DE2300317C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verzögerungsleitung für Lauffeldröhren, insbesondere zur Verstärkung von Millimetcrwcllcn, bestehend aus einem Hohlleiter mit aufeinanderfolgenden Querwänden, die neben einer zentralen Mick troncnstrahldurch tritt soff nung jeweils noch einen abwechselnd auf gegenüberliegenden Seilen der Verzögerungsleitung befindlichen Koppelschlilz aufweisen.

Derartige Verzögerungsleitungen mit rückwärislaufender Grundwelle im langwelligen Durchlaßbereich sind in vielerlei Ausführungen bekannt; man vergleiche hierzu nur das deutsche Patent 14 91 4b7.

Bei Verwendung dieser l.eilungstypcn in Wanderfcldverstärkcrn wird bekanntlich die vorwärislaiifende erste Feilwclle zur Wechselwirkung mit dem Elckironcnstrahl herangezogen. Dabei richtet sich die Dimensionierung der Verzögerungsleitung, insbesondere die Bemessung der Koppelschliize nach den gewünschten Eigenschaften der Verstärkerröhre, beispielsweise einem hohen Verstärkungsmaß oder einer großen Bandbreite. In jedem Fall ist dafür zu sorgen, daß die Anfachung unerwünschter Schwingungen, wie sie etwa im Bereich der Bandkanlcn auftreten können, unterbleibt.

Zur Vermeidung von Bandkantenschwingungen, insbesondere der beim Hochfahren der l.citungsspannung anregbaren Schwingung an der oberen Grenzfrequcnz, ist bereits aus der genannten Patentschrift bekannt, durch bestimmte Bemessungsvorschriften für die gesamte Verzögerungsleitung die an den beiden Bandkanten (π-Punkt und 2;r-Punkl) liegenden Frequenzbereiche von jeglicher Möglichkeit einer sie verstärkenden Wechselwirkung auszuschließen. Hierzu sollte das Verz.ögerungsmaß bei der oberen Grenzfrequenz (2;r-Punkt) das bei der unteren Grenzfrequenz (y-r-Punkl) nicht überschreiten, während demgegenüber im Betriebsfrequenzbereich ein nennenswert größeres Verzögerungsmaß vorliegt. Eine derartige Form der Dispersionsstruktur hat allerdings noch keinen optimalen Koppelwiderstand, um maximale Verstärkung zu erzielen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verzögerungsleitung der eingangs genannten Art anzugeben, die bei relativ breitem Nutzband eine hohe Verstärkung ermöglicht und

ίο trotzdem an den Bandkanten ungünstige Anschwingbedingungen aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Koppelschlitz u-förmig gekrümmt ist und die freien Schenkel der u-Form zur Wandung des Hohlleiters weisen.

Durch die Gestalt der Koppelschlitze überwiegt bei einer erfindungsgemäßen Verzögerungsleitung der induktive oder kapazitive Charakter der Kopplung zwischen den durch die Querwände gebildeten Hohlräumen in Abhängigkeit von der Frequenz, so daß die Dispersionskurve der ersten raumharmonischen Teilwelle im langwelligen Durchlaßbereich sich in drei wesentliche Abschnitte unterteilen läßt. Dabei hat ein mittlerer, sich über einen relativ großen Wellenlängenbereich erstreckender Teilabschnitt eine geringe Neigung mit hohem, angenähert konstantem Koppelwiderstand. Eingeschlossen ist dieser Mittclabschnitl durch Endabschnitte, die in eine starke Dispersion auslaufen, so daß die Phasengeschwindigkeit einserseils für Frequenzen um den .τ-Punkt nennenswert größer und andererseits für Frequenzen um den 2.T-Punkt nennenswert kleiner als die Phasengeschwindigkeilen der Frequenzen im Mittelabschniit sind. Darüberhinaus bedingt die Koppelschlitzgeslaliiing speziell im kurzwelligen der beiden Endabschniite eine geringe elektrische Längsfcldstärke des Hochfrequenzfeldes, so daß auf diesem Wege am 2.Ύ-Punkt der Koppelwidersiand stark reduziert ist.

Aus den genannten Gründen kann praktisch der gesamte Millelabschniti des geschilderten Dispersionszweiges zur Verstärkung, und zwar zu einer Verstärkung mit günstigem Verstärkungsmali genutzt werden, ohne daß Bandkantenschwingungen zu befürchten wären. Dabei wird die 2,-r-Punki-Schwingung auch nicht beim Hochfahren der Leilungsspannung erregt, da in diesem Frequenzbereich die verstärkbaren Fcldstärkekomponcnlcn zu gering sind. Die .τ-Punki-Schwingung kann nicht angefacht werden, da die Betriebsspannung der Leitung, also die Eintritisgeschwindigkcit der Siruhlelcktroncn so gelegt werden kann, daß für Frequenzen um den .τ-Punkt die wellenverstärkenden Synchronisalionsbedingungen nicht gegeben sind.

Anhand der in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden. Einander entsprechende Merkmale sind dabei mit gleichen Bezugs/eichen versehen.
Es zeigen

Fig. 1—4 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verzögerungsleitung;

Fig. 5 ein zweites Aiisführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verzögerungsleitung;

F i g. 6 das Ausführungsbeispiel der F i g. 5 im Schnitt Vl-Vl;

F i g. 7 das Dispersionsdiagramm der in den F i g. 1 —4 dargestellten Verzögerungsleitung.

In den F i g. 1 —4 sind von einer Verzögerungsleitung der Stapelbauwcise lediglich Scheiben 1 und Dislanzringe 2 dargestellt, die in der Reihenfolge der Figuren-

numerierung miteinander verlötet werden und so gerade eine Periode der Verzögerungsleitung bilden. Die Scheiben 1 weisen neben einer zentralen Elektronenstrahldurchtritisöffnung 3 jeweils noch einen Koppelschliu 4 auf. Aufeinanderfolgende, durch einen Distanzring 2 getrennte Scheiben 1 sind jeweils um 180^D um die Leitungsachse gegeneinander verdreht, so daß in bekannter Weise eine Dispersionsstruktur mit rückwärtslaufender Grundwelle im langwelligen Durchlaßbereich der Verzögerungsleitung entsteht Wie aus den to F i g. 1 und 3 zu ersehen, haben die Koppelschlitze 4 ein angenähert u-förmiges Profil mit abgerundeten Ecken. Die u-Form geht von einer die Längsachse der Verzögerungsleitung aufnehmenden Mittenebene 6 aus, ihre freien Schenkel weisen zur Hohlleiterwandung 5 der Verzögerungsleitung.

Für die dargestellte Verzögerungsleitung ist in F i g. 7 das Dispersionsverhalten gegeben. Aus dem dortigen Diagramm (mit eist die Lichtgeschwindigkeit, mit ν die Phasengeschwindigkeit der Welle längs der Verzögerungsleitung und mil A₀ deren Wellenlänge bezeichnet) geht hervor, daß der Dispersionsast der zur Verstärkung ausgenutzten ersten raumharmonischen Teilwelle aus einem relativ langgestreckten und flachgeneigten Mittelabschnitt besteht, der durch zwei steile Flanken deutlich von den Bandkanten, dem π- bzw. 2π-Punkt abgesetzt ist. Die Leitung hat in dem flachen Mittelabschnitt einen guten Koppelwiderstand, hingegen in der Nähe des 2;r-Punktes nur ein schwaches elektrisches Längsfeld. Es besteht daher nur eine geringe Anschwinggefahr der 2;r-Moden. Eine Anfachung von ir-Punkt-Schwingungen ist ausgeschlossen, da die zum Betrieb notwendige Elektronenstrahlgeschwindigkeit geringer als die Phasengeschvvindigkeii in dem anschwinggefährdeten -τ-Punkt-Bereich ist.

Zur Erzielung eines derart charakteristischen Dispersions-Verlaufes in der ersten Raumharmonischen ist die Formgebung und Anordnung dt_-r Koppelschliue nicht auf die dargestellte Ausgestaltung beschränkt. Beispielsweise könnte man auch die beiden Schenkel der u-Form einer v-Form annähern und sie leicht auseinanderlaufen lassen. Bei dieser Koppelschlitzabwandlung würde der langwellige Durchlaßbereich etwas oreiibandiger.

Bei Wahrung der gewünschten Dispersionseigenschaften ist es auch möglich, die Koppelschlitze in Richtung der Längsachse der Verzögerungsleitung gesehen geringfügig überlappen zu lassen und in die deckungsgleich hintereinanderliegenden Koppelschlitzbereiche in an sich bekannter Weise Dämpfungskörper einzuschieben. Ein diesbezügliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verzögerungsleitung ist in den F i g. 5 und 6 dargestellt.

Die Verzögerungsleitung der F i g. 5 und 6 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel lediglich durch eine geringfügige Abänderung im Koppclschlitzprofil. Statt auf der Mittenebene 6 zu enden, erstreckt sich die u-Form ein kleines Stück über diese Ebene hinaus. In die so in Längsrichtung der Verzögerungsleitung gesehen deckungsgleich hintereinanderliegenden Koppelschlitzbereiche sind zwei langgestreckte Dämpfungskörper 7, 8 eingeschoben. Sie befinden sich an Orten hoher Feldstärke und sind in gewünschter Einschiebtiefe fest gehaltert, entwickeln also eine große, kontrollierte Dämpfungswirkung für die elektromagnetischen Wellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verzögerungsleitung für Lauffeldröhren, insbesondere zur Verstärkung von Millimeterwellen, bestehend aus einem Hohlleiter mit aufeinanderfolgenden Querwänden, die neben einer zentralen Elektronenstrahldurchlrittsöffnung jeweils noch einen abwechselnd auf gegenüberliegenden Seiten der Verzögerungsleitung befindlichen Koppelschlitz aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Koppelschlitz u-förmig gekrümmt ist und die freien Schenkel der u-Form zur Wandung des Hohlleiters weisen.

2. Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die u-förmigen Koppelschlitze jeweils abwechselnd von einer gemeinsamen, durch die Längsachse der Verzögerungsleitung verkaufenden Mittenebene ausgehen.

3. Verzögerungsleitung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sich die Koppelschlitze mit ihrem mittleren Schenkel in Richtung der Längsachse der Verzögerungsleitung gesehen teilweise überlappen.

4. Verzögerungsleitung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß in den sich überlappenden Bereichen der Koppelschlitze in an sich bekannter Weise mindestens ein langgestreckter Dämpfungskörper eingeschoben ist.