DE1807130A1

DE1807130A1 - Hohlraumresonator

Info

Publication number: DE1807130A1
Application number: DE19681807130
Authority: DE
Inventors: Halverson Steven Lane
Original assignee: US Atomic Energy Commission (AEC)
Current assignee: US Atomic Energy Commission (AEC)
Priority date: 1967-11-07
Filing date: 1968-11-05
Publication date: 1969-07-10
Also published as: FR1590494A; GB1188912A; US3525953A

Description

ALEXANDER R. HERZFELD 6 Frankfurt a.m. wffeg Q 7 1 3 Q RECHTSANWALT .ophieh.t.as.e β»

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Anmelder: United States Atomic Energy Commission Washington D. C₁ USA

Hohlraumresonator

Die Erfindung betrifft einen Hohlraumresonator mit veränderlicher Resonanzfrequenz ·

Hohlraumresonatoren werden oft als Schwingungsfrei se anstelle von Schaltungen mit einer Induktion und Kapazität eingesetzt, da sie insbesondere im Mikrowellenbereich einen weitaus höheren Leistungsgrad besitzen. Die erforderliche Veränderung der Resonanzfrequenz erfolgt dabei durch Veränderung der Abmessungen oder Form des Hohlraums. Da dieser oft schwer zugänglich ist, bereitet die erforderliche Anpassung erhebliche Schwierigkeiten und ist öehr zeitraubend.

Aufgabe der Erfindung ist eine schneller«, einfachere und fernsteuerbare Einstellung eines Hohlraumresonators.

Die Aufgabe wird durch Mittel zur Erzeugung und Kopplung mit dem Hohlraum eines in seiner Frequenz veränderlichen und damit die Resonanzfrequenz des Hohlraums beeinflussenden Signals gelöst.

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KONTEMi GIROKONTO 480/6883 DEUTSCHE BANK A. G. FRANKFURT A.M. · POSTSCHECK FlANKFUIT A. M. 64 S 68

Die Erfindung sei anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Qe Figuren 1 und 3 zeigen günstige Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Änderung der Resonanzfrequenz eines Hohlraumresonators in schematischer Darstellung, und die Figur 2 zeigt eine graphische Darstellung der Erregerfrequenz (y-Achse) und Empfängsfrequenz (x-Achse) eines mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ausgestatteten Hohlraumresonators .

In dem Hohlraum 10 sind die mit der Antenne 16 bzw. dem Detektor 18 verbundenen Kopplungsschleifen 12 und 14 angeordnet. Diese Anordnung ist bekannt. Erfindungsgemäss wird nun eine weitere Kopplungsschleife 20 vorgesehen, die über das Koachsialkabel 24 mit einem Signalgenerator, z. B. dem Klystron 22 verbunden ist. Am Koachsialkabel liegt ferner mit doppelten Stichen bzw. Anschlüssen eine Breitbandabstimmvorrichtung Schliesslich ist an den Hohlraum noch dne Vakuumpumpe 28 angeschlossen.

Der Hohlraum wird zunächst mit der Vakuumpumpe 28 teilweise ausgepumpt. Durch Erregung des Klystrons 22 wird sodann ein Signal bestimmter Frequenz in den Hohlraum gegeben, und zur Gewährleistung geringsten Leistungsverlustes mit dem Abstimmer 26 die Impedanz von Klystron 22 und Hohlraum 10 einander angepasst. Dabei wird die Leistungsabgabe des Klystrons 22 so ein» gestellt, dass das im Hohlraum verbliebene restliche Gas

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ionisiert wird» Dies ermöglicht die Änderung der Resonanzfrequenz im Hohlraum 10 durch Frequenzänderung des vom Klystron 22 erzeugten Signals. Nach Änderung der Resonanzfrequenz können dann bestimmte Frequenzen durch den Detektor 18 über die Antenne 16 empfangen werden.

Bei Durchführung der Erfindung kann das Klystron 22 eine andere Frequenzart verwenden als der Detektor 18. So kann z. B. das Klystron 22 mit magnetischen Querschwingungen zur Abstimmung des Hohlraums, der Empfang der Signale durch den Detektor 18 dagegen als elektrische Querschwingungen erfolgen. Dadurch kann eine elektrische Isolierung von Kopplungsschleife 20 und den Signalempfängerkopplungsschleifen 12 und 14 von 40 db und mehr erreicht werden, insbesondere wenn auf der Empfängerseite selektive Bandpassfilter verwendet werden. Zur weiteren Erläuterung der Einstellung der Resonanzfrequenz des Hohlraums 10 durch Frequenzänderung des Klystrons 22 zeigt die Figur 2 die Erregerausgangsfrequenz des Klystrons 22 und die vom Detektor 18 empfangenen Frequenzen, bei Verwendung der in der Figur 3 gezeigten Ausgestaltung, die von der in der Figur 1 gezeigten lediglich dadurch abweicht, dass die Antenne 16 durch einen Wobbeisender 50 ersetzt ist und ferner im Hohlraum 10 in der gezeigten Anordnung eine sich über die gesamte Hohlraumlänge erstreckende, aber im Abstand von den Hohlraumseitenwänden angeordnete Glocke 32 vorgesehen ist, die die Herstellung eines Teilvakuums zwar erleichtert, aber sonst für die Erfindung nicht wesentlich ist und daher auch wegfallen kann. Als Bei-

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spiel sei erwähnt, dass bei einer Anordnung der Hohlraum IO einen Durchmesser von 33 cm und eine Länge von 4-2 cm bei einer Kennresonanz von 686,234- Megahertz besass. Der Seitenabstand der Glocke 32 betrug 1,25 cm. Das Teilvakuum in der Glocke schwankte bei verschiedenen Messungen zwischen 0,010 und 0,025 Torr. Die Ausgangsleistung des Klystrons 22 wurde auf den" zur Ionisierung der in der Glocke verbleibenden Luft ausreichenden Höhe von 24- Watt gehalten. Der Betrieb des Klystrons erfolgte in der Querschwingung von TE₁₁₁ und der des Wobbeigenerators 30 mit der magnetischen Querschwingung von

Die Resonanzfrequenz des Hohlraums wurde in der dargestellten Weise verändert und durch den Wobbelgenerator 30 abgegriffen. Die Kurven 34·, 36, 38 und 40 der Figur 2 zeigen die bei einem Teilvakuum von jeweils 0,010, 0,015, 0,020 und 0,025 Torr erhaltenen Werte und beweisen die Abhängigkeit der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators von Jinderungen der Erregerfrequenz des Klystrons 22. So führte z. B. bei einem Teilvakuum von 0,025 Torr eine Frequenzänderung des Klystrons von 625 auf 627 Megahertz (TE₁₁₁) zu einer Änderung der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators von 696 auf 698 Megahertz (

Anstelle von Luft können andere, ionisierbare Gase mit anderen Drücken als den beispielsweise angegebenen treten, insbesondere auch höhere Drücken, da die obigen niedrigen Werte lediglich der Erleichterung der Luftionisierung in der Versuchsanordnung dienten. Die Erfindung gestattet die einfache und schnelle Einstellung der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators, die auch ferngesteuert erfolgen kann. 909828/1061

Claims

Pat entanspräche

1. Vorrichtung zur Änderung der Resonanzfrequenz eines Hohlraumresonator s, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung und Kopplung mit dem Hohlraum eines in seiner Frequenz veränderlichen und damit die Resonanzfrequenz des Hohlraums beeinflussenden Signals.

2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgenerator (22) über ein Koachsialkabel (24) und Mittel zur Impedanzabstimmung von Hohlraum (10) und Generator (22) mit einer in den Hohlraum sich erstreckenden Kopplungsschleife (20) verbunden ist.

3. Vorrichtung gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzabstimmungsmittel aus einem doppelt an das Koachsialkabel angeschlossenen Breitbandabstimmer (26) bestehen.

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