DE879855C

DE879855C - Auskoppel-Vorrichtung fuer Schwingungen sehr hoher Frequenz, bei welcher der Schwingkreis aus einem Hohlkoerper besteht

Info

Publication number: DE879855C
Application number: DEN2456D
Authority: DE
Inventors: Eduard Gerardus Dorgelo
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1943-03-01
Filing date: 1944-02-27
Publication date: 1953-06-15
Also published as: GB624452A; FR902235A; US2530603A; CH243723A; BE454606A

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

Patentansprüche.·

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