DE2525598C2 - Lauffeldröhre, insbesondere Hochleistungswanderfeldröhre - Google Patents

Description

Einander entsprechende Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Es zeigt

F i g. 1 das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lauffeldröhre in einer teilweise weggebrochenen Seitenansicht und

F i g. 2 das Ausführungsbeispiel der I- i g. 1 vergrößert im Schnitt H-H, in Pfeilrichtung gesehen und ebenfalls teilweise weggebrochen.

Für ein Verständnis der Erfindung nicht erforderliche Teile einer Lauffeldröhre, beispielsweise sämtliche elektrischen Zuleitungen oder das Kühlsystem, sind nicht eingezeichnet.

F i g. 1 zeigt eine Hochleistungswanderfeldröhre, die im Millimeterwellenbereich betrieben werden soll. Die Röhre besteht dabei aus einem die Kathode aufnehmenden Teil (Kathodenteil \\, einem den Elektronenkoüektor aufnehmenden Teii (Kollektorteii 2) und eine::i zwischen diesen beiden Teilen eingesetzten, den Wechselwirkungsabschniu enthaltenden Teii (Mittelteil 3). Das Kathodenteil 1 enthält, wie der Figur zu entnehmen, eine becherartig geformte Zuganode 4 sowie die eigentliche Kathode 6; das Kollektorteil 2 umschließt einen im wesentlichen als Hohlzylinder gearbeiteten Elektronenstrahlauffänger 7. Zwischen der Zuganode 4 und dem Elektronenstrahlauffänger 7 befindet sich eine Verzögerungsleitung 8. ü.jse Leitung ist im vorliegenden Fall durch Aufeinanderstapelung gleicher Scheiben 9 entstanden. Jede Scheibe weist einen umlaufenden Steg, eine zentrale Bohrung (Elektronenstrahldurchtrillsöffniing 11) sowie eine Koppelöffnung 12 in Form eines Kreissegments (vgl. F i g. 2) auf und ist gegenüber der vorausgehenden Scheibe jeweils um 180 um die Leitungsachse verdreht. Auf diese Weise entsteht eine Verzögerungsleitung nach Art gekoppelter Hohlräume mit einer rückwärtslaufenden ürundwelle. Die Verzögerungsleitung ist von einer mit 13 bezeichneten metallischen Vakuumhülle umgeben, die Vakuumhülle ihrerseits von einem Permanentmagnetsystem aus weichmagnetisclien Polschuhen 14 und ringförmigen, den Polschuhen zwischengeordneten Permanentmagneten 16. Zur Einkopplung bzw. Auskopplung d^r HF-Energie sind zwei Rechteck-Hohlleiter (Einkoppelleiter 17, Auskoppelleiier 18) vorgesehen, die jeweils, ausgehend von einer Stirnseite der Verzögerungsleitung 8, rechtwinklig von der Leitung wegführen. Die Breitseiten beider Hohlleiter erstrecken sich senkrecht zur Längsachse der Verzögerungsleitung (Leitungsacnse 5), ihre Schmalseiten verjüngen sich, wie der Figur zu entnehmen, von einer vorgegebenen Höhe (Schmalseitenhöhe eines Anschluß-Hohlleiters) auf etwa die Abmessung einer Leitungszelle in Richtung der Leitungsachse.

Die genaue Ausbildung des leitungsnahen Bereichs eines Koppelhohlleiters ist aus F i s. 2 zu ersehen. Die Kurzschlußebene (Boden 20) des Hohlleiters weist eine kreisbogenförmige Ausnehmung (Auswölbung) auf, deren Rand mit der achsenfernen Berandung der Koppelöffnungen in Richtung der Leitunysaehsc fluchtet. Vom Boden aus gesehen hinler der F lektronenstrahldurchtrittsöffnung 11 und aus deren unmittelbaren Nachbarschaft herausgerückt sind :'\ui Blendenvorsprüngc 19. 21 einer induktiv, wirkender: Blende vorgesehen. In der 1 i[',ur ist die i -.^t- e dieser Vo'sprünj-'e mit a, ihrer jeweiligen Breite mit /> und der Abstand ihrer bodenfernen Wandung \on Boden mit c bezeichnet. Der Abstand der bodennahen Vorsprungswandung zu den hodennahen b/u. durchtritt— öffnungsfernen Eckpunkten der s'.irnseitigen koppc!- öffnung ist als d eingetragen. Die I igur IaIM erkennen. daß die Koppclöffnuni? der endständigen Scheibe großer ist als die aller übrigen Scheiben, ihr Öffnungswinkel beträgt \,. der Öffnungswinkel der leiHmysinncren Scheiben ist mit λ bezeichnet. Schließlich ist noch der Abstand zwischen der LeiumgSLiclue und dem achsenfernsten Punkt der Koppeloflnungen mit e markiert.

In die von der Leitung wegführenden Koppelhohlleiter ist noch jeweils ein HF-Fcnstcr 22 einer üblichen Bauweise eingesetzt, jedes HF-Fcnstcr wird von einem Gehäuse 23 umschlossen, das von einer Kühlflüssigkeit durchsetzt werden könnte. Jeder Hohlleiter schließt mit einem Flansch 24 ab, an dem jeweils ein (nicht dargestellter) Anschluß-Hohlleiter befestigt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

4. Lauffeldröhre nach einem der Ansprüche 1 Patentansorüche- bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppel- ratentanspruche. öffnungen (12) die Form von Kreissegmenten

1. Lauffeldröhre, insbesondere Hochleistungs- haben und daß d der Abstand zwischen den

wanderfeldröhre, mit einem räumlich periodischen 5 Blenden-Vorsprüngen (19 21) und den leitungs-Permanentmagnetsystem (PPM-System) zur ge- achsenfernen Eckpunkten der Kreissegment-Kop-

bündelten Führung eines Elektronenstrahls und pelöffnung ist.

einer davon umgebenen Verzögerungsleitung, die
aus hintereinanderliegenden Leitungszellen besteht,
welche durch jeweils eine Elektronenstrahldurch- io

trittsöffnung und mindestens eine sich im wesent- .

liehen in Umfangsrichtung erstreckende Koppel- Die Erfindung betrifft eine Lauffeldröhre, wie sie

Öffnung (Koppelschlitz) aufweisende Querwände im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist. Eine getrennt sind, und zumindest an einer ihrer beiden derart aufgebaute Wanderfe.drohre ist beispielsweise Stirnseiten mit einem steglosen, im wesentlichen 15 in »Microwave System News«, Juni/Juli 1974, S. 64c rechtwinklig von der Leitungsachse wegführenden bis 64f beschrieben.

Rechteck-Hohlleiter verkoppelt ist, dessen Breit- Zur Schaffung einer Lauffeldröhre mit einem breit-

scite senkrecht zur Längsachse der Verzögerungs- bandig angepaßten Koppelleiter, der auch bei höchsten leitung (Leitungsachse) verläuft und dessen Schmal- Ausgangsleistungen und Frequenzen überschlagsfest seile sich zur Verzögerungsleitung hin auf etwa 20 ist und dabei in geringen axialen wie radialen Abden Abstand benachbarter Querwände stetig messungen gehalten werden kann, ist eine Lauffeldverjüngt, dadurch gekennzeichnet, röhre der genannten Art erfindungsgemäß durch die daß sich die Breitseite des Rechteck-Hohlleiters im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gekenn-(17, 18) zur Verzögerungsleitung (8) hin vor der zeichnet. Dabei sollen insbesondere die im Anspruch 2 Leitungsachse unter BUdung einer aus zwei 25 enthaltenen Bemessungsregeln eingehalten werden.
Blenden-Vorsprüngen (19. 21)"bestehcndcn Blende Es hat sich herausgestellt, daß die für einen Koppelabschnittsweise verengt und daß gilt leiter erforderlichen Übertragungseigenschaften, ins

besondere die Breitbandigkeit, auch ohne Rückgriff

0,1 A₀ < ο -: 0,15A₀, auf eine Stegbelastung oder andere (scharfkantige)

0 07 ) < b < 0 1"» / 3° Anpassungselemente gewonnen werden können, näm-

Q₁₁ -° 1 ^. _c',^ '"' lieh durch stetige Verjüngung der Hohlleiterhöhe in

.— -O^-^i"- > -ο. Verbindung mit einer induktiv wirkenden Blende und

0,04 A₀ < (1 < 0,07 A₀, _ej_ner Erweiterung der stirnseitigen Koppelöffnung

0.22 A₀ < e < 0,3 A₀, in Umfangsrichtung. Mit einer solchen Merkmals-

λ ■ . λ, <1,2λ, 35 kombination kann der Auskoppelabschnitt einer

Röhre frei von Spannungsüberschlägen gehalten

wobei α die Dicke der Blende, b die Breite der werden und bleibt auch die Fokussierwirkung eines Blendenvorsprünge (19, 21), c der Abstand zwi- PPM-Systems in den Koppelabschnitten weitgehend sehen dem Hohlleiter-Boden (20) und der vom ungestört. Hinzu kommt eine wesentliche Fertigungs-Hohlleiter-Boden (20) abgewandten Wandung der 40 erleichterung: Der erfindungsgemäß vorgesehene Kop-Blenden-Vorsprünge (19, 21), d der Abstand zwi- pelabschnitt weist eine einfach zu bearbeitende gerade sehen den Blenden-Vorsprüngen (19, 21) und der Form ohne Schrägen auf, er kann beispielsweise durch Koppelöffnung (12), e der Abstand zwischen der Prägen seiner Einzelteile hergestellt werden.
Leitungsachse (5) und dem leitungsachsenfernsten Um die Anpassungswerte noch weiter zu verPunkt der Koppelöffnung, λ, der öffnungswinkel 45 bessern, empfiehlt es sich, die im Anspruch 3 ander stirnseitigen Koppelöffnung (12), λ der öff- gegebene Zusatzvorkehrung zu treffen. Besonders nungswinkel der übrigen Koppelöffnungen (12) günstige Ergebnisse stellen sich dabei ein, wenn man und A₀ die der mittleren Betriebsfrequenz der Lauf- für die Koppelöffnungen eine Kreissegmentform feldröhre entsprechende Wellenlänge im freien wählt; die Auswölbung im Boden des Rechteck-Hohl-Raum ist. 50 leiters ist dann entsprechend kreisbogenförmig aus-

2. Lauffeldröhre nach Anspruch 1, dadurch ge- gebildet. Die Anpassungsmaßnahmen könnte man kennzeichnet, daß gilt auch noch durch geeignete Bemessung der stirnseitigen

Leitungszelle unterstützen.

0,115A₀ < a < 0,135A₀, Aus der US-Patentschrift 32 21 206 ist es an sich

0,085 A₀ < b < 0,105 A₀, 55 bekannt, den ausgangsseitigen Rechteck-Koppelhohl-

0 24 A < c < 0 28 A '^e'^{ter emer} Elektronenstrahlröhre mit einer induktiven

' '° ' ^0> Blende zu versehen. Bei dieser vorbekannten Aus-

U,ü5 /₀ < d < D,U6 A₀, führung soll allerdings die Hohlleiter-Schmalseite

0,24 A₀ < e < 0,28 A₀, _zur Verzögerungsleitung hin nicht stetig sondern

1,05 λ < «[ < 1,15 λ. 6o sprunghaft abnehmen und sind insbesondere die

erfindungsgemäß vorgesehenen Dimensionierungsvor-

3. Lauffeldröhre nach Anspruch 1 oder 2, da- Schriften nicht erfüllt.

durch gekennzeichnet, daß der Rechteck-Hohl- Eine erfindungsgemäße Lauffeldröhre findet ins-

leiter von einem Boden (Hohlleiter-Boden 20) besondere Anwendung bei Hochleistungs-Wanderfeld-

mit einer Auswölbung abgeschlossen ist, die, in 65 röhren im Millimeterwellenbereich.

Richtung der Längsachse (5) gesehen, mit einem Die Erfindung soll nun an Hand eines in den

von der Längsachse (5) abgelegenen Teil der stirn- Figuren der Zeichnung teilweise schematisch darge-

seitigen Koppelöffnung (12) fluchtet. stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.