DE3134034C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Absorber nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1, wie er aus der US 39 70 971 bekannt ist und umfaßt auch die Verwendung eines solchen Absorbers.

Bei Einrichtungen zum Erzeugen, Verstärken und Über­ tragen von HF-Energie, wie z. B. Elektronenröhren ho­ her HF-Leistung, Koaxialleitungen, Rechteckhohllei­ tern und Kreisresonatoren treten unter bestimmten Vor­ aussetzungen neben der erwünschten Grundschwingung deren harmonische Oberschwingungen und parasitäre UHF- Schwingungen auf.

Diese parasitären Schwingungen im UHF-Bereich können den Betrieb von HF-Einrichtungen erheblich beein­ trächtigen und müssen notwendigerweise eliminiert werden.

Insbesondere bei großen Elektronenröhren, die als Ver­ stärkerröhren arbeiten und infolge ihres eng benachbar­ te rohrförmige Elektroden aufweisenden Aufbaues eine große Schwingneigung zeigen, ist eine Bedämpfung der UHF-Schwingungen unerläßlich.

Wegen der Frequenzverteilung der parasitären UHF- Schwingungen muß ein geeigneter Absorber in einem breiten Frequenzband Hochpaßcharakteristik aufweisen, für die UHF-Schwingungen hart ankoppelbar sein und in einer Absorptionsfähigkeit in hohem Maße richtungsorien­ tiert also modenselektiv sein, um gleichzeitig die Nutzfrequenz nicht zu belasten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Absorber nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahin­ gehend weiterzuentwickeln, daß er sowohl bei Elektronenröhren hoher Schwingneigung als auch bei Koaxialleitungen, Rechteckhohlleitern und Kreisresonatoren verwendbar ist, als rich­ tungsorientierter und hart ankoppelbarer Oberflächen­ absorber ausgebildet ist, eine vorbestimmte frei wählbare Hochpaßcharakteristik für ein breites Fre­ quenzband aufweist und durch einen variablen Aufbau an unterschiedliche Anwendungsfälle angepaßt werden kann, und es ist weiterhin Aufgabe, eine Verwendung für einen solchen Absorber anzugeben.

Diese Aufgaben werden mit dem Absorber nach dem Anspruch 1 bzw. der Verwendung nach Anspruch 3 gelöst.

Eine Ausgestaltung des Absorbers ist im Anspruch 2 angegeben.

Die mit dem Absorber erzielten Vor­ teile bestehen insbesondere darin, daß er gleichzeitig Hochpaßcharakteristik und Rich­ tungsorientierung (Modenselektion) aufweist und an die jeweils zu bedämpfende HF-Energie, bei gleichzeitig vernachlässigbarer Beeinflussung von unerwünschten niederfrequenten und/oder anders richtungsorientier­ ten elektromagnetischen Schwingungen hart ankoppelbar und daher im Bereich hoher Leistungsdichten erwünsch­ ter Frequenzen einsetzbar ist, daß durch den modenselek­ tiven Oberflächenabsorber mit vorbestimmter und frei wählbarer Hochpaßcharakteristik parasitäre UHF- Schwingungen wirkungsvoll bedämpft werden und daß der einfache Aufbau und die verwendeten Werkstoffe einen vielseitigen Einsatz bei kostengünstiger Kon­ struktion ermöglichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 Absorberelemete,

Fig. 2 Schema eines RF-Endverstärkers mit Ab­ sorber,

Fig. 3 Transmission einer Verstärkerröhre,

Fig. 4 Transmission einer in einer Kavität ange­ ordneten Verstärkerröhre ohne Absorber,

Fig. 5 Transmission mit einem Ferritabsorber,

Fig. 6 harmonisches und parasitäres Spektrum ohne Absorber,

Fig. 7 harmonisches und parasitäres Spektrum mit Absorber.

Zum Bedämpfen parasitärer UHF-Schwingungen werden Absorberelemente verwendet, deren Ausbildung in Fig. 1 dargestellt ist. In einer Tasche 1 aus Kupferblech ist ein zylindrischer ferritischer Absorberstab 2 mit Kreisquerschnitt angeordnet, der sich in Längsrichtung gemessen in der Mitte der Tasche befindet.

Die den Absorberstab 2 einschließende Tasche 1 weist einen u-förmigen Querschnitt auf. Einer der Schenkel ist länger als der andere und nach außen umgebördelt. Der umgebördelte Teil 3 des Schenkels einer ersten Tasche ist so ausgebildet, daß dieser das Ende 4 des glatten Schenkels einer der ersten Tasche 1 benach­ barten zweiten Tasche 1 umschließt. Die Tasche 1 weist infolge ihres u-förmigen Querschnitts an einer Seite eine sich über die ganze Länge dieser Seite erstrec­ kende Öffnung 5 auf, durch die der Absorberstab 5 in die Tasche 1 eingelegt und in deren Längsrichtung verschoben werden kann. Der Absorberstab 5 wird durch die Federkraft der Schenkel der Tasche 1 in einer vor­ bestimmten Lage festgeklemmt. Die Tasche 1 weist am tiefsten Punkt des u-förmigen Querschnitts zwei Boh­ rungen 6 auf durch die mit Senkschrauben die Befesti­ gung der Tasche möglich ist.

Eine Verwendung für den Ab­ sorber zeigt Fig. 2. Dort ist ein RF-Endverstärker schematisch dargestellt, der mit Absorbern 1, 2 zum Bedämpfen parasitärer UHF-Schwingungen ausgerüstet ist. Der Anodenkreis einer gittergesteuerten Lei­ tungselektrode 10 besteht aus einem gefalteten Voll­ wellen-Resonator 11, der die Leistungstetrode 10 koaxial umschließt. Die Leistungstetrode 10 weist einen G 2-Fuß 12 auf und ist über einen Anodenflansch 13 und einen Tragflansch 14 an den Innenzylinder 15 des Vollwellenresonators 11 angeschlossen. Auf dem Innen­ zylinder 15 sind gegenüber der Röhrenkeramik 16 eine Vielzahl von Taschen 1 mit Absorberstäben 2 so aufge­ schraubt, daß deren Öffnungen 5 der benachbarten Röhren­ keramik 16 der Leistungstetrode 10 zugewandt sind und die von derselben abgestrahlten parasitären UHF-Schwin­ gungen infolge der harten Ankopplung fast vollständig absorbiert werden.

Der Gitter 1-Gitter 2-Stromkreis besteht aus einer gefalteten λ/2-Koaxialleitung 17. Die Koppelschlei­ fe für den Leistungsausgang 18 besteht aus einer einstellbaren λ/4-Schleife 19.

Um eine Verstärkung von mehr als 13 dB mit einem geerdeten Gitter zu erreichen, ist eine Steilheit bis zu 2 A/V erforderlich. Das bedingt aber einen Abstand von weniger als 1 mm zwischen dem zweiten und dem ersten Gitter ebenso wie zwischen dem ersten Gitter und der Kathode bei einem Durchmesser dieser Elektroden von ca. 15 cm.

Damit sind die Voraussetzungen gegeben für die Eigen­ erregung parasitärer Schwingungen in einem Frequenz­ band von 500 MHz bis 2500 MHz.

Der hier verwendete RF-Endverstärker erzeugt insbe­ sondere bei etwa 750 MHz und bei 1200 MHz parasitäre Schwingungen.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen Meßdiagramme der Trans­ mission des RF-Verstärkers, also der Dämpfung in Dezibel als Funktion der Frequenz bei unterschied­ lichen Randbedingungen.

Fig. 3 zeigt die Transmission der Verstärkerröhre, wenn diese im freien Raum angeordnet ist.

Das Diagramm der Fig. 4 ist unter den gleichen Rand­ bedingungen an eine Verstärkerröhre gemessen, die in einer Kavität eingeschlossen ist. Resonzspektren treten auf bei Frequenzen von etwa 530 MHz, 650 MHz, 1000 MHz und 1250 MHz.

Fig. 5 zeigt den Einfluß eines Ferritabsorbers hoher Effektivität auf die Transmission bei sonst unver­ änderten Randbedingungen. Die HF-Resonanzen sind durchweg um mehr als 10 dB gedämpft. Dieser Absor­ ber besteht aus Ferritstäben, welche die Anodenkera­ mik der Röhre direkt umschließen.

Ein derartiger Absorber kann selbstverständlich nicht ohne weitere Maßnahmen bei Frequenzen hoher Ener­ giedichte verwendet werden, deshalb sind die ferri­ tischen Absorberstäbe 2 durch Taschen 1 aus Kupfer­ blech abgeschottet und umschließen die Anodenkeramik der Röhre weiträumig.

In Fig. 6 ist für die Grundschwingung von 108 MHz das harmonische und das parasitäre Spektrum von 0 bis 1800 MHz ohne Absorber dargestellt, in Fig. 7 unter sonst gleichen Bedingungen das Spektrum mit Absorberstäben 2, die jeweils in einer als moden­ selektive Abschirmung wirkenden Tasche 1 die Röhren­ keramik 16 umschließen.

Bezugszeichenliste

1 Tasche für 2
2 Absorberstab
3 umgebördelter Teil von 1
4 Ende des glatten Schenkels von 1
5 Öffnung von 1
6 Bohrungen in 1
10 Leistungstetrode
11 Vollwellenresonator
12 G 2-Fuß von 10
13 Anodenflansch von 10
14 Tragflansch
15 Innenzylinder von 11
16 Röhrenkeramik
17 λ/2-Koaxialleitung
18 Leistungsausgang
19 λ/4-Schleife für 18

Claims (3)

1. Absorber zum Bedämpfen unerwünschter elektromagnetischer Schwingungen an Bauteilen der HF-Technik, mit einer Vielzahl von langgestreckten, in Ausnehmungen an den Bauteilen gele­ genen Absorberstäben (2) aus Materialien mit hoher magnetischer Dämpfung, wobei die Öffnungen (5) der Ausnehmungen dem HF- Energie erzeugenden, transportierenden und/oder abstrahlen­ den Bauteil zugewandt sind und die Absorberstäbe (2) in den Ausnehmungen auf der der Öffnung (5) abgewandten Seite angeord­ net sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) die Absorberelemente bestehen jeweils aus einer auf dem Bauteil befestigbaren Blechtasche (1) mit U-förmigem Querschnitt aus einem Werkstoff hoher elektrischer Leit­ fähigkeit mit dem darin liegenden Absorberstab (2), und alle Blechtaschen (1) um­ schließen das die HF-Energie erzeugende, transportierende und/oder anstrahlende Bauteile;
• b) die U-förmigen Blechteile (1) besitzen zwei Schenkel mit der zwischen diesen an einer Seite der Taschen (1) gele­ genen und sich über die ganze Länge dieser Seite er­ streckenden Öffnung (5); und
• c) die Öffnung (5) ist so breit, daß der Absorberstab (2) durch sie in die Blechtasche (1) einlegbar und dort durch die Federkraft der Schenkel in vorbestimmter Lage - durch die Öffnung unabgeschattet und dadurch hart an­ koppelbar und modenselektiv - festgeklemmt ist.

2. Absorber nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

• d) einer der Schenkel der U-förmigen Blechtasche (1) ist länger als der andere und nach außen umgebördelt; und
• e) der umgebördelte Teil (3) des Schenkels einer ersten Ta­ sche (1) ist so ausgebildet, daß dieser das Ende des glatten Schenkels einer der ersten Tasche (1) benachbar­ ten zweiten Tasche (1) umschließt.

3. Verwendung einer Absorbereinrichtung nach Anspruch 2 zum Bedämpfen parasitä­ rer UHF-Schwingungen an einer Elektronenröhre hoher HF-Lei­ stung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• f) die Vielzahl der Absorberstäbe (2) und Taschen (1) ist konzentrisch um die Elektronenröhre angeordnet;
• g) die Achsen der Absorberstäbe (2) verlaufen parallel zu den Achsen der Elektronenröhre;
• h) die langgestreckte Öffnung (5) jeder Tasche (1) liegt an der auf die Elektronenröhre weisenden Längsseite der Ta­ schen (1); und
• i) jede Tasche (1) überragt an ihren beiden axialen Enden den in der Tasche (1) angeordneten Absorberstab (2).