DE2256817A1

DE2256817A1 - SLOPE PIPE WITH SELECTIVE DAMPING

Info

Publication number: DE2256817A1
Application number: DE19722256817
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing Dr Gross
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-11-20
Filing date: 1972-11-20
Publication date: 1974-06-06

Description

Lauffeldröhre mit selektiver Dämpfung Die Erfindung betrifft eine Dauffeldröhre mit einer Verzögerungsleitung nach Art gekoppelter Hohlräume, bei der zur selektiven Unterdrückung von Störschwingungen die Wandung der Verzögerungsleitung mindestens eine bedämpfte Ausnehmung aufweist, die durch mindestens einen Schlitz an die Hohlräume der Verzögerungsleitung angekoppelt ist. Running field tube with selective damping The invention relates to a Dauffeld tube with a delay line in the manner of coupled cavities the wall of the delay line for the selective suppression of interfering vibrations has at least one damped recess through at least one slot is coupled to the cavities of the delay line.

Derartige Lauffeldronren sid bereits bekannt; man vergleiche hierzu beispielsweise die deutsche Patentschrift 1 297 768. Dabei dienen die Ausnehmungen in der Wandung der Verzögerungsleitung als Dämpfungsresonatoren für bestimmte, zu unterdrückende Störschwingungen. Die hierzu geeignet zu dimensionierenden und huber einen Schlitz der Verzögerungsleitung anzukoppelnden Resonatoren sind auf eine Frequenz abgestimmt und dämpfen sehr schmalbandig. So ist eine vollständige Unterdrückung aller Störschwingungen nur mit einer größeren Anzahl gegeneinander verstimmter Resonatoren und Schlitze möglich. Der Aufbau einer derartigen Dämpfungsanordnung erfordert die Kenntnis aller Störmodenfrequenzen und ist mit einem erheblichen' fertigungstechnischen Aufwand verbunden.Such Lauffeldronren are already known; compare to this for example the German patent specification 1 297 768. The recesses are used here in the wall of the delay line as damping resonators for certain, too suppressing parasitic vibrations. The suitably dimensioned and huber Resonators to be coupled to a slot of the delay line are set to one frequency tuned and dampen very narrow-band. Such is total suppression of all parasitic oscillations only with a larger number of mutually detuned resonators and slots possible. The construction of such a damping arrangement requires Knowledge of all interference mode frequencies and is with a considerable 'manufacturing technology Effort involved.

Es ist auch schon aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 566 031 bekannt geworden, bei den eingangs genannten Lauffeldröhren die Störmodenbedämpfung durch in der E-Ebene in Richtung des Energieflusses getaperte, abgeschiossene und bedämpfte Hohlleiter vorzunehrnen. Die Hohlleiter sind dabei in die Trennwände zwischen den Hohlräumen der Verzögerungsleitung eingelassen und vorzugsweise so dimensioniert, daß ihre untere Grenzfrequenz beim #-Punkt der Betriebswelle liegt. Obwohl diese Anordnung breitbandig in erster Linie Störschwingungen bedämpft, ist hierbei eine - stark frequenzabhängige -dämpfende Rückwirkung auf das Betriebsband nicht zu vermeisen.It is already from the German Offenlegungsschrift 1 566 031 became known in the aforementioned Lauffeldröhren the Disturbance mode attenuation through tapered in the E-plane in the direction of the energy flow, Pre-shot and damped waveguides. The waveguides are included embedded in the partition walls between the cavities of the delay line and preferably dimensioned so that their lower limit frequency is at the # point of the operating wave lies. Although this arrangement primarily attenuates interfering oscillations over a broadband, is a - strongly frequency-dependent - damping effect on the operating band unavoidable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Lauffeldröhre der eingangs genannten Art eine einfache Dämpfanordnung zu schaffen, die störmodenselektiv und weitgehend frei von Rückwirkungen auf die Betriebswellen wirkt.The invention is based on the object of a running field tube To create a simple damping arrangement of the type mentioned at the beginning, which selectively selects the interference mode and acts largely free of repercussions on the operating waves.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgerne vorgeschlagen, daß die Ausnehmung ein im wesentlichen parallel zur Verzögerungsleitung (Hauptleitung) verlaufender Hohlleiter ist, der durch nehrere Schlitze mit den Hohlräumen der Hauptleitung verbunden ist, wobei diese Schlitze und der Hohlleiter so dimensioniert sind, daß sie zusammen eine eigene Verzögerungsleitung (Hilfsleitung) mit Durchlaßbereichen bilden, die nur Störschwingungen der Hauptleitung jedoch keine im Betriebsfrequenzbereich der Hauptleitung liegenden Schwingungen erfassen.To solve this problem, the invention is happy to suggest that the recess is essentially parallel to the delay line (main line) The waveguide is running through several slots with the cavities of the main line is connected, these slots and the waveguide are dimensioned so that they together have their own delay line (auxiliary line) with passbands form which only disturbance vibrations of the main line but none in the operating frequency range detect vibrations lying in the main line.

Bei einer erfindungsgem2ßen Röhre weist die als Verzögerungsleitung wirkende Nilfsleitung Durchla.bereiche und Stopbänder auf, zwischen denen ausgeprägte, in der Freauenz scharfe Übergänge bestehen. Feine auf die Frequenzen der Störschwingungen abgestimmte Hilfsleitung, in deren Stopbändern die Frequenzen des Bestriebsbandes liegen, koppelt Betriebswwellen nicht ein und stellt somit für das Betriebsband keine Störung dar. dagegen werden die, in die Hilfsleitung eingekoppelten Störschwingungen sehr stark und zundem auch raum- und aufwandsparend bedämoft, da bekanntlich in einer Verzögerungsleitung die Welchselwirkung der verzögerten Welle mit ihrer Umgebung sehr intensiv ist - pro Längenabschnitt beispielsweise um ein Mehrfaches intensiver als in einem einfachen Hoh1-leiter. Eine Abfuhr der dieser konzentrierten Dämpfungen entsprechend hohen Verlustwärme ist leicht möglicht, da die Hilfsleitung in deren Wandung untergebracht ist und damit kürzeste Wärmeableitwege gewährleistet sind.In a tube according to the invention, the delay line acting auxiliary line on pass areas and stop bands, between which pronounced, there are sharp transitions in the frenzy. Fine on the frequencies the Auxiliary line coordinated with interference vibrations, in whose stop bands the frequencies of the Operating band, operating waves do not couple and therefore provide for the Operating band does not represent a disturbance. On the other hand, those coupled into the auxiliary line are Interfering vibrations are very strong and also dampened to save space and effort, because It is known that in a delay line the interactions of the delayed wave is very intense with its surroundings - for example by one per length segment Many times more intense than in a simple Hoh1 ladder. A rebuff of this concentrated attenuation corresponding to high heat loss is easily possible because the auxiliary line is housed in the wall and thus the shortest possible heat dissipation paths are guaranteed.

I)n Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Wandung der Hauptleitung ein dem Hohlleiter der Hilfsleitung diametral gegenüberliegender zweiter Holhleiter eingelassen ist, in welchen die an sich bekannte nicht selektive Dämpfung der Betriebsbandfrequenzen untergebracht ist.I) n further development of the invention is provided that in the wall the main line is diametrically opposite to the waveguide of the auxiliary line second Holhleiter is embedded, in which the known per se non-selective Attenuation of the operating band frequencies is housed.

Anhand von in der Figuren der Zeichnung schematisch dargeatellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung naghstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden.On the basis of schematically shown in the figures of the drawing The invention is to be described in more detail below with further features explained.

Einander entsprechende Teile sind- dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen: Figur 1 im Längsschnichnitt die Verzögerungsleitung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lauffeldröhre, Figur 2 das Ausführungsbeispiel im Schnitt II-II der Figur Figur 3 eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels aus Figur 1 im Rahmen der Erfindung, Figur 4 die Weiterbildung des Ausführungsbeispiels im Schnitt IV-IV der Figur 3, Fur die Erfindung unwesentliche Teile einer Lauffeldröhre, wie beispielsweise das Elektronnenstrahlerzeugungssystem oder der Elektronnenstraahlauffänger, sind in den Figuren weggelassen.Corresponding parts are given the same reference numerals Mistake. Shown are: FIG. 1, in longitudinal section, the delay line of an exemplary embodiment a running field tube according to the invention, Figure 2 shows the embodiment in section II-II of FIG. 3, a further development of the exemplary embodiment Figure 1 within the scope of the invention, Figure 4 the development of the embodiment in section IV-IV of Figure 3, parts of a barrel tube that are not essential for the invention, such as the electron beam generation system or the electron beam interceptor, are omitted in the figures.

Figur 1 unrj 2 zeigen von einer erfindungsgemäßen Lauffeld -röhre die Verzögerungsleitung im Seiten- bzw. Querschnitt.Figure 1 and 2 show a Lauffeld tube according to the invention the delay line in the side or cross section.

Dabei sind von der in den Darstellungen mit 1 bezeichneten Verzögerungsleitung der Ein- und Auskoppelabschnitt nicht eingezeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Verzögerungsleitung eine Interdigitalstruktur, sie besteht aus einem Hohllieter, von dessen Innenseite abwechselnd von gegenüberliegenden Teilen der Wandung 2 Querstege 4 ausgehen Die Questere 4 weisen Strahlhütchen 5 mit einer Öffnung 2 zum Durchtnitt des Elektronnenstrahles auf. Der dargestellte Hohlleiter hat rechteckigen Querschnitt und besteht aus der Deckplatte 7 und der Bodenplatte 10, die die alternierenden Querstere 4 aufnehmen, sowie zwei Seitennplatten 8 und 9.In this case, are of the delay line designated by 1 in the illustrations the coupling-in and coupling-out section is not shown. In this embodiment the delay line has an interdigital structure, it consists of a hollow wire, from the inside alternately from opposite parts of the wall 2 transverse webs 4 go out The Questere 4 have ray cap 5 with an opening 2 for cutting of the electron beam. The waveguide shown has a rectangular cross section and consists of the top plate 7 and the bottom plate 10, which are the alternating Pick up transverse stars 4, as well as two side plates 8 and 9.

Zut Unterdrückung von Störschwindungen ist nun erfindungs gemäß in die @ouns@ der Verzögerungsleitung 1 - in diesem Falle in die Bodenplatte 10 - ien Hohlleiter 11 eingelassen, welcher über Schlitze 12 trit rein felderfüllten Raum der Verzögerungsleitung 1 hochfrequenzmäßig gekoppelt ist. Hohlleiter 11 sowie Schlitze 12 sind nach der Erfindung so bemessen, daß sie zusammen eine Verzögerungsleitung bilden mit einer Disppersionsstruktur, derart, daß alle unerwünschten Störschhwingungen im Durchlaßbereich liegen und in diese Verzögerungsleitung (Hilfsleitung) einkoppeln, während die Betriebswellen nicht geleitet werden und auch nicht einkoppeln. Da eine Verzögerungsleitung sehr frequezscharfe Ubergänge zwischen leitenden und sperrenden Be reichen hat, kann die Auskopplung von Wellenenergie störfrequenzselektiv und ohne störende Belastung des Betriebsbandes vorgenommen werden.Allotment suppression of parasitic shrinkage is now fiction according to in the @ ouns @ of the delay line 1 - in this case in the base plate 10 - ien Waveguide 11 let in, which via slots 12 enters purely field-filled space the delay line 1 is coupled in terms of high frequency. Waveguide 11 and slots 12 are dimensioned according to the invention so that they together form a delay line form with a dispersion structure, such that all undesirable Interfering oscillations are in the pass band and in this delay line (auxiliary line) couple while the operating waves are not conducted and do not couple. Since a delay line has very high frequency transitions between conductive and Blocking Be has rich, the coupling out of wave energy can be interference frequency selective and can be carried out without disturbing the operating belt.

Anders als im dargestellten Ausführungsbeispiel könnte die Hilfsleitung auch so dimensioniert sein, aaß insbesondere die am stäaksten zu bedämpfende Störschwingung nicht innerhalb ihres Durchlaßbereiches liegt, sondern gerade an einer Bereichsgrenze. Da sich bei Grenzfrequenzen bekanntlich stehende Wellen ausbilden (Bandkantenschwingungen), wird die in die Hilfsöeitung eingekoppelte Energie der Störschwingung dann besonders wirksam vernichtet. Eine mögliche Maßnahrje zur Abstimmung einer Bandkante der Hilfsleitung auf eine Störschwingung besteht darin, die Schlitze in der Wandung der Hauptleitung so zu bemessen, daß sie bei der S-törachwingung in Resonanz sind. Dann scheingt die Hilfsleitung im bandbegrenzenden sogenannten Schlitzmodus. Für die weiterhin im stopband Liegenden Betriebswellen ergibt sich auch bei diesser Schlitzbemessung keine Störung.Unlike in the illustrated embodiment, the auxiliary line could also be dimensioned in such a way that, in particular, the disturbing vibration that is to be damped the most is not within its pass band, but just at a range limit. Since standing waves are known to form at cut-off frequencies (band edge vibrations), the energy of the parasitic oscillation coupled into the auxiliary line then becomes special effectively destroyed. A possible measure for the coordination of a strip edge of the auxiliary line A parasitic oscillation consists in the slots in the wall of the main line to be dimensioned in such a way that they are in resonance with the S-torach oscillation. Then it sounds the auxiliary line in the band-limiting so-called slot mode. For that continue Operating shafts lying in the stopband also result from this slot dimensioning no interference.

Die bereits sehr gering gehaltene Rüchwirkung einer erfindungsgemäß vorgesehenen Dämpfanordnung auf das Betriebsband kann noch weiter verringert werden, wenn sich die Schlitze in der Wandung quer zu den Strompfanden eines zu dämpfenden Störmodus erstrecken. Bekanntlich arbeiten Röhren mit einer Verzögerungsleitung der eingangs genannten Art in zweierlei Betriebsmoden, je nach Abümessungsverhältnissen zwischen Koppelschlitz und Hohlraumresonator. Ist die mittlere Dänge des Koppelschitzes - wie im Fall des dargewstellten Ausführungsbeispiels - größer als der Durchmesser des Hohlleiters, dann bestimmt die Resonanzfrequenz des Koppelschlitzes den langwellinge Durchlaßbereich der Leitung, die Betriebsmoden haben also den Charakter des sogenannten Schlitzmodus. Wenn die Länge des Koppelschlitzes kleiner ist als der Hohlraumdurchmesser, so sind die Betriebsmoden des langwellingen Durchlaßbereich von der Art des sogenannten cavity-Modus oder Interdigitalmodus.The already very low odor effect of one according to the invention provided damping arrangement on the operating belt can be further reduced, if the slots in the wall are transverse to the current base of a to be attenuated Extend disturbance mode. It is well known that tubes work with a delay line of the type mentioned in two operating modes, depending on the dimensions between coupling slot and cavity resonator. Is the mean length of the coupling slit - As in the case of the illustrated embodiment - larger than the diameter of Waveguide, then the resonance frequency of the coupling slot determines the long wave ring The transmission range of the line, the operating modes thus have the character of the so-called Slot mode. If the length of the coupling slot is smaller than the cavity diameter, thus the operating modes of the long-wave pass band are of the so-called type cavity mode or interdigital mode.

Es hat sich nun hrausgestellt, daß beim Schlitzmodus im wesentlichen nur Umfangssströme in der Hohleiterwandung aufterten, während beim cavity - bzw. Interdigitalmodus nur axiale Wandungsströme fließen. Da bei einem schlitzmodusartigen Betribmodus der stärkste Störmodus ein cavity- bzw. Interdigitalmodus ist und umgekert die Röhre bei Betriebsmoden nach Art eines cavity- bzw. Interdigitalmodus am stärksten durch einen Schlitzmodus gastört sind, wird durch die genannte Richtungsgemäß der Wandungsschlitze tatsätliche eine optimale Stromdämpfung der Störmoden erreicht und dabei eine Rückwirkung auf das Betriehsband praktisch unterbunden.It has now been found that in the slot mode essentially only circumferential currents in the hollow conductor wall, while with cavity or Only axial wall currents flow in interdigital mode. As with a slot mode-like Operating mode the strongest disturbance mode is a cavity or interdigital mode and is reversed the tube is strongest in operating modes in the manner of a cavity or interdigital mode are disturbed by a slot mode, the aforementioned direction is the Wall slots actually achieved an optimal current damping of the interference modes and at the same time a repercussion on the operating belt is practically prevented.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist bei den relativ lang bemessenen Koppelschlitzen im wesentlichen der Interdigitalmodus zu bedämpfen; die Schlitze sind daher quer zur Achse der Lauffeldröhre angebracht. Dabei wirken Hohlieter und Schlitze zusammen wie eine Verzögerungsleitung mit Karp-Struktur. Sollte andererseits ein Schlitzmodus bedämpft werden, so hätten die Schlitze längs der Achse der Lauffeldröhre zu liegen. Will man dagegen beide Moden-Typen bedämpfen, so empfiehlt sich eine Schlitzanordnung schräg zur Röhrenachse Die Schlitze 12 sowie der Hohleiter 11 sind mit Xeram ausgefüllt, deren hohe Dielektrizitätskionstante die in die Hilfsleitung eingekoppelten Wellen verkürzt und somit die gesamte Dämpfungsanordnung noch kompakter macht. Auf der den Schlitzen 12 zugewandten Fläche der Keramik ist eine Dämpfungsschicht 13 aus verlustbehaftetem Material beispielsweise Kohle, aufgetragen. Die Keramik und insbesondere die Dämpfungsschicht sind dabei so bemessen, daß die damit verbundene störmodenselektive Verringerung der Kreisgüte der Verzögerungsleitung ausreicht, auch die stärkste Störschwingung nicht anschwingen zu lassem.In the illustrated embodiment, the dimensioned is relatively long To attenuate coupling slots essentially the interdigital mode; the slots are therefore mounted transversely to the axis of the barrel tube. This is where Hohlieter and Slots together like a Karp structure delay line. Should on the other hand a slot mode are attenuated, the slots would have been along the axis of the barrel tube to lie. If, on the other hand, you want to attenuate both mode types, then one is recommended Slot arrangement at an angle to the tube axis The slots 12 and the hollow conductor 11 are filled with Xeram, whose high dielectric constant corresponds to that in the Auxiliary line coupled waves shortened and thus the entire damping arrangement makes it even more compact. On the surface of the ceramic facing the slots 12 a damping layer 13 made of lossy material, for example carbon, is applied. The ceramic and in particular the damping layer are dimensioned so that the associated interference mode-selective reduction in the circular quality of the delay line is sufficient not to let even the strongest interfering oscillation start to oscillate.

Bekanntlich müssen in eie Lauffeldröhre neben den Störschwingungen auch die Wellen des Betriebsbandes baämpft werden. Tn den Figuren 3 und 4 ist dargestellt, wie dies Problem bei einer erfindungsgemäßen Lauffeldhröhre sehr vorteilhaft gelöst werden kann. Ausgehend von dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1- und 2 ist in der Wandung der Hauptleitung ein dem Hohlleiter der Hilfsleitung diametral gegenüberliegender zweiter Hohlleiter -15- eingelassen, in welchen die an sich bekannte nichtselektive Dämpfung 20 (Sever) der Betriebsbandfrequenzen untergebracht ist.It is well known that in addition to the parasitic vibrations, a Lauffeldröhre the waves of the operating band are also dampened. It is shown in FIGS. 3 and 4 how this problem is solved very advantageously with a barrel tube according to the invention can be. Based on the embodiment of Figures 1- and 2 is in the Wall of the main line diametrically opposite the waveguide of the auxiliary line Second waveguide -15- let in, in which the known nonselective Attenuation 20 (Sever) of the operating band frequencies is housed.

Der zweite Hohleiter 15 hat koaxiale Form und ist durch eine - nicht dargestellte - Strom- oder Felddämpflung mit guter Wärmeahleitung reflexionsfri abreschlossen. Der Innenleiter 16 des koaxialen Hohleiters ist reflexionsfrei über einen kompensierten Übergangsstift 17 an die Hauptleitung angeschlossen.The second waveguide 15 has a coaxial shape and is through a - not shown - current or field damping with good heat conduction reflection-free completed. The inner conductor 16 of the coaxial hollow conductor is reflection-free a compensated transition pin 17 is connected to the main line.

Der zweite Hohleiter stellt die durch die Hilfleitung gestörte Querschnittssymmetrie teilweise wieder her und vereinfacht dadurch die Strahführungsprobleme mit einem Magnetfeld. Zugeleicht ist gegenüber einer Röhre mit einem Dämpfungsabschnitt im Zuge der Verzögerungsleitung an Röhrerlänge eingespart.The second waveguide represents the cross-sectional symmetry disturbed by the auxiliary line partially restored and thereby simplifies the beam guidance problems with one Magnetic field. Appropriate is compared to a tube with a damping section in the Saved tube length in the course of the delay line.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel bzw. dessen Weiterbildung beschränkt.The invention is not limited to the illustrated embodiment or limited its further training.

Weder ist notwendig, daß die Verzögerungsleitung einen rechteckigen Querschnitt hat noch daß ihre Betriebsmoden im langewelligen Burchlaßbereich 1en Charakter eines Schlitzmodus haben. Insbesondere braucht eine erfindun-sgemäß vorgesehene Hilfsleiztung nicht mit Keramik ange fjillt zu sein.Neither is it necessary that the delay line be rectangular Cross-section still has that its operating modes in the long-wave passage area 1en Have character of a slot mode. In particular, one needs that is provided according to the invention Auxiliary line not to be filled with ceramics.

8 Patentanspruche 4 Figuren8 claims 4 figures

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Lauffeldtube with a delay line in the manner of coupled cavities, in the case of the selective suppression of interfering vibrations the wall of the delay line has at least one damped recess, which are coupled to the cavities of the delay line through at least one slot is that the recess is essentially a the waveguide (11) running parallel to the delay line (main line), which is connected to the cavities of the main line by several slots (12), wherein these slots (12) and the waveguide (11) are dimensioned so that they together form a separate delay line (auxiliary line) with pass bands, the only disturbing vibrations of the main line but none in the operating frequency range detect vibrations lying in the main line.

2. Lauffeldröhre 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 slots (12) are perpendicular to the current paths of the strongest Extend to be damped disturbing vibration.

3. Lauffeldröhre 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 slots for damping the so-called cavity mode or the interdigital mode are mounted transversely to the axis of the barrel tube.

4. Lauffeldröhre 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 slots for damping the so-called slot mode have long been the axis of the barrel tube are attached.

5. Lauffeldröhre according to any one of claims 1-4, d ad u r c h g e no indication that there is resistance in the slots and / or the waveguide Material is attached.

6. Lauffeldröhre according to any one of claims 1-5, d a -d u r c h g It is not noted that the slots and / or the waveguide are at least partially sint filled with dielectric material.

7. Lauffeldröhre according to any one of claims 1 - 6, d a -d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t, from in the wall of the main line to the hollow lower the second hollow conductor (15) diametrically opposite the auxiliary line is in which the known nonselective attenuation of the operating band frequencies is accommodated.

8. running field tube according to claim 6, d a d u r c in g ek e n n z e i c h n e t that the second waveguide (15) is of coaxial shape, through a current or field attenuation with good heat dissipation is closed without reflection and that the inner conductor (16) of the coaxial waveguide is compensated by a reflection-free Transition pin (17) is connected to the main line.