DE893695C

DE893695C - Electron tubes for very short waves

Info

Publication number: DE893695C
Application number: DES22641A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Phil Nat Habil Kleen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-04-09
Filing date: 1951-04-10
Publication date: 1953-10-19

Description

Elektronenröhre für sehr kurze Wellen Zur Erzeugung, Verstärkung und Modulation sehr hoher Frequenzen ist die Verwendung von Röhren bekannt, bei denen eine fortschreitende elektromagnetischeWelle von so niedrigerGeschwindigkeit erzeugt wird, daß ein Elektronenstrahl der Welle zu folgen vermag. Derartige Röhrein sind unter dem Namen Wanderwellenröhren, Wanderfeldröhren. oder Laufwellenröhren bekannt. Die in Richtung des Elektronenstrahls- vorhandene elektrische Feldkomponente bedingt eine Wechselwirkung zwischen Welle und Elektronenstrahl und eine Entdämpfung der fc>rtsch:reitenden Welle, so daß ihre Amplitude mit der Fortpflanzungsrichtung zunimmt. Um die Geschwindigkeit der fortschreitenden Welle genügend zu verzögern, sind verschiedene Mittel bekannt, so z. B. eine aus Draht gewickelte Wendel, an der die elektromagnetische Welle entlanggeführt wird. Zur Führung der Welle sind aber auch andere Anordnungen geeignet; so ist es unter anderem bekannt, beispielsweise spiralförmige, oder ähnliche Ge-bilde zu verwenden. Bei den bekannten Wanderfeldröhren sind vielfach Mittel zur Dämpfung an der wellenführenden Anordnung vorgesehen, um dadurch Selbsterregun#gen zu vermeiden. Bei einer bekanntcn Anordnung ist das Ende der Wendel durch einen Widerstand abgeschlossen, der als Dämpfungselement dient. Bei der Anordnung eines so-Ichen Widerstandes kommt es darauf an, daß hier nach Möglichkeit eine Stoßstelle, die unerwünschte Reflexionen der laufenden Welle verursacht, vertnieden wird. Man ist daher bestrebt, einen kontinuierlichenÜbergang vo-n der ungedämpften Wendel auf das Dämpfungselement zu ermöglichen. In Anbetracht der Sch-wierigkeiten in der praktischen Durchführung dieses Prinzips -wird in der Praxis die Dämpfung meist so vorgenommen, daß ein geeigneter Dämpfungskörper in die Nähe gebracht wird. Dies läßt sich z. B. dadurch erreichen, daß * auf der Innenseite der die Wendel umschließenden Glaswandung der Röhre ein geeigneter- Dämpfungsbelag angeb,mcht wird.Electron Tube for Very Short Waves For the generation, amplification and modulation of very high frequencies, it is known to use tubes in which a traveling electromagnetic wave is generated at such a low speed that an electron beam can follow the wave. Such tubes are known as traveling wave tubes, traveling wave tubes. or shaft tubes known. The electric field component in the direction of the electron beam causes an interaction between the wave and the electron beam and an undamping of the traveling wave, so that its amplitude increases with the direction of propagation. In order to retard the speed of the advancing wave sufficiently, various means are known, e.g. B. a helix wound from wire, along which the electromagnetic wave is guided. However, other arrangements are also suitable for guiding the shaft; it is known, for example, to use spiral or similar shapes. In the known traveling wave tubes, means for damping are often provided on the wave-guiding arrangement in order to avoid self-excitation. In a known arrangement, the end of the helix is terminated by a resistor which serves as a damping element. When arranging such a resistor, it is important that a joint that causes undesirable reflections of the running wave is avoided here as far as possible. The aim is therefore to enable a continuous transition from the undamped helix to the damping element. In view of the difficulties in the practical implementation of this principle, in practice the damping is usually carried out in such a way that a suitable damping body is brought close. This can be done e.g. B. achieve that * on the inside of the glass wall of the tube surrounding the coil, a suitable damping coating is provided.

Die letztgenannte Ausführungsform besitzt aber immer noch Nachteile, deren Beseitigung Gegenstand der Erfindung ist. Das von der längs der Wendel oder sonstigen Verzögerungseinrichtung laufenden Welle verursachte Feld nimmt bekanntlich mit zunehmendem Abstand exponentiell ab. In größerer Entfernung von derWendel oder sonstigen Verzögerungseinrichtung ist daher das Feld schon so stark abgeklungen, daß dort angebrachte Dämpfungen nicht oder nur in geringem.Maße wirksam sind. Infolgedessen istnian bei den bekannten Anordnungen gezwungen, den Dämpfungsbelag in unmittelbarer Nähe der Wendel anzubringen, -wenn. er noch genügend wirksam sein soll. Dies ist aber ungünstig, da man die Wendel nicht nahe genug an die Glaswand der Röhre verlegen kann und andererseits der Wunsch besteht, den Dämpfungsbelag an der Innenseite oder an der Außenseite der Glaswandung anzubringen. Besonders vorteilhaft wäre es, den Dämpfungsbelag außerhalb der Röhre anbringen zu können, um dann im Betrieh der Röhre denselben in gewünschiter Weise nbgleichen zu können.However, the last-mentioned embodiment still has disadvantages, the elimination of which is the object of the invention. The field caused by the wave running along the helix or other delay device is known to decrease exponentially with increasing distance. At a greater distance from the helix or other delay device, the field has decayed so much that the attenuation applied there is not effective or is only effective to a limited extent. As a result, in the known arrangements, the damping lining is forced to apply in the immediate vicinity of the helix, if. it should still be sufficiently effective. However, this is unfavorable because the coil cannot be laid close enough to the glass wall of the tube and, on the other hand, there is a desire to attach the damping coating to the inside or outside of the glass wall. It would be particularly advantageous to be able to attach the damping lining outside the tube in order to be able to adjust the same in the desired manner when the tube is in operation.

Die geschilderten Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Die Erfindung besteht darin, daß zusätzlich zu der wellenführenden, vorzugsweise wendelförmigen Anordnung eine weitere wellenführende Anordnung vorgesehen ist, die mit der ersten gekoppelt ist und ihrerseits Mittel zur Dämpfung aufweist. Die zusätzliche wellenführende Anordnung kann selbst Dämpfungselemente enthalt-en. Mit besonderem Vorteil kann sie ganz oder zum Teil einen Widerstand bilden. Es ist aber auch möglich, im Feldbereich der zusätzlichen wellenführenden Anordnung eine Dämpfung, z. B. eine Widerstandsschicht, anzubringen. Dabei ist die Dämpfung zweckmäßig so gestaltet, daß sie mög' lichst stoßfrei wirksam ist.The described disadvantages are eliminated by the invention. The invention consists in that, in addition to the wave guiding, preferably helical arrangement another shaft-guiding arrangement is provided which is coupled to the first and in turn has means for damping. The additional shaft-guiding arrangement can itself contain damping elements. With special Advantageously, it can form a resistance in whole or in part. But it is also possible in the field area of the additional wave-guiding arrangement a damping, z. Legs Resistance layer to be attached. The attenuation is expediently designed in such a way that that it is effective as smoothly as possible.

Die zusätzliche wellenführende Anordnung kann gleichartig wie die erste ausgebildet sein. Sie kann sich längs der vollen Ausdehnung der ersten Anordnung erstrecken oder auch nur einen Teil derselben lang sein. Bei der Kopplung der zusätzlichen Anordnung wird zweckmäßig- dafür Sorge getragen, daß diese Kopplung möglichst stoßfrei erfolgt. Zu diesem Zweck können Mittel vorgesehen sein um die Kopplung von einem Mindestwert kontinuierlich von Ort zu Ort auf einen Höchstwert zu steigern. Bei der Ausbildung der wellenführenden Anordnung als Wendel kann dementsprechend die zusätzliche Wendel. mit einer größeren Steigung beginnen, die dann allmählich zur gleichen Steigung wird wie bei der ersten Wendel. Es ist auch möglich, den Wendeldurchmesser unterschiedlich zu machen und dabei von einem großen Wendeldurchmesser allmählich auf einen kleineren überzugehen.The additional wave-guiding arrangement can be similar to that be trained first. It can extend along the full extent of the first arrangement extend or be only part of it long. When coupling the additional Arrangement is expedient - care is taken that this coupling is as smooth as possible he follows. For this purpose, means can be provided for the coupling of one To continuously increase the minimum value from place to place to a maximum value. at the formation of the shaft-guiding arrangement as a helix can accordingly additional helix. begin with a larger slope, which then gradually increases the same slope as the first helix. It is also possible to change the helix diameter to make different, gradually from a large helix diameter to move on to a smaller one.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele in ihren für -die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter Folrim perspektivisch dargestellt. Als wellenführende Anordnungen sind in den Figuren Drahtwendeln dargestellt, weil sich die Dämpfungsverhältnisse bei einer Wendel besonders leicht übersehen lassen.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In The drawing shows two exemplary embodiments in their essentials for the invention Parts shown in simplified Folrim in perspective. As wave-guiding arrangements are shown in the figures wire coils because the damping conditions can be overlooked particularly easily with a helix.

In- Fig. i ist mit i ein Stück der wellenführenden Wendel bezeichnet, die axial von einem Elektronenstrahl durchlaufen wird. In geringem Abstand von der Wendel i wird diese Wendel erfindungsgemäß von einer auf zwei Quarzstäbe 2 und 3 aufgewickelten weiteren Wendel 4 umschlossen, wobei der Ab- stand der beiden Wondeln so gewählt ist, daß eine ausreichende Feldkopplung vorhanden ist. Die Dä=pfung ist als geeigneter Dämpfungsbelag 5 auf der Röhren-,vandung aufgebracht und in an sich bekannter Weise zur Vermeidung von Stoßstellen an ihr-e'm vorderen und hinteren Ende entsprechend verjüngt.In Fig. I, i denotes a piece of the wave-guiding helix which is axially traversed by an electron beam. I at a slight distance from the coil this coil is according to the invention surrounded by a wound on two quartz rods 2 and 3 further coil 4, wherein the distance between the two Wondeln is selected so that a sufficient field coupling is present. The damping is applied as a suitable damping coating 5 on the tube wall and tapered accordingly in a manner known per se to avoid joints at its front and rear ends.

In Fig. z ist eine Anordnung veranschaulicht, bei der die die Wendel 6 umschließende Zusatzwendel 7 mit einer großen Steigung beginnt, die erst allmählich in die Steigung der Wendel 6 übergeht. Auf diese Weise wird eine nal#ezu stoßfreie Kopplung der zweiten Wendel auf die erste erreicht. Es ist aber auch möglich, den Wendeldurchmesser der Wendel 7 von Ort zu Ort unterschiedlich zu machen, oder auch die beiden Maßnahmen, zusammen anzuwenden.In Fig. Z is an arrangement illustrated, at the beginning the coil 6 surrounding auxiliary coil 7 with a large pitch, which merges gradually into the pitch of the helix 6. In this way, a smooth coupling of the second helix to the first is achieved. However, it is also possible to make the coil diameter of the coil 7 different from place to place, or to apply the two measures together.

Die Dämpfung selbst kann auf verschiedene Art bewirkt werden. So kann, wie dies beispielsweise in Fig. i veranschaulicht ist, die Dämpfung auf eine bestimmte Stelle lokalisiert werden. Es ist aber auch möglich, mit einer räumlich verteilten Dämpfung zu arbeiten. Während bei dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel die auf die Quarzstreben, aufgewickelte Wendel aus gut leitenlern Material besteht und während eine lokalisierte, zusätzliche Dämpfung als Dämpfungsbelag angebracht ist, kann auch, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist, die gewünschte Dämpfung durch die die Wendel 6 'umschließende Wendel 7 selbst erreicht werden. Diese läßt sich leicht so ausbilden, daß sie für die Betriebswellen einen Widerstand geeigneter Größe darstellt. Sie kann zu diesem Zweck beispielsweise aus Widerstandsmaterial bestehen, wobei schlecht leitende Materialien, z. B. ein Kohlefaden, verwendet -,v-erden können.The damping itself can be effected in various ways. Thus, as is illustrated, for example, in FIG. I, the attenuation can be localized to a specific point. But it is also possible to work with spatially distributed damping. While in the embodiment shown in FIG the helix 6 'enclosing helix 7 itself can be reached. This can easily be designed so that it represents a resistor of a suitable size for the operating shafts. You can for this purpose for example consist of resistance material, with poorly conductive materials such. B. a carbon thread is used -, can be grounded.

Es ist zweckmäßig, ebenfalls wieder dafür Sorge zu tragen, daß diese Widerstandsdämpfung stoßfrei erfolgt. Soi kann z. B. die Wendel ganz aus einem Material höheren Widerstandes gebildet sein, oder, falls nur ein Teil derselben einen Widerstand darstellt, läßt sich eine kontinuierliche Widerstandszunahme, bewirken. Dies kann man durch übergang von unterschiedlichen Materialien, durch ,erzu,gssch-ichten wachsender. bzw. abnehmender Stärke usw. erreichen. Es ist aber auch möglich, die Drahtstärke von Ort zu Ort unterschiedlich zu mach-en.It is advisable to ensure that these Resistance damping takes place without bumps. Soi can z. B. the coil made entirely of one material higher resistance, or, if only part of it, a resistance represents, a continuous increase in resistance can be brought about. This can one through the transition of different materials, through, erzu, stories of growing. or decreasing strength, etc. achieve. But it is also possible to adjust the wire size to make different from place to place.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem die zweite Wendel aus schlecht leitendem Material, z. B. einem Kohlefaden, besteht. Hierbei ist der schlechte Leiter 8 unmittelbar auf die Wendel 9 aufgewickelt. Die beiden unmittelbar aufeinanderliegenden Wendeln 8 und 9 sind gegenläufig gewickelt. Gegebenenfalls kann auch ein unmittelbarer galvanischer Kontakt zwischen den beiden Wendeln bestehen. Es ist aber auch möglich, durch einen isolierenden Überzuod. dgl. die beiden Wendeln galvanisch voneinander zu trennen, wobei diese Überzugsschicht zur Verfestigung dienen kann. Dies läßt sich z. B, dadurch erreichen, daß Aluminitimoxyd oder ein anderes geeignetes Material auf eine oder beide Wen#deln aufgesprüht und dann durch Festsintern eine ausreichende Befestigung bewirkt wird.In Fig. 3 , a further embodiment is illustrated in which the second coil made of poorly conductive material, for. B. a carbon thread. In this case, the bad conductor 8 is wound directly onto the helix 9. The two directly superposed coils 8 and 9 are wound in opposite directions. If necessary, there can also be direct galvanic contact between the two coils. But it is also possible to use an insulating cover. Like. To galvanically separate the two coils from one another, wherein this coating layer can serve for consolidation. This can be done e.g. B, can be achieved by spraying aluminum oxide or some other suitable material onto one or both coils and then causing a sufficient attachment by sintering.

Bei der in Fig. 3 veranschaulichten Anordnung ist es gleichfalls möglich, am Anfang oder Ende oder an beiden Enden einen stoßfreien Übergang der dämpfenden Wendel zu bewirken. Zu diesem Zweck kann z. B. der Widerstandsdraht an seinen Enden in einen dünnen Faden auslaufen. An Stelle von Kohle können auch andere Widerstandsmaterialie#n, wlie z, B. geeignete Metallügierungen, verwendet werden. Aus herstellungstechnischen Gründen empfiehlt es sich in manche#n Fällen, auch an Stelle eines Drahtes oder Fadens ein flache#s Band zu verwenden, das sich in gleicher Weise aufwickeln läßt.In the case of the arrangement illustrated in FIG. 3 , it is also possible to bring about a smooth transition of the damping coil at the beginning or at the end or at both ends. For this purpose z. B. the resistance wire run out at its ends in a thin thread. Instead of carbon, it is also possible to use other resistance materials, such as, for example, suitable metal alloys. For manufacturing reasons, it is advisable in some cases to use a flat tape instead of a wire or thread, which can be wound up in the same way.

Claims

PATEN TANS P RÜ C H E: i. Electron tube for very short waves, which are conveyed within the tube by means of an arrangement guiding the waves, preferably in the form of a helix, and are brought into interaction with an electron beam, and in which damping means are provided to reduce self-excitations at the front, characterized in that that the damping of the wave is achieved by an additional wave-guiding arrangement, in particular by a second helix which is coupled to the first and in turn has means for damping.

2. Electron tube according to claim i, characterized in that the additional wave-guiding arrangement itself contains dampening elements, in particular forms a resistor in whole or in part. 3. Electron tube according to claim i or 2, characterized in that damping, in particular a damping layer, is attached in the field region of the additional wave-guiding arrangement. 4. Electron tube according to claim i to 3, characterized in that the additional filament causing the damping is in contact, in particular in galvanic contact with the first filament. 5. Electron tube according to claim 4, characterized in that the additional helix is mechanically fixed on the first helix. 6; Electron tube according to Claim 5, characterized in that the mechanical connection is brought about by a sintered-on aluminum oxide layer. 7. Electron tube according to claim i 1-, is 6, characterized in that the additional helix extends only over part of the length of the first helix and that a largely smooth transition for the waves at the ends of the additional due to the different slope of the additional Wendcl Wendel is reached. 8. Electron tube according to claim i to 6, characterized by a different diameter of the additional helix of such a dimension that a largely smooth transition is effected.