DE2742362A1

DE2742362A1 - Hoechstfrequenzverzoegerungsleitung und damit ausgeruestete lauffeldroehre

Info

Publication number: DE2742362A1
Application number: DE19772742362
Authority: DE
Inventors: Bernard Delory; Pierre Ribout
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1976-09-21
Filing date: 1977-09-20
Publication date: 1978-03-23
Also published as: FR2365218A1; DE2742362C2; GB1580859A; FR2365218B1; US4178533A

Description

Höchstfrequenzverzögerungsleitung und damit ausgerüstete Lauffeldröhre

Die Erfindung betrifft eine Höchstfrequenzverzögerungsleitung mit im wesentlichen wendeiförmiger Struktur, die insbesondere für Lauffeldröhren bestimmt ist.

Bekanntlich besteht eine Lauffeldröhre aus der Vereinigung eines langen und feinen Elektronenstrahls mit einer Leitung mit periodischer Struktur, die nicht in Resonanz
ist. Die Elektronen geben die Energie an die die Leitung

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durchlaufende Höchstfrequenzwelle ab, wenn Synchronismusbedingungen der Welle mit dem Elektronenstrahl eingehalten werden.

Bei periodischen Leitungen wird die Wendelstruktur häufig benutzt. Eine Wendelleitung wird gewöhnlich folgendermaßen hergestellt: sie wird auf einen zylindrischen Dorn gewickelt, der später entfernt wird; sie wird in die zylindrische Röhre, in der die Elektronen wandern, eingeführt und in dieser Röhre durch isolierende Träger in Form von Stäben festgehalten, die zwischen der Wendel und der Röhre angeordnet werden.

Die Verbesserung von gewissen Kenndaten der Lauffeldröhren, beispielsweise der Verstärkung oder des Wirkungsgrades, führen dazu, daß in gewissen Fällen ein im wesentlichen wendeiförmiges Gebilde benutzt wird, das durch eine Fläche abgestützt wird, welche nicht zylindrisch, sondern konisch ist oder aus einer Aufeinanderfolge von Kegelstümpfen besteht, deren Steigung veränderlich ist, so daß sich für die Leitung ein veränderlicher Durchmesser ergibt. Eine solche Konfiguration weist jedoch in technischer Hinsicht einen Nachteil auf, nämlich die Schwierigkeitjder Herstellung von zwei Kegelflächen mit vollkommen gleichen Steigungen, da es sich bei den bewußten Flächen einerseits um die die Wendel tragende und andererseits entweder um die der Isolierstäbe oder um die Innenfläche der Röhre handelt.

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Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verzögerung· leitungsgebildes für eine Lauffeldröhre, mittels welchem sich dieser Nachteil beseitigen läßt.

Zu diesem Zweck besteht eine Verzögerungsleitung nach der Erfindung aus einem Im wesentlichen wendeiförmigen Gebilde, das durch eine rotationssymmetrische Fläche abgestützt ist, welche eine Anzahl η von Abflachungen aufweist. Die Durchmesseränderung wird folgendermaßen erreicht:

entweder mit Hilfe der Abflachungen, die dann gegen die Achse geneigt sind, wobei die rotationssymmetrische Fläche zylindrisch bleibt,

oder mit Hilfe der rotationssymmetrischen Fläche, die dann kegelstumpfartig ist, während die Abflachungen parallel zu der Achse sind.

Die Stäbe, die die Wendel von der Röhre isolieren, sind in dem ersten Fall auf der Höhe der rotationssymmetrischen Fläche und in dem zweiten Fall auf der Höhe der Abflachungen angeordnet. Auf diese Weise haben diese Stäbe einen rechteckigen Längsschnitt und die Innenfläche der Röhre ist zylindrisch.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Schema einer Lauffeldröhre mit

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einer kegelförmigen, wendelförmigen Verzögerungsleitung,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung eine

erste Ausführungsform der Verzögerungsleitung nach der Erfindung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Verzöge

rungsleitung von Fig. 2,

die Fig. 4 und 5 Querschnittansichten von Fig. 2 auf

den Achsen XX und YY,

Fig. 6 in perspektivischer Darstellung eine

zweite Ausführungsform der Verzögerungsleitung nach der Erfindung,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch die Verzöge

rungsleitung von Fig. 6,

die Fig. 8a und Querschnittansichten von Fig. 6 auf 8b den Achsen XX und YY,

Fig. 9 in perspektivischer Darstellung eine

dritte Ausführungsform der Verzögerungsleitung nach der Erfindung,

Fig. 10 eine Ansicht des Oorns, der zur Her

stellung Her Verzögerungsleitung von

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Fig. 4 benutzt wird,

Fig. 11 einen Längsschnitt durch die Verzöge

rungsleitung von Fig. 9,

Fig. 12 einen Querschnitt von Fig. 9 auf

einer Achse UU,

Fig. 13 eine perspektivische Darstellung einer

vierten Ausführungsform der Verzögerungsleitung nach der Erfindung,

Fig. 14 eine Ansicht des Doms, der für die

Herstellung der Verzögerungsleitung von Fig. 13 benutzt wird,

Fig. 15 einen Längsschnitt durch die Verzöge

rungsleitung von Fig. 13, und

Fig. 16 einen Querschnitt von Fig. 13.

Tn den verschiedenen Figuren tragen gleiche Teile gleiche Bezugszeichen und der Übersichtlichkeit halber ist der wirkliche Maßstab nicht eingehalten worden.

Das Schema von Fig. 1 zeigt: ein Strahlerzeugungssystem, das aus einer Katode K, die einen Elektronenstrahl 3 aussendet, einer Steuerelektrode W in Form eines Wehnelt-Zylinders und einer Anode A besteht; eine wendelförmige

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Verzögerungsleitung 4, die den Elektronenstrahl 1 umgibt und beispielsweise insgesamt kegelförmig ist; eine Fokussierungsvorrichtung 5, dLe den Elektronenstrahl 3 auf seinem Weg durch die Leitung 4 fokussiert; einen Kolloktor C für die Elektronen des Elektronenstrahls 3; und einen Eingam- I und einen Ausgang

2 für die durch die Leitung 4 hindurchgehende Höchstfrequenzenergie.

Es sei kurz an die Wirkungsweise einer solchen Anordnung erinnert: die Geschwindigkeit der Elektronen des Strahls

3 wird durch das Feld, das mit der Welle verknüpft ist, die sich längs der Leitung 4 ausbreitet, periodisch moduliert. Unter dem Einfluß dieser Geschwindigkeitsmodulation werden die Elektronen zu Elektronengruppen zusammengefaßt und es erfolgt eine Energieübertragung von den Elektronengruppen auf die sich auf der Leitung ausbreitende Welle unter der Bedingung, daß eine Gleichheitsbedingung zwischen der Geschwindigkeit der Elektronen und einer der Phasengeschwindigkeiten der die Leitung durchlaufenden Welle erfüllt ist.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform der Verzögerungsleitung von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt die gleiche Verzögerungsleitung im Längsschnitt auf einer Achse ZZ.

In den Fig. 2 und 3 ist ein metallisches und zylindri-

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sches Rohr 48 mit der Achse ZZ dargestellt, das die Verzögerungsleitung 4 enthält, durch die der Elektronenstrahl auf der Achse ZZ mitten hindurchgeht.

Bei ihrer Herstellung wird die leitung 4 auf einen kege1 stumpfart igen Dorn 49 mit der Achse ZZ aufgebracht, der in Fig. 3 dargestellt ist. Dieser Dorn wird später entfernt. Die kleine Grundfläche des Kegelstumpfes 49 hat einen Durchmesser, der gleich 2D ist, und die große Grundfläche hat einen Durchmesser, der gleich 2R ist. Der Dorn 49 und infolgedessen die Leitung 4 weisen ebenso viele Abflachungen auf, wie Abstützungen für die Leitung 4 vorgesehen sind, d. h. drei in dem dargestellten Beispiel, die mit 41, 42 und 43 bezeichnet sind. Die Abflachungen sind zu der Achse ZZ parallel und haben von dieser einen Abstand, der gleich dem Radius D ist, so daß der Abstand einer Abflachung von der Innenfläche des Rohres 48 konstant ist.

Die Leitung 4 besteht aus einem Leiter, der auf den Dorn 49 gewickelt ist und beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt hat.

Die Leitung 4 wird in dem Rohr 48 durch Isolierstäbe 44, 45 und 46 festgehalten, die aufgrund der Abflachungen 41, 42 und 43 im Längsschnitt rechteckig sein können.

Der Übersichtlichkeit halber ist der Schnitt von Fig. auf der Achse ZZ rechtwinkelig zu einer Abflachung 42

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geführt worden.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch die leitung von Fig. 2 und 3 auf der Achse XX von Fig. 3, d. h. einen Schnitt durch die kleinste ihrer Grundflächen.

Hie Leitung 4 ist dann krei sförnii y, hat den Radius Π und ist von dem Rohr 48 durch die Stäbe 44, 45 und isoliert.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Leitung nach der Erfindung auf der Achse YY von Fig. 3, d. h. einen Schnitt durch die größte ihrer Grundflächen.

Die Leitung 4 hat dann für ihre gekrümmten Teile den Radius R und weist drei ebene Teile auf, die den Abflachungen 41, 42 und 43 des Doms 49 entsprechen. Sie ist von dem Rohr 48 durch die Stäbe 45, 4b und isoliert, die den gleichen Querschnitt wie in Fig. 4 haben und jeweils auf der Höhe der vorgenannten Abflachungen angeordnet sind. Der in Fig. 5 in die Leitung 4 einbeschriebene Kreis hat den Radius D.

Fig. 6 zeigt in perspektivischer Darstellung eine zweite Ausführungsform der Verzögerungsleitung nach der Erfindung.

Fig. 7 zeigt die gleiche Leitung im Längsschnitt auf der Achse ZZ.

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Die Fig. 6 und 7 zeigen wieder das Rohr 48 mit der Achse ZZ, das die jetzt mit 5 bezeichnete Verzögerungsleitung enthält und durch die der Elektronenstrahl auf der Achse ZZ mitten hindurchgeht.

Bei ihrer Herstellung wird die Leitung 5 auf einen zylindrischen Dorn 50 mit dem Radius R und der Achse ZZ aufgebracht, der in Fig. 7 dargestellt ist. Wie zuvor wird der Dorn später entfernt. Der Dorn 50 und infolgedessen die Leitung 5 weisen, wie zuvor, Abflachungen auf, beispielsweise drei Abflachungen 51, und 53, die aber um einen Winkel α gegen die Achse ZZ geneigt sind.

Die Leitung 5, die beispielsweise wie die zuvor beschriebene Leitung 4 aufgebaut ist, wird hier in dem Rohr 48 durch Isolierstäbe festgehalten, nämlich durch drei Stäbe 54, 55 und 56. Diese sind auf denjenigen Teilen der Leitung 5 angeordnet, die zu der Achse ZZ parallel sind, d. h. auf den zylindrischen Teilen, die keine Abflachungen aufweisen, so daß sie einen rechteckigen Längsschnitt haben können.

Die Fig. 8a und 8b sind Querschnittansichten der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Leitung an jedem ihrer Enden auf den Achsen XX bzw. YY.

In Fig. 8a hat die Leitung 5 den Radius R für ihre gekrümmten Teile, die die Stäbe 54, 55 und 56 tragen, und weist drei Abflachungen 51, 52 und 53 zwischen diesen

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gekrümmten Teilen auf.

Tn Fig. 8b ist die Leitung 5 kreisförmig und hat den Radius R.

Fig. 9 zeigt in perspektivischer Darstellung eine dritte Ausführungsfo>rm der Verzögerungsleitung nach der Erfindung.

Fig. 11 zeigt die gleiche Leitung im Längsschnitt auf der Achse ZZ.

Die Fig. 9 und 11 zeigen wieder das Rohr 48 mit der Achse ZZ, das die Verzögerungsleitung enthält, welche jetzt mit 6 bezeichnet und auf ihrem Dorn 60 mit der Übersichtlichkeit halber unvollständigen Windungen dargestellt ist. Der Dorn 60 ist für sich allein in Fig. 10 gezeigt.

Der Dorn 60 besteht aus einer zylindrischen Fläche mit dem Radius R, auf der Reihen von Abflachungen gebildet sind. In den Fig. 9 bis 11 sind es drei Reihen 61, 62 und 63 von sechs Abflachungen, wobei die Abflachungen für die Reihe 63 in Fig. 10 mit 601 bis bezeichnet sind. Die Abflachungen ein und derselben Reihe haben jeweils eine andere Neigung gegen die Achse ZZ, so daß sich der Durchmesser der auf den Dorn 60 gewickelten Verzögerungsleitung 6 ändert. Der Abstand eines Punktes einer Abflachung von der Achse ist in

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FLg. 12 mit d bezeichnet.

Zum Festhalten der Verzögerungsleitung sind in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel drei Isolierstäbe 64, 65 und 66 vorgesehen, die auf dem zylindrischen Teil der Verzögerungsleitung angeordnet sind, wie insbesondere die Fig. 9 und 12 zeigen. Fig. 12 zeigt einen Querschnitt von Fig. 9 auf einer zu der Achse ZZ senkrechten Achse UU.

Mit dieser Struktur ist es, wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen, möglich, Isolierstäbe 64, 65 und 66 mit rechteckigem Längsschnitt zu benutzen.

Fig. 13 zeigt in perspektivischer Darstellung eine vierte Ausführungsform der Verzögerungsleitung nach der Erfindung.

Fig. 15 zeigt die gleich Leitung im Längsschnitt auf der Achse ZZ.

Die Fig. 13 und 15 zeigen wieder das Rohr 48 mit der Achse ZZ, das die jetzt mit 7 bezeichnete Verzögerungsleitung enthält, die auf ihrem Dorn 70 mit der Übersichtlichkeit halber unvollständigen Windungen dargestellt ist. Der Dorn 70 ist für sich allein in Fig. 14 dargestellt.

Der Dorn 70 besteht aus einer rotationssymmetrischen

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Fläche mit einem veränderlichen Durchmesser 2r. Auf ihm sind Abflachungen 71, 72 und 73 gebildet, die zu der Achse ZZ parallel sind und einen konstanten Abstand D von ihr haben. Die Halt.estäbe 74, 75 und 76 sind dann, wie in dem Fall der Fig. 2 bis 5, auf der Höhe der Abflachungen 73 bzw. 71 bzw. 72 angeordnet.

Fig. 16 zeigt einen Querschnitt von Fig. 13 auf einer Achse UU. Sie zeigt die Stäbe 74 und 76, die aul den Abflachungen der Leitung 7 angeordnet und im Querschnitt konstant sind, wie in den vorangehenden Figuren.

Es sei angemerkt, daß der Verzögerungsleitung nach der Erfindung eine Wendelstruktur mit veränderlicher Steigung gegeben werden kann, wodurch sich gewisse Kenndaten der Lauffeldröhren verbessern lassen.

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eerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Höchstfrequenzverzögerungsleitung, die im wesentlichen wendelförmig ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf eine schiefe Fläche aufgebracht ist, die aus einer rotationssymmetrischen Fläche und aus Abflachungen besteht und Zonen aufweist, die sich über die gesamte Länge der Leitung parallel zu der Achse der Wendel erstrecken.

2. Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotationssymmetrische Fläche im wesentlichen kegelstumpfartig ist und daß die Abflachungen in dem Kegelstumpf parallel zu der Achse der Wendel gebildet sind und die Zonen darstellen.

3. Verzögerungsleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachungen einen Abstand von der Achse haben, der im wesentlichen gleich dem Radius der

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kleinen Grundfläche des Kegelstumpfes ist.

4. Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotationssymmetrische Fläche im wesentlichen zylindrisch Ist und daß die Abflachungen, die In der zylindrischen Fläche gebildet sind, gegen die Achse des Zylinders uin einen bestimmten Winkel geneigt und so angeordnet sind, daß sie sich nicht wieder vereinigen, wobei die Zonen aus denjenigen Teilen der zylindrischen Fläche bestehen, die keine Abflachung aufweisen.

ϊ. Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotationssymmetrische Fläche im wesentlichen zylindrisch ist und daß die Abflachungen, die in der zylindrischen Fläche gebildet sind, eine veränderliche Neigung gegen die Achse des Zylinders haben und so angeordnet sind, daß sie sich nicht wieder vereinigen, wobei die Zonen durch diejenigen Teile der zylindrischen Fläche gebildet sind, die keine Abflachung aufweisen.

6. Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotationssymmetrische Fläche einen nichtmonoton veränderlichen Durchmesser aufweist und daß die Abflachungen in der rotationssymmetrischen Fläche parallel zu der Achse der Wendel gebildet sind und die Zonen darstellen.

7. Lauffeldröhre mit einem Strahlerzeugungssystem, mit einer Elektronenfokussierungsvorrichtung, mit einer

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Verzögerungsleitung, auf der sich eine Höchstfrequenzwelle ausbreitet und die im wesentlichen wendelförmig
ausgebildet und um die Bahn der Elektronen herum angeordnet ist, und mit Eingangs- und Ausgangsvorrichtungen für die Welle, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist.

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