DE2237694B2

DE2237694B2 - Lauffeldverstärkerröhre mit stabilisiertem Verzögerungsmaß

Info

Publication number: DE2237694B2
Application number: DE2237694A
Authority: DE
Inventors: Hinrich Dipl.-Phys. Dr. 8032 Graefelfing Heynisch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-07-31
Filing date: 1972-07-31
Publication date: 1974-07-25
Also published as: DE2237694A1; US3852635A; DE2237694C3; GB1438975A; FR2195059B1; FR2195059A1

Description

Auskoppelleiter angeordneten Verzögerungsleitung tiver Weise.

und mit justierbaren wellenreflektierenden Elementen In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschla-

zur Stabilisierung des frequenzabhängigen Verstär- _5o gen, bei einer erfindungsgemäßen Lauffeldverstärker-

kungsmaßes. röhre die Glättungselemente längs und quer zur

Durch Reflektionen an Stoßstellen im felderfüllten Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen Raum einer Lauffeldröhre entsteht in der Verstär- verschiebbar zu machen. Eine derartige Zusatzmaßkungskurve und in der Gruppengeschwindigkeits- nähme ist besonders geeignet, wenn die Röhre kurve in Abhängigkeit von der Frequenz eine ₅₅ abwechselnd in verschiedenen Frequenzbereichen Welligkeit, die bekanntlich auch eine frequenz- betrieben wird. Die Verschiebbarkeit der Glättungsabhängige Phasenverzerrung mit sich bringt. Der- elemente gestattet es dabei, das Optimum des beartige Phasenverzerrungen machen sich beispiels- wirkten Glättungseffektes jeweils in die Betriebsweise bemerkbar in Signal Verfälschungen, wenn die bereiche, etwa auf eine Trägerfrequenz, zu legen; es Röhre frequenzmoduliert im Richtfunk eingesetzt 6o genügt hierbei, die Glättungswirkung nur so breit wird, oder im sogenannten Übersprechen, wenn der wie den breitesten der verschiedenen Frequenz-Durchlaßbereich der Röhre mehrere Trägerfrequen- bereiche zu machen. Die Glättungselemente können zen aufzunehmen hat. einfach während des Betriebes der Röhre verschoben

Zur Dämpfung der genannten Reflektionen ist es werden, da sie sich in Gebieten außerhalb der Ver-

aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 919 167 be- 65 zögerungsleitung befinden.

reits bekannt geworden, bei einer Lauffeldverstärker- Ein besonders breitbandiger Glättungseffekt läßt

röhre mit normaler Dispersion eine rückwärtslau- sich erzielen, wenn die Glätungselemente in Ausbrei-

fende Welle mittels einer Wellenreflektions-Dis- tungsrichtung der Hochfrequenzwellen in einem Ab-

stand, der einem Viertel der mittleren Betriebs- stift 11 ist somit quer und längs zur Ausbreitungswellenlänge entspricht, von der Verzögerungsleitung richtung der Wellen verschiebbar und ermöglicht angeordnet sind. dadurch eine Abstimmung der Glättungswirkung.

An einer Wanderfeldröhre mit einer Verzögerungs- An Stelle von Tauchstiften können natürlich auch

leitung aus gekoppelten Hohlraumresonatoren soll 5 Schleifen oder rahmenförmige Diskontinuitäten als

die Erfindung nachstehend an Hand einer schemati- Glättungselemente verwendet werden, wenn unter

sehen Figur mit weiteren Merkmalen näher erläutert gegebenen Umständen statt des kapazitiven ein in-

werden. Für das Verständnis der vorliegenden Erfin- duktiver Charakter bzw. eine Resonanzwirkung dieser

dung unwesentliche Teile sind dabei in der Figur Leistungsbelastungen für den Glättungseffekt vorteil-

weggelanben. io harter ist.

Die schematische Fig. 1 zeigt das Röhreninnere Die gesamte Halterung für die Glättungselemente

einer Wanderfeldröhre in der Seitenansicht. Dabei hat vakuumdicht zu sein. Um das Problem der Va-

ist mit 1 das Elektronenstrahlerzeugungssystem und kuumdichtigkeit zu umgehen, kann ein erfindungs-

mit 2 dei Elektronenstrahlauffänger bezeichnet, zwi- gemäß angeordnetes Glättungselement auch einfach

sehen denen eine Verzögerungsleitung 3, bestehend 15 aus einem magnetisierbaren Material bestehen und

aus — in der Figur nur angedeuteten — gekoppelten von außerhalb des Wellenleiters berührungsfrei durch

Hohlraumresonatoren 4, angeordnet ist. Das zu ver- magnetische Kräfte geführt sein, beispielsweise durch

stärkende HF-Signal wird über ein^n Wellenleiter, einen den Wellenleiter umfassenden Magnetring,

in diesem FaH einen Hohlleiter 5, der Verzögerungs- Stoßstelien für elektromagnetische Wellen werden

leitung 3 eingekoppelt, dort in üblicher Weise ver- ao nun nicht nur vom Eingang 21 und Ausgang 22 der

stärkt and über einen Wellenleiter, hier wiederum Verzögerungsleitung 3, sondern auch gegebenenfalls

einen Hohlleiter 6, ausgekoppelt. von einer im Zuge der Verzögerungsleitung angeord-

Bei der Signalübertragung treten nun im Zuge der neten Dämpfungsstrecke — in der Figur mit der ge-Wellenausbreitung an allen Stoßstellen für elektro- punkteten Fläche 16 angedeutet — sowie von Mikromagnetische Wellen Reflektionen auf. Insbesondere as wellenfenstern im Ein- und Auskoppelleiter — in der der Eingang 21 und der Ausgang 22 der Verzöge- Figur mit 17 bzw. 18 bezeichnet — gebildet. Um rungsleitung 3 stellen dabei als Sprungstellen für die Reflektionen an der Dämpfungsstrecke 16 zu redu-Phasengeschwindigkeit der Signalwellen reflektie- zieren, ist es günstig, das Dämpfungsmaterial der rende Diskontinuitäten dar. Zur Reduzierung der Dämpfungsstrecke in Umfangsrichtung der Verzögedort reflektierten Störwellen sind von den erfindungs- 30 rungsleitung versetzt und/oder verteilt in Abschnitte gemäß anzuordnenden wellenreflektiven Mitteln verschiedener mittlerer Dämpfungskraft — wie in (Glättungselementen) ein Glättungselement 8 am Ein- der Figur durch schraffierte Flächen angedeutet — koppelleiter 5 und ein Glättungselement 9 am Aus- anzuordnen. Die Verstärkungswelligkeit wird bei koppelleiter 6 jeweils außerhalb der Verzögerungs- einer derartigen Ausbildung der Dämpfungsstrecke leitung 3 angeordnet. Der Abstand der Glättungs- 35 in Verbindung mit den erfindungsgemäß vorgeseheclemente 8, 9 vom Eingang 21 bzw. Ausgang 22 der nen Glättungselementen kumulativ vermindert.
Verzögerungsleitung 3 ist so bemessen, daß im Be- Zur Vermeidung störender Reflektionen an den reich der Betriebsfrequenzen für die am Eingangs- Mikrowellenfenstern können zusätzliche Glättungs-Reflektorpaar — bestehend aus Eingang 21 und elemente vor dem Mikrowellenfenster 17 im Ein-Glättungselement 8 — sowie für die am Ausgangs- 40 koppelleiter bzw. hinter dem Fenster 18 im Aus-Reflektorpaar — bestehend aus Ausgang 22 und koppelleiter, also außerhalb des von den Mikro-Glättungselement 9 — jeweils reflektierten Teilwellen wellenfenstern vakuumdicht abgeschlossenen Raudestruktive Interferenzen bestehen. Um die Aus- mes, angeordnet sein; in der ?igur sind diese zusätzlöschung so breitbandig wie möglich zu machen, liehen Glättungselemente mit 23 bzw. 24 bezeichnet, sollten die Reflektoren eines Reflektorpaares etwa 50 Im Diagramm der Fig. 2 ist das Verstärkungsein Viertel der mittleren Betriebswellenlänge Ai₁ im maß C, gemessen in db, gegen die Betriebsfrequenz Zuge der Ausbreitungsrichtung der Wellen ausein- einer Lauffeldverstärkerröhre, gemessen in GHz, anderliegen. Diese Abstände sind in der Figur einge- aufgetragen. Das Betriebsfrequenzband dieser Röhre tragen. liegt dabei zwischen 6 und 6,5 GHz. Die Darstellung

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die 45 zeigt, wie die Welligkeit im Verstärkungsmaß der Glättungselemente verstellbar angeordnet. Ihre ge- Röhre (Kurve 25) durch die erfindungsgemäß angenaue Ausführung ist aus der vom strichpunktierten ordneten wellenreflektiven Mittel drastisch reduziert Kreis 10 umschriebenen Vergrößerung des entspre- wird (Kurve 26).

chenden Einkoppelleiterstücks ersichtlich. Ein Glät- Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Aus-

tungselement besteht in diesem Fall aus einem 35 führungsbeispiel beschränkt; so braucht eine erfin-

Tauchstift 11 mit Gewinde, der durch zwei Konter- dungsgemäße Lauffeldverstärkerröhre nicht eine

muttern 12,13 in einem flexiblen Balg 14, etwa aus Wanderfeldröhre und ihre Verzögerungsleitung nicht

Metall, gehaltert ist und durch einen Längsschlitz 15 von der Struktur gekoppelter Hohlraumresonatoren

in der Wellenleiterwandung geführt wird. Der Tauch- zu sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

kontinuität am elektronenstrahlerzeugerseitigen Ende Patentansprüche: der Verzögerungsleitung teilweise auszulöschen; die

1. Lauffeldverstärkerröhre mit einer zwischen Diskontinuität hat sich dabei im Wechselwirkungseinem Einkoppelleiter und einem Auskoppelleiler raum der Röhre zu befinden und ist in die Verzogeangeordneten Verzögerungsleitung und mit ju- 5 rungsleitung eingeführt. Bei sehr filigranen Verzogestierbaren wellenreflektierenden Elementen zur rungsleitungen erfordert eine solche Maßnahme _ Justierung des frequenzabhängigsn Verstärkungs- soweit sie überhaupt durchfuhrbar ist — einen ernebmaßes, dadurch gekennzeichnet, daß liehen Fertigungsaufwand.

die wellenreflektierenden Elemente (Glättungs- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, be.

elemente) im Bereich des Einkoppelleiters und/ ₁₀ einer Lauffeldverstärkerröhre die frequenzabhangige

oder Auskoppelleiters außerhalb der Verzöge- Welligkeit des Verzögerungsmaßes mit wellenreflek-

rungsleitung angeordnet sind. tierenden Mitteln derart zu reduzieren, daß die ge-

2. Lauffeldverstärkerröhre nach Anspruch 1 nannten Beschränkungen überwunden sind. Zur mit einer Dämpfungsstrecke im Zuge der Ver- Lösung dieser Aufgabe wird fur Lauffeldverstarkerzögerungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß 15 röhren der eingangs genannten Art ernndungsgemaü das Dämpfungsmaterial der Dämpfungsstrecke in vorgeschlagen, daß die Glättungselemente im Bereit Umfangsrichtung der Verzögerungsleitung ver- des Einkoppelleiters und/oder Auskoppelleiter:, setzt und/oder verteilt auf Abschnitte verschie- außerhalb der Verzögerungsleitung angeordnet Sinti. dener mittlerer Dämpfungskraft angeordnet ist. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dai.

3. Lauffeldverstärkerröhre nach Anspruch 1 _ao die reflektierte Störwelle nicht erst durch eine nocr,- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glät- malige, in bestimmter Weise vorzunehmenden Rud·- tungselemente längs und quer zur Ausbreitungs- reflektion reduziert werden muß, sondern auch ausrichtung der elektromagnetischen Wellen ver- eine gleichgerichtete, zusätzliche Reflektion dt. schiebbar sind. Primärwelle — unter geeigneten Phasenbeziehung*.-i

4. Lauffeldverstärkerröhre nach Anspruch 3, a₅ zwischen beiden Reflexionswellen — unterdrück dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren werden kann. Bei einem derartigen Interferenzmechj Glättungselemente an sich bekannte von außer- nismus ist es nicht notwendig, die zusätzliche D;:, halb der Leiterwandung betätigbare Tauchstifte kontinuität in die Verzögerungsleitung einzuführen sind. Somit ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Maß

5. Lauffeldverstärkerröhre nach Anspruch 4 ₃₀ nähme auf alle Typen von Verzögerungsleitungen mit vakuumdichten Mikrowellenfenstern im Be- ungeachtet eines eventuell mechanisch sehr feiner. reich des Einkoppelleiters bzw. Auskoppelleiters, Aufbaus anwendbar. Darüber hinaus sind alle ehe dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Glättungs- unerwünschten elektrischen Auswirkungen, die eine elemente außerhalb des von den Mikrowellen- anisotrope Störung im Wechselwirkungsraum mit fenstern vakuumdicht abgeschlossenen Raumes ₃₅ sich bringt, vermieden.

angeordnet sind. Bei einer erfindungsgemäßen Lauffeldverstärkei

6. Lauffeldverstärkerröhre nach einem der vor- röhre mit einer Dämpfungsstrecke im Zuge der Verhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, zögerungsleitung ist vorgesehen, das Dämpfungsdtß die Glättungselemente in Wellenausbreitungs- material der Dämpfungsstrecke in Umfangsrichtung richtung etwa in einem Abstand, der einem Viertel _4O der Verzögerungsleitung zu versetzen und/oder es der mittleren Betriebswellenlänge entspricht, von verteilt in Abschnitte verschiedener mittlerer Dämpder Verzögerungsleitung und gegebenenfalls von fungskraft anzuordnen. Da bekanntlich die Dämpden Mikrowellenfenstern angeordnet sind. fungsstrecke ebenfalls eine reflektierende Stoßstelle

für elektromagnetische Wellen darstellt, unterstützen

45 die reflektionsmindernden Vorkehrungen an der

Die Erfindung betrifft eine Lauffeldverstärkerröhre Dämpfungsstrecke bei einer erfindungsgemäßen Lauf-

mit einer zwischen einem Einkoppelleiter und einem feldverstärkerröhre den Glättungseffekt in kumula-