DE2139583B2

DE2139583B2 - Abstimmbares magnetron

Info

Publication number: DE2139583B2
Application number: DE19712139583
Authority: DE
Inventors: Peter Frederick Chelmsford Essex Lewis (Grossbritannien)
Original assignee: English Electric Valve Co Ltd
Current assignee: Teledyne UK Ltd
Priority date: 1970-08-08
Filing date: 1971-08-06
Publication date: 1973-05-30
Also published as: FR2104094A5; DE2139583A1; DE2139583C3; US3731140A; NL7110901A; GB1297711A

Description

Die weiter obenerwähnten bekannten Magnetrons, bei weichen entweder eines oder drei Hohlräume abstimmbar sind, können daher nicht zu einem mit der Erfindung vergleichbaren Erfolg führen. Auch die Abstimmbarkeit beliebig vieler oder aller Hohlräume an sich bringt noch nicht allein den mit der Erfindung erzielbaren technischen Fortschritt, weil die erfindungsgemäße Erkenntnis über den Vorteil der paarweisen Abstimmung bei derartigen bekannten Magnetrons bisher nicht technisch genutzt wurde.

Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine beträchtliche Vergrößerung des Abstimmbereichs mit nur wenig vergrößertem Aufwand gegen-

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über den bekannten nur einen abstimmbaren Hohl- rungsbeispiel die Kolben so sind hier die Kurzschluß

raum aufweisenden Magnetrons erzielt wird So er- schieber gemeinsam beweglich, und die Anordnung

laubt es die Ausstattung nur zweier benachbarter ist so getroffen, daß eine übereinstimmende Abstm,

Hohlräume mit jeweils einem Abstimmelement, daß mung für beide benachbarte Hohlräume erhall, ι

diese Elemente radial durch die Wandung des 5 wirdT

Hauptanodenblocks bewegbar sind, ohne daß es Nicht in der Zeichnung dargestellte I eile der .* L·-

dazu einer komplizierten "Steuereinrichtung bedarf. snetrons können in bekannter Weise ausgebildet scm

Wenn dagegen mehrere oder alle Hohlräume ab- " Es ist anzunehmen, daß der den Abstimmbereic:.

stimmbar sein müßten, dann wäre eine gleichmäßige vergrößernde physikalische Effekt auf der besoiuk·

radiale Führung der Abstimmelemente viel schwieri- io ren Verteilung der durch ein Absnmmelement hei

ger. Eine axiale Verschieblichkeit der Abstimmele- vorgerufenen "Verzerrung der HF-Felder über de:

mente ertordert jedoch einen solchen Aufbau der ee- Umfang des Magnetrons beruht. Diese Verteilung

samten Anordnung, daß die Permanentmagnete "an folgt der Funktion F (<-)) xK sin H. wobei H der Wn

den Stirnseiten des Magnetrons viel größer und kost- kelabstand vom Abstimmelement, χ für aufeinandci

spieliger werden. ₁₅ fönende Hohlräume abwechselnd den Wert - I ur, .

Eine Erläuterung der möglichen physikalischen "i annimmt (vorausgesetzt das Magnetron oszillic;

Hintergründe, die bei der paarweisen Abstimmung im η Modus) und K den Amplitudenfaktor >

benachbarter Hohlräume fü. die Erweiterung des Verzerrung darstellt, der <>n der körperlichen I-m .

Abstimmbereichs verantwortlich sird. wird weiter und den elektrischen Eigenschaften der Abstimme

unten noch gegeben werden. Zunächst seien zwei be- 20 richtung und des Hohlraums abhängt,

vor/.ugte Ausführungsformen der Erfindung, in de- Gehen nun von zwei benachbart-.-n Hohlräuii:

neu insbesondere die durch das erfindungsgemäße infolge der dort angeordneten Abstimmeienie!:.

Prinzip gegebenen Möglichkeiten des einfachen Auf- Verzerrungen aus. so ergibt sich als Gesanmer/.

bans ausgenutzt sind, an Hand von Zeichnungen be- rung an irgendeinem Punkt in Umfangsrichtung ti

ichrieben. Darin zeigt " 25 Magnetrons der Wert .Y₁A₁ sin H₁ - .V₁,A', sip. H₂. v.,

Fig. 1 den Querschnitt durch ein erfindungsge- bei "die mit der »,<· versehenen Größen aul das Ai

maß abstimmbares Magnetron. " " stimmelement des ersten Hohlraums und du- mit d.

F i g. 2 eine andere Ausführungsform des Magne- »./.< versehenen Größen auf das Abstimmelement >::

trons in ähnlicher Ansicht. zweiten Hohlraum bezogen sind. Die beiden Wink·

Das in F i g. 1 gezeigte Magnetron hat einen zvlin- 30 H₁ und (-)., sind in den Figuren eingetragen. Da di. lirischen Haupta7iodenblock"l mit Hohlräumen 2. beiden in" Rede stehenden Hohlräume benachlx: von denen sich jeder zwischen zwei benachbarten in sind, haben an jedem Ort .v, und .V₂ entgegengesetzt, jzleichmäßigem Winkelabstand angeordneten radialen Vorzeichen. Wenn man mit η (ebenfalls in den ί-ίμΐ! Platten 3 befindet, die vom Hauptanodenblock nach ren eingetragen) das Winkelmaß bzw. den Winkelai innen in Richtung einer koaxialen Kathode 4 vor- 35 stand der Hohlräume bezeichnet, daii.i ist H₂ H₁ springen. Nur zwei der Hohlräume sind mit jeweils Da die Anordnung so getroffen ist. daß λ', und k einem Kolben 5 aus Kupfer oder einem anderen ge- weitmöglichst gleich sind, ergibt sich für die l-eldwieigneten Material ausgestattet. Die Kolben sind in zerrung an irgendeinem Ort der Wert A', sin H₁ Bohrungen 6 im Hauptanodcnblock gleitend ver- SJn(H₁ „). Dieser Wert ist in der Praxis relati\ schieblich, so daß der Grad ihres Eindringens in ihre 40 klein, und je größer die Anzahl der Hohlräume ist. entsprechenden Hohlräume einstellbar ist. Sie sind um so kleiner wird α und um -.o kleiner ist inlolgedesmech.misch durch ein Kreuzstück? außerhalb des sen die Verzerrung. Bei einem praktisch ausgelührten Hauptanodenblocks miteinander verbunden und Magnetron mit 12 Hohlräumen werden durch die durch irgendeine nicht dargestellte geeignete An- paarweise Abstimmung zweier benachbarter Hohltriebseinrichtung einstellbar. Die gesamte Anordnung 45 räume die Feldserzerrungen auf einen ziemlich kleiist so getroffen, daß die Abstimmung der zwei Hohl- neu Betrag bzw. ganz reduziert, was zu einem relati\ räume für jede gegebene Einstellungsposition die weiten Abstimmbereich führt, gleiche ist. Die Erfindung ist nicht nur bei Magnetrons mit

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 sind stau Radialplatten, sondern auch bei anderen bekannten

der Kolben 5 zwei Schlitze 8 wie dargestellt im 50 Typen, beispielsweise dem bekannten Schlitz- und

Hauptanodenblock vorgesehen. Jeder Schlitz mündet Loch-Magnetron bzw. Zylinden-.paltmagnetron mit

jnit einer öffnung in einen gesonderten von zwei be- oder ohne Verbindung jeweils gleichschwingender

nachbarten Hohlräumen und stellt ein zusätzliches Kreiselelemente anwendbar.

Rcaktanzelement für den betreffenden Hohlraum Die Er^findung ist unter anderem auch anwendbar dar. Die Reaktanzen sind in ihrem Wert zu Ab- 55 bei den bekannten Magnetrons, bei denen Hohlstimmzwecken gemeinsam dadurch variabel, daß räume unterschiedlicher Bemessung einander ab-Kurzschlußschieber 9 in den Schlitzen nach innen wechseln, beispielsweise dem sogenannten Sonnenoder außen bewegt werden. Die effektiven Längen typ-Magnetron. In solchen Fällen unterscheiden sich der Schlitze und infolgedessen die Werte der durch die Dimensionen eines Abstimmelements von denen sie gebildeten Reaktanzen ändern sich mit der Stel- 60 des anderen, damit die oben definierten Größen K₁ lung der Kurzschlußschieber. Wie im obigen Ausfiih- und A., einander gleich sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abstimmbares Magnetron mit einer Vielzahl von innerhalb eines Hauptanodenblocks um eine Kathode an geordneten Hohlräumen und mit einer Einstelleinrichtung zur Bewegung eines mindestens einem der Hohlräume zugeordneten Abstimmelements, gekennzeichnet durch nur zwei Abstimmelemente (5). deren jedes jeweils einem von zwei benachbarten Hohlräumen (2) zugeordnet ist und die derart angeordnet und von der Einstelleinrichtung (7) derart bewegbar sind, daß die Resonanzfrequenzen der betreffenden Hohlräume in jeder Stellung der Einstelleinric'.iung einander gleich oder im gleichen gegenseitigen Verhältnis bleiben.

^ Magnetroi' nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dai.i jedes der beiden Abstimmeleinente ein in den betreffenden Hohlraum greifender leitender Kolben (5) ist und dall beide KoI-hen mit der Einstelleinrichtung (7) mechanisch verbunden und von dieser gemeinsam bewegbar sind.

3. Magnetron nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (2) durch Platten (3) begrenzt sind, die von einem zylindrischen Hauptanodenblock (I) in gleichmäßigem Winkeliibstand radial in Richtung auf eine axial verlaufende Kathode i-4) nach ^:nnen ~ jrspringen, und daß die Kolben (5) durch bohrungen (6) in der Zylinderwand des Hauptanodenbl; :ks (1) zu beiden Seiten einer der Platten geführt sind und außen durch ein Kreuzstück (7) mechanisch miteinander verbunden sind, so daß sie gemeinsam zur Änderung ihrer Lindringtiefe in die beidseitig der besagten Platte liegenden Hohlräume parallel zu dem durch diese Platte verlaufenden Radius des Hauptanodenblocks bewegbar sind.

4. Magnetron nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Wandung eines jeden der beiden benachbarten Hohlräume (2) eine Ausnehmung (8) vorgesehen ist. die ein an den betreffenden Hohlraum angeschlossenes Reaktanzelement bildet, und daß jedes Abstimmelement ein Kurzschlußschieber (9) ist. der in der betreffenden Ausnehmung zur Änderung ihrer elektrischen Länge und somit ihrer Reaktanz verschieblieh ist.

5. Magnetron nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (2) durch Platten (3) begrenzt sind, die von einem zylindrischen Hauptanodenblock (1) in gleichmäßigem Winkelabstand in Richtung auf eine axial verlaufende Kathode (4) nach innen vorspringen, und daß die Zylinderwand des Hauptanodenblocks (1) bcidseitig einer der Platten jeweils einen Schlitz (8) aufweist, dessen Seitenwände zu der besagten Platte (3) parallel verlaufen und deren jeder zu jeweils einem zweier benachbarter Hohlräume (2) hin offen ist, und daß in jedem Schlitz (8) als Ab-Stimmelement für den betreffenden Hohlraum (2) ein Kurzschlußschieber (9) sitzt und daß beide Kurzschlußschieber (9) gemeinsam in ihren Schlitzen (8) verschieblich sind.

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Oie Erfindung betrifft ein abstimmbares Magnetron mit einer Vielzahl von innerhalb eines Hauptanodenblocks um eine Kathode angeordneten Hohlräumen und mit einer Einstelleinrichtung zur Bewegt::-_:g eines mindestens einem der Hohlräume zugeordneten Abstimmelements.

Aus »-Philips Technische Rundschau«. Janu;-r 1953, S. 223. ist ein derartiges abstimmbares Mwj.:.
tron bekannt, bei welchem nur einem der HohMii::
ein Abstimmelement zugeordnet ist. Ein solcher !; ρ hat zwar den Vorteil, daß er mechanisch sehr wen
aufwend^:g ist und einfach hergestellt werden ka<
jedoch ist sein geringer Abstimmbereich ein gr<·: Nachteil. Alle bisherigen Versuche zur Erweitert; :^ des Abstimmbereichs führten, wenn sie auf einer ;i,. chanischen Abstimmung beruhten, zu sehr komj ':.-zierten Anordnungen oder, wenn sie auf elektrischer Abstimmung beruhten, zu schaltungr-techn
sehen Schwierigkeiten.

Es sind auch Magnetrons der eingangs beschrieb, nen Art bekanntgeworden, bei weichen drei beiK;.
ba.te Hohlräume (britische Patentschrift 73S ^ιΓ
oder alle bzw. beliebige Hohlräume (USA.-Pak;,
schrift 2 S(K) 609 bzw. deutsche Patentschi.
S46 742) mit jeweils einem Abstimmelement \ei^_- hen sind. Von einigen dieser Ausführungen hat m;_: sich einen großen Abstimmbereich erwartet, jede».:, mußte hierfür, wenn er in der Praxis überhaupt u zielbar war. ein großer apparativer Aufwand in Kl-.: genommen werden.

Die Auf nabe der Erfindung besteht in der Vergiv. ßerunü des Abstimmbereichs eines mechanisch abstimmbaren Magnetrons, ohne den mechanischen Aufbau und die Herstellung wesentlich komplizierter als bei dem bekannten mit nur einem abstimmbareii Hohlraum versehenen Magnetron machen zu müssen. Bei einem Magnetron der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelost durch nur zwei Abstimmclemente. deren jedes jeweils einem vo.. zwei benachbarten Hohlräumen zugeordnet ist und die derart angeordnet und von der Einstelleinrichtung derart bewegbar sind, daß die Resonanzfrequenzen der betreffenden Hohlräume in jeder Stellung der Einstelleinrichtung einander gleich oder im gleichen gegenseitigen Verhältnis bleiben.

Es wurde herausgefunden, daß eine wirklich nennenswerte Erweiterung des Abstimmbereichs eines Magnetrons durch paarweise Abstimmung der Hohlräume möglich ist. Der Grund hierfür mag darin liegen, daß die durch die Abstimmung eines der Hohlräume hervorgerufene Verzerrung im wesentlichen elcminiert werden kann, und es ist anzunehmen, daß es diese Verzerrung ist, weiche für das einwandfreie Arbeiten de; Magnetrons verantwortlich ist und welche daher die Grenzen des Abstimmbereichs bestimmt.