DE1815800B2 - Laufzeitroehre mit hohem kopplungswiderstand - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laufzeitröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem am einen Röhrenende und einer Elektronen-Auffangelektrode am anderen Röhrenende und dazwischen angeordneten rohrförmigen Elektroden, die, einander koaxial gegenüberstehend, zwischen sich einen Spalt für die Wechselwirkung zwischen einem hochfrequenten elektrischen Feld und dem die rohrförmigen Elektroden durchsetzenden Elektronenstrahl bilden.

Bei Laufzeitröhren ist es allgemein bekannt und üblich, zur Vergrößerung der elektrischen Längsfeldstärke in der Wcchselwirkungszonc an den Elektronenstrahldurchtrittsöffnungen der Elektroden des Wechselwirkungsbereichs zylindrische Rohrstücke anzusetzen ^ vgl. beispielsweise die deutsche Patentschrift 1 130 936 und die USA.-Patentschrift 234 426). Durch die örtliche Konzentration dieses Feldstärkcanstiegs in der Spaltmitte wird eine Verbesserung des Spaltfaktors und damit des Kopplungswiderstandes erzielt. Diese Maßnahme ist gleicherweise für die Elcktroncnstrahldurchtrittsöffnungen in den Kammerwänden von Klystrons wie bei Quersteg-Strukturen vor, Verzögerungsleitungen für Wanderfeldröhren von Vorteil.

Durch das Anbringen der zylindrischen Rohrstücke wird jedoch auch der elektrische Streufluß durch die zwischen den Außenflächen der einander gegenüber-Gehenden zylindrischen Rohrstücke verlaufenden Feldlinien vergrößert und damit die kapazitive Belastung der Leitung bzw, des Wechselwirkungsspaltes erhöht..

Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, eine Laufzeitröhre zu schaffen, welche die mit Hilfe der zylindrischen Rohrstücke erzielbaren Feldstärkekonzentration voll zur Geltung bringt, d. h., ohne daß dabei gleichzeitig auch ein erhöhter Streufluß in Kauf genommen werden muß. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Laufzeitröhre der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfindung '. orgeschlagen, daß in den rohrförmigen Elektroden deren Oberfläche verkleinernde Ausnehmungen vorgesehen sind.

Da zur Bündelung des elektrischen Feldes im Wechselwirkungsspalt die einander gegenüberstehenden Stirnkanten der rohrförmigen Elektroden erhalten bleiben sollen, ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die mit Ausnehmungen versehenen rohrförmigen Elektroden Metallringc sind, die längs ihres Umfangs durch parallel zur Elektronenstrahlrichtung sich erstreckende Metallstege verbunden sind. Die elektrischen Feldlinien verlaufen dann im wesentlichen nur zwischen den die einander gegenüberliegenden »durchbrochenen Rohrstücke« begrenzenden Ringen.

Im Falle einer Laufzeitröhre mit Verzögerungsleitung, d. h. insbesondere für Wanderfeldröhren, bei denen die rohrförmigen Elektroden von metallischen Querstegen gehaltert sind, die von der Innenwanduni; eines die rohrförmigen Elektroden koaxial umgebenden rohrförmigen Metallkörpers ausgehen, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß in den Querstegen neben einer oder mehrerer Kopplungsöffnungen Ausnehmungen vorgesehen sind, die so bemessen sind, daß sie kerne wesentliche Kopplung für elektromagnetische Wellen im Betriebsfrequenzbereich bewirken. Diese Maßnahme ist insbesondere für Verzögerungsleitungen mit gekoppelten Resonatoren von Vorteil, bei denen die Querstege mit Kopplungsöffnungen versehene, Resonatorkammern einschließende Querwände bilden. Wird in derartigen Querwänden, die mit einer für eine gute Kopplung im Betriebsfrequenzbereich ausreichenden öffnungen versehen sind, zusätzlich zu dieser Kopplungsöffnung eine Reihe von kleineren Öffnungen in die Querwand eingebracht, so tragen diese, selbst wenn die Summe der Flächen dieser Durchbrechungen gleich oder größer ist als die Kopplungsöffnungen, nur wenig zur Vergrößerung der Kopplung zwischen den einzelnen Resonatorzellen bei. Auf Grund der geringeren Fläche der Querwand wird jedoch die kapazitive Belastung der so aufgebauten Leitung weiter verringert, während gleichzeitig eine die Leitungseigenschaft ebenfalls verbessernde Erhöhung der Induktivität hinzukommt.

An Hand des in den Figuren der Zeichnung sehe matisch dargestellten Ausfuhrungsbeispiels soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß aufgebaute Verzögerungsleitung für Lauffeldröhren,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer Elektrode einer Verzögerungsleitung nach F i g. 1 und

F i g. 3 einen Schnitt durch eine Verzögerungsleitung mit gekoppelten Resonatoren und zusätzlichen Ausnehmungen in den Stirnwänden der Leitungskammern.

In Fig. I ist mit 1 ein metallischer Hohlleiter bezeichnet, in welchem in Abstand hintereinander von gegenüberliegenden Wandungsteilen ausgehende Elektroden 2 angeordnet sind, an denen erfindungsgemäß mit Durchbrechungen 3 versehene zylindrische Rohrstücke 4 angesetzt sind. Diese längs der Hohlleiterachse verlaufenden, den nicht dargestellten Elektronenstrahl koaxial umgebenden Rohrstücke bilden zwischen sich Wechselwirkungsspalte 5, in denen die Wechselwirkung zwischen einer längs der Leitung fortschreitenden elektromagnetischen Welle mit dem Elektronenstrnhl erfolgt.

In F i g. 2 ist der Aufbau einer einzelnen Elektrode gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 im Detail dargestellt, wobei deutlich zu erkennen ist, daß durch das Vorsehen der Ausnehmungen 3 aus den zylindrischen Rohrstücken eine Struktur entsteht, welche aus den Elektronenstrahl koaxial umgebenden Ringen 7 gebildet ist, die durch parallel zum Elektronenstrahl angeordnete Querstege 8 verbunden sind. Denkt man sich statt des von der Hohileiterwandung ausgehenden Querstegs 9 eine den mittleren Ring 7 umgebende metallische Platte, so ergibt sich die Stirnwand einer Resonatorkammer eines erfindungsgemäß aufgebauten Klystrons.

Die in F i g. 3 dargestellte Anordnung besteht aus in einem Hohlleiter 11 angeordneten Querwänden 12, die mit einer Kopplungsöffnung 13 versehen sind und ein die Strahldurchtrittsöffnung 14 umgebendes zylindrisches Rohrstück 15 aufweisen. Die Kopplungsftffnungen 13 sind dabei in benachbarten Querwänden

12 jeweils um 180° gegeneinander versetzt. Neben den im zylindrischen Rohrstück vorgesehenen Ausnehmungen, die der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet sind und die man sich etwa gemäß der Anordnung nach F i g, 2 vorstellen kann, sind zusätz-

xo lieh zur Kopplungsöffnung 13 mehrere kleinere öffnungen 1.6 in den Querwänden vorgesehen. Diese öffnungen 16 sollen bei gleicher radialer Abmessung schmal gegen den Koppelschlitz 13 sein. Dadurch ist gewährleistet, daß trotz der relativ großen Gesamt-

fläche die öffnungen 16 nur wenig zur Kopplung von aneinandergrenzenden Leitungskammern beitragen. Bei einer Verkleinerung der radialen Abmessung der Öffnungen 16 gegenüber der radialen Ausdehnung des Kopplungsschlitzes 13 ki.vuien die tangentialen

ao Abmessungen der öffnungen 16 auch relativ groß gewählt werden, ohne daß damit eine merkliche Zunahme der Kopplung verbunden wäre. Bei einer Anordnung gemäß F i g. 3 kommt zur Verringerung der kapazitiven Belastung infolge der verringerten Fläche

as der Querwände 12 noch eine die Leitungseigenschaften gleichfalls günstig beeinflussenede Vergrößerung der Induktivität.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Laufzeitröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem am einen Rohrenende und einer Elektronen-Auffangelektrode am anderen Röhrenende und dazwischen angeordneten rohrförmigen Elektroden, die, einander koaxial gegenüberstehend, zwischen sich einen Spalt für die Wechselwirkung zwischen einem hochfrequenten elektrischen Feld und dem die rohrförmigen Elektroden durchsetzenden Elektronenstrahl bilden, dadurch gekennzeichnet, daß in den rohrförmigen Elektroden (2) deren Oberfläche verkleinernde Ausnehmungen (3) vorgesehen sind.

2. Laufzeitröhre nach Anspiuch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Ausnehmungen versehenen rohrförmigen Elektroden (2) Metallringe (7) sind, die längs ihres Umfangs durch parallel au zur Elektronenstrahlrichtung sich erstreckende Metallstege (8) verbunden sind.

3. Laufzeitröhre nach Anspruch 1 oder 2, bei der die rohrförmigen Elektroden Teile einer Verzögerungsleitung sind und an metallischen Quer-Stegen gehaltert sind, die von der Innenwandung eines die rohrförmigen Elektroden koaxial umgebenden rohrförmigen Metallkörpers ausgehen, dadurch gekennzeichnet, dc3 in den Querstegc-n (12) neben einer ode. mehreren Kopplungsöffnungen (13) Ausnehmungen (*6) vorgesehen sind, die so bemessen sind, daß sie keine wesentliche Kopplung für elektromagnetische Wellen im Betriebsfrequenzbereich bewirken.

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