DE2528396A1

DE2528396A1 - Einrichtung zur daempfung sehr kurzer stoerwellen, insbesondere fuer elektronenroehren

Info

Publication number: DE2528396A1
Application number: DE19752528396
Authority: DE
Inventors: Georges Mourier
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1974-06-28
Filing date: 1975-06-25
Publication date: 1976-01-15
Also published as: GB1508326A; FR2276685A1; DE2528396C3; FR2276685B1; DE2528396B2; US4034258A

Description

75008 PARIS / Frankreich

Unser Zeichen: T 1798

Einrichtung zur Dämpfung sehr kurzer Störwellen, insbesondere für Elektronenröhren

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Dämpfung von sehr kurzen Störwellen, die unerwünschterweise in Hochfrequenzkreisen entstehen, bei denen es sich beispielsweise um Teile von Elektronenröhren handeln kann.

Es ist bekannt, die in Elektronenröhren entstehenden Störschwingungen zu dämpfen, indem beispielsweise in den betreffenden Röhrenteil sehr gedämpfte Schwingkreise eingefügt werden oder aber indem solche Schwingkreise in den Verbraucherschaltungen der Röhre angeordnet werden. Solche

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Schwingkreise weisen mehrere Nachteile auf. Sie arbeiten insbesondere in einem schmalen Frequenzband, da es sich um Resonanzkreise handelt. Das macht die Verwendung von mehreren verschiedenen Schwingkreisen erforderlich, wenn mehrere verschiedene Störresonanzen vorhanden sind. Das ist teuer und wegen des geringen Platzes, über den man in den Elektronenröhren verfügt, oft sogar unmöglich. Sie vergrössern die Anzahl von Resonanzen, was unerwünscht ist.

Die Dämpfungseinrichtungen nach der Erfindung sind vor allem dadurch gekennzeichnet, dass es sich um Absorptionseinrichtungen handelt, die in dem Betriebsfrequenzband der Hochfrequenzkreise, die mit ihnen ausgerüstet sind, keine Resonanz aufweisen.Sie sind somit in der Lage, Störwellen mit verschiedenen Frequenzen zu dämpfen. Sie beanspruchen wenig Platz, sind billig und leicht herstellbar.

Solche Einrichtungen, die in der Lage sind, elektromagnetische Wellen praktisch in dem gesamten Betriebsfrequenzband der Kreise zu absorbieren, die mit ihnen ausgerüstet sind, sollen selbstverständlich in diesen Kreisen derart angeordnet sein, dass sie allein die Störwellen absorbieren und nicht die in diesen Kreisen vorhandenen Nutzwellen dämpfen.

Eine Dämpfungseinrichtung nach der Erfindung besteht hauptsächlich aus einer Grundschaltung, die zwischen zwei leitenden Wänden angeordnet ist, zwischen denen die zu absorbierenden Störwellen ein elektrisches Hochfrequenzfeld ausbilden. Diese Schaltung enthält ein ohmsches Widerstandselement, welches zwischen zwei leitende Elemente geschaltet ist, wobei eines dieser leitenden Elemente an einer der beiden Wände befestigt ist, während das andere leitende Element mit der anderen Wand, der es gegenüberliegt und mit der es

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eine Kapazität bildet, nicht in elektrischem Kontakt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. In den zeichnungen zeigen:

Fig. 1 teilweise im Schnitt eine schema

tische Ansicht einer Dämpfungseinrichtung nach der Erfindung, die zwischen zwei Wänden angeordnet ist, zwischen denen Störwellen vorhanden sind,

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform

der Einrichtung von Fig. 1,

Fig. 3 eine sehr schematische Schnittan

sicht eines Magnetrons, welches mit Dämpfungseinrichtungen nach der Erfindung ausgerüstet ist, und

Fig. 4 eine sehr schematische Schnittan

sicht eines Tetrodenteils, der mit Dämpfungseinrichtungen nach der Erfindung ausgerüstet ist.

Fig. 1 zeigt eine Dämpfungseinrichtung nach der Erfindung, die in einem Hochfrequenzkreisteil montiert ist, der aus zwei einander gegenüberstehenden leitenden Wänden 1 und 2 besteht. Zwischen diesen beiden Wänden bilden zu beseitigende Hoahfrequenzstörwellen ein elektrisches Hochfrequenzfeld aus, dessen Kraftlinien zu den Wänden 1 und 2 senkrecht sind.

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Die Einrichtung nach der Erfindung, die nun beschrieben wird, besteht im wesentlichen aus einer Schaltung, die einen zwischen den Wänden 1 und 2 mit einer Kapazität in Reihe liegenden Widerstand enthält. Das zwischen den Wänden 1 und 2 vorhandene elektrische Hochfrequenz-Id erzeugt in dieser Schaltung einen Hochfreguenzstrom, der in dem Widerstand Energie umsetzt. Die entsprechenden Hochfrequenzwellen werden somit gedämpft.

Diese Einrichtung enthält ein ohmsches Widerstandselement, welches aus einem Widerstandskörper 6 besteht, der, beispielsweise durch Hartlöten, zwischen zwei metallischen Teilen 4 und 5 befestigt ist.

Das metallische Teil 5 ist an der Wand 2 befestigt, während auf dem metallischen Teil 4 eine kapazitive Elektrode 3 befestigt ist, die mit der ihr gegenüberliegenden Wand eine Kapazität bildet. Es ist anzumerken, dass die Teile 3 und 4 auch nur ein einziges Teil bilden können.

Die auf diese Weise zwischen den Wänden 1 und 2 gebildete elektrische Schaltung enthält die durch die Elektroden und 3 begrenzte Kapazität C,, die mit dem den Körper 6 bildenden Widerstand R in Reihe liegt. Es ist ausserdem anzumerken, dass eine Kapazität C₇, deren Elektroden die einander gegenüberliegenden Teile der Teile 3, 4 und 5, 2 sind, parallel zu dem Widerstand 4 liegt.

Damit das zwischen den Wänden 1 und 2 vorhandene elektrische Feld ausreichend gedämpft wird, ist es erforderlich, dass der in dem Widerstandskörper 6 fliessende Strom so stark wie möglich ist. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, dass gegenüber dem Widerstand R einerseits die Impedanz der

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Kapazität C-, klein genug und andererseits die Impedanz der Kapazität C- gross genug ist.

Der Wert der Kapazität C^ wird durch die Abmessungen der, Elektrode 3 und durch den Abstand zwischen dieser Elektrode und der Wand 1 festgelegt.

Um zu vermeiden, dass die Kapazität C„ eine gegenüber dem Widerstand R zu kleine Impedanz aufweist und seine Absorptionswirkung reduziert, wird das Element 6 aus einem Material hergestellt, welches keinen zu grossen spezifischen Widerstand aufweist. Das kann beispielsweise ein poröses Dielektrikum sein, welches mit leitenden oder halbleitenden Substanzen durchsetzt ist. das kann eine dotierte Halbleitersubstanz

sein. usw.

Eine dichte Isolierhülle 7 ist an den Teilen 4 und 5, beispielsweise durch Hartlöten oder Löten, derart befestigt, dass der Widerstandskörper 6 von der Umhüllung, in der er angeordnet ist, körperlich vollkommen isoliert ist.

Der Körper 6 erhitzt sich nämlich unter der Einwirkung der in ihm in Wärme umgesetzten Energie sehr stark und die meisten der Materialien, welche den zur Bildung dieses Körpers 6 geeigneten spezifischen Widerstand aufweisen, insbesondere mit leitenden Substanzen durchsetzte Dielektrika, scheiden verhältnismässig grosse Gasmengen aus, wenn sie erwärmt werden. Es ist selbstverständlich unerwünscht, dass sich diese Gase in den Hochfreguenzkreis ausbreiten, der mit solchen Dämpfungseinrichtungen ausgerüstet ist. Die Hülle 7 verhindert diese Erscheinung, indem sie diese Gase auf die Umgebung des Körpers 6 beschränkt.

Es kann angemerkt werden, dass der Körper 6, wenn er aus

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einem mit halbleitenden Substanzen durchsetzten porösen Dielektrikum hergestellt ist, während seiner Erwärmung kein Gas freisetzt -und somit die Hülle 7 nicht erforderlich ist. Bei dieser Technologie ergibt sich jedoch ein anderer Nachteil. Da sich der spezifische Widerstand eines halbleitenden Materials mit der Temperatur ändert, hängt nämlich die Absorption der Höchstfrequenzstörwellen von dieser Temperatur ab. Die Dämpfungseinrichtungen, wie sie anhand von Fig. 1 beschrieben worden sind, weisen ausser dem Hauptvorteil, in einem grossen Frequenzband wirksam zu sein, da sie nicht in Resonanz geraten, und eine einfache Technologie zu haben, eine gewisse Anzahl weiterer Vorteile auf.

Die Abführung der in dem Widerstandskörper 6 gebildeten Wärme erfolgt aufgrund des metallischen Teils 5, welches zwischen dem Körper 6 und der Wand 2 eine gute Wärmeverbindung herstellt, zweckmässig zu der Wand 2.

Die durch die Elektrode 3 gegenüber der Wand 1 hergestellte kapazitive elektrische Verbindung weist mehrere Vorteile auf.

Während sie eine elektrische Verbindung für die Hochfrequenzströme darstellt, bildet sie nämlich gleichzeitig eine gute elektrische Isolierung für die Gleichströme, was von Vorteil ist, wenn die beiden Wände 1 und 2 auf unterschiedlichen Gleichpotentialen liegen. Ausserdem verhindert das NichtVorhandensein einer mechanischen Verbindung die Ausbildung von mechanischen Spannungen, die durch Verformungen der Dämpfungseinrichtung oder der mit ihr ausgerüsteten Wände hervorgerufen würden und zur Gefahr von Rissbildungen in dem Widerstandskörper 6 führen würden.

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In einem Ausführungsbeispiel einer Dämpfungseinrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, könnte man, damit die Wirkung des energieverbrauchenden Widerstands R, wie bereits erwähnt, gegenüber der der Kapazitäten C-, (in Reihe mit dem Widerstand R) und C₂ (parallel zu dem Widerstand R) überwiegt, bei Wänden 1 und 2 mit einem Abstand von 25 mm folgende Werte wählen.

Wenn man den Körper 6 so wählt, dass der Widerstand R, den er darstellt, 300 Ohm beträgt, und wenn man annimmt,daß die Einrichtung beispielsweise zum Dämpfen von Wellen mit einer Frequenz von etwa 3000 MHz vorgesehen ist, wird eine dünne Elektrode 3 hergestellt und die Einrichtung wird so dimensioniert, dass diese Elektrode sich in einem Abstand von 5 mm von der Wand 1 befindet. Die Einrichtung kann dann eine Gleichspannung von mehreren Zehn Kilovolt zwischen den Wänden 1 und 2 halten. Da die Elektrode 3 ungefähr 20 mm von der Wand 2 entfernt ist, gilt C₁ ~ 4C . Zur Verwirklichung der

lR vorgenannten Impedanzbedingungen kann man dann —— = — = 150 Ω wählen, d.h.:

C₁ =0,35 . 1O~¹² Farad und C₂ =0,09 . 1O~¹² Farad.

Die Fläche der Elektrode 3 beträgt dann 2 cm . Der Widerstandskörper 6 kann eine Länge von 15 mm, einen Durchmesser von 8 mm und einen spezifischen Widerstand von 100 Qcm haben. Die so ausgebildete Einrichtung absorbiert dann die Störwellen wie ein Widerstand von 450 Ω, der direkt zwischen die Wände 1 und 2 geschaltet ist.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung, die, ausser den bereits beschriebenen

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und mit den gleichen Bezugszahlen versehenen Teilen, eine federnde und elektrisch leitende Verbindung 8 aufweist, die zwischen einem äusseren Ende des Widerstandskörpers 6 und einem der leitenden Teile 4 oder 5 (hier ist es das Teil 4) angeordnet ist und das Vermeiden der mechanischen Spannungen erlaubt, die aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnungen des Widerstandskörpers 6 und der Isolierhülle 7 hervorgerufen würden. Diese abgewandelte Ausführungsform enthält ausserdem ein Pumpröhrchen 9, über welches die dichte Umhüllung, in der sich der Widerstandskörper 6 befindet, ausgepumpt oder gegebenenfalls mit einem Gas gefüllt werden kann, welches die Bildung einer Entladung verhindert. In Fig. 2 sind weder die Elektrode 3 noch die Wände 1 und 2 dargestellt, zwischen denen die Einrichtung angebracht ist.

Wie bereits erwähnt, können die Dämpfungseinrichtungen nach

der Erfindung an jeder Stelle von Hochfreguenzkreisen angeordnet werden, wo ein starkes elektrisches Feld zwischen zwei leitenden Wänden vorhanden ist, welches Hochfrequenzstörwellen entspricht, die unterdrückt werden sollen. Die Fig. 3 und 4 zeigen sehr schematisch Beispiele für die Anwendung solcher Dämpfungseinrichtungen bei einem Magnetron bzw.bei einer Tetrode.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch ein Magnetron, dessen Anode beispielsweise Flügel 11 hat, die in herkömmlicher Weise um eine zylindrische Katode 12 herum angeordnet sind.

Störwellendämpfungseinrichtungen nach der Erfindung können, wie dargestellt, entweder an der Stelle 13 oder an den Stellen 14 und 15 angeordnet sein.

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Die Dämpfungseinrichtung 13 ist an der leitenden Wand 16 befestigt, die den Boden des Magnetrons bildet, wobei die kapazitive Elektrode 3 dem entsprechenden äusseren Ende der Katode gegenüberliegt.

Die Einrichtungen 14 und 15 sind mit dem Aussenleiter der Katodenverbxndung derart verbunden, dass ihre kapazitiven Elektroden 3 dem Innenleiter 18 dieser Verbindung gegenüberliegen. Es können hier eine, zwei oder mehr als zwei Dämpfungseinrichtungen vorgesehen werden.

In Fig. 4 sind im Längsschnitt die beiden letzten Elektroden einer an sich herkömmlichen Tetrode dargestellt, nämlich ihre Anode 20 und ihr Schirmgitter 21. Störwellendämpfungseinrichtungen nach der Erfindung sind, wie beispielsweise an den Stellen 22 und 23 dargestellt, zwischen dem Scheitel 24 der Anode 20 und dem Scheitel 25 des Schirmgitters 21 angeordnet. Es können eine oder mehrere solche Einrichtungen vorgesehen werden, wobei man sie beispielsweise an dem Scheitel 24 der Anode 20 befestigt und ihre kapazitive Elektrode 3 dem Scheitel 25 des Schirmgitters 21 gegenüberliegt.

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Claims

Patentansprüche :

J Einrichtung zur Dämpfung von sehr kurzen Störwellen, die zwischen zwei leitenden Wänden einer Hochfrequenzröhre vorhanden sind, gekennzeichnet durch ein Widerstandselement (6), welches zwischen zwei leitenden Elementen montiert ist, wobei eines (5) dieser beiden leitenden Elemente an einer

(2) der beiden leitenden Wände befestigt ist, während das andere leitende Element (3, 4) der anderen (1) der beiden Wände gegenüberliegt, mit der es eine Kapazität bildet, und wobei die Dämpfungseinrichtung zwischen zwei Wänden der Röhre angeordnet ist, wo keine Nutzwellen der Röhre auftreten.
2. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine dichte Isolierhülle (7), welche zwischen den beiden leitenden Elementen (4, 5) befestigt ist, das Widerstandselement (6) umgibt.
3. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Pumprohreheη (9), welches das Herstellen einer Verbindung mit der dichten Umhüllung erlaubt, die durch die Isolierhülle (7) auf die Umgebung des Widerstandselements (6) begrenzt ist.
4. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dichte Umhüllung ausgepumpt ist.
5. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dichte Umhüllung ein Gas enthält, welches die Bildung von elektrischen Entladungen verhindert.
6. Dämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

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dadurch gekennzeichnet, dass eines der äusseren Enden des Widerstandselements (6) an einem (4) der leitenden Elemente mittels einer federjiden und elektrisch leitenden Verbindung (8) befestigt ist.
7. Hochfreguenzelektronenröhre, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwischen zwei leitenden Wänden, die der Sitz für Hochfrequenzstörwellen sind, zumindest eine Dämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.
8. Magnetron, dadurch gekennzeihnet, dass es zumindest eine Dämpfungseinrichtung (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist, die zwischen der den Boden des Magnetrons bildenden Wand (16) und dem äusseren Ende der ihr gegenüberliegenden Katode (12) angeordnet ist.
9. Magnetron, dadurch gekennzeichnet, daß es zumindest eine Dainpfungseinrichtung (14, 15) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist, die in der Kathodenverbindung zwischen dem Außenleiter (17) und dem Innenleiter (18) dieser Verbindung angeordnet ist.
10. Tetrode, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest eine Dämpfungseinrichtung (22, 23) nach einem der Ansprüche bis 6 aufweist, die zwischen der Spitze (24) der Anode (20) und der Spitze (25) des Schirmgitters (21) der Tetrode angeordnet ist.

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