DE914626C - Anordnung zum Nachstimmen von Hohlraumresonatoren, die mit je zwei Elektroden einer UKW-Roehre baulich vereinigt bzw. gekoppelt sind - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nachstimmaiiordnung für Laufzeitröhren zur Erzeugung und Verstärkung ultrakurzer Wellen, bei denen die frequenzbestimmenden Schwingungskreise als! Hohlraumresonatorien ausgebildet sind. Im besonderen kann es sich dabei um z. B. Laufzeitdioden oder Klystronröhren handeln. Bei der ersteren durchfliegt ein Elektronenstrahl ein Gitter und trifft auf eine Anode auf; das Gitter und die Anode sind mit einem Hohlraumschwingungskreis baulich vereinigt. Im zweiten Fall, nämlich beim Klystron, wird ein Elektronenstrahl beim Durchfliegen eines von zwei Gittern begrenzten Steuerraumies in seiner Geschwindigkeit moduliert, durchsetzt sodann einen Laufraum, in welchem die Geschwindigkeitsmodulation in eine Dichtemodulation umgewandelt wird, und tritt schließlich in den von zwei weiteren Elektroden begrenzten Auskoppelraum ein, in welchem den Elektronen die ihnen erteilte kinetische Energie entzogen wird. Die beiden Gitter des Steuersystems einerseits sowie die beiden Elektroden des Auskoppelsystems andererseits sind mit je einem Hohlraum derart baulich vereinigt bzw. gekoppelt, daß die Kapazität zwischen den Elektroden für die Resonanzfrequenz des frequenzbestimrnenden Schwinggebildes ausschlaggebend ist. Bei den beschriebenen Röhren ergibt sich in der Regel die Notwendigkeit, die Hohlraurnschwmgkreise abzustimmen. Dies ist insbesondere beim Klystron von wesentlicher Bedeutung, bei welchem dafür gesorgt werden muß,

da die beiden Hohlräume genau auf die gleiche Frequenz abgestimmt werden. Diese Abstimmung wurde bisher mechanisch vorgenommen, was eine Komplikation des ganzen Röhrenaufbaues bedeutet und insbesondere dann einen großen Aufwand erfordert, wenn man die Hohlräume sehr exakt aufeinander abstimmen will. Die Erfindung betrifft nun eine vorteilhaftere Abstimmvorrichtung, welche ohne mechanische Verstellvorrichtungen an der ίο Röhre auskommt und außerdem noch, den Vorzug hat, daß die Feldverteilung im Resonator im wesentlichen durch die Abstimmung ungestört bleibt, so daß auch die Dämpfungsverhältnisse praktisch nicht durch die Abstimmung beeinflußt werden. Die Erfindung macht dabei von einem veränderlichen Blindwiderstand Gebrauch, welcher der die Frequenz des Hohlraumschwingkreises mitbestimmenden Kapazität zwischen den beiden Elektroden parallel geschaltet ist. Es sind bereits Anordnungen zur Abstimmung eines Hohlraumresonators ohne Innenleiter bekanntgeworden, bei denen ein Metallkörper von der Wandung des Hohlraumes aus mehr oder weniger weit in den Raum hin verschiebbar angeordnet ist. Im Gegensatz zu diesen bekannten Anordnungen wird aber dieser Blindwiderstand bei der Anordnung nach der Erfindung durch äußere Abstimmittel ohne Deformation der Wand oder Verstellung irgendwelcher Elektroden auf denjenigen Wert eingestellt, der zur Abstimmung gerade notwendig ist. Die Erfindung besteht darin, daß mit jeder der beiden Elektroden je ein Leiter verbunden ist und daß. die beiden Leiter mit Abstimmelementen versehen sind, derart, daß zwischen ihren Anschlußpunkten an die Elektroden ein beliebiger Blindwiderstand eingestellt werden kann. Die beiden Leiter können zu einem abstimmbaren Paralleldrahtsystem oder konzentrischen Leitungssystem zusammengefaßt sein. Am Eingang eines solchen Systems kann bekanntlich durch Verschieben einer Kurzschlußbrücke (kapazitive Kurzschlußbrücke) oder bei offenen Leitungen durch Einstellen einer bestimmten Leitungslänge ein bestimmter Blindwiderstand erzeugt werden.

Wie die Erfindung praktisch durchgeführt wird, zeigen die Zeichnungen. In Fig. 1 ist eine Triode mit einer Kathode 1, einem Gitter 2 und einer Anode 3 dargestellt, die mit einem zwischen Gitter und Anode angekoppelten toroidförmigen Hohlraumresonator gekoppelt ist. Die Anode 3 setzt sich in eine Rohrleitung 5 fort, während das Gitter 2 mit Hilfe von in vorliegendem Fall kronenföxmig angeordneten, im wesentlichen außerhalb der Elektronenbahn liegenden Drähten 6 mit einem Leiter 7 verbunden ist. Die Leiter 5 und 7 bilden zusammen ein konzentrisches System, das beispielsweise durch einen Kurzschlußschieber galvanisch oder kapazitiv abgestimmt werden kann. In Fig. 3 ist die beschriebene Einrichtung nochmals im einzelnen dargestellt, um die Zusammenhänge übersichtlicher zu machen. Die Drähte 6 treten durch die Elektrode 3 ohne Berührung mit dieser, und zwar durch die Öffnungen 8, hindurch. Die Kapazität zwischen der Elektrode 3 und den Drähten 6 kann durch geeignete Einstellung der Abstimmung kompensiert werden. Dias Ersatzschaltbild der beschriebenen Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. In dieser bedeutet 9 die Ersatzinduktivität, 10 die Ersatzkapazität des Hohlraums chwingkreis es, während 11 der zu letzteren parallel geschaltete, veränderliche Blindwiderstand ist.

Fig. 4 läßt erkennen, wie die Anordnung nach der Erfindung beispielsweise bei einem Klystron praktisch ausgeführt werden kann. Der Steuerraum des Klystrons ist mit 12, der Auskoppelraum mit 13, die Anode mit 14 bezeichnet. Zur Abstimmung dient die aus den Leitern 15 und 16 bestehende konzentrische Leitung, deren Außenleiter mit der Anode verbunden ist, während der Innenleiter einen aus Drähten 17 bestehenden Ansatz hat, der durch die Anode 15 und die zweite Auskoppelelektrode 18 hindurch mit der ersten Auskoppelelektrode 19 verbunden ist. In Fig. 5 ist ein Klystron dargestellt, dessen Steuerraum 20 gleichzeitig den Laufraum bildet. Die beiden Hohlraumschwingkreise sind mit 21 und 22 gekennzeichnet, während die konzentrische Abstimmungsvorrichtung aus den Leitern 24 und 25 besteht. Die konzentrische Leitung ist vakuumdicht durch die Gefäßwand 25 hindurchgeführt. Der Innenleiter trägt ein metallisches Aufsatzstück 26, das mit einem Gewinde versehen ist und an dem ein Isolierkörper 27 befestigt ist, der go von außen, z. B. mit einem Schraubenzieher, gedreht werden kann, wodurch die Länge des Innenleiters verändert wird. Zur elektrischen Trennung der Elektroden können die Hohlraumresonatoren längs Trennfugen 28 aufgeschnitten sein. Die Kapazität zwischen den an der Schnittstelle angebrachten Flanschen 29, zwischen denen auch Isoliermaterial angebracht sein kann, bewirkt einen Kurzschluß für Hochfrequenz.

Die Einstellung des gewünschten Blindwiderstandes parallel zu der von den Elektroden gebildeten Kapazität kann auch gemäß Fig. 6 durch Veränderung einer am Leitungsende zwischen dem Innenleiter 30 und dem Außenleiter 31 eingeschalteten konzentrierten Kapazität 32 erfolgen, die durch Verändern des Abstandes der Platten 33 und 34 geändert werden kann.

Die AbstimmanOrdnung kann auch dadurch ergänzt werden, daß man zu der konzentrischen Leitung, deren Leiter an die Elektroden angeschlossen ist, eine weitere konzentrische Leitung parallel schaltet. Dies ist in Fig. 7 veranschaulicht, in welcher die mit den Elektroden verbundene Abstimmleitung aus dem Innenleiter 3 5 und dem Außenleiter besteht, zu der eine weitere konzentrische Leirung mit einem Innenleiter 37 und einem Außenleiter 38 parallel geschaltet ist. Eine dieser beiden Leitungen kann als Auskoppelleitung für die erzeugte Hochfrequenz dienen.

Zusätzlich kann mit der Abstimmungsleitung auch noch eine konzentrische Leitung in Serie geschaltet werden. Auf diese Weise gelingt es, die Energieleitung durch Einstellung der verschiedenen Leitungen an den Lastkreis anzupassen.

Fig. 8 zeigt ein Klystron, bei welchem die Ab-Stimmleitungen 39 und 40 bzw. 41 und 42 seitlich

in das Elektrodensystem eingeführt sind. An Stelle der seitlichen Einführung der Abstimmungsleitungen kann man die Anordnung· natürlich auch in der in den Fig. i, 4 oder 5 dargestellten Weise ausbilden und die Abstimmungsleitungen an beiden Röhrenenden in Richtung der Achse des Elektronenstrahles anordnen.

Fig. 9 stellt ein weiteres Beispiel für die praktische Anwendung des Erfindungsgedankens dar.

to Es kann sich dabei um eine Triode oder auch um den Steuerrauim eines Klystrons handeln. Der Blindwiderstand, welcher der Kapazität zwischen den beiden Elektroden 43 und 44 parallel geschaltet wird, ist durch die Abstimmung der konzentrischen Rohrleitung 45 und 46 bestimmt. Die Abstimmung wird durch einen verschiebbaren Kurzschlußstempel 47 bewirkt. Die Heizleitungen 48 und 49 für die Kathode 50 verlaufen innerhalb des rohrförmigen Innenleiters 45.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Anordnung zum Nachstimmen von Hohlraumresonatoren, die mit je zwei Elektroden einer UKW-Röhre baulich vereinigt bzw. gekoppelt sind, bei der zur Änderung der die Frequenz des Resonators mitbestimmenden Kapazität zwischen den beiden Elektroden ein veränderlicher Blindwiderstand parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder der beiden Elektroden je ein Leiter verbunden ist und daß die beiden Leiter mit Abstimmelementen versehen sind, derart, daß zwischen ihren Anschlußpunkten an die Elektroden ein beliebiger Blindwiderstand eingestellt werden kann.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden mit den Elektroden verbundenen Leiter miteinander eine abstimmbare konzentrische Doppelleitung bilden.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Leitungen durch die mit ihr nicht unmittelbar verbundene Elektrode ohne Berührung mit dieser hindurchgreift.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Abstimmung des Auskoppelraumes bzw. Steuerraumes dienende konzentrische Leitung in Richtung der Elektronen-¹ Strahlachse angeordnet ist und daß der Außenleiter auf die flache Anode bzw. erste Steuerelektrode aufgesetzt ist, während der Innenleiter in mehreren parallelen Zweigen durch die Anode bzw. Steuerelektrode hindurchgreift und mit der benachbarten Elektrode verbunden ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Anode greifende Endteil des Innenleiters aus mehreren vorzugsweise kronenförmig angeordneten Drähten besteht, welche außerhalb des Elektronenweges angebracht sind.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Abstimmung dienenden Doppelleitungen (konzentrischen Leitungen) von der Seite her in das Elektrodensystem eingeführt sind.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie oder parallel zu den zur Abstimmung dienenden Doppelleitungen eine oder mehrere weitere Doppelleitungen geschaltet sind, von denen eine zur Entnahme der erzeugten Hochfrequenzenergie dienen kann.

   Angezogene Druckschriften:
   Schweizerische Patentschrift Nr. 216080;
   französische Patentschrift Nr. 8528.55.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ι Φ526 6.54