DE2651950C2 - Einrichtung zum Einstellen der Eigenfrequenz eines Hochfrequenzresonators - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einstellen der Eigenfrequenz eines Hochfrequenzresonators mit Mitteln zum elastischen Verformen der Resonatorwände.

Das Beschleunigen eines Teilchenstromes mit einer Vielzahl in Richtung der Flugbahn angeordneter Hohlraumresonatoren gelingt nur, wenn die elektromagnetischen Felder der hintereinander geschalteten Resonatoren hohen Anforderungen an die Frequenz- und Phasenkonstanz genügen, d. h. wenn Teilchengeschwindigkeit und Phasengeschwirdigkeit der H F-Welle aufeinander in vorbestimmter Weise abgestimmt sind.

Es ist bekannt, eine Frequenzänderung durch Volumenänderung des Feldraumes mit Hilfe eines in den Feldraum eingeführten Stempels zu erreichen. Nachteilig ist jedoch bei diesem Verfahren, daß der Stempel eine erhebliche Verzerrung des im Resonator bestehenden elektromagnetischen Feldes und eine örtliche Erhöhung der Feldstärke erzeugen kann, die mit zusätzlichen HF-Verlusten verbunden ist.

Bei einem anderen ebenfalls auf der Änderung des Resonatorvolumens beruhenden bekannten Verfahren (Meinke-Gundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, Springer-Verlag, 1968, Seite 475) wird die Resonanzfrequenz von Hohlraumresonatoren durch elastische Verformung der Resonatorwand eingestellt. Dabei werden aber große Stellkräfte benötigt, die wiederum bei vertretbarem Aufwand wegen der auftretenden Frequenzsprünge nur eine relativ grobe Regelung zulassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, die Resonanzfrequenz eines normalleitenden oder eines supraleitenden Resonators in einem weiten, ein mehrfaches der HF-Bandbreite betragenden Frequenzbereiches auf einen vorbestimmten Wert einzustellen und dabei insbesondere die auf sprunghaften Frequenzänderungen beruhenden Nachteile der bekannten Einrichtungen zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch

gelöst daß an zwei einander gegenüberliegenden Endplatten eines Resonators je ein erster und ein zweiter Hebel spielfrei angeschlossen ist daß mit je einem ersten Ende des ersten und des zweiten Hebels ein biegsames Verbindungselement spielfrei verbunden ist -daß jeweils das zweite Ende des ersten und des zweiten Hebels spielfrei gelagert ist und daß ein von einem Stellmotor angetriebenes Kraftübertragungselement an das Verbindungselement angeschlossen ist

ίο Die erforderliche, auf das Verbindungselement wirkende Stellkraft ist relativ klein, so daß Frequenzsprünge mit Sicherheit Vermieden werden können. Die in Achsrichtung auf den Resonator wirkende Kraft zum elastischen Verformen der Resonatorwände ist dennoch sehr groß, da beide Kräfte über eine Tangensfunktion miteinander verknüpft sind und das Verbindungselement durch die Stellkraft im allgemeinen nur wenige Millimeter ausgelenkt wird, so daß der Winkel zwischen Verbindungselement und Wirkungslinie der Stellkraft nur wenig kleiner als 90° ist

Durch die Erfindung werden also in überraschend einfacher Weise die Nachteile der bekannten Einrichtungen der erfindungsgemäßen Art beseitigt und ein Stellglied zum Einstellen der Frequenz von Resonato ren geschaffen, mit dem Resonanzfrequenzen von Hohlraumresonatoren mit hoher Genauigkeit und sehr feinstufig in einem weiten Frequenzbereich eingestellt werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Ein Resonator 1 ist doppelwandig mit einer inneren Wand 2 und einer äußeren Wand 3 ausgebildet. Er hat die geometrische Form eines Zylinders, in dessen ebenfalls doppelwandige Endplatten 4 je ein zentrales Strahlrohr 5 zum Durchtritt eines Teilchenstromes eingelassen ist. An jede der Endplatten 4 ist ein Flansch 6 angeschlossen, über den z. B. ein weiterer Resonator 1 angesetzt werden kann. Ein erster und ein zweiter

Hebel 7, β ist durch je eine Öffnung 9 des Flansches 6 gesteckt und mit diesem über einen Faltenbalg 10 vakuumdicht verschweißt, um das hohe Strahlvakuum (ρ < 10-" Torr) innerhalb des Resonators 1 von dem niedrigeren Isoliervakuum (ρ « 10~⁵Torr) außerhalb des Resonators 1 zu trennen. Der erste und der zweite Hebel 7, 8 ist im Bereich des Strahlrohres 5 mit einer Bohrung 11 für den Durchtritt des Teüchenstromes versehen. Konzentrisch zu der Bohrung 11 ist in jedem der Hebel 7, 8 eine Ringnut 12 zum Aufnehmen des

Strahlrohres 5 angebracht Die aus der Öffnung 9 der Flansche 6 herausragenden ersten Enden 13 der Hebel 7, 8 sind durch ein biegsames Verbindungselement 14 spielfrei miteinander verbunden. Zu diesem Zweck tragen die ersten Enden 13 der Hebel 7,8 je eine Lasche 15, die eine quer zur Kraftrichtung liegende Nut 16 besitzt Das Verbindungselement 14 besteht aus einem mehrschichtigen Metallband von 60 mm Breite und 2 χ 0,4 mm Stärke und wird durch eine mit der Lasche 15 verschraubbare Klemme 17 mit einem in die Nut 16 greifenden Vorsprung 18 mit der Lasche 15 fest verbunden, so daß eine spielfreie Verbindung der ersten Enden 13 der Hebel 7,8 besteht. Die zweiten Enden 19 der Hebel 7,'8 berühren die Wand des Flansches 6 an einer der Öffnung 9 diametralen Stelle und stützen sich an einem dort am Flansch 6 befindlichen Nocken 20 ab. Dabei ist das zweite Ende 19 des Hebels 7, 8 zwischen dem Nocken 20 und der Endplatte 4 des Resonators 1 so angeordnet, daß bei Normalvolumen des Resonators 1

das Strahlrohr 5 in der Ringnut 12 des Hebels 7,8 steckt und das zweite Ende 19 des Hebels 7, 8 fest an dem Nocken 20 anliegt und das spielfrei zwischen den Hebeln 7, 8 eingespannte, als Metallband ausgebildete Verbindungselement 14 gestreckt ist

Auf die Mitte des biegsamen Verbindungselementes 14 wirkt eine Gewindehülse 21, deren Spindel 22 über ein Untersetzungsgetriebe 23 von einem Stellmotor 24 gedreht wird. Dabei entsteht eine auf die Mitte des Verbindungselementes 14 in Richtung auf die Resonatorwand wirkende Kraft K, die das Metallband 14 auslenkt und dabei eine an jedem der Hebel 7, 8 wirkende, zur Wirkungslinie der Kraft K gerichtete und auf dieser senkrecht stehende Kraft P\ erzeugt, die über die Hebel 7,8 und die Strahlrohre 5 auf die Endplatten 4 des Resonators 1 als Kraft Pi wirkt und dadurch eine Volumenänderung und eine Änderung der Resonanzfrequenz des Resonators 1 bewirkt

Die mechanische Elastizität der Endplatten 4 stellt das System in Richtung auf seine Ausgangslage zurück, wenn die Kraft K am Verbindungselement 14 verkleinert wird. Die Einstellung der Resonanzfrequenz erfolgt stufenlos, da das Antriebssystem spielfrei arbeitet

Der Stellmotor 24 ist als Schrittmotor mit 200 Schritten je Umdrehung ausgebildet, wobei eine Umdrehung je Sekunde möglich ist und der Vorschub der Gewindehülse 21 je Schritt des Stellmotors 24 etwa

ίο 5,5 χ 10-⁷ mm beträgt

Bei einer Länge des Verbindungselementes 14 von 260 mm und einem maximalen Hub desselben von 30 mm, einer Länge der Hebel 7, S von 360 mm und einer Hebelarmlänge vom Drehpunkt am Nocken 20 bis zur Achse des Strahlrohres 5 von 140 mm ergab sich eine Verkürzung der axialen Resonatorlänge von 2,3 mm. An dem zylindrischen Tei! des Resonators ist eine Einrichtung 25 zum Einkoppeln der H F-Energie angeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Einstellen der Eigenfrequenz eines Hochfrequenzresonators mit Mitteln zum elastischen Verformen der Resonatorwände, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei einander gegenüberliegenden Endplatten (4) eines Resonators (1) je ein erster und ein zweiter Hebel (7, 8) spielfrei angeschlossen ist, daß mit je einem ersten Ende (13) des ersten und des zweiten Hebels (7, 8) ein biegsames Verbindungselement (14) spielfrei verbunden ist, daß jeweils das zweite Ende (19) des ersten und des zweiten Hebels (7, 8) spielfrei gelagert ist, und daß ein von einem Stellmotor (24) angetriebenes Kraftübertragungselement (21) an das Verbindungselement (14) angeschlossen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dsß das biegsame Verbindungselement (14) des ersten und des zweiten Hebels (7, 8) aus einem oder mehreren Metallbändern besteht

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (14) des ersten und des zweiten Hebels (7,8) aus einem oder mehreren Metallseilen besteht