DE2139583C3 - Abstimmbares Magnetron - Google Patents

Description

Hie Erfindung betrifft ein abstimmbares Magnetron mit einer Vielzahl von innerhalb eines Hauptanodenblocks Hill eine Kathode angeordneten Hohlräumen und mit einer Einstelleinrichtung zur Bewegung eines mindestens einem der Hohlräume zugeordneten Abstiminelements.

Aus Philips Technische Rundschau . Januar l')53. S. 223. ist ein derartiges abstimmbares Magiu iron bekannt, bei welchen; nur einem der Hohlraum, ein Ahstimmelement zugeordnet ist. hin solcher '] \ y hat zwar den Vorteil, daß er mechanisch sehr weinauf'Acndiü ist und einfach hergestellt werden kann, jedoch ist sein geringer Abstimmbereich ein grolle! Nachteil. Alle bisherigen Versuche zur hrweiterimg des Abstmimbereiehs führten, wenn sie auf einer mechanischen Abstimmung beruhten, zu sehr komplizierten Anordnungen oder, wenn sie auf elektronischer Abstimmung beruhten, zu sclialtungstechn:- sjien Seim leriizkeiten.

Is sind -.iiieh M.ieiveiron·- der eingangs besjhiieK ilen Art bek.iiintgewoiden. bei welchen diel ben.:,.! barte Hohlräume ibriti-.ehe IVucnischnlt ".^¹O-nLJer alle h/v. beliebige Hohlräume (I S \.-l\iier-¹ •-ch.nft 2.^(1(1'Ui¹I bzw deutsche Patenisch':" S4h742| mit jeweils einem Absuinmelemenl ver^ hen sind. Von einiuen dieser Austührungen hai n; : sich einen grollen Abstimmbereich erwartet, jede mußte hierfür, wenn er m der Praxis überhaupt e zielbar war. ein eroßer apparativer Aulwand in Kair genommen werden.

Die Aufgabe tier lirlindung besteht in der \ergio ilerung des Ab^tinimhereichs eines mechanisch ab stimmbaren Magnetrons, ohne den mechanische!: Aufbau und die Herstellung wesentlich komplizierte: als bei dem bekannten mit nur einem abstimmbarer: Hohlraum versehenen Magnetron machen zu miis sen. Bei einem Magnetron der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß ecloM durch nur zwei Abstimmelemente, deren jedes jeweils einem von zwei benachbarten Hohlräumen zugeordnet ist und die derart angeordnet und von der F!!!stelleinrichtung derart bewegbar sind, daß die Resonanzfrequenzen der betreffenden Hohlräume 1:1 jeuer Stellung der hitistelleinriehtung einander gleich oder im gleichen gegenseitigen Verhältnis bleiben.

Us wurde herausgefunden, daß eine wirklich nennenswerte Frweiterung des Abstimmbereichs eines Magnetrons durch paarweise Abstimmung der Hohlräume möglich ist. Der Grund hierfür mau darin lies'.en. (.laß die durch die Abstimmung eines der Hohlräume hervorgerufene Verz.errunn im wesentlichen elemmiert werden kann, und es ist anzunehmen, daß es these Verzerrung ist, welche für das einwandfreie Arbeiten ties Magnetrons verantwortlich ist und welche daher die Grenzen des Abstimmbereichs bestimmt.

Die weiter obenerwähnten bekannten Magnetrons, bei welchen 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 ilen mit der Erfindung erzielharen technischen Fortschritt, weil tue erfindungsgemäßc Erkenntnis über den Vorteil tier paarweisen Abstimmung bei tierartigen bekannten Magnetrons bisher nicht technisch genutzt wurde

Der Vorteil der Etimdung ist darin zu sehen, daß eine beträchtliche Vergrößerung des Abstimmbe reichs mit nur wenig vergrößertem Aufwand liegen

Über !.li:^ bekannten nur einen abstimmbaien Hohlraum aufweisenden Magnetrons erzielt wird. So erlaubt es die AusMallunu nur zweier benachbarter lohlräume mit jeweils einem Ahstimmelemcnt. daß diese Flemenie radial durch die Wanduni: des Hauptanodenblocks bewegbar sind, ohne daß es dazu einer komplizierten Steuereinrichtung bedart. Wenn dagegen mehrere oder alle Hohlräume ab-Mimmhar sein müßten, dann wäre eine gleichmäßige radiale Führung eier Ahstimmelemente viel sehwierijier. Fine axiale Verschieblichkeit der Abstimmelemente erfordert jedoch einen Milchen .Aulhau der gesamten Anordnung, daß die Permanentmagnete an den Stirnseiten des Magnetrons viel größer und kostspieliger werden. 1 =

Finc Frläuterun» der möglichen physikalischen Hmtc; gründe, liie bei dei paarweisen Abstimmung benachbarter Hohlräume iur die i-1 wcitei unu des Λ''siimmbei'cichs verantwortlich miiJ. wird wciici 1. ilen noji gcgcbc" werden. Zunachs' seien zwei be- ^ \oizugte Aus!ührune>:o! men der krlindun». in denen insbesondere die durch das ertindun»sgcmaoe Prinzip gegebener, Möglichkeiten des emlachen Au!- baus ;!iisgcnuiz; sind, an Hand von /cichnungen beschrieben. Darin zeigt

I i u. 1 den Querschnitt durch cm crfindun»süc niäß abstimmhares Magnetron.

I^; i g. 2 eine andere Ausführungslorm des Magnetrons in ähnlicher Ansicht.

Das in Fig. I gezeigte Magnetron hat einen zvlindrischcn Hauptauodenblock 1 mit Hohlräumen 2. von denen sich jeder /wischen zwei benachbarten in gleichmäßigem W inkelabstand angeordneten radialen Platten 3 befindet, die vom Hauptanodenblock nach innen in Richtung einer koaxialen Kathode 4 vorspnng'ii. Nur zwei der Hohlräume sind mit jeweils einem Kolben 5 aus Kupfer oder einem anderen lceiüiieten Material ausgestattet. Die Kolben -ind in Bohrungen 6 im Hauptanodenblock gleitend verschiehlich. so daß der Cirad ihres Fmdimgciis in ihre entsprechenden Hohlräume einstellbar ist. Sie sind mechanisch durch ein Kreuzstück 7 außerhalb des Hauptanodenblocks miteinander verbunden und durch irgendeine nicht dargestellte geeignete Antriebseinrichtung einstellbar. Die gesamte Anordnung ist so getroffen, daß die Abstimmung der zwei Hohlräume für jede »egebene F.instellungsposition die gleiche ist.

Bei der Ausiührungslorm nach F 1 g 2 sind statt der Kolben 5 zwei Schlitze 8 wie dargestellt im Hauptanodenblock vorgesehen. Jeder Schlitz mündet mit einer < iffnung in einen gesonderten von zwei benachbarten Hohlräumen und stellt cm zusatzliches Reaktanzelement iur den betreffenden Hohlraum dar. Die Reaktanzen sind in ihrem Wert zu Abstimm/ivccken gemeinsam dadurch vaiiabel. daß Kurzschlußschiebery in den Schlitzen nach innen oder außen bewegt werden. Die effektiven Fängen der Schlitze und infolgedessen die Werte der durch sie gebildeten Reaktanzen ändern sich mit der Stellung der Ki'.izschlußschiehei. Wie im obigen Ausiuhruiigsheispicl die Kolben so sind hier die Ku'zscl schieber Gemeinsam beweglich, und die Anoidnun» ist so geiroflen. daß eine übereinstimmende Absi immun» für beide benachbarte Hohlräume ei halten

wird.

Nicht in der Zeichnung dargestellte I eile der Ma gnetrons können in bekannter Weise ausgebildet sein k-s ist anzunehmen, daß der den Abstimmbeieieh vergrößernde physikalische klickt aut der besonderen Verteilung der durch ein Ahstimmelement hervorgerufenen Verzerrung der HF-Fe'der über den Umfang des Magnetrons beruht. Diese Vertcilim» lolgt der Funktion F[H) λΚ sin h. wobei H der Wmkelabstand vom AbstimmelcniciH. λ Iur auleinanderlolgcnde Hohlräume abwechselnd den Wert 1 und 1 annimmt (vorausgesetzt das Magnetron oszilliert im .-> Modus) und K den -XmplinideninkO' _VL" Verzerrung darstellt, tier von der körperlichen I <··.'.:■ und den elektrischen I leeiv··. Matten de; AbMimnie;¹. ) 1 lehiiiim und lies I lohlraum- ahl angt

("ichen nun von zwei benachbarten Hohlräume:· m!oii;e der dort angeordneten Ab-timmeicmcMk » crzcrruniien aus. so er»ibt sich als (icsamt'.ei/e· run» an ireendeinem Punkt in Umtaimsrichlung de-Magnelrons der Wert I₁K₁ sin H₁ λ Λ, sin η,, wobei die mit der ,· versehenen Cnoßen aul das \h stimmelemeni des ersten Hohlraums und die mit dei versehenen Größen auf das Ahstimmelcmcnl im zweiten Hohlraum bezogen sind. Die beiden Winkel H₁ und N. sind in den Figuren eingetragen. Da die beiden in Rede stehenden Hohlräume benachbai' sind, haben an jedem Ort λ, und λ., entgegengesetzte Vorzeichen. Wenn man mit ·/ (ebenfalls in ilen Figuren eingetragen) das Winkelmaß bzw den Winkclabstand der Hohlräume bezeichnet dann ist <-), H₁ ,: Da die Anordnung so getroffen ist. d''ß K₁ und K weitmöglichst gleich sind, ergibt sich für die Feidveizerrung an irgendeinem Ort der Wert K₁ sin H₁ SiH(H₁ //). Dieser Wert ist in der Praxis relativ klein, und je größer die Anzahl der Hohlräume ist. um so kleiner wird (J und um so kleiner ist inlolgede-sen die Verzerrung. Bei einem praktisch ausgeluhiten Magnetron mit 12 Hohlräumen werden durch die paarweise Abstimmung zweier benachbarter Hohlräume die Feldverzerrungen auf einen ziemlich kleinen Betrag bzw. ganz reduziert, was zu einem relativ weiten Abstimmbereich führt.

Die Frfindiing ist nicht nur bei Magnetrons mit Radialplatten, sondern auch bei anderen bekannten 5.^ Typen, beispielsweise dem bekannten Schlitz- und I och-Mai'.netron bzw. Zvlmderspaltmagnetron mn oder ohne Verbinduni: jeweils gleiclr.chw m-iernlc Kreiselelemente anwendbar.

Die Frfindung ist unter anderem auch anwendbar .ss bei den bekannten Magnetrons, bei denen Hohl räume unterschiedlicher Bemessung einander ab wechseln, beispielsweise dem sogenannten Sonnen typ-Magnetron. In solchen !"allen unterscheiden sieh die Dimensionen eines AbMimmelements von denen des anderen, damit die oben definierten (iiößen K₁ und K., einander gleich sind.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   I. Absiimmbares Magnciion nut eine: Vielzahl von innerhalb eines I lauplaiiodenblocks um eine Kathode an geordneten Hohlräumen und mit einer Emstclleinnclitiimi zur Bcwemmi: eines mindestens einem tier Hohlräume zugeordneten Absiimmclements. g e k c η η ζ e i c Ii η e t durch nur zwei Absiimmelemenle (5). deieil jedes jeweils einem von zwei benachbarten Hohlräumen (2) zugeordnet isi um! die derart angeordnet und MMi tier Einsiellcinrichumü (7) derail bewegbar sind, daß die Resonanzfrequenzen tier bell eilenden Hohlräume in jeder Stellung tkr Einstelleinrichtung einander »leich otler im uleie.liv.51 üeneiiveiiinen Verhältnis bleiben
2. 2 Magnetron n.ich \11sp1uch I. dadurch i;ekemi/eichiui daß jedes eier beitlen Absiimmelemenle ein in ilen betreuenden Hohlraum greifen der leitender Kolben (5) i*i und dall Ividc Ko!- :o hen mn tier Einsielkinnchtim·: i7i mechanisch, verbunden uiitl von d'c-cr nemeins..m heweiibai sind
3. 3 Magnetron nach A ispuseh 2. liadiiieh gekennzeichnet, tiaß tlie Hohlräume (2) durch Platten (3) begrenzt sind, die von einem zv lindrischen Haupt.modenblock (1) in gleichmäßigem Winkel abstand radi.l in Richuiim auf eine axial veilaufende Kathode (4) nach innen voispringen. und daß die Kolben (5) ik.ich B. r.ruiigcn (d) in der jo Zv linder« and des Hauptrolle ibloeks ([) zu beiden Seiten einer der Platten gelüh.t sind und außen durch ein Kreuzstück (7) mechanisch miteinander verbunden sind, so daß sie gemeinsam /ur Änderung ihrer Eindniiütiele in die beidseitig .!5 tier besagten Platte liegenden Hohlräume parallel /u dem durch diese Platte verlaufenden Radius lies llauptanodenblocks bewegbar sind.
4. 4. Magnetron nach Anspruch 1. dadurch ue kennzeichnet, 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 I.äuge und somit ihrer Reaktanz verschieb! ich ist.
5. 5. Magnetron nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (2) durch PIaI-ten (3) begrenzt sind, die von einem zylindrischen Hsuplanodenblock (1) in gleichmäßigem Winkelabstand in Richtung aiii eine axial verlaufende Kathode (4) nach innen vorspringen, und daß the /.vliuderwand des I lauplanodenblocks (1) beulseiliü einer tier Platten jeweils einen Schlitz (H) aufweist, dessen Seitenwäiitle zu der besagten Platte (3) parallel verlaufen und tieren jeder /u jeweils einem zweier benachbarter Hohlräume (2) hin offen ist. und daß in jedem Schlitz (8) als Ab-Stimmelement für den betreffenden Hohlraum (2) ein Kurzschlußschiebei (9) sitz! und daß beide Ktiiv-.chlußschieber (9j gemeinsam in ihren Schlitzen (8) versehieblich sind.