DE3009617A1

DE3009617A1 - Verfahren zur herstellung einer mikrowellen-verzoegerungsleitung und nach diesem verfahren hergestelle verzoegerungsleitung

Info

Publication number: DE3009617A1
Application number: DE19803009617
Authority: DE
Inventors: Arthur E Manoly
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1979-03-16
Filing date: 1980-03-13
Publication date: 1980-09-18
Also published as: FR2451642A1; JPS5823697B2; GB2044989B; GB2044989A; US4229676A; FR2451642B1; JPS55124929A; IT8048156A0; DE3009617C2; IT1126980B

Description

Anmelderin; Stuttgart, 10.März 198O

Hughes Aircraft Company P 3823 S/Zr

Centinela Avenue and Teale Street
Culver City, Calif.,
Ver. Staaten von Amerika

Vertreter:

Kohl er - S dwindling - Späth
Patentanwälte
Hohentwielstraße lj.1
7000 Stuttgart 1

Verfahren zur Herstellung einer Mikrowellen-Verzögerungsleitung und nach diesem Verfahren hergestellte Verzögerungsleitung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrowellen-Verzögerungsleitung mit einem wendeiförmigen Innenleiter, der mittels eines an seiner Außenseite anliegenden, ebenfalls wendeiförmigen und aus einem dielektrischen Werkstoff bestehenden Stützgliedes in einem rohrförmigen Gehäuse gehalten ist, bei dem zur Bildung des Innenleiters ein aus einem elektrisch leitenden Material

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bestehendes Band auf einen zylindrischen Kern in Form einer Wendel aufgewickelt, anschließend auf die Wendel ein dielektrisches Material im Überschuß aufgebracht, das dielektrische Material bis auf den Innendurchmesser des Gehäuses abgeschliffen, der Kern entfernt und der mit dem dielektrischen Werkstoff bedeckte Innenleiter in das Gehäuse eingebaut wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Mikrowellen-Verzögerungsleitung mit dem eingangs genannten Aufbau.

Mikrowellen-Verzögerungsleitungen der genannten Art finden vorwiegend in Wanderfeldröhren Verwendung, bei denen ein Elektronenstrom mit dem Feld einer sich fortpflanzenden elektromagnetischen Welle in solcher Weise in Wechselwirkung steht, daß eine Verstärkung der Energie der elektromagnetischen Welle stattfindet. Um die gewünschte Wechselwirkung herbeizuführen, wird zur Fortpflanzung der elektromagnetischen Welle eine Verzögerungsleitung vorgesehen, insbesondere in Form einer elektrisch leitenden Wendel, deren Achse im wesentlichen mit dem Weg des Slektronenstroms zusammenfallt. Die Verzögerungsleitung definiert einen Fortpflanzungsweg für die elektromagnetische Welle, der bedeutend länger ist als die axiale Länge der Anordnung, so daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Welle im wesentlichen gleich der Geschwindigkeit des Elektronenstromes ist.

Ursprünglich wurden die wendeiförmigen Leiter solcher Verzögerungsleitungen innerhalb des rohrförmigen Gehäuses mittels mehrerer dielektrischer Stäbe gehalten, die sich in Längsrichtung des Gehäuses erstreckten und auf den Umfang der Wendel gleichmäßig verteilt waren. In jüngerer Zeit

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wurden jedoch Stutζanordnungen für die Wendel vorgesehen, die ebenfalls die Form einer Wendel aus dielektrischem Material hatten, welche koaxial zu dem wendeiförmigen Innenleiter zwischen Innenleiter und Gehäuse angeordnet waren und den gleichen Wicklungssinn aufwiesen wie der Innenleiter.

Eine Mikrowellen-Verzögerungsleitung mit einem solchen wendeiförmigen Stützglied und ein Verfahren zu deren Herstellung ist aus der US-PS 3 670 196 bekannt. Zur Herstellung der Verzögerungsleitung wird ein Kern verwendet, der eine wendeiförmige Nut mit der für den wendeiförmigen Innenleiter gewünschten Steigung aufweist, und es wird das den wendeiförmigen Innenleiter bildende Band in diese Nut hineingelegt. In die gleiche Nut hinein wird dann über den wendeiförmigen Innenleiter eine Wendel aus dielektrischem Material gewickelt, das etwas aus der Nut des Kernes heraussteht und auf seiner Außenseite mit einem Lötmaterial versehen ist. Die Anordnung wird dann in das rohrförmige GehHuse eingesetzt und die äußere Umfangsfläche der dielektrischen Wendel mit dem Gehäuse verlötet. Danach wird der Kern durch chemisches Ätzen entfernt.

Eine Abwandlung dieses bekannten Verfahrens zur Herstellung einer Verzögerungsleitung mit einem wendeiförmigen Stützglied ist in der US-PS k 115 721 offenbart. Die Modifikation besteht darin, daß nicht ein Band aus dielektrischem Material in die Nut des Kernes eingelegt wird, sondern daß ein dielektrisches Material als Plasmastrahl in die Nut gesprüht und damit auf die freiliegende Oberfläche der zuvor eingelegten elektrisch leitenden Wendel aufgebracht wird. Danach werden der Kern und das aufgesprühte dielektrische Material mit hoher Genauigkeit auf den gewünschten Durch-

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messer abgeschliffen.

Bei der Konstruktion von Wanderfeldröhren ist zu berücksichtigen, daß die Wechselwirkung zwischen dem Elektronenstrahl und der sich fortpflanzenden Welle eine zunehmende Verminderung der Axialgeschwindigkeit des Elektronenstrahls beim Durchlaufen der Röhre hervorruft. Infolgedessen können die Axialgeschwindigkeiten des Elektronenstroms und der sich fortpflanzenden Welle nahe dem Ausgangsende der Röhre erheblich voneinander abweichende Werte annehmen, wodurch der Wirkungsgrad der Röhre reduziert wird. Bisher wurde dieses Problem bei Wanderfeldröhren mit wendeiförmigen Innenleiter durch eine zunehmende Verminderung der Wendelsteigung längs des Weges des Elektronenstromes gelöst, um dadurch die Axialgeschwindigkeit der laufenden Welle in dem gleichen Maß zu vermindern, wie die Axialgeschwindigkeit des Elektronenstroms abnimmt. Wendeiförmige Verzögerungsleitungen mit abnehmender Steigung sind beispielsweise in der US-PS 2 8^1 630 beschrieben.

Ein weiterer Gesichtspunkt, der bei der Konstruktion von Wanderfeldröhren zu beachten ist, betrifft eine Belastung der Verzögerungsleitung bezüglich ihrer Stromleitung, um eine Phasengeschwindigkeits-Prequenz-Charakteristik für die sich fortpflanzenden Wellen zu erzielen, die für einen Breitbandbetrieb erforderlich ist. Eine für den Stand der Technik typische Art der Belastung, durch welche die Bandbreite einer Wanderfeldröhre mit wendeiförmiger Verzögerungsleitung erhöht werden soll, ist in der US-PS 3 972 beschrieben. Die hieraus bekannte kapazitive Belastung macht von einer Anzahl langestreckter, nach außen offener, leitender Kanäle Gebrauch, die sich von dem Gehäuse der Verzögerungsleitung aus nach Innen erstrecken und deren

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offene Seiten der Verzögerungsleitung gegenüberstehen» Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrowellen-Verzögerungsleitung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, das bessere Möglichkeiten zur Einstellung der verschiedenen Konstruktions-Parameter bietet als bisher.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß nach dem Aufwickeln des elektrisch leitenden Bandes ein zweites Band, das aus einem^useXektives Ätzen entfernbaren Material besteht und dessen Breite größer ist als der Zwischenraum zwischen den Windungen des Innenleiters, derart in Form eines zweiten Wendeis auf den Kern aufgewickelt wird, daß es den Zwischenraum zwischen den Windungen und die an den Zwischenraum angrenzenden Bandabschnitte des Innenleiters überdeckt, daß das dielektrische Material auf die freiliegende Oberflächen des Innenleiters und des zweiten Wendeis aufgebracht wird und daß die zweite Wendel nach dem Abschleifen des dielektrischen Materials durch Ätzen entfernt wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können nicht nur die Herstellungskosten für eine solche Verzögerungsleitung vermindert werden, sondern es lassen sich auch die einzelnen Konstruktionsparameter mit hoher Genauigkeit festlegen. Weiterhin ist von Vorteil, daß bei der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verzögerungsleitung in den Bereichen, in denen hohe elektromagnetische Felder herrschen, eine geringere Menge an dielektrischem Material vorhanden ist. Infolgedessen kann eine höhere Wechselwirkungs-Impedanz zwischen der laufenden Welle und dem Elektronenstrom erzielt werden, was einen erhöhten Wirkungsgrad und eine höhere Verstärkung pro Längeneinheit der Anordnung zur Folge hat.

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Weiterhin ist es möglich, eine solche Verzögerungsleitung mit höheren Frequenzen zu betreiben als es bisher bei dieser Art von Verzögerungsleitungen möglich war.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Herstellung der zweiten Wendel ein Band verwendet, das wenigstens einen Abschnitt mit sich ändernder Breite aufweist, so daß sich in diesem Bereich des Bandes der Zwischenraum zwischen den benachbarten Windungen der zweiten Wendel längs der Achse der Wendel ändert. Als Folge davon hat bei der resultierenden Verzögerungsleitung wenigstens ein Abschnitt der dielektrischen Wendel, welche den wendeiförmigen Innenleiter trägt, eine sih in Achsrichtung der Wendel ändernde Breite, wodurch die Phasengeschwindigkeit der laufenden Welle in Richtung auf das Ausgangsende der Verzögerungsleitung vermindert werden kann. Dadurch ist es möglich, die Phasengeschwindigkeit der laufenden Welle nahe dem Ausgangsende der Verzögerungsleitung der verminderten Axialgeschwindigkeit des Elektronenstromes anzupassen, so daß auch nahe dem Ausgangsende der Verzögerungsleitung eine hohe Wechselwirkung zwischen der laufenden Welle und dem Elektronenstrom gewährleistet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ein elektrisch leitendes Band, das auf einer Seite eine vorspringende Rippe aufweist, verwendet und derart auf den Kern aufgewickelt wird, daß die Rippe dem Kern abgewandt ist, und daß zur Herstellung der zweiten Wendel ein Band verwendet wird, dessen Breite wenigstens annähernd gleich dem Zwischenraum zwischen den Rippen benachbarter Windungen des Innenleiters ist. Eine auf diese Weise hergestellte Verzögerungsleitung hat also einen gerippten Innenleiter, der nicht nur der Verzögerungsleitung eine größere Bandbreite verleiht, sondern auch die

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Wechselwirkung-Impedanz und damit den Wirkungsgrad und die Verstärkung bei Frequenzen im oberen Bereich des Durchlassbandes erhöht.

Gegenstand der Erfindung sind auch Verzögerungsleitungen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind, und insbesondere solche, bei denen das das wendeiförmige Stützglied bildende Band wenigstens auf einem Teil seiner Länge eine abnehmende oder zunehmende Breite hat oder bei denen der Innenleiter auf seiner dem Gehäuse zugewandten Außenseite eine vorspringende Rippe aufweist und das an der Außenseite der Rippe anliegende, wendeiförmige Stützglied im wesentlichen die gleiche Breite aufweist wie die Rippe an der Außenseite des Innenleiters.

Die Breite der Rippe kann etwa einviertel bis dreiviertel der Breite des den Innenleiter bildenden Bandes betragen.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

die Pig. 1 bis 7 eine Mikrowellen-Verzögerungsleitung mit

wendeiförmigem Innenleiter in aufeinander folgenden Stufen ihrer Herstellung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 8 ein Band mit sich ändernder Breite zur

Herstellung der als Maske dienenden zwei-

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ten Wendel zur Herstellung einer zweiten Ausführungsform der Verzögerungsleitung,

Fig. 9f 10 und 11 verschiedene Stufen der Herstellung einer zweiten Ausführungsform der Wendelleitung unter Verwendung des Bandes nach Fig. 8, die den Stufen gemäß den Fig. 2, Ij. und 7 entsprechen, und

Fig. 12 bis 15 verschiedene Stufen der Herstellung einer weiteren Ausführungsform einer Verzögerungsleitung mit einem gerippten Innenleiter, welche den Stufen gemäß den Fig. 1, 2, Ij. und 7 entsprechen.

Bei der in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 1 die Wendel 10 einer Verzögerungsleitung, die durch Aufwickeln eines Bandes 12, das aus einem elektrisch leitenden Material besteht, auf einen zylindrischen Kern ll\. hergestellt worden ist. Das Material des Bandes 12 darf durch ein in nachfolgenden Verfahrensschritten angewendetes Ätzmittel nicht angegriffen werden. Im Gegensatz zu den genuteten Kernen, wie sie bei den Verfahren nach den US-PSen 3 670 196 und Ij. 115 721 angewendet werden, ist der Kern 1ij. nicht genutet, und es braucht das Material des Kernes Ί Lj. nicht mittels des genannten Ätzmittels entfernbar sein, sondern kann ausschließlich aufgrund anderer Kriterien ausgewählt werden, wie beispielsweise Festigkeit oder Steifigkeit. Bevorzugte Materialien für das die Wendel 10 bildende Band 12 sind Kupfer, verkupfertes Wolfram oder verkupfertes Molybdän, wogegen bevorzugte Werkstoffe für den Kern II4. Molybdän und Wolfram sind. Die Wendel 10 wird mit einem solchen Abstand zwischen aufeinanderfolgenden

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Windungen hergestellt, daß die gewünschten Fortpflanzungs-Eigenschaften für die herzustellende Verzögerungsleitung erzielt werden.

Wie Fig. 2 zeigt, wird anschließend ein Band 16, dessen Breite größer ist als der Abstand zwischen den Windungen der Verzögerungsleitungs-Wendel 10 koaxial und im gleichen Wicklungssinn über die Wendel 10 gewickelt, und zwar in solcher Weise, daß der Zwischenraum zwischen den Windungen der Wendel 10 sowie Abschnitte der benachbarten Windungen der Wendel 10 überdeckt werden. Das aufgewickelte Band 16 bildet eine zweite Wendel 18, die in einem anschließenden Verfahrensschritt, bei dem auf der Wendel 10 ein dielektrisches Material abgeschieden wird, als Maske dient. Die Breite der Masken-Wendel 18 bestimmt das Ausmaß der Oberfläche der Verzögerungsleitungs-Wendel 10, die dem abzuscheidenden dielektrischen Material ausgesetzt ist, und wird gemäß der gewünschten Breite der herzustellenden, dielektrischen Stützwendel gewählt. Die Breite der dielektrischen Stützwendel ist umso geringer, je größer die Breite der Masken-Wendel ist. TJm das Entfernen der Masken-Wendel 18 nach dem Aufbringen des dielektrischen Materials zu erleichtern, sollte das Band 16 aus einem Material bestehen, das mit Hilfe des oben erwähnten Ätzmittels entfernbar ist. Ein bevorzugtes Material für das Band 16 ist Aluminium, obwohl auch andere Materialien geeignet sind und statt dessen benutzt werden können.

Wie Fig. 3 zeigt, wird dann über die Masken-Wendel 18 und

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auf den freiliegenden Flächenabschnitten der Wendel 10 der Verzögerungsleitung ein dielektrisches Material 20 abgeschieden, das ein Stützglied für die Verzögerungsleitung bildet. Das dielektrische Material sollte eine niedrige

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Dielektrizitätskonstante und eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Es muß Angriffen des oben genannten Ätzmittels widerstehen. Beispiele für geeignete dielektrische Werkstoffe sind Beryllium- und Aluminiumoxyd. Vorzugsweise wird das dielektrische Material durch Plasmastrahlen aufgebracht, obwohl auch andere Methoden der Aufbringung in Form von Teilchen benutzt werden können. Beispielsweise kann zum Aufbringen des Dielektrikums eine Plasmastrahlpistole benutzt werden, die von der Metco Inc., 1101 Prospect Avenue, Westbury, Long Island, New York 11090, vertrieben wird. Es versteht sich, daß auch andere Plasmastrahlpistolen brauchbar sind. Wie Fig. 3 zeigt, wird eine ausreichende Menge des dielektrischen Materials 20 aufgebracht, um die wendeiförmigen Zwischenräume zwischen den Windungen der Maskenwendel 18 auszufüllen als auch die freiliegende Oberfläche der Masken-Wendel 18 zu bedecken.

Überschüssiges dielektrisches Material wird dann durch genaues Abschleifen der Anordnung nach Fig. 3 auf einen bestimmten Durchmesser entfernt, so daß die in Fig. I4. dargestellte Anordnung entsteht. Bei der Anordnung nach Fig. I4. wurde so viel Material entfernt, daß die Außenfläche der Masken-Wendel 18 freiliegt. Es kann jedoch dielektrisches Material auf der Außenfläche der Masken-Wendel 18 verbleiben, wenn es erwünscht ist, die mechanische Festigkeit zu erhöhen oder die Gleichförmigkeit des abgeschiedenen dielektrischen Materials bei großen Verhältnissen zwischen dem Durchmesser des Gehäuses und dem Durchmesser der leitenden Wendel der Verzögerungsleitung zu verbessern.

Anschließend wird der Kern 1i; entfernt, indem er einfach aus der Anordnung herausgezogen wird, so daß die in Fig.5 dargestellte Anordnung verbleibt. Anschließend wird die

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Masken-Wendel 18 durch chemisches Ätzen entfernt, wozu das oben erwähnte Ätzmittel verwendet wird, so daß die in Fig. 6 dargestellte Anordnung entsteht. Ein bei Anwendung der vorstehend genannten Materialien für die Bänder, den Kern und das dielektrische Material bevorzugtes Ätzmittel ist eine beispielsweise 0,1 bis 10 molare Lösung von Natriumhydroxid in Wasser, obwohl auch andere Ätzmittel geeignet sind.

Wie Fig. 6 zeigt, bildet in der resultierenden Anordnung das zurückgebliebene abgeschiedene dielektrische Material 20 ein wendeiförmiges Stützglied 22, das die Verzögerungsleitungs-Wendel 10 koaxial umgibt und gleichsinnig gewickelt ist. Die dielektrische Stützwendel 22 erstreckt sich radial von der äußeren Umfangfläche der Verzögerungsleitungs-Wendel 10 nach Außen und haftet an der leitenden Wendel infolge der Athesion, die eine Folge des Aufbringungsverfahrens ist. Da bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren die Masken-Wendel 18 Abschnitte der benachbarten Windungen der leitenden Wendel 10 überlappt, hat die resultierende dielektrische Stützwendel 22 eine Breite, die geringer ist als die Breite der leitenden Wendel 10, und es sind die beiden Seitenflächen der Stutzwendel 12 gegenüber den Rändern der leitenden Wendel 10 zurückgesetzt.

Wie Fig. 7 zeigt, kann die Anordnung nach Fig. 6 in ein rohrförmiges Gehäuse 2\ eingesetzt werden, das beispielsweise aus Eisen und Kupfer bestehen kann. Dabei liegt die Außenfläche der dielektrischen Stützwendel 22 an der Innenfläche des Gehäuses 2I4. fest an. Die in Fig. 7 veranschaulichte Operation kann unter Anwendung üblicher Aufschrumpfverfahren durchgeführt werden, indem das Gehäuse 2\\. vor dem Einsetzen der Anordnung nach Fig. 6 erwärmt wird. Wenn das

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Gehäuse 2\± nach dem Einsetzen dieser Anordnung abkühlt, schrumpft es auf die eingeführte Anordnung auf und stellt einen festen Sitz zu der Außenfläche der Stützwendel 22 her.

Da die leitende Wendel 10 seitlich zu beiden Seiten über den angrenzenden Abschnitt der dielektrischen Stützwendel 22 übersteht, ist kein dielektrisches Material in unmittelbarer Nachbarschaft des Bereiches zwischen aufeinanderfolgenden Windungen der leitenden Wendel 10 vorhanden, wo starke elektromagnetische Felder vorhanden sind. Infolgedessen ist die Wechselwirkungs-Impedanz zwischen dem Elektronenstrom und der sich längs der Verzögerungsleitung fortpflanzenden Welle in der Wanderfeldröhre erhöht, in der die Verzögerungsleitung Anwendung findet. Das Ergebnis ist ein größerer Betriebs-Wirkungsgrad und eine höhere Verstärkung pro Längeneinheit der Verzögerungsleitung.

Da die Breite der dielektrischen Stützwendel 22 durch Wahl der Breite der Masken-Wendel 18 sehr genau bemessen werden kann, ist weiterhin eine genauere Einhaltung verschiedener Konstruktionsparameter möglich, wie beispielsweise der Wechselwirkungs-Impedanz, der dielektrischen Belastung und der Phasengeschwindigkeit der laufenden Welle, als es mit bekannten Verfahren zur Herstellung von Verzögerungsleitungen möglich war, die wendeiförmige dielektrische Stützglieder aufwiesen. Darüber hinaus führt das erfindungsgemäße Verfahren zu geringeren Herstellungskosten für Verzögerungsleitungen dieser Art, und es gestattet die Erfindung die Herstellung solcher Anordnungen mit kleineren Dimensionen, als es bisher möglich war, so daß die damit versehenen Wanderfeldröhren bei höheren Frequenzen arbeiten können als bisher, beispielsweise im Ku-Band und höher.

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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. 8 bis 11 dargestellt ist, wird ein Band 116 zum Herstellen der Masken-Wendel 118 verwendet, das einen Abschnitt 117 mit abnehmender Breite aufweist (Fig. 8). Wenn dieses Band 116 um die Verzögerungsleitung-Pendel 110 gewickelt wird, wie es Fig. 9 zeigt, so nimmt die Breite aufeinanderfolgender Windungen 118a, 118b und 118c der Masken-Wendel 118, die von dem sich verjüngenden Abschnitt 117 des Bandes Ho gebildet wird, als Funktion des Abstandes längs der Achse der Wendel II8 allmählich ab. Demgemäß nimmt der Zwischenraum zwischen den aufeinanderfolgenden Windungen 1i8a, 118b und 1i8c, der das dielektrische Material 120 aufnimmt, entsprechend allmählich zu.

Die Herstellung der Verzögerungsleitung nach den Fig. 8 bis 11 erfolgt in der gleichen Weise, wie es vorstehend anhand der Anordnung nach den Fig. 1 bis 7 beschrieben worden ist. Das Zwischenprodukt, das sich nach dem Abschleifen des Dielektrikums ergibt, ist in Fig. 10 dargestellt, während Fig. 11 die vollständig montierte Verzögerungsleitung viedergibt.

In der Verzögerungsleitung nach Fig. 11 nimmt die Breite aufeinanderfolgender Windungen 122a, 122b und 122c der dielektrischen Stützwendel 122 als Funktion des Abstandes längs der Wendel 110 allmählich zu. Infolgedessen ist eine allmählich zunehmende Menge an dielektrischem Material im Weg der Welle vorhanden, die sich längs der Verzögerungsleitung 110 in R.ichtung auf deren Ausgangsende bewegt, wodurch die Phasengeschwindigkeit der laufenden Welle in einer der Abnahme der Axialgeschwindigkeit des zugeordneten Elektronenstromes entsprechenden Weise vermindert wird.

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Da andererseits eine geringere Menge dielektrischen Materials nahe dem Eingangsende der leitenden Wendel 110 vorhanden ist, wird eine höhere Phasengeschwindigkeit der laufenden Welle und eine höhere Wechselwirkungs-Impedanz zwischen der laufenden Welle und dem Elektronenstrom nahe dem Eingangsende erzeugt als bei im übrigen vergleichbaren Anordnungen nach dem Stand der Technik. Weiterhin wird durch den größeren Querschnitt der Stützwendel 122 nahe dem Ausgangsende der Anordnung die Wärmeableitung in einem Bereich verbessert, in dem gewöhnlich der Bedarf an einer guten Wärmeableitung am größten ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die insbesondere für breitbandige Wanderfeldröhren geeignet ist, ist in den Fig. 12 bis 15 dargestellt. Komponenten der Ausführungsform nach den Fig. 12 bis 15, welche den Komponenten der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 7 gleich oder äquivalent sind, sind mit Bezugsziffern bezeichnet, die in der zweiten und dritten Stelle mit den Bezugsziffern der entsprechenden Komponenten in den Fig. 1 bis 7 übereinstimmen, denen jedoch eine "2" vorangestellt ist.

Die Ausführungsform nach den Fig. 12 bis 15 macht von einer gerippten leitenden Wendel 210 Gebrauch, die durch Aufwickeln eines Bandes 212 hergestellt ist, das einen Grundabschnitt 213 und eine Längsrippe 215 aufweist, deren Breite geringer ist als die Breite des Grundabschnittes 213 und die von dem Grundabschnitt 213 nach außen absteht, so daß der Grundabschnitt 213 an beiden Seiten über die Rippe 215 überstehende Abschnitte bildet. Vorzugsweise hat die Rippe 215 eine Breite, die zwischen einem viertel und drei vierteln der Breite des Grundabschnittes 213 liegt. Wie Fig.12 zeigt, ist das Band 212 auf einen Kern 211\. in solcher

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Weise aufgewickelt, daß der Grundabschnitt 213 am Kern 21 Ij. anliegt, während die Rippe 215 von dem Grundabschnitt 213 radial nach außen absteht. Obwohl bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein einheitliches Band 212 verwendet wird, versteht es sich, daß statt dessen zwei einzelne Bänder unterschiedlicher Breite verwendet werden können, von denen das eine den Grundabschnitt 213 und das andere die Rippe 215 bildet.

Wie Fig. 13 zeigt, wird die Masken-Wendel 218 durch Aufwickeln eines Bandes 216 hergestellt, dessen Breite etwa gleich der Breite des Zwischenraumes zwischen den benachbarten Windungen der Rippen 215 der leitenden Wendel 210 ist. Die Masken-Wendel 218 ist zwischen aufeinanderfolgenden Windungen der Rippe 215 angeordnet und überlappt infolgedessen die über die Rippen überstehenden Ränder des Grundabschnittes 213 der leitenden Wendel 210.

Die Herstellung der Verzögerungsleitung nach den Fig. 12 bis 15 erfolgt in der gleichen Weise, wie es anhand der Anordnung nach den Fig. 1 bis 7 beschrieben worden ist. Das Zwischenprodukt, das nach dem Schleifen erhalten wird, ist in Fig. 1 i+. dargestellt, während Fig. 15 die endgültige Anordnung zeigt.

In der Verzögerungsleitung nach Fig. 15 ist das dielektrische Material der Stützwendel 222 noch weiter von den unmittelbar zwischen aufeinanderfolgenden Windungen der leitenden Wendel 210, in denen sich ein starkes elektromagnetisches Feld befindet, entfernt als bei der Anordnung nach Fig. 7. Dadurch wird eine noch weitergehende Verbesserung des Wirkungsgrades und der Verstärkung erzielt. Darüber hinaus bewirkt die Rippe 215 der die Verzögerungs-

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leitung bildenden Wendel 210 eine Leitungs-Belastung der Verzögerungsleitung, die zu einer solchen Abhängigkeit der Phasengeschwindigkeit von der Frequenz führt, daß ein Breitband-Betrieb erleichtert wird.

Weiterhin hat die Anordnung nach Fig. I5nicht nur einen einfacheren Aufbau, sondern sie ergibt auch eine bessere Konstanz der Wechselwirkungs-Impedanz als Funktion der Frequenz für Wellen, die sich längs der Verzögerungsleitung bewegen, alstei bekannten Anordnungen. Diese Verbesserung ist besonders ausgeprägt, weil in der Anordnung nach Fig. 15 die Wechselwirkungs-Impedanz bei Frequenzen im oberen Bereich des Durchlaßbandes der Anordnung erhöht wird, wodurch bei diesen Frequenzen der Wirkungsgrad und die Verstärkung erhöht werden.

Ein weiterer Vorteil der Verzögerungsleitung nach Fig. 15 ergibt sich aus der Tatsache, daß für gewisse niederfrequente Wanderfeldröhren ein relativ großer radialer Abstand zwischen der leitenden Wendel und dem rohrförmigen Gehäuse erforderlich ist. Wenn bisher dieser Abstand die maximale Dicke überschritt, mit der dielektrisches Material unter Anwendung der Plasmastrahltechnik aufgebracht werden konnte, konnte diese Technik bei der Herstellung solcher Röhren nicht angewendet werden. Demgegenüber wird durch die Erfindung diese Beschränkung ausgeschaltet, indem die Höhe der Rippe 215 dazu benutzt werden kann, Unterschiede im Radialabstand auszugleichen, wenn es erforderlich ist.

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Claims

Patentansprüche

1.I Verfahren zur Herstellung einer Mikrowellen-Verzögerungsleitung mit einer inneren, elektrisch leitenden Wendel, die mittels einer an ihrer Außenseite anliegenden, aus einem dielektrischen Werkstoff bestehenden, gleichsinnigen Stützwendel in einem rohrförmigen Gehäuse gehalten ist, bei dem zur Bildung der inneren Wendel ein aus einem elektrisch leitenden Material bestehendes Band auf einen zylindrischen Kern in Form einer Wendel aufgewickelt, anschließend auf die Wendel ein dielektrisches Material im Überschuß aufgebracht, das dielektrische Material bis auf den Innendurchmesser des Gehäuses abgeschliffen, der Kern entfernt und die mit dem dielektrischen Werkstoff bedeckte, elektrisch leitende Wendel in das Gehäuse eingebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufwickeln des elektrisch leitenden Bandes (12) ein zweites Band (16), das aus einem durch selektives Ätzen entfernbaren Material besteht und dessen Breite größer ist als der Zwischenraum zwischen den Windungen der inneren Wendel (10), derart in Form einer Maskenwendel (18) auf den Kern (1Ij-) aufgewickelt wird, daß es den Zwischenraum zwischen den Windungen und die an den Zwischenraum angrenzenden Abschnitte der inneren Wendel (10) überdeckt, daß das dielektrische Material (20) auf die freiliegenden Oberflächen der inneren Wendel (10) und der Maskenwendel (16) aufgebracht wird und daß die Maskenwendel (16) nach dem Abschleifen des dielektrischen Materials (20) durch Ätzen entfernt wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Maskenwendel (118) ein Band (116) verwendet wird, das wenigstens einen Abschnitt (117) mit sich ändernder Breite aufweist, so daß sich in diesem Bereich des Bandes der Zwischenraum zwischen benachbarten Windungen der Maskenwendel längs der Achse der Wendel ändert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch leitendes Band (212), das auf einer Seite eine vorspringende Rippe (210) aufweist, verwendet und derart auf den Kern (21 Ij.) aufgewickelt wird, daß die Rippe (215) dem Kern abgewandt ist, und daß zur Herstellung der Maskenwendel (218) ein Band (216) verwendet wird, dessen Breite wenigstens annähernd gleich dem Zwischenraum zwischen den Rippen (215) benachbarter Windungen der inneren Wendel (210) ist.

l\., Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der inneren Wendel (10) ein aus Kupfer, verkupfertem Wolfram oder verkupfertem Molybdän bestehendes Band (12), zur Herstellung der Maskenwendel (18) ein aus Aluminium bestehendes Band (16), als dielektrisches Material (20) Berylliumoxyd oder Aluminiumoxyd und als Kernraaterial Molybdän oder Wolfram verwendet wird.

5. Verzögerungsleitung, die nach dem Verfahren nach Anspruch 2 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das die Stützwendel (118) bildende Band (116) wenigstens auf einem Teil seiner Länge (117) eine sich ändernde Breite hat.

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6. Verzögerungsleitung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des die Stützwendel (118) bildenden Bandes (116) geringer ist als die Breite des die innere Wendel (110) bildenden Bandes (112).

7. Verzögerungsleitung, die nach dem Verfahren nach Anspruch 3 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ihre innere Wendel (210) auf ihrer dem Gehäuse zugewandten Außenseite eine vorspringende Rippe (215) aufweist und die Stützwendel (222) an der Außenfläche der Rippe (215) anliegt.

8. Verzögerungsleitung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Stutzwendel (222) im wesentlichen die gleiche Breite aufweist wie die Rippe (215) an der Außenseite der inneren Wendel (210).

9. Verzögerungsleitung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die innere Wendel (210) bildende Band (212) zu beiden Seiten der Rippe (215) angeordnete, überstehende Abschnitte aufweist.

10. Verzögerungsleitung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Rippe (215) etwa einviertel bis dreiviertel der Gesamtbreite des die innere Wendel (210) bildenden Bandes (212) beträgt.

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