DE879855C - Auskoppel-Vorrichtung fuer Schwingungen sehr hoher Frequenz, bei welcher der Schwingkreis aus einem Hohlkoerper besteht - Google Patents
Auskoppel-Vorrichtung fuer Schwingungen sehr hoher Frequenz, bei welcher der Schwingkreis aus einem Hohlkoerper bestehtInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Auskoppel-Vorrichtung
zum Arbeiten bei sehrhohenFrequenzen von der Größenordnung von 3'io8Hertz, also im
Bereiche der Dezimeterwellenlängen, und insbesondere auf die konstruktive Ausbildung der Durchführung
eines Hochfrequenzenergie führenden Leiters aus einem Schwingkreis.
Derartige Auskoppel-Vorrichtungen finden im allgemeinen Verwendung bei der Kombination einer
besonders entworfenen elektrischeniEntladungsröhre und eines Resonanzhohlkörpers mit gut leitenden
Wänden.
In derartigen Hohlkörpern, die als sogenannte Topfkreise oder Hohlraumresonatoren bezeichnet
werden, können sich stehende Schwingungen entwickeln; sie finden Anwendung bei z. B.
Magnetrons, Eirihol- und Induktionsröhren, Reflexionsröhren
usw.
Bei allen diesen Hochfrequenzgeräten muß die im Hohlraum befindliche Hochfrequenzenergie nach
außen geführt werden, z. B. um eine dort angeordnete Antenne izu speisen. Dies kann auf verschiedene
Weise erfolgen, wie an Hand der Zeichnung erläutert wird.
In dieser Zeichnung ist Fig. 1 eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung, bei der die
Antenne im Vakuumraum liegt, während Fig. 2 eine bekannte Ausführungsform mit einer außerhalb des
Vakuums liegenden Antenne darstellt.
In Fig. ι ebenso wie in den übrigen Figuren ist der von gleichachsigen Leitern 16 und 17 gebildete ·
Hohlkörper mit 1, die Glaswand mit 2, die Kathode
mit 3, Beschleunigungselektroden mit 4 und 5 und eine Fangelektrode mit 6 bezeichnet; das Ganze
bildet das System einer Geschwindigkeitsmodulatorröhre. Der Strahler 7, dessen Länge eine halbe
Wellenlänge beträgt, erhält die Hochfrequenzenergie durch Vermittlung einer Kopplungsschleife 8 und dner Speiseleitung 9. Der Befestigungsisolator
11 ist in der Nähe eines Spannungsknotens angebracht, um die dielektrischen Verluste
niedrig zu halten. Weil der Isolator 11 im vorliegenden
Fall keine luftdichte Verbindung zu bilden braucht, bietet die Einsclhmelzung der Leiter 9 in
den Isolator keine Schwierigkeiten. Diese Konstruktion hat aber den Nachteil einer geringen
Festigkeit, weil die Kombinationen der Leiter 9 und der Strahler 7 auf keine andere Weise gehaltert
werden können.
Die in dieser Figur veranschaulichte Lösung ist in der Tat sehr einfach, weil· der Abführungsleiter
für die Hochfrequenzenergie nicht luftdicht durch die Wand des Holhlkörpers geführt zu werden
braucht.
Im allgemeinen wird es aber erwünscht sein, die Hochfrequenzenergie aus dem Vakuumraum nach
außen zu führen, um verschiedene Strahler oder andere Vorrichtungen, z. B. Meßvorrichtungen
od. dgl., an die Leitung 9 anschließen zu können. Dabei soll die Leitung 9, die aus einem . oder
mehreren Leitern bestehen kann, luftdicht durch die Metallwand1 des Hohlkörpers 1 hindurchgefühlt
werden, der vielfach selbst einen Teil der Wandung des Vakuumraums bildet. Eine bekannte Konstruktion
einer derartigen Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt, in der entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen
wie in Fig. ι haben. Weil der Isolator 11 jetzt luftdicht an der Metallwand des Hohlkörpers
ι feetgeschmolzen werden muß, ist man
genötigt, einen Anschmelzkörper als Übergang von dem Isolator nach der genannten Metallwand zu
verwenden. Der Hohlkörper besteht nämlich aus einem gut leitenden Metall, z. B. Kupfer, Silber oder
Aluminium, oder ist wenigstens an der Innenoberfläclhe
mit einem solchen Metall überzogen, so daß der Isolator nicht ohne weiteres an dieser Wand
festgeschmolzen werden kann.
Bei der bekannten Ausführungsform nach Fig. 2
ist der Anschmelzkörper als ein aus Fernico oder Chromeisen ■_ bestehender .Zylinder ι ο ausgestaltet..
Auch in diesem Fall ist es sehr erwünscht, daß der Isolator 11 bei einem Spannungsknoten mit dem
Durchführungsleiter 9 verbunden wird, um große dielektrische Verluste, im Glas zu vermeiden. Weil
aber in diesem Leiter Strom und Spannung um 90° gegeneinander 'verschoben sind, werden im Anschmelzkörper
10 starke Ströme induziert, die infolge des verhältnismäßig ■ hohen Widerstandes
von Fernico und Chromeisen hohe Verluste und infolgedessen unerwünschte Erwärmung herbeiführen.
Bei einer solchen Einschmelzun'g nach Fig. 2 soll dann · auch ein Kompromiß getroffen
werden.
Die geschilderten Nachteile " werden nun vermieden, wenn gemäß der Erfindung bei einer Auskoppel-Vorrichtung
für Schwingungen sehr hoher Frequenz, bei welcher der Schwingungskreis aus
einem Hohlkörper besteht, der wenigstens an der Innenoberfläche- aus- einem Stoff mit geringem
Widerstand besteht und durch den ein hochf requenzenergieführender
Leiter mittels eines Durchführungsisolators luftdicht hindurchgefü'hrt ist, welcher
unter Zwischenfügung eines metallenen Anschmelzkörpers mit der leitenden Wand des Hohlkörpers
verbunden ist, der Durchführungsisolator derart ausgestaltet und angeordnet wird, daß seine
Befestigungsstellen möglichst dicht bei einem Spannungsknoten am Durchführungsleiter und
möglichst dicht bei einem Stromknoten am Anschmekkörper.
liegen. Der Durchführungsisolator kann dazu zweckmäßig die Form eines Rohres aufweisen,
in dem der Durchführungsleiter parallel zur Längsachse angeordnet ist, welches Rohr am einen
' Ende rings um diesen Leiter zugeschmolzen und am anderen Ende an einem Anschmelzkörper festgeschmolzen
ist. Wenn die Länge des rohrförmigen Durchführungsleiters noch etwa x/4 Wellenlänge
beträgt, was beim Arbeiten mit Dezimeterwellen keinen Nachteil bildet, so ist erreichbar, daß sich
der Anschmelzkörper in der Höhe eines Punktes befindet, wo ein Stromknoten in dem Durchführungsleiter
vorhanden ist, während sich die Ein- go Schmelzung des erwähnten Leiters in der Höhe eines
Spannungsknotens befindet. Der Anschmelzkörper soll dabei in einer Richtung parallel zum Durchführungsleiter
möglichst klein bemessen sein.
Die Erfindung wird an Hand der Fig. 3 und 4 näher erläutert.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ebenso wie in den
Fig. ι und 2 ist mit 1 der Hohlresonatorraum bezeichnet,
dessen Wand iz. B. aus Kupfer besteht und in dem mittels einer Geschwindigkeitsmodulatorröhre
elektromagnetische Schwingungen erzeugt werden. Die Achse des Hohlraums wird dazu von
einem Elektronenbündel durchsetzt, das am einen Ende von einer Kathode 3 emittiert wird und,
nachdem es den Hohlraum durchsetzt hat, am anderen Ende in einer Fangelektrode 6 aufgefangen
wird, die mit der Wand des Hohlraums 1 ein Ganzes bildet. Diese Fangelektrode kann mit Wasser gekühlt
werden. Der Hohlraum wird am erstgenannten Ende auf bekannte Weise von einem Glaskörper 2
abgeschlossen, in dem die Kathode 3 und die das Elektronenbündel bildenden Beschleunigungselektroden
4 und 5 befestigt sind.
In der Wand des Hohlraums 1 ist ein Schlitz vorgesehen, um den das Metallrohr 13 festgelötet
ist. Dieses Rohr besteht ebenfalls aus Kupfer. Bei 14 ist am Kupferrohr 13 ein Anschlußkörper in
Form eines schmalen Ringes 10 festgelötet. Dieser Anschlußring 10 kann aus Fernico bestehen. An
der anderen Seite dieses Ringes 10 ist der gläserne Durchführungsisolator 11 festgeschmolzen, der als
ein Rohr ausgestaltet ist, das am anderen Ende 12 mit den Durdhführungsleitern 9 verschmolzen ist.
Die Leiter 9 erstrecken sich parallel zur Achse des Rohres 13 und vereinigen sich zu einer Schleife bei 8
in einiger Tiefe innerhalb des Hohlraumes i. Die
Schleife ist mit dem Feld im Hohlraum gekoppelt. Die Stromstärke in den Leitern g, die im vorliegenden
Fall einLechersystem bilden, ist in der Schleife 8 am größten, während ein zweites Stromstärkemaximum
bei 12 liegt. In der Höhe des Anschmelzringes 10 befindet sich ein Stromknoten, aber hingegen
ein Spannungsmaximum in den Ledherleitungen, während der Knotenpunkt der Spannung
gerade bei 12 liegt. Hierdurch werden im Durchführungsisolator
an der Einschmelzung 12 der Lecherleitungen keine dielektrischen Verluste verursacht,
während andererseits im Fernicoring 10 keine Ströme induziert werden. In diesem Fall
beträgt die Länge eines Durchführungsisolators etwa Y4 Wellenlänge, die der Leiter 9 etwa
Y2 Wellenlänge.
Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt, in der nur ein einziger Leiter 9 verwendet
wird, der an einer Stelle, wo das elektrische Feld stark ist, mit dem Schwingungserzeuger gekoppelt
ist. Der Leiter 9 ist teilweise von dem mit dem Hohlraum 1 verbundenen Kupferrohr 13 umgeben,
das mittels des Chromeisenanschmelzringes 10 an dem als ein Glasrohr ausgebildeten Durchführungsisolator
11 festgeschmolzen ist. Bei 12 ist der
Leiter 9 gerade bei einem Spfonnungsknoten in das Glas eingeschmolzen. Längs des Leiters 9 bilden
sich nämlich stehende Schwingungen, wie in der Zeichnung durch die Kurven i und e veranschaulicht
ist, wobei auf dem Leiter 9 an dem im Hohlraum befindlichen Ende bei 14 ein Stromknoten vorhanden
ist, also etwa in der Höhe des Anschmelzringes 10. Die Induktionsverluste im Ring 10 sind infolgedessen
gering. Der frei herausragende Teil 7 des Leiters 9 bildet einen Strahler und hat von 12 an
eine Länge von etwa Y4 Wellenlänge. Rings um
das Glasrohr 11 ist das Kupferrohr 13 angeordnet.,
das bei 12 in eine große flache Scheibe 15 übergeht.
Hierdurch wird erreicht, daß ausschließlich der frei herausragende Teil 7 zu strahlen vermag.
In der Zeichnung sind nur zwei Beispiele dargestellt; es wird aber klar sein, daß die Erfindung
auch auf andere Weise verwirklicht werden kann.
Claims (3)
1. Auskoppel-Vorric'htung für Schwingungen sehr hoher Frequenz, bei welcher der Schwingkreis
aus einem Hohlkörper besteht, der wenigstens an der Innenoberfläche aus einem Stoff mit geringem Widerstand besteht und
durch den ein Ihochfrequenzenergieführender Leiter mittels eines Durchführungsisolators luftdicht
hindurchgeführt ist, welcher unter Zwischenfügung eines metallenen Anschmelzkörpers
mit der leitenden Wand des Hohlkörpers verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Durchführungsisolator derart ausgestaltet und angeordnet ist, daß seine Befestigungsetellen
möglichst dicht bei einem Spannungsknoten am Durchführungsleiter und möglichst dicht bei
einem Stromknoten am Anschmelzkörper liegen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchführungsisolator als ein Rohr ausgestaltet ist, von dem das eine Ende
mit dem (den) in der Längsrichtung in diesem Rohr angeordneten Leiter(n) verschmolzen ist,
während das andere Ende des rohrförmigen Durchführungsisolators an dem Anschmelzkörper
festgeschmolzen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des rohrförmigen
Durchführungsisolators
länge beträgt.
Y4 Wellen-
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 5043 6.
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