DE2642405A1

DE2642405A1 - Magnetron

Info

Publication number: DE2642405A1
Application number: DE19762642405
Authority: DE
Inventors: John Richardson Butler; Patricia Marie Scott
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1975-09-24
Filing date: 1976-09-21
Publication date: 1977-03-31
Also published as: CA1065487A; JPS5240957A; NL7610011A; GB1498578A; US4006382A

Description

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München, den 20. September 1976 Anwaltsaktenz.: 27 - Pat. IA5

Raytheon Company, lAl Spring Street, Lexington, Mass. 02173» Vereinigte Staaten von Amerika

Magnetron

Die Erfindung bezieht sich auf Magnetrons, insbesondere auf Filter für die Unterdrückung von Harmonischen der Ausgangsgrundfrequenz.

Magnetrons sind elektromagnetische Leistungserzeuger, die
vor allem im Mikrowellenbereich, insbesondere in Mikrowellenherden, verwendet werden. Zueinander senkrechte elektrische und magnetische Felder erstrecken sich innerhalb einer Wechselwirkungszone zwischen einer zentralen Kathode und einer aus mehreren kreisförmig angeordneten und von Stegen gebildeten Hohlraumresonatoren bestehenden Anode. Die Resonatoren sind dabei abwechselnd über Koppelleitungen zwischen den Stegen

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miteinander verbunden» Di© elektrischen Felde? erstrecken sich quer sur. Achse der Anode und die Mag&@t±sdfien Felder erstreckst sich parallel zur l©hse der Äa©<ä@_o ¥©a o.®^ ©rMtsten Kathode austretende Sle&tronen werden ^u <ä<§n dis Mi©&® bild©nd@n Hohlraumresonatoren hin beschleunigt wiä !srteisea @nt Θϊη®τ im wesent lichen kreisförmigen Orbitalbahn;, dabei ©in© kreisend©₀ Bach Art eines Speichesarades ausgebildete Raelacfcßig bildend» Unter Einwirkung des @la!ctrischen F@l<ä®s ia d<sa E©hlT@.wär@BöMtB.tQF<Bn entstehen durch <ä©a Ia©rgi@aa§t®«g©li ©sst^^a h.u©h.fr®Gu@wt<B schwingungen.

Die Frequenzen Ui(BB(BF Sehwi&gyag©& li©g®a £s des ©lektromaghetisehea Leistimgsspekt^iaas ₉ . <ä@F iüreh !feilen= längen τοη 1m fels 1am mid. F?©qu@aa©a if@iS öbss* 500 IHi be= stimmt ist. Di© Wellen für Mikr©wsll@aili©iis?Mg sind dmreh die Federal Communications Commission festgelegt mit Frequenzen von 915 * 15 MHz und 2450 + 50 Ms₀ Dl® L@istung des Magnetrons wird über ein Äuskopplungsgli@d abgegebene ü&s mis ©insr Äntennenschleife besteht _p derea ©ines Ende an ©iaea Anodensteg befestigt ist. Die Antennensohle if @ ist ύοώ, ^lneT Isolierkappe umgeben „ die Teil des vollkommen evakuierten RölarasakHrpers ist.

Beim Betrieb von Mikrowellenherden" stellt aich imser wieder das Problem, daß neben der Grundschwimgung aueh Harmonische abge strahlt werden. Gegenwärtig werden sowolal . Leiterfilter als auch wellenschluckende Türdichtungen verwendet, um derartige Nebenschwingungen zu unterdrücken. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Abstrahlung von Harmonischen bei Magnetrons auf einfachere Weise zu verhindern.

Dies wird bei einem Hagnetron, bestehend aus einem evakuierten Röhrenkörper mit einer aus mehreren leitenden Stegen gebildeten Anode und einer Antennenschleife zur Auskopplung der Energie, deren eines Ende an einem der Stege befestigt ist, dadurch erreicht, daß gemäß der Erfindung die Antennenschleife von einem

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leitenden Hohlrohr umgeben ist und zusammen mit diesem ein

filter bildet land daß das leitende Hohlrohr eine Länge von etwa einem Viertel der Wellenlänge einer Harmonischen der vom Magnetron erzeugten Frundfrequenz aufweist.

Das Auskopplungsglied ist also als . . Filter ausgebildet, das die gewünschte Harmonische unterdrückt. Aufgrund der gewählten Länge des Hohlrohrs wird dabei die zweite Harmonische unterdrückt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist in dem leitenden Hohlrohr ein weiteres Hohlrohr konzentrisch angebracht, das als Filter eine andere Harmonische der vom Magnetron erzeugten Grundfrequenz unterdrückt. Durch dieses Filter kann die dritte Harmonische unterdrückt werden. Beide Filter können vollständig in dem evakuierten Röhrenkörper untergebracht sein, so daß unerwünschte Frequenzen wirkungsvoll innerhalb der Röhre unterdrückt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsb£isplelen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

F^g. 1 den schematischen Querschnitt eines Magnetrons mit Unterdrückung der zweiten Harmonischen und

Fig. 2 den schematischen Querschnitt eines Magnetrons mit Unterdrückung der zweiten und dritten Harmonischen.

^Die Einrichtung 10 gemäß Figur 1 besteht aus einem Hauptteil 12, der die Anode umgibt. Mehrere kreisförmig angeordnete Stege 14 bilden darin in an sich bekannter Weise Hohlraumresonatoren, wie sie bei Magnetronröhren üblich sind. Die Koppelleiter zwischen abwechselnd aufeinanderfolgenden Stegen sind aus Gründen der Einfachheit nicht gezeigt.

Die Kathode 16 mit einem gewickelten Strahler 18 ist in der Mj tte der Anode angeordnet. Die von der Kathode austretenden Elektro-

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nen unterliegen dem Einfluß der elektrischen und magnetischen Felder innerhalb der Anode. Ein magnetischer Polschuh 20 sorgt für eine Konzentration des magnetischen Feldes im Wechselwirkungsbereich zwischen Anode und Kathode. Ein weiterer nicht gezeigter Polschuh ist auf der gegenüberliegenden Seite der Anode angeordnet.

Das Ausgangssignal wird über die Antennenschleife 22 ausgekoppelt, die mit einem Ende an einem Steg 14 befestigt ist. Der Röhrenkörper ist hermetisch durch eine Ringplatte 24 mit aufgesetztem Kolben 26 aus Isoliermaterial abgedichtet.

Gemäß der Erfindung ist ein Filter vorgesehen, das von einem die Antennenschleife 22 konzentrisch umgebenden Hohlrohr 28 gebildet wird. Das eine Ende des Hohlrohres ist in einer Öffnung des Polschuhs 20 befestigt. Die Gesamtlänge des Hohlrohrs entspricht einem Viertel der Wellenlänge der zu unterdrückenden Frequenz, zum Beispiel der zweiten Harmonischen. Das Hohlrohr und die Antennenschleife 22 bilden eine Art . Koaxialleitung. Die zugeführte Energiewelle der zweiten Harmonischen und die vom offenen Ende der Koaxialleitung reflektierte Energiewelle bilden eine stehende Welle, als wäre die Leitung am Eingang beim Polschuh kurzgeschlossen. Dagegen kann das Signal der Grundfrequenz das Filter ungehindert durchlaufen.

Der Hauptteil 12 ist am Kathodenanschluß durch eine Platte abgedichtet. Der Einfachheit halber sind weitere Einzelheiten bezüglich der Abdichtung der Kathodenröhre 16 nicht gezeigt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 entsprechende Teile gleich bezeichnet. Hierbei ist das Filter 28 für die zweite Harmonische in der Weise ergänzt, daß eine weitere Harmonische, zum Beispiel die dritte Harmonische, unterdrückt wird. Zu diesem Zweck ist ein weiteres konzentrisches Hohlrohr an dem einen Ende 34 des Hohl-

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rohres 28 befestigt und bildet mit diesem eine Umstülpung. Für die zugeführte Energiewelle entsteht dadurch am Punkt 36 ein offener Kreis und an der Endkante 34 der Röhrenanordnung ein Kurzschluß. Die durch das offene Ende 36 eintretende Welle wird daher am Ende 34 kurzgeschlossen und die dritte Harmonische dadurch wirksam unterdrückt.

Insgesamt ergibt sich so eine einheitliche Anordnung für die Unterdrückung von Harmonischen einer von einem Magnetron erzeugten Grundwelle. Zahlreiche Abwandlungen dieses Lösungsprinzips sind für den Fachmann ohne weiteres denkbar, von denen vorangehend nur zwei der möglichen Ausführungsbeispiele dargestellt und erläutert worden sind, ohne den im weitesten Sinne zu verstehenden Lösungsgedanken einzuschränken.

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Claims

Patentansprüche

Magnetron, bestehend aus einem evakuierten Röhrenkörper mit einer aus mehreren leitenden Stegen gebildeten Anode und einer Antennenschleife zur Auskopplung der Energie, deren eines Ende an einem der Stege befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenschleife (22) von einem leitenden HoHrohr (28) umgeben ist und zusammen mit . diesem einen Filter bildet und daß das leitende Hohlrohr (28) eine Länge von etwa einem Viertel der Wellenlänge einer zu unterdrückenden Harmonischen der vom Magnetron erzeugten Grundfrequenz aufweist
2. Magnetron nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Höhlrohr (28) innerhalb des Röhrenkörpers angeordnet ist.
3· Magnetron nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Hohlrohr (28) mit seinem einen Ende an einem der magnetischen Polschuhe (20 befestigt ist, der in der Nähe der Anode (14) angebracht ist.
4. Magnetron nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß in dem leitenden Hohlrohr (28) ein weiteres Hohlrohr (32) konzentrisch angebracht ist, das als Filter eine andere Harmonische <ier vom Magnetron erzeugten Grundfrequenz unterdrückt.

ORIGINAL INSPECTED

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