical ones Lines 162 and 166. This second electrical line is immediately behind the illustrated electrical Lines are arranged and have a similar structure, in the section according to FIG. 5 but not visible. The third conductive coating or the electrode 29 of the bimorph skimming device is electrically connected to the Stromlcitendcn magnetron housing through the electrically conductive Clamping ring 152, the sleeve 150, the conductive link 153, the link 155 via the rod 154. the rod 160, the wall 157, the membrane 158 / Li current-conducting wall 156 of the magnetron housing grounded. This creates a third conductive path ilar. instead of a third electrical line is used.

Der äußere Einstell- oder Abslimmechanismus 161The external adjustment or trim mechanism 161

ι* wird zur Einstellung der Anfangslage des piezoelektrischen Bimorph 25 und damit der verschiebbaren I lohlraumwandiing 54 verwendet. Somit wird er zur Einstellung der Anfangsresoiian/frcquenz des Resonaii/ausgangshohlraiimes 17 verwendet. Der niiviu'k'kirische Bimorph 25. der mit der verschiebbaren Wandung 54 in der gleichen Weise wie in Verbindung mit F i g. 3 beschrieben gekoppelt ist, ergibt eine zusätzliche Verschiebung der beweglichen Wandung, wie sie zur Änderung der Resonanzfrequenz des Hohlraumes 17 erwünscht ist. Ferner kann die Anordnung 25 eine periodische Kippbewegung der Wandung 54 mit einer sehr hohen Geschwindigkeit ergeben, damit der Hohlraum 17 über einen Bereich von Frequenzen um die Anfangsfrequen/ rasch abgestimmt oder gewobbslt werden kann. Andererseits kann der äußere Einstell- oder Abstimmechanismus 151 verwendet werden, um eine hin- und hergehende Bewegung des Stabes 159 /u verursachen, damit eine periodische Ablenkbewegung der Hohlraum» andiing 54 zur Ab-Stimmung des Kcsonan/ausgangshnhlraumcs 17 über einen vorbestimmten /weiten Frequenzbereich bei Wobbeigeschwindigkeiten er/ielt wird, die niedrig im Vergleich zu den Wobbeigeschwindigkeiten sind, welche durch den piezoelektrischen Bimorph 25ι * is used to set the initial position of the piezoelectric bimorph 25 and thus the displaceable I lohlraumwandiing 54. It is thus used to set the initial resonance / frequency of the resonance / output cavity area 17. The Niiviu'k'kir bimorph 25. which has the displaceable wall 54 in the same way as in connection with FIG. 3 is coupled as described, results in an additional displacement of the movable wall, as is desired for changing the resonance frequency of the cavity 17. Furthermore, the assembly 25 can provide a periodic tilting movement of the wall 54 at a very high speed so that the cavity 17 can be quickly tuned or wobbled over a range of frequencies around the initial frequencies. On the other hand, the external adjustment or tuning mechanism 151 can be used to cause a reciprocating movement of the rod 159 / u to cause a periodic deflection of the cavity andiing 54 to tune the output cavity 17 over a predetermined / wide frequency range is obtained at wobble speeds that are low compared to the wobble speeds achieved by the piezoelectric bimorph 25

•to entstehen, während der Bimorph gleichzeitig die I lohlraumwandiing mit einer höheren Wobbeigeschwindigkeit über einen engeren Bereich hin- und herbewegt. Somit wird eine sehr hohe Wobbeigeschwindigkeit für die Abstimmung oder das ,»Zittern« über einen schmalen Frequenzbereich einer niedrigeren Wobbeigeschwindigkeit für die Abstimmung über einen weiteren Frequenzbereich überlagert.• to arise while the bimorph is simultaneously the I lohlraumwandiing with a higher wobble speed over a narrower area back and forth moved here. This results in a very high wobble speed for tuning or for "trembling" over a narrow frequency range of a lower sweep speed for tuning over one superimposed on another frequency range.

Während das abstimmbare Magnetron nach F ι g.-4 die Konstruktion der piezoelektrischen Abstimmeinrichtung nach F i g. 3 zeigt, können Aiisführungsfornien.While the tunable magnetron according to FIG the construction of the piezoelectric tuning device according to FIG. 3 shows, guide shapes can be used.

wie sie z.B. in den F i g. 1 und 2 dargestellt sind, in ähnlicher Weise so abgeändert werden, daß sie von der I lülse 150 aufgenommen werden.as shown e.g. in Figs. 1 and 2 are shown in similarly modified to be different from the I sleeve 150 can be added.

Ferner können beliebige äußere Stößeleinstellmechanismen oder Abstimmvorrichtungen verwendet werden, um den piezoelektrischen Bimorph 25 und die bewegliche Wandung 54. die die Abstimmeinrichtung bildet, aufzunehmen.Furthermore, any external slide adjustment mechanisms or tuning devices are used to tune the piezoelectric bimorph 25 and the movable wall 54. which forms the tuning device.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

1 claims:

1. Cavity resonator, whose resonance frequency with the help of the electrical dimensions of the Cavity resonator determining, movable, electrically conductive wall part changeable is that by a piezoelectric transducer arranged entirely within the cavity is displaceable depending on an externally supplied electrical control voltage, thereby characterized in that when used as an output cavity resonator of a coaxial Magnetron tube the piezoelectric transducer is a bimorph cell (25) that has the shape of a annular disc with an inner and an outer edge and along only one of its Edges is held by a stationary or externally displaceable support (22; 40).

2. Cavity resonator according to claim 1, characterized in that the movable wall part is formed by one of the electrodes (29) of the bimorph cell (25).

3. Cavity resonator according to claim 1, characterized in that the other edge for displacement of the movable wall part (54) is used.

4. Cavity resonator, in which the disc along only one of its edges by one of externally displaceable carrier is supported, according to claim 1, characterized in that the adjusting device consists of a sleeve (150) supporting an edge of the disc Jo.