DE2322086C3 - Magnetron with a plurality of resonance chambers arranged in an anode block - Google Patents
Magnetron with a plurality of resonance chambers arranged in an anode blockInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Magnetron in einer Vielzahl von in einem Anodenblock angeordneten Resonanzkammern und mit einer mit j.wei benachbarten Resonanzkammern gekoppelten Koaxialleitung, deren Innenleiter in die gemeinsame Wand zwischen diesen Resonanzkammern übergeht und deren Außenleiter durch die Innenwandung einer Bohrung im Block gebildet ist.The invention relates to a magnetron in a plurality of resonance chambers arranged in an anode block and with one with two adjacent ones Resonance chambers coupled coaxial line, whose inner conductor is in the common wall between them Resonance chambers passes over and their outer conductor through the inner wall of a hole in the block is formed.
Ein derartiges Magnetron ist aus der US-PS 26 59 027 bekannt. Bei dem bekannten Magnetron ist der Innenleiter und damit die Trennwand zwischen den beiden Resonanzkammern über isolierende Elemente gehalten. Dies führt zwangsläufig zu einer Verkomplizierung des Aufbaus und der Montage und hat überdies zur Folge, daß die erforderliche Genauigkeit der Lage des Innenleiters nur unter erheblichen Schwierigkeiten gewährleistet werden kann, so daß stets die Gefahr einer Beeinträchtigung der Stabilität und der Symmetrie des Magnetrons besteht.Such a magnetron is from US Pat. No. 2,659,027 known. In the known magnetron, the inner conductor and thus the partition between the both resonance chambers held by insulating elements. This inevitably leads to a complication of the structure and assembly and, moreover, has As a result, the required accuracy of the position of the inner conductor only with considerable difficulty can be guaranteed, so that there is always the risk of impairment of stability and symmetry of the magnetron.
Aus der DT-OS 19 38 694 ist ein Magnetron bekannt, bei dem die Resonanzkammern durch eine Anzahl von in einem Block angeordneten, radial nach außen verlaufenden Lamellen gebildet werden. Zum Ein- und Auskoppeln von Energie in das Magnetron bzw. aus dem Magnetron ist eine Koaxialleitung vorgesehen, deren Innenleiter einerseits über eine Querverbindung mit den Außenwänden zweier benachbarter Resonanzkammern verbunden und andererseits über einen Isolator am Außenleiter abgestützt und somit von diesem getragen wird. Der Außenleiter ist an einer Außenwand des Magnetronaufbaus befestigt. Nachteilig bei diesem bekannten Magnetron neben dem komplizierten Aufbau ist ;iic Tatsache, daß die EinkopplungFrom DT-OS 19 38 694 a magnetron is known, in which the resonance chambers by a number of arranged in a block, radially outward extending lamellae are formed. For coupling energy in and out of the magnetron A coaxial line is provided for the magnetron, the inner conductor of which on the one hand has a cross connection connected to the outer walls of two adjacent resonance chambers and on the other hand via one Insulator supported on the outer conductor and thus carried by this. The outer conductor is on one Attached to the outer wall of the magnetron structure. Disadvantageous In this known magnetron, besides the complicated structure, the fact that the coupling über die vorstehend erwähnte Querverbindung die Symmetrie der gesamten Anordnung beeinträchtigen kann und von dieser Symmetrie zu einem großen Teil die abgegebene Leistung abhängt Außerdem ist ungünstig, daß beim Betrieb diese Querverbindung aufgeheizt wird und bei nicht absolut exakter Anbringung des Innenleiters die Stabilität des Magnetrons insbesondere dann negativ beeinflußt wird, wenn es nicht nur zur Energieerzeugung benutzt, sondern auch durch eine veränderliche Reaktanz abgestimmt wird.affect the symmetry of the entire arrangement via the aforementioned cross-connection can and the output power depends to a large extent on this symmetry it is unfavorable that this cross-connection is heated up during operation and the stability of the magnetron if the inner conductor is not attached absolutely precisely in particular is adversely affected if it is used not only to generate energy, but also is tuned by a variable reactance.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Magnetron der eingangs angegebenen Art derart auszubilden, daß es besonders einfach gefertigt werden kann und dennoch eine hohe Stabilität, insbesondere auch bei Abstimmung durch eine veränderliche Reaktanz gewährleistet istThe object of the invention is to design a magnetron of the type specified at the outset in such a way that it can be manufactured particularly easily and still have a high level of stability, especially when coordinated is guaranteed by a variable reactance
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß als Koaxialleitung in den Block ein ringförmiges, sich zumindest teilweise in beide Resonanzkammern erstreckendes Loch eingebracht istThis object is achieved according to the invention in that a coaxial line in the block annular, at least partially in both resonance chambers extending hole is introduced
Es ist besonders vorteilhaft, daß gemäß der Erfindung nur ein Anbohren des Blocks erforderlich ist, um die gestellte Aufgabe zu lösen. Durch das Einbringen einer ringförmigen Bohrung in den Magnetron ergeben sich zwangsläufig unter Vermeidung irgendwelcher zusätzlicher Halteeinrichtungen in Form von Isolierabstützungen sowohl Außenleiter als auch Innenleiter der Koaxialleitung, wobei das Maß des Eindringens des Ringloches in die beiden Resonanzkammern, d. h. die Breite des Schlitzes, über welchen die jeweilige Kammer mit dem Ringloch in Verbindung steht, je nach dem gewünschten Kopplungsmaß zwischen den beiden Resohanzkammern und der Koaxialleitung gwählt werden kann.It is particularly advantageous that according to the invention only one drilling of the block is required to solve the task at hand. By bringing in a ring-shaped bore in the magnetron result inevitably, avoiding any additional holding devices in the form of insulating supports, both outer conductors and inner conductors of the Coaxial line, the degree of penetration of the annular hole into the two resonance chambers, d. H. the Width of the slot through which the respective chamber is in communication with the ring hole, depending on the desired degree of coupling between the two resonance chambers and the coaxial line can be.
Es ist zwar aus der DT-AS 1046 786 bereits bekannt, zur Abstimmung des Magnetrons die mit zwei benachbarten Resonanzkammern gekoppelte Koaxialleitung zu verwenden und mittels einer verstellbaren Abstimmvorrichtung zu arbeiten, aber besonders, vorteilhaft ist dieses Prinzip der Abstimmung des Magnetrons in Verbindung mit der Ausgestaltung eines Magnetrons nach der Erfindung zu verwenden, wenn die äußere Wand des die Koaxialleitung bildenden Ringlochs an seinem den Resonanzkammern abgewandten Ende über den Mittelkörper hinaus durch einen leitenden Zylinder verlängert ist und im Zylinder ein Abstimmkolben bezüglich des Mittelkörpers verstellbar angeordnet ist. Diese Ausgestaltung zeichnet sich durch einen kompakten und einfachen Aufbau aus, der eine hohe Stabilität während des Betriebs gewährleistet.It is already known from DT-AS 1046 786, to use the coaxial line coupled to two adjacent resonance chambers to tune the magnetron and by means of an adjustable one To work tuning device, but particularly, advantageous is this principle of tuning the To use magnetrons in connection with the design of a magnetron according to the invention, if the outer wall of the ring hole forming the coaxial line through at its end facing away from the resonance chambers beyond the central body a conductive cylinder is extended and a tuning piston is arranged in the cylinder so as to be adjustable with respect to the central body. This design distinguishes are characterized by a compact and simple design that ensures high stability during operation guaranteed.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an dem den Resonanzkammern abgewandten Ende der Koaxialleitung eine Multipactor- Entladungsvorrichtung vorgesehen, deren Kapazitätsänderungen zu einer Änderung der Reaktanz führen, die auf die beiden Resonanzkammern an ihren Verbindungsstellen mit der Koaxialleitung wirkt.According to a further advantageous embodiment of the invention, a multipactor discharge device is provided on the end of the coaxial line facing away from the resonance chambers the two resonance chambers acts at their junctures with the coaxial line.
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert.The invention is explained below using exemplary embodiments with reference to drawings.
F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Magnetrons;F i g. 1 shows a cross-section through part of a magnetron constructed in accordance with the invention;
F i g. 2 zeigt teilweise die Ansicht eines Schnitts in der Ebene A-A der F ig. 1;F i g. FIG. 2 partially shows the view of a section in the plane AA in FIG. 1;
F i g. 3 zeigt in Blickrichtung der Pfeile B der F i g. 1 die Wechselwirkung zwischen den Magnetfeldern in den beiden Resonanzkammern und dem Magnetfeld, welches durch den Stiotnfluß in einer Leitung verursacht wird, die in der erfindunuspemaßen WeiseF i g. 3 shows in the direction of the arrows B of FIG. 1 the interaction between the magnetic fields in the two resonance chambers and the magnetic field which is caused by the stiotn flow in a line, which in the manner according to the invention
mit den Resonanzkammern gekoppelt ist;is coupled to the resonance chambers;
Fig.4 zeigt einen teilweisen Querschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Magnetron mit einer Abstimmanordnung;Fig.4 shows a partial cross section through a inventively designed magnetron with a tuning arrangement;
Fig.5 zeigt einen Querschnitt durch ein anderes erfindungsgemäß ausgebildetes Magnetron, bei welchem die Abstimmung durch eine Multipactor-Entladungsanordnung erfolgt;Fig.5 shows a cross section through another Magnetron designed according to the invention, in which the tuning is carried out by a multipactor discharge arrangement he follows;
Fig.6 ist ein Querschnitt durch ein anderes erfindungsgemäß ausgebildetes Magnetron mit einem besonderen Ausgangskreis.Fig.6 is a cross section through another Magnetron designed according to the invention with a special output circle.
In allen Figuren sind gleiche Teile mit jeweils den gleichen Bezugszahlen bezeichnetIn all figures, the same parts are denoted by the same reference numbers
Das in F i g. 1 dargestellte Magnetron hat wie im Normalfall einen Anodenblock 1 mit einer Vielzahl von Hohlraumresonatoren bzw. Resonanzkammern, von denen nur 4 Exemplare 2, 3, 4 und 5 abgebildet sind. Bekanntlich ergeben sich im Betrieb des Magnetrons Magnetfelder entgegengesetzter Phase in benachbarten Resonanzkammern. Die Kammern 3 und 4 schwingen also mit entgegengesetzter Phase, und wenn, wie dargestellt, die Richtung des Magnetfeldes in der Kammer 3 aus der Zeichenebene weist, dann ist das Magnetfeld in der Kammer 4 in die Zeichenebene hineingerichtetThe in Fig. As in the normal case, the magnetron shown in FIG. 1 has an anode block 1 with a plurality of Cavity resonators or resonance chambers, of which only 4 copies 2, 3, 4 and 5 are shown. As is well known, magnetic fields of opposite phase occur in neighboring phases during operation of the magnetron Resonance chambers. The chambers 3 and 4 therefore oscillate with opposite phase, and if so, how shown, the direction of the magnetic field in the chamber 3 points out of the plane of the drawing, then that is Magnetic field in the chamber 4 directed into the plane of the drawing
Um eine Energiekopplung mit dem Magnetron vornehmen zu können, ist in den Anodenblock 1 ein ringförmiges Loch 6 eingebracht, welches mit den beiden Kammern 3 und 4 in Verbindung steht. Wie am besten in F i g. 2 zu erkennen ist, bricht das Ringloch 6 um eine Strecke »x«'m die Wände der Kammern 3 und 4 ein, wobei »x« die Entfernung zwischen den äußersten Punkten der Kammern und dem inneren Ende des Ringlochs ist Der die innere Wand des Ringlochs 6 bildende Mittelkörper 7 des Ringlochs bildet den Innenleiter einer Koaxialleitung, deren Außenleiter durch die äußere Wand 8 des Ringlochs 6 gebildet wird. Man erkennt daß ein Teil des ringförmigen Signalweges zu einer Seite des Mittelkörpers 7 mit der Resonanzkammer 3 in Veroindung steht während ein anderer Teil des ringförmigen Signalweges zur anderen Seite des Mittelkörpers 7 mit der Resonanzkammer 4 in Verbindung steht Das Kopplungsmaß zwischen den Kammern 3 und 4 einerseits und der Koaxialleitung 7,8 andererseits wird danach bestimmt, wie weit das Ringloch in die Kammern vorgetrieben ist (d. h. die Strecke »x« in F i g. 2). Hiernach bestimmt sich nämlich die das Kopplungsmaß festlegende Breite des in jeder der Kammern 3 und 4 gebildeten Verbtndung->schlitzes.In order to be able to carry out an energy coupling with the magnetron, an annular hole 6, which is connected to the two chambers 3 and 4, is made in the anode block 1. As best shown in FIG. 2 can be seen, the ring hole 6 breaks a distance "x"'m the walls of the chambers 3 and 4, where "x" is the distance between the outermost points of the chambers and the inner end of the ring hole The inner wall of the The central body 7 of the ring hole forming the ring hole 6 forms the inner conductor of a coaxial line, the outer conductor of which is formed by the outer wall 8 of the ring hole 6. It can be seen that part of the ring-shaped signal path to one side of the central body 7 is connected to the resonance chamber 3, while another part of the ring-shaped signal path to the other side of the central body 7 is connected to the resonance chamber 4 and the coaxial line 7, 8 on the other hand is determined according to how far the ring hole is advanced into the chambers (ie the distance "x" in FIG. 2). This is because the width of the connecting slot formed in each of the chambers 3 and 4, which determines the coupling dimension, is determined according to this.
Die Querschnittsabmessungen des Ringloches 6 sind über seine gesamte Länge, d. h. von der Außenwand des Anodenblocks 1 bis zu dem Punkt, wo es in die Kammern 3 und 4 mündet, gleichbleibend.The cross-sectional dimensions of the ring hole 6 are over its entire length, i. H. from the outer wall of the Anode block 1 to the point where it opens into chambers 3 and 4, constant.
Der im Betrieb des Magnetrons auftretende Effekt läßt sich am besten anhand der F i g. 3 verfolgen, wo die mit Ffeilen versehenen gestrichelten Linien 10 das Magnetfeld in der Kammer 3 und die gepfeilten gestrichelten Linien ti das Magnetfeld in der Kammer4 darstellen, während die gepfeilten gestrichelten Linien 12 das Magnetfeld einer sich in der Koaxialleitung 7, 8 ausbreitenden TEM-WeIIe zeigen. Wenn die Magnetfelder in den Kammern 3 und 4 gegenphasig sind, dann passen ihre Richtungen zur Richtung des in der Leitung 7,8 aufgebauten Magnetfeldes 12, so daß eine Kopplung dieser Leitung mit den Kammern 3 und 4 erfolgt.The effect that occurs during operation of the magnetron can best be illustrated with the aid of FIG. 3 track where the The broken lines 10 provided with files indicate the magnetic field in the chamber 3 and the arrowed lines dashed lines ti the magnetic field in the chamber 4 represent, while the arrowed dashed lines 12 the magnetic field of a in the coaxial line 7, 8 showing the spreading TEM wave. If the magnetic fields in chambers 3 and 4 are out of phase, then match their directions to the direction of the magnetic field 12 built up in the line 7, 8, so that a coupling this line with chambers 3 and 4 takes place.
Das Maß, wie weit das Ringloch 6 mit dün Resonanzkammern 3 und 4 in Verbindung steht, kann in weiten Grenzen schwanken. Der Abstand «x« kann annähernd O gewählt werden, so daß in den Wandungen der Resonanzkammern 3 und 4 sehr schmale Schlitze entstehen, die eine verhältnismäßig schwache Kopplung zur Folge haben. AndererseitsThe extent to which the ring hole 6 is connected to the thin resonance chambers 3 and 4 can vary within wide limits. The distance "x" can be selected to be approximately 0 , so that very narrow slots are created in the walls of the resonance chambers 3 and 4, which result in a relatively weak coupling. on the other hand
s kann der besagte Abstand so groß sein, daß eine beträchtliche Länge des Mittelkörpers 7 der Leitung zwischen den beiden Kammern 3 und 4 verläuft und somit eine verhältnismäßig starke Kopplung erfolgtThe said distance can be so large that a considerable length of the central body 7 of the line runs between the two chambers 3 and 4 and thus a relatively strong coupling takes place
In F i g. 4 ist eine Art veranschaulicht, wie man dasIn Fig. 4 is one way of illustrating how to do that
ίο Magnetron unter Heranziehung der Leitung 7, 8 abstimmen kann. Die äußere Wand 8 der Leitung ist mittels eines leitenden Zylinders 13 über den durch den Mittelkörper 7 gebildeten Innenleiter hinaus verlängert Der leitende Zylinder 13 enthält einen Kolben 14, derίο Magnetron using line 7, 8 can vote. The outer wall 8 of the conduit is by means of a conductive cylinder 13 over the through Central body 7 formed inner conductor also extended. The conductive cylinder 13 contains a piston 14, the
■ s mittels eines Balgens 15 abgedichtet ist und in Richtung des zweigespitzten Pfeiles 16 hin- und herbewegbar ist Der Kolben läßt sich daher auf den Mittelkörper 7 hin .oder von diesem fortbewegen. Durch diese Bewegung ändert sich die Reaktanz des den Resonanzkammern 3 und 4 abgewandten Ende der Koaxialleitung, und bei geeignet gewählter Länge der Leitung wird diese Reaktanzänderung in eine Reaktanzänderung an dem in die Resonanzkammern 3 und 4 mündenden Ende der Leitung transformiert Hierdurch ändert sich die Frequenz in den Kammern, so daß eine Abstimmung des Magnetrons erfolgt■ s is sealed by means of a bellows 15 and in the direction of the two-pointed arrow 16 can be moved back and forth. The piston can therefore be moved towards the central body 7 . or move away from it. This movement changes the reactance of the resonance chambers 3 and 4 facing away from the end of the coaxial line, and if the length of the line is suitably selected, it will be Reactance change in reactance change at the end of the opening into the resonance chambers 3 and 4 Line transformed This changes the frequency in the chambers, so that the Magnetrons takes place
Bei der Anordnung nach F i g. 5 ist das Prinzip der Abstimmung ähnlich wie bei der Anordnung nach Fi g. 4, nur daß in diesem Fall der Kolben 14 durch eine Multipactor-Entladungsvorrichtung ersetzt ist. Diese Vorrichtung wird gebildet durch Verlängerung des Mittelkörpers 7 zur Herstellung einer Multipactor-Entladungselektrode. Ferner ist die Außenwand 8 der Leitung durch einen Zylinder 15 verlängert, von dessen geschlossenem Ende aus ein Stummel 16 vorsteht, der eine zweite Multipactor-Entladungselektrode bildet. Eine gemeinsame sekundär emittierende Multipactor-Entladungselektrode 17 ist zwischen dem verlängerten Mittelkörper 7 und dem Stummel 16 angeordnet, wodurch die Multipactor-Entladung gezündet werden kann. Die gemeinsame Elektrode 17 wird von einem Leiter 18 gehalten, der mittels einer isolierten Durchführung 19 aus dem evakuierten Raum des Zylinders 15 nach außen geführt ist. Das Prinzip von Multipactor-Entladungsvorrichtungen ist an sich bekannt und braucht an dieser Stelle nicht erläutert zu werden. Wenn durch Anlegen einer geeigneten Spannung zwischen den Leiter 18 und die Wandung des Zylinders 15 eine Multipactor-Entladung in Gang gesetzt wird, dann ergibt sich eine Kapazitätsänderung, die in eine Reaktanzänderung an dem mit den Resonanzkammern 3 und 4 in Verbindung stehenden Ende der Leitung transformiert wird, wodurch sich die Resonanzfrequenz in den beiden Kammern ändert.In the arrangement according to FIG. 5, the principle of coordination is similar to that of the arrangement according to Fi g. 4, except that in this case the piston 14 is replaced by a multipactor discharge device. This The device is formed by extending the central body 7 to produce a multipactor discharge electrode. Furthermore, the outer wall 8 of the line is extended by a cylinder 15, of which the closed end protrudes from a stub 16 which forms a second multipactor discharge electrode. A common secondary emitting multipactor discharge electrode 17 is between the extended Central body 7 and the stub 16 arranged, whereby the multipactor discharge are ignited can. The common electrode 17 is held by a conductor 18 which is insulated by means of an Implementation 19 is guided from the evacuated space of the cylinder 15 to the outside. The principle of Multipactor discharge devices are known per se and need not be explained at this point will. If by applying a suitable voltage between the conductor 18 and the wall of the Cylinder 15 a multipactor discharge is set in motion, then there is a change in capacity, those in a reactance change at the one with the resonance chambers 3 and 4 in connection The end of the line is transformed, which changes the resonance frequency in the two chambers.
Bei der in F i g. 6 veranschaulichten Ausführungsform dient die Leitung 7, 8 dazu. Energie vom Magnetron in einen Wellenleiter 20 zu koppeln. Sowohl die äußere Wand als auch der die innere Wand bildende Mittelkörper 7 der Leitung sind in den Wellenreiter 20 hinein verlängert, wo sie durch Abstrahlung die normale Hoi-Welle des Wellenleiters anregen. Das im Wellenleiter 20 liegende Ende der Leitung 7, 8 ist von einer Kuppel 21 aus dielektrischem Material überdeckt, die einerseits eine Abstrahlung erlaubt, andererseits jedochIn the case of the in FIG. 6, the line 7, 8 is used for this purpose. Energy from magnetron in to couple a waveguide 20. Both the outer wall and that forming the inner wall Central body 7 of the line are extended into the wave rider 20, where they radiate the normal Excite the Hoi wave of the waveguide. That in the waveguide 20 lying end of the line 7, 8 is covered by a dome 21 made of dielectric material, the on the one hand a radiation allowed, on the other hand however
ft_s eine vakuumdichte Dichtung zwischen dem evakuierten Innenraum des Magnetrons sowie dem Signalweg der Koaxialleitung und dem nicht-evakuierten Innenraum des Wellenleiters 20 bildet. In vielen Fällen ist eineft_s a vacuum tight seal between the evacuated Interior of the magnetron as well as the signal path of the coaxial line and the non-evacuated interior of the waveguide 20 forms. In many cases there is one
I solche Ausgangsanordnung vorteilhafter als die UbIi-I such an output arrangement more advantageous than the UbIi-
\ chen Anordnungen zum Auskoppeln, weil hierbei die \ chen arrangements for decoupling, because here the
1 Ausgangslast auf die beiden Resonanzkammern 3 und 4 1 output load on the two resonance chambers 3 and 4
, aufgeteilt wird und nicht wie sonst an einer einzigen, is divided and not, as usual, on a single one
B Resonanzkammer liegt.B resonance chamber is located.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
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GB1033773 | 1973-03-02 |
Publications (3)
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DE2322086A1 DE2322086A1 (en) | 1974-09-05 |
DE2322086B2 DE2322086B2 (en) | 1977-07-07 |
DE2322086C3 true DE2322086C3 (en) | 1978-02-16 |
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