DE845220C

DE845220C - Helical waveguide held in points

Info

Publication number: DE845220C
Application number: DEM8505A
Authority: DE
Inventors: Hellmuth Mohr; Herbert Dr-Ing Habil Schnitger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-02-09
Filing date: 1951-02-09
Publication date: 1952-07-31

Description

Punktweise gehalterter wendelförmiger Wellenleiter In der Dezimeter- und Zentimeterwellentechnik werden in zunehmendem Maße wendelförmige Wellenleiter zur Fortleitung der Hochfrequenzenergie verwendet, so z. B. in Antennen, in Wanderfeldröhren und bei besonderen Anforderungen auch an Stelle von Zuführungskabeln. Es bereitet dabei oft Schwierigkeiten, die als Wellenleiter dienenden Wendeln störungsfrei und zugleich mit genügender Genauigkeit und Festigkeit zu haltern. Die am weitesten verbreitete Methode besteht darin, die Wendeln möglichst genau in homogene Röhren aus Glas, Quarz oder Keramik einzupassen. Eine starre Verbindung der Wendel mit der Rohrwand ist so aber nur 'an den Enden möglich. Es können daher leicht Verstauchungen innerhalb der Wendel entstehen, so z. B. insbesondere auf dem Transport, so daß stark störende Unregelmäßigkeiten der Wendelsteigung eintreten. Man hat daher nach Wegen gesucht, die Wendel starr festzulegen. Das ist aber im allgemeinen nur punktweise möglich. An den starren Verbindungspunkten treten dabei Störungen des Hochfrequenzfelds auf, wodurch empfindliche Änderungen der Wendeleigenschaften entstehen, die sich als Reflexionsstellen auswirken. Eine Methode mit verhältnismäßig geringen Störungen stellt die punktweise Halterung der Wendel durch kegelförmige Sicken in der Gefäßwand, sogenannte Dimhels, dar. Bei dieser Methode wird das die Wendel einschließende 'Röhr., das dabei vorzugsweise aus Glas oder Quarz besteht, etwas größer im Durchmesser als die Wendel gewählt und an einer größeren Zahl von Punkten durch Erhitzen leicht.gegen die Wendel gedrückt. Es ist' aber sehr schwer, diese kegelförmigen Sicken so genau zu dimensionieren, <laß sie so gegen einen Punkt der Wendel drücken,' daß Verdrehungen der Wendel oder seitliches Ausweichen einzelner Windungen der Wendel unmöglich werden.Helical waveguide held at points in the decimeter and centimeter wave technology are increasingly becoming helical waveguides used to carry the radio frequency energy, so z. B. in antennas, in traveling wave tubes and in the case of special requirements also in place of supply cables. It prepares often difficulties, the coils serving as waveguides trouble-free and to hold at the same time with sufficient accuracy and strength. The furthest The common method is to transform the coils into homogeneous tubes as precisely as possible made of glass, quartz or ceramic to fit. A rigid connection with the helix the pipe wall is only possible at the ends. It can therefore easily sprain arise within the helix, so z. B. especially on transport, so that strongly disturbing irregularities of the helix pitch occur. One has therefore to Wanted to fix the helix rigidly. But this is generally only pointwise possible. Disturbances of the high-frequency field occur at the rigid connection points on, causing sensitive changes in the helical properties that arise act as reflection points. A method with relatively little interference provides the point-by-point support of the helix by means of conical beads in the vessel wall, so-called dimhels. With this method, it becomes the helix inclusive 'Tube, which is preferably made of glass or quartz, slightly larger in diameter chosen as the helix and lightly counteracted at a larger number of points by heating pressed the coil. But it's very difficult to get these conical beads so precisely to dimension, <let them press against a point of the helix so that twisting of the helix or lateral evasion of individual turns of the helix become impossible.

Die Erfindung betrifft nun derartige punktweise gehalterte wendelförmige Wellenleiter. Erfindungsgemäß besitzt der Wendeldraht Vertiefungen, gegen die Teile des die Wendel tragenden, aus einem dielektrischen Stoff bestehenden Rohrs oder mit diesem Rohr starr verbundene Distanzstücke drücken. Im einfachsten Fall wird die Wendel mit leichter Reibung in ein zylindrisches Rohr aus Glas, Quarz oder Keramik gebettet. Der Wendeldraht erhält vorher Vertiefungen in dem der Rohrwand benachbarten Teil der Oberfläche. Durch punktförmiges Erhitzen des Rohrs an diesen Stellen erreicht man dann, daß die Rohrwand an diesen Stellen einfällt und gerade die Vertiefungen ausfüllt. Die Wendel ist an diesen Stellen dann starr gegen Verdrehungen und gegen eine Verschiebung in Achsrichtung festgelegt. Die Vertiefungen können z. B. dumch Ankörnen odler durch Bohren hergestellt werden. Die Störung des Hochfrequenzfelds ist nur sehr gering; praktisch besteht lediglich für einen sehr kleinen Teil der äußeren Wendeloberfläche eine Vergrößerung der Stromwege. Die Wendel hätte theoretisch noch die Möglichkeit, senkrecht zur Achse auszuweichen. Da sie aber durch das Anliegen an der gegenüberliegenden Rohrwand zunächst daran verhindert ist, ist ein Ausweichen nur nach lokaler Deformation der Wendel möglich; für eine solche Deformation sind aber die auftretenden Kräfte meist zu gering. Zweckmäßig wird man die Andrückpunkte gleichmäßig auf die Wendellänge verteilen und die Zahl der Andirückpunkbe je nach der vorhandenen Eigenfestigkeit der Wen.dlel in, Achsrichtung wählten. Eine wehere technologische Vervollkommnung des Erfindungsgedankens besteht darin; daß man die Vertiefung in der Wendel mit einer Fritte füllt, die aus denn gleichen Maroerial oder aus einem Material mit annähernd gleichem Ausdehnungskoeffizienten wie die Gefäßwand bestelut. Erhitzt man die in die Vertiefung eingebrachte Fritte und verschmelzt die Stelle gleichzeitig mit der Gefäßwand, so erzielt man eine gleich gute Festlegung der Wendel, die keinerlei Deformierung des die \%'endel umgebenden dielektrischen Stoffs hervorruft und somit jede unerwünschte Reflexion oder lochfrequente Störung vermeidet.The invention now relates to such helical ones that are held at points Waveguide. According to the invention, the helical wire has depressions against the parts of the tube which carries the helix and consists of a dielectric material or Press spacers that are rigidly connected to this tube. In the simplest case it will the helix with slight friction in a cylindrical tube made of glass, quartz or ceramic bedded. The helical wire is first given indentations in the one adjacent to the pipe wall Part of the surface. Achieved by punctiform heating of the tube at these points one then that the pipe wall collapses at these points and just the depressions fills out. The helix is then rigid against twisting and against at these points a shift in the axial direction is specified. The wells can, for. B. dumch Center punching or by drilling. The disturbance of the high frequency field is very little; practically exists only for a very small part of the outer filament surface an enlargement of the current paths. The helix would theoretically have there is also the possibility of avoiding perpendicular to the axis. But because they are by the concern is initially prevented from doing so on the opposite pipe wall, is an evasion only possible after local deformation of the helix; are for such a deformation but the forces involved are usually too low. The pressure points are expedient Distribute evenly over the length of the spiral and the number of Andirückpunkbe depending on the existing intrinsic strength of the spiral in, axial direction. A bad one Technological perfection of the inventive idea consists in this; that one Fills the recess in the coil with a frit made from the same Maroerial or from a material with approximately the same coefficient of expansion as the Vessel wall bestelut. The frit placed in the recess is heated and melted If the point is at the same time as the vessel wall, an equally good definition is achieved the filament, which does not deform the dielectric surrounding the \% 'endel And thus any undesired reflection or interference with the frequency of holes avoids.

Zur Erzielung bestimmter Wendeleigenschaften, wie z. B. zur Herstellung von Wellenleitern mit möglichst geringer Dämpfung, ist es erwünscht, daß die Wendel einen gewissen Abstand von der Rohrwand hat. Wenn dieser Abstand relativ klein sein darf, was im allgemeinen der Fall ist, sind die oben angegebenen Maßnahmen in gleicher Weise zur Lösung der ,Aufgabe günstig.. Man wird dabei nur darauf achten müssen, daß immer etwa je drei tim etwa je 12o° aufeinanderfolgende Vertiefungen mit Andrückstellen jeweils auf etwa einer Windung der Wendel liegen, da die Wendel bei nicht anliegender Rohrwand sonst die Möglichkeit hat, senkrecht zur Andrückstelle auszuweichen. Die mechanische Eigenfestigkeit der Wendel in Achsrichtung wird im allgemeinen ausreichen, claß der nächste Kranz von etwa drei Andrückstellen erst mehrere Winduipgen weiter angebracht wird. Es ist bei dem Andrücken, der Gefäßwand nach dieser Methode darauf zu achten, daß der Durchmesser der deformierten Stelle der Rohrwand möglichst klein bleibt, da die Störungen durch dielektrische Stoffe, die auf diese Weise in ein Gebiet größerer Hochfrequenzfeldstärke gebracht werden, um so kleiner sind, je kleiner das Volumen der schwach in ihrer Lage veränderten Teile der Rohrwand ist.To achieve certain helical properties, such as. B. for production of waveguides with as little attenuation as possible, it is desirable that the helix has a certain distance from the pipe wall. If this distance be relatively small allowed, which is generally the case, the above measures are the same Way to solve the, task inexpensive .. You will only have to pay attention to that about every three tim about 12o ° successive depressions with pressure points each lie on about one turn of the helix, since the helix is not in contact with it Otherwise the pipe wall has the opportunity to move perpendicular to the pressure point. the mechanical intrinsic strength of the helix in the axial direction will generally be sufficient, The next ring of about three pressure points only allows several turns further is attached. It is while pressing, the vessel wall after this method on it ensure that the diameter of the deformed point on the pipe wall is as small as possible remains because of the interference from dielectric substances that in this way in a Area of greater high-frequency field strength are brought, the smaller are the smaller is the volume of the slightly changed position of the pipe wall.

Besonders bei noch größeren Abständen zwischen Rohrwand und Wendel ist es daher vorteilhaft, das Ausmaß der Deformation nicht von Zufälligkeiten bezüglich des Ablaufs des Eindrückprozesses abhängig zu machen. Das erreicht man dadurch, daß man zwischen den Vertiefungen und der nicht deformierten inneren Rohrwand gut passende Distanzstücke anbringt, die dann finit der Rohrwand fest verschmolzen werden. Sehr gut eignen sich hierfür Stifte, die aus demselben :Material bestehen, aus dem die Rohrwand hergestellt ist, denn dann ist der Schmelzvorgang mit dein geringsten Aufwand und der geringsten Deformation der Rohrwand durchführbar. Es sind aber auch Distanzstücke aus sogenannten Einschmelzmetallen möglich, wenn der Ausdehnungskoeffizient entsprechend gewählt wird. Auch von der sogenannten Glaslöttechnik oder Keramiklöttechnik kann für die Verbindung zwischen Distanzstück und Rohrwand mit Erfolg Gehrauch gemacht werden. Die beschriebenen Distanzstücke können auch nur teilweise aus Metall besteih@en, vornehmlich in dem Teil, mit dem sie in den Wendeldraht fassen. Es wird vorzugsweise ein Metall sein, das den gleichen oder annähernd gleichen Ausdehnungskoeffizienten hat -wie der andere nichtmetallische Teil des Stifts, der mit der Gefäßwand verbunden wird. Der metallische und der nichtmetallische "feil des Stifts werden miteinander verbunden, z. l3. ein \lolybdänstift wird mit einem Glasstift von gleichem oder annähernd gleichem Ausdehnungskoeffizienten wie das Molyl>-dän in bekannter N'eise verschmolzen. In besonderen Fällen kann auch der Teil des Stifts, der im Wendeldraht sitzt, einen metallischen Belag erhalten. Dieser kann z.li. mittels des bekannten Aufreibeverfahrens oder nach einer anderen bekannten Methode hergestellt werden.Especially with larger distances between the pipe wall and the helix it is therefore advantageous not to depend on randomnesses regarding the extent of the deformation to make the course of the indentation process dependent. This can be achieved by that one is good between the depressions and the undeformed inner pipe wall attaching suitable spacers, which are then finitely fused to the pipe wall. Pens that are made of the same: material from which the pipe wall is made, because then the melting process is with your least Effort and the slightest deformation of the pipe wall can be carried out. But there are too Spacers made of so-called melt-in metals are possible if the expansion coefficient is chosen accordingly. Also from the so-called glass soldering technique or ceramic soldering technique can successfully be used to make the connection between spacer and pipe wall will. The spacers described can also only partly consist of metal, primarily in the part with which they grasp into the helical wire. It will preferably be a metal that has the same or approximately the same coefficient of expansion - like the other non-metallic part of the pin that connected to the vessel wall will. The metallic and non-metallic parts of the pen become one with the other connected, e.g. l3. a \ lolybdenum pen is matched with a glass pen of the same or approximately the same expansion coefficient as the Molyl> -dän in the known N'eise merged. In special cases, the part of the pin that is in the helical wire can also be used is seated, received a metallic covering. This can z.li. by means of the known Rubbing method or any other known method.

Einen Teil des Stifts aus Metall zu fertigen oder ihn teilweise mit einem metalldischen Belag zu versehen, ist besonders dann von Vorteil, wenn der wendelförmige Wellenleiter ganz besonderen mechanischen Beanspruchungen, z. B. starken Erschütterungen, ausgesetzt werden soll. Dann besteht die Möglichkeit, mittels Gewinde oder Lötung auch die Wendel mit dem Stift besonders innig zu verbinden.To make part of the pen out of metal or partially with it Providing a metallic covering is particularly advantageous when the helical waveguides are subject to very special mechanical stresses, e.g. B. strong To be exposed to vibrations. Then there is the possibility of using a thread or soldering too to connect the helix with the pin particularly intimately.

Die starre Verbindung der Distanzstücke mit der Wendel ist bei der hier angegebenen Anordnung jedoch meist nicht notwendig und wird voraussichtlich wegen der großen technologischen Schwierigkeiten bei, der Herstellung solcher wendel'färmliger Wellenleiter gern vermieden werden. Es kann jedoch bei einer Fertigung sehr vorteilhaft sein, Toleranzen zwischen den Distanzstücken und den Vertiefungen durch leicht haftende Bindemittel, wie z. B. Aluminiumoxyd, das in Amylacetat aufgeschwemmt ist, auszugleichen oder für die Dauer der Montage die Distanzstücke durch Bindemittel zu haltern, die im Interesse der leichteren Herstellung eines guten Vakuums nach der Wendelmontage wieder herausgelöst werden.The rigid connection of the spacers with the helix is in the However, the arrangement specified here is usually not necessary and is expected because of the great technological difficulties involved in the production of such wendel'färmliger Waveguides like to be avoided. However, it can be very beneficial in manufacturing be tolerances between the spacers and the recesses due to slightly adhesive Binders, such as. B. aluminum oxide, which is suspended in amyl acetate, to compensate or to hold the spacers with binders for the duration of the assembly in the interest of easier production of a good vacuum after the coil assembly be released again.

In den Abb. i und ia ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es handelt sich dabei um die Halterung einer Wendel in einem Glasrohr, wobei das Glasrohr gleichzeitig als vakuumdicht abgeschlossene Gefäßwand dient, wie das bei Wanderfeldröhren üblich ist. In Abb. i ist A ein mittlerer Teil dieses Glasrohrs und B ein mittlerer Teil der Wendel. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sollte die Wendel in einem geringen Abstand von der Glaswand gehaltert werden. Zu diesem Zweck ist in dem Ausführungsbeispiel jede fünfte Windung der Wendel mit je drei Bohrlöchern C versehen. In diese Bohrlöcher wurden vor dem Einschieben der Wendel in das Glasrohr gut passende Stifte D gesteckt, die aus demselben Glas bestehen, aus dem das Glasrohr hergestellt wurde. Die Stifte haben eine solche Länge, claß die Wendel gerade noch genügend leicht in das Glasrohr einzuschieben war. Durch punktweises Erhitzen des Glasrohrs an den Stellen F erreicht man dann, daß die Stifte sich fest mit der Glaswand verbinden, ohne daß die Glaswand dabei beträchtlich deformiert wird.In Figs. I and ia an embodiment of the invention is shown. It is the holder of a helix in a glass tube, whereby the Glass tube also serves as a vacuum-tight vessel wall, as is the case with Traveling wave tubes are common. In Fig. I, A is a middle part of this glass tube and B a middle part of the helix. In the illustrated embodiment, should the coil can be held at a short distance from the glass wall. To this In the exemplary embodiment, the purpose is every fifth turn of the helix with three each Drilled holes C provided. The helix was inserted into these drill holes before the insertion in the glass tube well fitting pins D made of the same glass, from which the glass tube was made. The pins have such a length that the helix was just about easy enough to push into the glass tube. By Point-wise heating of the glass tube at the points F is then achieved that the pins connect firmly to the glass wall without the glass wall being significantly deformed will.

In der Abh.ia ist zur Veranschaulichung der Lage der drei Stifte auf einer Windung des wellenförmigen Wellenleiters ein Schnitt durch die Anordnung der Abb. t dargestellt. A bezeichnet wieder das Glasrohr, B die Wendel, C die Bohrlöcher und D die Glasstifte.In Abh.ia is to illustrate the location of the three pins on a turn of the wave-shaped waveguide is a section through the arrangement of Fig.t shown. A again denotes the glass tube, B the helix, C the drill holes and D the glass pins.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Helical waveguide held at points, characterized in that the helical wire has depressions, against which parts of the tube carrying the helix and consisting of a dielectric material or spacers rigidly connected to this tube press.

2. Point-by-point held, Helical waveguide according to Claim i, characterized in that the depressions Countersunk holes are, in which, with the load-bearing, made of a dielectric material existing pipe) 7 fusible pins are located.

3. Point-wise supported, helical Waveguide according to Claim 2, characterized in that the pins consist of the same Material from which the load-bearing, consisting of a dielectric material Tube is made. I.

Helical waveguide held in points according to Claim i, characterized in that on approximately one turn of the helix there are three or more such depressions are located and these depressions are almost uniform are distributed on a turn.

5. Method of manufacturing a traveling wave tube with point-wise held, helical waveguide according to claim 2, characterized characterized in that the helix provided with the pins in the same time as The tube, which serves the vessel wall and consists of a dielectric material, is inserted and the pins are then fused to this tube.

6. Method of manufacture a traveling wave tube according to claim 5, characterized in that the pins are underneath With the aid of a binding agent, they can be inserted into the countersunk holes.