DE2263898C3

DE2263898C3 - Microwave transmitter with adjustable cavity resonator

Info

Publication number: DE2263898C3
Application number: DE19722263898
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. Dr. 8000 Muenchen Gross
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-12-28
Filing date: 1972-12-28
Publication date: 1975-12-18
Also published as: GB1460150A; DE2263898A1; DE2263898B2; SE388310B; IT1000738B

Description

5°5 °

Die Erfindung betrifft einen Mikrowellensender mit einem abstimmbaren Hohlraumresonator, der zur Unterdrückung unerwünschter Schwingungen (Störmoden) zumindest einen an den Hohlraumresonator angekoppelten bedämpften Kreis enthält.The invention relates to a microwave transmitter with a tunable cavity resonator that is used for suppression unwanted vibrations (interference modes) at least one coupled to the cavity resonator Contains damped circle.

Der Hohlraumresonator wird insbesondere als koaxialer Topfkreis für Mikrowellenröhren ausgeführt.The cavity resonator is designed in particular as a coaxial cup circle for microwave tubes.

Eine derartige Anordnung ist aus der USA.-Patentschrift 31 18 082 bekannt. Dabei ist an einen magnetisch abstimmbaren Hohlraumresonator eines Reflexklystrons zur Unterdrückung von Störmoden ein Rechteckhohlleiter angekoppelt, der verlustbehaftetes Material enthält. Zur Unterstützung der S^örmodenbedämpfung ragen zusätzlich in den Hohlraumresonator Schrauben mit verstellbarer Eindringtiefe. Da in einem Hohlraumresonator die Ortsverteilung der Feldstärke für jede Resonanzfrequenz eine andere ist, dämpfen die tauchstiftartigen Schrauben schmalbandig und ausgeprägt frequenzabhängig. So können hiermit Störmoden insbesondere störende Oberwellenanteile, bei einem Resonator mit einer gewissen Betriebsbandbreite nur unter erheblichem Aufwand und unter Inkaufnahme einer gewissen Überdimensionierung sowie einer empfindlichen elektromagnetischen Störung der Betriebsschwingungen unterdrückt werden.Such an arrangement is known from US Pat. No. 3,118,082. One of them is magnetic tunable cavity resonator of a reflex klystron to suppress interference modes Coupled rectangular waveguide containing lossy material. To support the S ^ örmode dampening In addition, screws with adjustable penetration depth protrude into the cavity resonator. There in one Cavity resonator the local distribution of the field strength is different for each resonance frequency, dampen the Diving pin-like screws narrow-banded and pronounced frequency dependent. In this way, interference modes can in particular cause disruptive harmonic components a resonator with a certain operating bandwidth only with considerable effort and acceptance a certain oversizing as well as a sensitive electromagnetic disturbance of the Operating vibrations are suppressed.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mikrowellensender der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Siörmodenschwingungen außerhalb des Betriebsbandes bedämpft sind und dabei das Betriebsband selbst weitgehend ungestört bleibt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß der bedämpfte Kreis eine Verzögerungsleitung mit einem außerhalb der Grundschwingung des Resonators (Nutzmode) liegenden, die Störmoden erfassenden Durchlaßbereich ist.The invention specified in claim 1 is based on the object of providing a microwave transmitter of the initially specified specified type in which the Siörmode oscillations are damped outside the operating band and the operating band itself remains largely undisturbed. To solve this problem is According to the invention it is provided that the damped circuit has a delay line with an outside of the Fundamental oscillation of the resonator (useful mode) lying, the interference modes detecting the pass band.

Bei einem erfindungsgemäßen Mikrowellensender hat die an den Hohlraumresonator angekoppelte Verzögerungsleitung eine solche Dispersionscharakteristik, daß sämtliche Störschwingungen entweder innerhalb der Durchlaßbereiche liegen oder zumindest mit deren Grenzfrequenzen zusammenfallen, Betriebsfrequenzen jedoch weder geleitet noch eingekoppelt werden. Mit einer derart frequenzabhängigen Ankopplung verhindert die in die Wandung eingelassene Verzögerungsleitung die Anfachung von Störschwingungen, stellt dabei aber andererseits keine merkliche Belastung für die Betriebsfrequenzen dar.In the case of a microwave transmitter according to the invention, the delay line coupled to the cavity resonator has a delay line such a dispersion characteristic that all spurious oscillations either within of the passbands lie or at least coincide with their cut-off frequencies, operating frequencies however, neither conducted nor coupled. With such a frequency-dependent coupling prevented the delay line embedded in the wall, the amplification of interfering vibrations, represents but on the other hand does not pose a noticeable burden on the operating frequencies.

An Hand eines in der Figur der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen erläutert werden.On the basis of an embodiment shown schematically in the figure of the drawing, the invention is intended are explained below with further features.

Die Figur zeigt von einem Mikrowellensender lediglich den abstimmbaren Hohlraumresonator. Alle übrigen Teile des Senders, beispielsweise das Elektronenstrahierzeugungssystem, sind für die Erfindung unwesentlich und nicht eingezeichnet. Der mit 1 bezeichnete Hohlraumresonator bildet im dargestellten Ausführungsbeispiel den Gitter-Anoden-Kreis einer Scheibenröhre, er könnte jedoch durchaus auch an andere Röhrentypen, wie beispielsweise an ein Klystron, angekoppelt sein. Der Hohlraumresonator 1 hat die Form eines koaxialen Topfkreises, mit einem Innenleiter 2 und einem Außenleiter 3. Der Topfkreis ist auf der einen Seite durch die metallische Stirnplatte 13 und auf der anderen Seite durch einen toroidförmigen Abstimmschieber 4 hochfrequenzmäßig dicht abgeschlossen. Der Abstimmschieber 4 dient zugleich zur Abstimmung des Hohlraumresonators 1, er liegt einer ringförmigen Isolierscheibe 5 auf und ist über in Isolierscheibe 5 eingelassene Zugstangen 6, 7 längsachsenbeweglich verschiebbar. The figure shows only the tunable cavity resonator of a microwave transmitter. The rest Parts of the transmitter, for example the electron beam generation system, are not essential to the invention and not shown. The cavity resonator designated by 1 forms in the illustrated embodiment the grid-anode circuit of a disc tube, but it could also be connected to other tube types, such as a klystron. The cavity resonator 1 has the shape of a coaxial cup circle, with an inner conductor 2 and an outer conductor 3. The cup circle is on one side Side by the metallic face plate 13 and on the other side by a toroidal tuning slide 4 tightly sealed in terms of high frequency. The tuning slide 4 is also used for voting of the cavity resonator 1, it rests on an annular insulating disk 5 and is embedded in the insulating disk 5 Tie rods 6, 7 displaceable along the longitudinal axis.

Das zu verstärkende Hochfrequenzsignal wird wie üblich dem — hier nicht dargestellten — Elektronenstrahl zwischen einem Gitter 9 und einer Anode 10 entnommen. Zur Ableitung der in der Anode 10 entstehenden Verlustwärme ragt die Anode 10 über eine große Kontaktoberfläche in den Innenleiter 2 hinein. Das Gitter 9 ist durch einen Isoliereinsatz 14 gegen die Stirnplatte 13 und die Anode ist durch ein dielektrisches Distanzstück 23 gegen das Gitter 9 isoliert. Das nun im abgestimmten Hohlraumresonator 1 resonanzverstärkte Signal wird dann über eine Koppeleinrichtung II ausgekoppelt, die in diesem Falle als eine Koaxleitung mit einem Koppelstift 12 ausgebildet ist.The high-frequency signal to be amplified is, as usual, the electron beam - not shown here taken between a grid 9 and an anode 10. To derive the generated in the anode 10 The anode 10 protrudes into the inner conductor 2 over a large contact surface. The grid 9 is through an insulating insert 14 against the face plate 13 and the anode is through a dielectric spacer 23 isolated from the grid 9. The now resonance-amplified in the tuned cavity resonator 1 The signal is then decoupled via a coupling device II, which in this case is a coaxial line is formed with a coupling pin 12.

Zur Unterdrückung von Störschwingungen ist eine Verzögerungsleitung im mit 16 bezeichneten Boden desTo suppress parasitic vibrations, a delay line is in the designated 16 bottom of the

Abstimmschiebers 4 untergebracht, und zwar innerhalb einer radialsymmetriscnen Ausnehmung 15 in der Isolierscheibe 5. Diese Anordnung empfiehlt sich bei Hohlraumresonatoren, die über einen Schieber abstimmbar sind, da sich am Ort des Srhieberbodens stets eine Kurzschlußebene befindet. So sind unabhängig von der eingeregelten Resonanzfrequenz stets optimale magnetische Ankoppelbedingungen für die Ve. zögerungsleitung gegeben. Als Verzögerungsleitung ist eine aufstützen 17 gehalterte Wendel 18 gewählt. Die Wendel 18 ist dabei durch den Schieberboden 16 gegen eine — hier nicht dargestellte — Dämpfungsschicht einer isolierenden Platie 19 gedrückt. Diese Anordnung ist stabil, einfach und sehr kompakt; sie kann beispielsweise leicht in einer Drehnut der Isolierscheibe 5 untergebracht werden.Tuning slide 4 housed, within a radialsymmetriscnen recess 15 in the insulating washer 5. This arrangement is recommended for cavity resonators that can be tuned using a slide because there is always a short-circuit level at the location of the valve bottom. So are independent from the regulated resonance frequency always optimal magnetic coupling conditions for the Ve. delay line given. A helix 18 held on a support 17 is selected as the delay line. The helix 18 is thereby through the slide bottom 16 against a - damping layer - not shown here insulating platie 19 pressed. This arrangement is stable, simple and very compact; she can for example can easily be accommodated in a rotating groove in the insulating disk 5.

Zur hochfrequenzmäuigen Ankopplung der Wendel 18 an den Hohlraumresonator 1 sind drei Wendelwindungen aus der Kreisform deformiert und tauchen durch Schlitze im Schieberboden 16 in den Hohlraum des Resonators. Einer der Schlitze, die aus Symmetriegründen auf dem Schieberboden 16 die Ecken eines gleichseitigen Dreiecks (regelmäßigen Polygons im Falle von mehr als drei Koppelw'ndungen) bilden sollten, ist mit einer der deformierten Koppelwindungen in der Figur dargestellt und mit 21 bzw. 22 bezeichnet.For the high-frequency coupling of the coil 18 to the cavity resonator 1, there are three coil turns deformed from the circular shape and dip through slots in the slide bottom 16 into the cavity of the resonator. One of the slots, which for reasons of symmetry on the slide bottom 16, the corners of a should form equilateral triangles (regular polygons in the case of more than three coupling turns), is shown with one of the deformed coupling turns in the figure and designated by 21 or 22, respectively.

Bei geeigneter Dimensionierung koppelt die bedämpfte Wendel 18 über ihre Koppelwindungen nur Energie des Störfrequenzbereiches aus dem Resonator aus und setzt diese in Wärme um. Mit anderen Worten: Durch die Dämpfungsanordnung wird die Güte des Kreises für die Störwelle so stark erniedrigt, daß sich Störschwingungen nicht mehr anregen können, während die Kreisgüte für die Betriebswelle nahezu unbeeinflußt bleibt.If dimensioned appropriately, the damped one couples Helix 18 only uses its coupling windings to generate energy from the interference frequency range from the resonator and converts this into heat. In other words: the damping arrangement improves the quality of the Circle for the interfering wave so greatly reduced that interfering vibrations can no longer excite while the circular quality for the operating shaft remains almost unaffected.

Statt einer Wendel könnte auch eine Verzögerungsleitung mit gestützter Interdigitalstruktur verwendet werden. Beide Leitungstypen weisen bei günstig kleinen Abmessungen die gewünschten Bandpaß- bzw. Hochpaßeigenschaften auf. Über zusätzliche kapazitive Belastungen durch metallische Wände oder bei Verwendung dielektrischer Stoffe mit hoher Dielektrizitätskonstante als Füllmaterial des Leitungsraumes könnten die Dimensionen der Verzögerungsleitung noch weiter verringert werden.Instead of a helix, a delay line with a supported interdigital structure could also be used will. Both cable types have the desired bandpass or High pass properties on. Via additional capacitive loads through metallic walls or when in use dielectric materials with a high dielectric constant as filling material for the conduit space the dimensions of the delay line could be further reduced.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Microwave transmitter with a tunable cavity resonator used to suppress unwanted Oscillations (disturbance modes) contains at least one damped circuit coupled to the cavity resonator, characterized in that that the attenuated circuit has a delay line (18) with an outside of the Fundamental oscillation of the resonator (useful mode), which covers the interference modes is.

2. Microwave transmitter according to claim 1 with a tunable via a movable tuning slide Cavity resonator, characterized in that the delay line is in the bottom (16) of the tuning slide (4) is embedded.

3. Microwave transmitter according to claim 1 or 2, characterized in that the delay line has an interdigital structure.

4. Microwave transmitter according to claim 1 or 2, characterized in that the delay line (18) is a helix held on supports (17).

5. Microwave transmitter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the delay line provided with a capacitive load and / or with dielectric filling material is.

6. Microwave transmitter according to claim 4 or 5, characterized in that for coupling the Disturbing vibrations in the coil, at least one deformed coil turn through a recess immersed in the cavity wall in the cavity.

7. microwave transmitter nexh one of claims 4, 5, 6, characterized in that the helix pressed through the bottom of the tuning slide (4) against a damping layer of an insulating plate (19) is.

8. Microwave transmitter according to one of claims I to 7, characterized in that at one Cavity resonator of cylindrical or coaxial shape the delay line is radially symmetrical in the wall is embedded.