DE2154745A1

DE2154745A1 - Frequenz-abstimmvorrichtung eines resonators fuer ein klystron

Info

Publication number: DE2154745A1
Application number: DE2154745A
Authority: DE
Inventors: Klaus Liepelt
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1971-11-04
Filing date: 1971-11-04
Publication date: 1973-05-10
Also published as: FR2158446B3; US3787748A; FR2158446A1; GB1402926A

Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH, 2 Hamburg 1, Steindamm

Frequenz-Abstimmvorrichtung eines Resonators für ein Klystron

Die Erfindung bezieht sich auf eine Frequenz-Abstimmvorrichtung eines Resonators für ein Klystron, insbesondere für ein SHF-Klystron, mit einer metallenen Resonatorwandung, die die fest angeordneten Triftstrecken und den HF-Wechselwirkungsspalt umgibt und die in axialer Richtung derart bewegbar ausgebildet ist, daß das Volumen des Resonators während der Abstimmung unverändert bleibt.

Aus der GB-PS 582 486 ist eine Frequenz-Abstimmvorrichtung eines Resonators für ein Klystron bekannt, bei der durch Verschiebung der Resonatorwandung ein unterschiedliches Volumen des Resonators und damit eine Frequenzabstimmung in gewünschter Weise erhalten wird. Diese Frequenzabstimmung kann sich über einen großen Bereich erstrecken, ist aber problematisch bei Mehrkammerklystrons und hier nur im Prinzip gezeigt. Die wichtigsten baulichen Eigenschaften des Klystrons, nämlich die Abdichtung des Resonators, erfolgt hier durch eine Aufteilung des Resonators in eine innere - innerhalb eines Glaskolbens sich befindende - Kammer und eine äußere - sich unter atmosphärischen Druck befindende - Kammer, wobei die Frequenzabstimmung durch Änderung des Volumens der äußeren Kammer erfolgt.

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To (Eg)

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Eine ähnliche Anordnung zeigt die PR-PS 96O 756. Auch hier ist durch Aufteilung des Resonators in einen evakuierten μηα einen nicht evakuierten Resonatorteil eine Trennung vorgenommen, und die Abstimmung erfolgt durch eine mit Innengewinde versehene Überwurfmutter, die einen den Innendurchmesser unterschiedlich gestaltenden Absatz aufweist. Durch Verschiebung dieser Absatzkante in axialer Richtung erfolgt hier ebenfalls eine Änderung des Volumens des Resonators.

Dagegen zeigt die PR-PS 878 920 einen nach außen aus dem Klystron herausgebauten Resonatorraum, in dem ein Balg angeordnet ist. Dieser Balg kann durch eine außerhalb des Resonators angeordnete Betätigungsvorrichtung zusammengedrückt werden und hierdurch eine Frequenzänderung bewirken. Bei dieser Änderung ist die vakuumdichte Durchführung des Betätigungsgestänges besonders kritisch, weil sich gegeneinander bewegbare Teile gleichzeitig vakuumdicht abgeschlossen werden müssen.

Auch die niederländische ausgelegte Patentanmeldung 105 §95 zeigt den Resonator eines Klystrons, in den die beiden fest ' zueinander angeordneten Triftstrecken hineinragen, der aber wiederum in einen inneren evakuierten und einen äußeren nicht evakuierten Resonator aufgeteilt ist. Bei dieser Anordnung kann die metallene Wandung des äußeren Resonators in axialer Richtung geringfügig zwecks Frequenzabstimmung verschoben werden. Dabei bleibt aber im Gegensatz zu den oben genannten Anordnungen das Volumen des Resonators konstant. Die hier gezeigte Vakuumabdichtung des inneren Resonators ist aber problematisch, weil bei den erheblichen Temperaturänderungen während des Betriebes die dargestellten Keramik-Metallabdichtungen erfahrungsgemäß nicht halten.

Die Aufgabe der Erfindung bestand also darin, eine Frequenz-Abstimmvorrichtung eines Resonators für ein Klystron zu schaffen, bei dem die Abdichtprobleme des Vakuums gegen den

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atmosphärischen Druck gleichzeitig mit einer Abstimmöglichkeit durch Verschiebung der Resonatorwandung gelöst werden. Dabei sollte das Volumen des Resonators während der Abstimmung unverändert bleiben.

Diese Aufgabe wird bei einer Frequenz--Abstimmvorrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die bewegbare Aufhängung der Resonatorwandung vakuumdicht ausgebildet ist. Dabei kann die Aufhängung aus mindestens zwei membranartigen Lochscheiben bestehen. Auch kann die Aufhängung aus vier membranartigen Lochscheiben bestehen. Weiterhin können auf dem Außenmantel der Resonatorwandung Betätigungsnocken angeordnet sein. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann eine in axialer Richtung verschiebbare Führungsgabel, deren Gabelteile mindestens halbkreisförmig um die Resonatorwandung herumgreifen, in Höhe des Resonators am Klystron angeordnet sein. Auch kann eine AufhHngegabel, deren Gabelteile bis in Höhe der Nocken die Resonatorwandung umfassen und in deren Lagerschalen die Nocken einlegbar sind, versehwenkbar am Klystron angeordnet sein.

Diese Anordnung nach der Erfindung weist den Vorteil auf, daß eine Unterteilung des Resonators in einen evakuierten und in einen nicht evakuierten Teil vermieden wird. Damit werden auch gleichzeitig die kritischen Metall-Keramik-Lötverbindungen vermieden, denn die Verbindungsstellen der Membranen untereinander können verschweißt werden. Die Metall-Metall-Lötverbindungen an der Resonatorwandung und an den Polschuhen sind unkritisch.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Frequenz-Abstimmvorrichtung für einen Resonator eines SHF-Mehrkammerklystrons,

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Fig. 2 und 3 Betätigungsvorrichtungen zum Bewegen der Resona torwandung.

In Fig. 1 sind mit 1 und 2 die fest zueinander angeordneten Triftstrecken eines Mehrkammer-SHF-Klystrons, z.B. für den Frequenzbereich um 12 GHz, bezeichnet. Zwischen den Triftstrecken 1 und 2 befindet sich der HF-Wechselwirkungsspalt j5· Die Triftstrecken 1 und 2 sind in den Polschuhen 4 und 5 fest angeordnet, die zwecks Führung des magnetischen Feldes meistens aus Weicheisen bestehen.

Der Resonatorraum 6 wird umgeben von-einer Resonatorwandung ¹J, die im wesentlichen aus einem Hohlzylinder besteht, dessen Stirnflächen 8 und 9 entsprechende Bohrungen zur Aufnahme der Triftstrecken 1 und 2 aufweisen. Auf der Stirnfläche 8 sind noch besondere in axialer Richtung verlaufende Vorsprünge J51 vorgesehen, die mit einem Vorsprung 10 auf dem. Polschuh 4 zusammenwirken und eine kapazitive Falle bilden, so daß auch an dieser Stelle keine Hochfrequenz aus dem Resonatorraum 6 austreten kann. Als weiterer Hochfrequenzabschluß kann ein Miniaturbalg J>2 eingeführt werden. An der Resonatorwandung und teilweise auf -den Stirnflächen 8 bzw. 9 aufliegend sind metallene membranartige Lochseheiben 11 und 12 aufgelötet. Diese Lötstelle -ist unkritisch, weil nämlich sowohl die Resonatorwandung 7 mit den beiden Stirnflächen 8 und 9 als auch diese beiden membranartigen Lochscheiben 11 und 12 aus Metall bestehen. An die membranartigen Lochscheiben 11 und sind in radialer Richtung nach außen gesehen weitere membranartige Lochscheiben 13 und l4 bei 15 und 16 angeschweißt, z.B. durch eine sogenannte "Plasma-Schweißung". Auch diese Abdichtung ist unkritisch, weil hier zwei gleiche Metalle miteinander verbunden werden. Dasselbe gilt für die vakuumdichten Verbindungsstellen 17 und " zwischen den äußeren membranartigen Lochscheiben YJ> una 14 und den Befestigungsringen und 20, die mit ihren einen Enden in den Polschuhen 4 bzw. 5 eingelötet sind.

BAD ORIGINAL

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Die Resonatorwandung 7 mit den beiden Stirnflächen 8 und 9 kann in Richtung der Pfeile 21 in axialer Richtung bewegt werden« Hierzu sind auf dem Außenmantel der Resonatorwandung 7 entweder ein ringförmiger Vorsprung 22 oder, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, Betätigungsnocken 24 oder 25 angeordnet. Dabei können in gleicher Weise wie die Ringe 22 diese Betätigungsnocken 24 und 25 aus dem gleichen Werkstoff und einstückig mit der Resonatorwandung ausgebildet sein.

Die Fig. 2 und 3 zeigen mögliche Betätigungsarten, und zwar die einfachere davon in Fig. 3· Hier ist die Anordnung einer in axialer Richtung verschiebbaren Führungsgabel 26 gezeigt, deren Gabelteile 27 mindestens halbkreisförmig um die Resonatorwandung 7 herumgreifen. Die Führungsgabel.26 ist in Höhe des Resonators am Klystron mit an sieh bekannten Maßnahmen angeordnet.

Eine weitere Ausführung zeigt die Fig. 2. Hier besteht die Aufhängegabel 28 aus.einem Gabelstiel und zwei Gabelteilen 29. Auf diesen Gabelteilen 29 sind Lagerschalen 30 angeordnet, die an die Betätigungsnocken 24 angepaßt sind. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Aufhängegabel 28 am Klystron durch an sich bekannte Maßnahmen verschwenkbar gelagert werden.

Als Werkstoffe für die Resonatorwandung 7 sowie die Stirnflächen 8 und 9 kommen z.B. Kupfer, Bronze, V2A-Stahl oder Nickel-Kupfer in Betracht (letztere beiden Metalle mit veredelter Oberfläche). Für die Lochscheiben 11, 12, I3 und 14 und für die Befestigungsringe 19 und 20 kommen Kupfer, Fernico, Nickel, Bronze oder V2A-Stahl in Betracht.

Patentansprüche: 309819/0506 - 6 -

Claims

- 6 PATENTANSPRÜCHE

(Iy¹ Frequenz-Abstimmvorrichtung eines Resonators für ein Klystron, insbesondere für ein SHF-Klystron, mit einer metallenen Resonatorwandung, die die fest angeordneten Triftstrecken und den HF-Wechselwirkungsspalt umgibt und die in axialer Richtung derart bewegbar ausgebildet ist, daß das Volumen des Resonators während der Abstimmung unverändert bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Aufhängung derResonatorwandung vakuumdicht ausgebildet ist.
2. Frequenz-Abstimmvorrichtung'nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängung aus mindestens zwei membranartigen Lochscheiben besteht.
3. Frequenz-Abstimmvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängung aus vier membranartigen Lochscheiben besteht.
4. Frequenz-Abstimmvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Außenmantel der Resonatorwandung Betätigungsnocken angeordnet sind.
w 5· Frequenz-Abstimmvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine in axialer Richtung verschiebbare Führungsgabel, deren Gabelteile mindestens halbkreisförmig um die Resonatorwandung herumgreifen, in Höhe des Resonators am Klystron angeordnet ist.
6. Prequenz-Abstimmvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufhängegabel, deren Gabelteile bis in Höhe der Nocken die Resonatorwandung umfassen und in deren Lagerschalen die Nocken einlegbar sind, schwenkbar am Klystron angeordnet ist.

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