DE2029092A1

DE2029092A1 - Time-of-flight tube with a helical delay line held by dielectric rods

Info

Publication number: DE2029092A1
Application number: DE19702029092
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. Dr. 8000 München Groß
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-06-12
Filing date: 1970-06-12
Publication date: 1971-12-16

Description

"I,autseitröhre mit einer durch dielektrische Stäbe gehalterten wendelförmigen Verzögerungsleitung" Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laufzeitröhre, insbesondere Wanderfeldröhre, mit einem zwischen einem Elektronenstrahlerzeugungssystem und einem Elektronenstrahl-Auffänger angeordneten Wechselwirkungsabschnitt mit einer wendelförmigen an dielektrischen Haitestäben anliegenden Verzögerungsleitung (Wendel)."I, side tube with a helical one held by dielectric rods Delay Line "The present invention relates to a time-of-flight tube, in particular Traveling wave tube, with one between an electron gun and one Electron beam collector arranged interaction section with a helical delay line (helix) adjacent to dielectric holding rods.

Derartige Laufzeitröhren sind hinlänglich bekannt und stellen den gebräuchlichsten Aufbau von Wendelröhren dar.Such runtime tubes are well known and provide the most common structure of helical tubes.

Wendelröhren besitzen eine Reihe von Vorzüge, die sich aus der praktisch völligen Dispersionsfreiheit einer Wendel der Verzögerungsleitung ergeben. Auf der anderen Seite schwingen Wendelverstärkerröhren mit einem ka-Wert oberhalb von 0,15 bei großen Stromstärken und hohen Verstärkungsfaktoren auf der Rückwärtswelle in die Nähe des .s -Punktes an. Es müssen daher Maßnahmen getroffen werden, um eine derartige Rückwärtswellen-Anfachung zu verhindern.Helical tubes have a number of advantages, which result from the practical result in complete freedom from dispersion of a helix of the delay line. On the on the other side, spiral amplifier tubes vibrate with a ka value above 0.15 with high currents and high amplification factors on the reverse wave in the proximity of the .s point. Measures must therefore be taken to ensure a to prevent such backward wave fanning.

Die vorliegenae erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Gefahr einer sogenannten ( -Punkt-Schtingung bei Laufseitröhren mit wendelförmiger Verzögerungsleitung ohne inführung eines Sperrbereiches auazuschalten. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Laufzeitröhre der eingangs genannten Art gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, daß wenigstens in einem Bereich längs der Wendel die kapazitive Belastung der Wendel durch zumindest einen der Haltestäbe gegenüber dem Normaiwert verändert ist. Dabei ergibt sich eine besonders günstige Lösung durch Kombination dieses erfindungsgemäßen Prinzips mit einer.bekannten zur Unterdrückung vonx-Punkt-Schwingungen dienenden Anordnung bei welcher die Wendel in einzelne Abschnitte mit unterschiedlicher Steigung unterteilt ist, wobei in Weiterbildung der Erfindung je Abschnitt mindestens ein Bereich mit veränderter kapazitiver Belastung vorgesehen ist. Die Bereiche mit veränderter kapazitiver Belastung sollen vorteilhafterweise etwa in der Mitte eines Wendelabschnitts angeordnet sein.The present invention has set itself the task of the danger a so-called (-point oscillation in running side tubes with a helical delay line switch off without introducing a restricted area. To solve this problem is in accordance with a transit time tube of the type mentioned above the present Invention proposed that at least in one area along the helix the capacitive Loading of the helix by at least one of the holding rods compared to the normal value is changed. A particularly favorable solution results from a combination this principle according to the invention with a known one for suppressing x-point vibrations serving arrangement in which the helix in individual sections with different Slope is subdivided, in a further development of the invention per section at least an area with a changed capacitive load is provided. The areas with changed capacitive load should advantageously be in the middle of a Be arranged helical portion.

Besonders günstige Realisationsmöglichkeiten ergeben sich dadurcn, daß die kapazitive Belastung in den genannten Bereichen gegenüber dem Normalsert verkleinert ist, was vorteilhafterweise dadurch erfolgt; daß zur Bildung der Bereiche verkleinerter kapazitiver Belastung in den Kaltestäben Auanehmungen vorgesehen sind.Particularly favorable implementation options result from this, that the capacitive load in the mentioned areas compared to the normal value is reduced, which is advantageously done thereby; that to form the areas Reduced capacitive loading in the cold rods are provided.

Um eine Reflexion der längs der Wendel geführten elektromagnetischen Wellen an Stoßstellen zu vermeiden, ist dabei vorgesehen, daß die Ausnehmungen an den sonden getapert in den normalen Durchmesser der Haltestäbe einlaufen. Die kann entweder durch einseitiges Einschleifen eines getaperten Profils in die dielektrischen, vorzugsweise keramischen, Haltestäbe geschehen, oder dadurch, daß zur Bildung der A'usnehmungen die Haltestäbe in diesem Bereich im wesentlichen die Form eines Rotations-Paraboloids oder -Hyperboloids au£teiGen Anstelle des Einschleifens eines getaperten Längsschlitzes in die Haltestäbe kann eine nahezu reflexionsfreie kapazitive ntlastung in einzelnen Bereichen der Haltestäbe auch dadurch verwirklicht werden, daß zur Bildung der getaperten Ausnehmungen eine Anzahl von zur Mitte hin sich vertiefenden Querschlitzen in die Haltestäbe eingebracht sind.To a reflection of the electromagnetic guided along the helix To avoid waves at joints, it is provided that the recesses the probes are tapered and run into the normal diameter of the holding rods. It can either by grinding a tapered profile on one side into the dielectric, preferably ceramic, holding rods done, or in that to form the The retaining rods in this area have essentially the shape of a paraboloid of revolution or hyperboloids Instead of grinding in a tapered one Longitudinal slot in the holding rods can provide a nearly reflection-free capacitive load can also be realized in individual areas of the holding rods that for Formation of the tapered recesses a number of deepening towards the center Cross slots are introduced into the holding rods.

Schließlich läßt sich ein Bereich mit verkleinerter dielektrischer Belastung in Ausgestaltung der Erfindung auch dadurch erzielen, daß in die Haltestäbe Abschnitte aus einem Material mit geringerer Dielektrizitätskonstante eingesetzt sind. Diese letztere Ausführungsform läßt sich besonders einfach auch in umgekehrter Richtung zum Aufbau einer Laufzeitröhre auegestalten, bei der in einzelnen Bereichen die kapazitive Belastung der Wendel durch die Haltestäbe gegenüber dem Normalwert vergrößert ist, indem in die Haltestäbe Abschnitte aus einem Material mit größerer Dielektrizitätskonstante eingesetzt sind.Finally, there is an area with reduced dielectric Load in an embodiment of the invention also achieve that in the holding rods Sections made of a material with a lower dielectric constant are used are. This latter embodiment can also be reversed in a particularly simple manner Develop the direction for the construction of a transit time tube in which in individual areas the capacitive loading of the helix by the holding rods compared to the normal value is enlarged by putting in the holding rods sections made of a material with larger Dielectric constant are used.

Anhand der in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden. Der besseren Ubersichtlichkeit halber ist in den Figuren lediglich die wendelförmige Verzögerungsleitung mit einem erfindungsgemäß auagestalteten Haltestab dargestellt.Based on the schematically shown in the figures of the drawing In the following, the invention is to be described in more detail with further features explained. For the sake of clarity, the figures only show the helical delay line with a holding rod designed according to the invention shown.

Die Figur 1 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher in wenigstens einen der die Wendel 1 umrahmenden und haltenden Keramikstäbe 2 ein getapertes Profil 3 eingeschliffen ist. Die Wendel 1 liegt dann in der Störzone 3 nicht mehr am Keramikstab an, was neben der technologischen Einfachheit den zusätzlichen Vorteil hat, daß eine Zone gebildet wird, in der sich mechanische Spannungen ausgleichen können. Die Wirkungsweise einer derartigen kapazitiven Entlastung der Wendel liegt darin, daß die Rückwärtewelle wesentlich stärker beeinflußt wird als die zu verstärkende Welle, deren Feldlinien weiter in den Raum hinausgreifen, sodaß für sie die Ausnehmung im Keramikstab 2 praktisch keine Rolle spielt.Figure 1 shows an embodiment in which in at least one of the ceramic rods 2 framing and holding the helix 1 has a tapered profile 3 is ground in. The helix 1 then no longer lies on the ceramic rod in the interference zone 3 which, in addition to the technological simplicity, has the additional advantage that a zone is formed in which there are mechanical stresses balance can. The mode of action of such a capacitive relief of the coil lies in that the backward wave is influenced much more strongly than the one to be amplified Wave whose field lines reach out further into space, so that the recess for them practically plays no role in the ceramic rod 2.

Die Figur 2 zeigt eine Ausführungsformç bei der anstelle eines getaperten Längsschlitzes eine Vielzahl von zur Mitte hin tiefer werdenden Querschlitzen 4 in den Haltestab eingebracht sind derart, daß die Wendel jeweils an den zwischen den Schlitzen 4 stehenbleibenden Zähnen 5 anliegt.FIG. 2 shows an embodiment in which instead of a tapered one Longitudinal slot a multiplicity of transverse slots 4 which become deeper towards the center are introduced into the holding rod in such a way that the helix is attached to the between the slots 4 remaining teeth 5 rests.

In Figur 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, in welcher der vorzugsweise aus BeO bestehende Keramikstab ån den Stellen A unterbrochen und dort durch einen Quarzstab ersetzt ist, der den gleichen Durchmesser hat wie der BeO-Stab ( ; 2<£a).In Figure 3, an embodiment is shown in which the preferably Ceramic rod made of BeO is interrupted at points A and there by a Quartz rod is replaced, which has the same diameter as the BeO rod (; 2 <£ a).

Damit an den Anschlußstellen die Dispersionskurven übereinstimmen und die Welle nicht reflektiert wird, muß der BeOlStab in den an den Quarzstab 7 angrenzenden Abschnitten A, A' konisch abgeschliffen oder dort eingeschliffen werden, so daß die Dispersionskurven an den Stellen A übereinstimmen.So that the dispersion curves coincide at the connection points and the wave is not reflected, the BeOlStab must be inserted into the quartz rod 7 adjacent sections A, A 'are ground conically or ground there, so that the dispersion curves at points A coincide.

Anstelle der Ausführungsform nach Figur 3, bei welcher der eingesetzte Quarzstab 5 eine geringere DielektrizitCtskonstante hat als der übrige Haltestab 2, kann auch eine Ausführungsform gemäß Figur 4 verwendet werden, bei welcher daß Einsatzstück 6 aus einem Material besteht, dessen Dielektrizitätskonstante größer ist als die des übrigen Haltestabes ( al ). Die Wendel ist bei einer solchen Ausführungsform in diesem Bereich nicht kapazitiv entlastet, sondern zusätzlich kapazitiv belastet. Zur Vermeidung von Reflexion an den Anschlußstellen des Sinsatzstückes sind die Enden des Einsatzatabes an beiden Enden getapert.Instead of the embodiment of Figure 3, in which the used Quartz rod 5 has a lower dielectric constant than the rest of the holding rod 2, an embodiment according to Figure 4 can also be used, in which that Insert 6 consists of a material whose dielectric constant is greater is than that of the rest of the holding rod (al). The helix is in such an embodiment in this area not capacitively relieved, but additionally capacitively loaded. To avoid reflection at the connection points of the insert the ends of the insert tab are tapered at both ends.

Bei Aufbau der Wendel aus einzelnen Abschnitten mit unterschiedlicher Steigung, wobei je Abschnitt ein Bereich mit veränderter kapazitiver Belastung vorgesehen ist, kann jeder dieser Bereiche entsprechend den Figuren 1 bis 4 ausgestaltet sein.When building the helix from individual sections with different Incline, with an area with a changed capacitive load provided for each section is, each of these areas can be designed according to Figures 1 to 4.

9 Patentansprüche 4 Figuren9 claims 4 figures

Claims

P a t e n t a n s p r ~ ü c h e 1. Running tube, especially traveling wave tube, with one between an electron beam generating system and an electron beam interceptor arranged interaction section with a helical to dielectric Holding rods adjacent delay line (helix), d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that at least in one area along the helix (1) the capacitive Loading of the helix by at least one of the holding rods (2) compared to the normal value is changed.

2. Taufzeitröhre according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t that the helix has a single, preferably different pitch outgoing, sections is subdivided and that at least one area per section is provided with a changed capacitive load.

3. Laufaeitröhre according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the areas are arranged approximately in the middle of a helical section are.

4. Lsufzeitröhre according to one of claims 1 to 3, d a d u r.c h g I do not know that the capacitive load in the mentioned areas is reduced compared to the normal value.

5. transit time tube according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t that to form the areas of reduced kapaslffrer load in the holding rods (2) recesses (3) are provided.

b. Time-of-flight tube according to claim 4 or 5, d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the recesses (3) at the ends are tapered into the normal Run in diameter of the holding rods (2).

7. transit time tube according to one of claims 4 to 6, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n-e t that the holding rods in this to form the recesses Area essentially the shape of a paraboloid or hyperboloid of revolution exhibit.

d. Runtime tube.according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e-t that to form the tapered recesses a number from to the center towards deepening transverse slots (4) are introduced into the holding rods (2).

9. Loud time tube according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that in the holding rods (2) sections (7,6) from one Material with a lower or higher dielectric constant are used.

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