DE932731C

DE932731C - Arrangement for the attenuation of very short electromagnetic waves that progress in a helical cable

Info

Publication number: DE932731C
Application number: DET7377A
Authority: DE
Inventors: Anton Lauer
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1953-02-07
Filing date: 1953-02-08
Publication date: 1955-09-08

Description

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Telefunken G.m.b.H., BerlinTelefunken G.m.b.H., Berlin

Patenterteilung bekanntgemadit am 11. August 1955Patent granted on August 11, 1955

Die Erfindung betrifft eine wenigstens nahezu reflexionslose Dämpfungsanordnung für sehr kurze elektromagnetische Wellen, beispielsweise Zentimeterwellen, die auf einer Wendelleitung fortschreiten. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung auf eine als Drahtwendel ausgebildete Verzögerungsleitung einer Lauffeldröhre anwendbar.The invention relates to an at least almost anechoic damping arrangement for very short periods electromagnetic waves, for example centimeter waves, that propagate on a helical cable. The invention is particularly advantageous for a delay line designed as a wire helix a Lauffeldtube applicable.

Unter Lauffeldröhren versteht man Elektronenröhren, bei denen ein Elektronenstrahl im Feld einer auf einer Verzögerungsleitung fortschreitenden elektromagnetischen Welle mit einer der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Welle gleichen Geschwindigkeit geführt ist, und bei der eine Wechselwirkung zwischen dem Elektronenstrahl und der Welle stattfindet, die zur Verstärkung der Welle benutzt werden kann. Meist ist diese Verzögerungsleitung als eine Drahtwendel ausgebildet, durch die der Elektronenstrahl in Achsrichtung hindurchgeschossen wird. In solchen Röhren tritt infolge der direkten Verbindung des Röhrenausgangs mit dem Röhreneingang über die Drahtwendel bei höherer Verstärkung eine störende Selbsterregung auf, die sich insbesondere bei Fehlanpassung des Verbrauchers am Ausgang der Röhre bemerkbar macht. Es ist bekannt, diese Selbsterregung durch Einbringung von verlustbringendem Material in das Feld der auf der Drahtwendel fortschreitenden Welle zu unterbinden. Durch das verlustbringende Material wird nämlich die Welle so weit gedämpft, daß der zum Eingang zurückfließende Teil praktisch bedeutungslos ist. Diese bekannten Dämpfungsanord-Lauffeld tubes are electron tubes in which an electron beam is in the field an electromagnetic wave traveling on a delay line at one of the propagation speed the wave is guided at the same speed, and in which there is an interaction between the electron beam and the wave takes place, which can be used to amplify the wave. Mostly this is the delay line designed as a wire helix, through which the electron beam in the axial direction is shot through. In such tubes occurs as a result of the direct connection of the tube outlet with the tube input via the wire helix at a higher gain a disturbing one Self-excitement, which is particularly evident when there is a mismatch of the consumer at the output of the Tube makes noticeable. It is known that this self-excitation by introducing loss-making To prevent material in the field of the wave advancing on the wire helix. Because of the loss-making material, the wave is damped so far that the to Input return flow is practically meaningless. These known damping arrangements

nungen sind in der Weise aufgebaut, daß die zur Wendelhalterung vorgesehenen Stäbe oder die Wendel umhüllende Rohre aus dielektrischem Material mit einer Schicht aus verlustbringendem Material überzogen sind. Zur Vermeidung von Reflexionen der zu verstärkenden Wellen an den Enden der. verlustbringenden Schicht, die ihrerseits ebenfalls eine Selbsterregung hervorrufen können, ist es ferner bekannt, die Schichtdicke nach ίο den Enden hin langsam und stetig abnehmen zu lassen und somit die Dämpfungsschicht an das Feld der auf der Wendelleitung fortschreitenden Welle anzupassen.openings are constructed in such a way that the rods or the Coiled tubes made of dielectric material with a layer of loss-making Material are coated. To avoid reflections of the waves to be amplified on the Ends of. loss-making layer that in turn can also cause self-excitation, it is also known to adjust the layer thickness ίο decrease slowly and steadily towards the ends and thus the damping layer to the field of the wave advancing on the helical cable adapt.

Diese nach den Enden hin eine Verminderung 15. der Schichtdicke aufweisenden Dämpfungsschichten sind aber sehr schwierig in der Herstellung und lassen sich daher serienmäßig nur mit sehr großem Aufwand anfertigen. Bei den bekannten Dämpfungsanordnungen treten deshalb immer noch in gewissem Maße Reflexionen auf, die sich störend bemerkbar machen können.These damping layers, which have a reduction in layer thickness towards the ends, are very difficult to manufacture and can therefore only be produced in series with a great deal of effort. With the known Attenuation arrangements therefore still occur to a certain extent reflections, which can be noticeable in a disturbing way.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten wird bei einer Anordnung zur Dämpfung sehr kurzer elektromagnetischer Wellen, die in einer Wendelas leitung fortschreiten, bestehend aus einem oder mehreren stabförmigen, in Richtung der Wendel- - leitung verlaufenden und mit einer verlustbringenden Schicht versehenen Träger(n) aus dielektrischem Material gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die verlustbringende Schicht als einen in Richtung der Wendelleitung verlaufenden Streifen von konstanter Schichtdicke auszubilden, der in seinem mittleren Bereich in unmittelbarer Nähe der Wendelleitung verläuft und nach seinen Enden hin jeweils über einen mehrere Wellenlängen langen Bereich aus der unmittelbaren Nähe der Wendelleitung kontinuierlich herausgeführt wird. 'In order to avoid these difficulties, it is very short in an arrangement for damping electromagnetic waves that progress in a Wendelas line, consisting of an or several rod-shaped, in the direction of the helical line - running and with a loss-making Layer provided carrier (s) of dielectric material proposed according to the invention, the loss-making layer as a strip of constant value running in the direction of the helical line Form layer thickness in its central area in the immediate vicinity of the Helical line runs and, towards its ends, each has a length of several wavelengths Area from the immediate vicinity of the helical cable is continuously led out. '

Die erfindungsgemäße Anordnung besitzt gegenüber den erwähnten bekannten Anordnungen den Vorteil der leichten Herstellbarkeit und den weiteren Vorteil der nahezu völligen Reflexionslosigkeit. The arrangement according to the invention has the known arrangements mentioned above The advantage of being easy to manufacture and the further advantage of being almost completely non-reflective.

An Hand der als Ausführungsbeispiele dienenden Abbildungen wird die Erfindung nachstehend näher erklärt.The invention is illustrated below with reference to the figures serving as exemplary embodiments explained in more detail.

Abb. ι zeigt eine mit einer erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnung versehene Lauffeldröhre. Innerhalb eines als Vakuumgefäß dienenden Glaskolbens ι ist eine Elektronenkanone 2 angeordnet, die einen Elektronenstrahl durch die als Drahtwendel 3 ausgebildete Verzögerungsleitung in Achsrichtung hindurchschickt. Der Elektronenstrahl wird mittels eines von der Fokussierungsspule 2_b erzeugten axialen Magnetfeldes zusammengehalten, so daß er nicht auf Teile der Drahtwendel 3 auf trifft. Nach Durchlaufen der Verzögerungsleitung trifft der Elektronenstrahl auf den Elektronenauffänger 4 auf. Die Drahtwendel 3 ist mittels. dreier Keramikstäbe 11, n_a, ii_&, die in, den Koppelanordnungen S bzw. 6 gelagert sind, gehalten. Die Zuführung der zu verstärkenden Welle geschieht in an sich bekannter Weise mittels einer Hohlrohrleitung 7, in die das eingangsseitige Ende der Wendelleitung 3 hineinragt. Ebenso ge-' schieht die Auskopplung der verstärkten Welle 6g über das in die Hohlrohrleitung 8 hineinragende ausgangsseitige Ende der Wendelleitung 3. Die Hohlrohrleitungen 7 und 8 sind in bekannter Weise mittels der Kurzschluß-Schieber 9 bzw. 10 an das jeweilige Ankopplungsende der Wendelleitung 3 anpaßbar. Die Dämpfungsanordnung ist nun erfindungsgemäß für die auf der Wendelleitung 3 fortschreitenden Wellen einerseits so ausgeführt, daß der Dämpfungsschichtträger, in diesem Fall der Keramikstab 11, überall gleichmäßig an der Wendelleitung anliegt. Der Keramikstab 11 weist dabei überall gleichen Querschnitt .auf. Dadurch wird erreicht, daß die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen längs der Wendelleitung überall gleichmäßig beeinflußt wird. Andererseits ist die verlustbringende Schicht in Form eines in Richtung der Wendelleitung verlaufenden Streifens 12 von konstanter Schichtdicke auf diesem Träger aufgetragen. In seinem mittleren Bereich, das ist zugleich der Bereich, der den größten Anteil an der Gesamtdämpfung besitzt, verläuft der Streifen auf der der Wendelleitung 3 zugekehrten Seite des Keramikstabes 11. Nach den Enden hin ist der Dämpfungsstreifen 12 jeweils über einen mehrere Wellenlängen langen Bereich hin aus der unmittel- go baren Nähe der Wendelleitung kontinuierlich herausgeführt. Wie aus Abb. 1 ersichtlich, geschieht dies in der Weise, daß der Streifen an seinen Enden von der der Wendelleitung 3 zugekehrten Seite nach der der Wendelleitung abgekehrten Seite des runden Keramikstabes 11 spiralförmig J herausgeführt ist. J Fig. Ι shows a barrel tube provided with a damping arrangement according to the invention. An electron gun 2 is arranged within a glass bulb ι serving as a vacuum vessel, which sends an electron beam through the delay line designed as a wire helix 3 in the axial direction. The electron beam is held together by means of an axial magnetic field generated by the focusing coil 2 _b , so that it does not strike parts of the wire coil 3. After passing through the delay line, the electron beam strikes the electron collector 4. The wire coil 3 is means. three ceramic rods 11, n _a , ii _& , which are stored in the coupling arrangements S and 6, respectively, held. The shaft to be reinforced is fed in in a manner known per se by means of a hollow pipe 7 into which the input-side end of the helical line 3 protrudes. The coupling-out of the reinforced shaft 6g also takes place via the output-side end of the helical line 3 protruding into the hollow pipeline 8. The hollow pipelines 7 and 8 can be adapted in a known manner to the respective coupling end of the helical line 3 by means of the short-circuit slide 9 and 10, respectively . According to the invention, the damping arrangement for the waves advancing on the helical line 3 is designed on the one hand so that the damping layer carrier, in this case the ceramic rod 11, rests uniformly everywhere on the helical line. The ceramic rod 11 has the same cross-section everywhere. It is thereby achieved that the propagation speed of the waves along the helical cable is influenced uniformly everywhere. On the other hand, the loss-making layer is applied to this carrier in the form of a strip 12 of constant layer thickness running in the direction of the helical line. In its middle area, which is also the area that has the largest share of the total attenuation, the strip runs on the side of the ceramic rod 11 facing the helical line 3 led out continuously from the immediate vicinity of the helical cable. As can be seen from Fig. 1, this is done in such a way that the end of the strip is led out in a spiral J from the side facing the helical line 3 to the side of the round ceramic rod 11 facing away from the helical line. J

Ih Abb. 2 ist dieser Teil der Lauffeldröhre, der · die Dämpfungsanordnung darstellt, nochmals ge-' sondert abgebildet.Ih Fig. 2, this part of the traveling wave tube, the · represents the damping assembly 'mapped require even more reliable secretes.

An Hand dieser Abbildung soll die Wirkungs- ₍.Based on this figure, the effect ₍ .

weise der erfindungsgemäßen Anordnung näher > wise the arrangement according to the invention closer >

erläutert werden. Die auf der Wendelleitung 3 fort- /explained. The continued on the helical cable 3 /

schreitende elektromagnetische Welle besitzt im j Außenraum der Wendelleitung ein nach größerer 105 '*■ Entfernung hin ziemlich rasch abnehmendes Feld. j Es liegt also der Dämpfungsstreifen 12 mit seinem ^In the outer space of the helical cable, the moving electromagnetic wave has a larger 105 '* ■ Field decreasing fairly rapidly towards distance. j So there is the damping strip 12 with its ^

der Wendelleitung 3 benachbarten Abschnitt I2_a in ■the helical line 3 adjacent section I2 _a in ■

einem relativ starken Hochfrequenzfeld, während ja relatively strong high frequency field, while j

sich der am Ende des Streifens liegende Abschnitt 110 ) I2₆ langsam aus dem Feld entfernt. Die dämpfende ;'^J Wirkung des Streifens nimmt also langsam aber stetig nach dem Ende des Streifens 12 hin ab. Es , the section 110) I2 ₆ at the end of the strip slowly moves away from the field. The dampening; ' ^The effect of the strip thus decreases slowly but steadily towards the end of the strip 12. It

ist deshalb nicht mehr nötig, wie bei den bekannten ';is therefore no longer necessary, as with the known ';

Anordnungen, die Dämpfungsschicht nach ihren 115 j Enden hin in ihrer Schichtstärke zu verjüngen, was bekanntlich große technische Schwierigkeiten ',Arrangements to taper the damping layer towards its 115j ends in its layer thickness, which is known to cause great technical difficulties',

bereitet, sondern der Streifen 12 kann über seine Iprepares, but the strip 12 can over its I.

gesamte Länge hin mit konstanter Schichtdicke ;entire length with constant layer thickness;

ausgeführt werden.are executed.

Aus dem Vorhergehenden geht auch hervor, daß .* die Erfindung um so vorteilhafter angewendet i werden kann, je größer der Durchmesser des "< Dämpfungsschichtträgers ist. tFrom the foregoing it can also be seen that. * The invention applied all the more advantageously i can be, the larger the diameter of the "<damping layer carrier. t

Gemäß der weiteren Erfindung wird deshalb 125 i vorgeschlagen, eine sogenannte dispersionsloseAccording to the further invention, 125 i is therefore proposed, a so-called dispersionless one

ι Verzögerungsleitung mit einer erfindungsgemäßen Anordnung zu versehen.ι delay line with an inventive Arrangement to be provided.

Wie bereits vorgeschlagen kann man, da das s Feld einer auf der Wendelleitung fortschreitenden Welle mit zunehmender Wellenlänge immer weiter in den Außenraum greift, durch Anordnung von genügend starken und geeignet bemessenen Keramikstäberi die Phasengeschwindigkeit der auf der Wendelleitung fortschreitenden Welle in Abhängigkeit von der Frequenz über einen weiten Frequenzbereich praktisch konstant machen. Dadurch wird erreicht, daß, im Gegensatz zu den bekannten Lauffeldröhren, die Wendelspannung in weiten Grenzen unabhängig von der Betriebsfrequenz ist und somit keiner gesonderten Nachstellung bei Frequenzwechsel mehr bedarf. Die für eine solche dispersionslose Wendel erforderlichen Keramikstäbe weisen einen derart großen Durchmesser auf, daß es möglich ist, eine auf ihnen angebrachte Dämpfungsschicht praktisch vollkommen aus dem Hochfrequenzfeld herauszuführen. Dadurch ergibt sich eine nahezu vollkommene Reflexionslosigkeit der erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnung. As already suggested, one can, since the field of a progressing on the helical line Wave with increasing wavelength reaches further and further into the outer space, through the arrangement of sufficiently strong and appropriately sized ceramic rods the phase velocity of the the helical line progressing wave depending on the frequency over a wide Make the frequency range practically constant. This achieves that, in contrast to the known Lauffeldröhren, the filament voltage within wide limits independent of the operating frequency is and therefore no longer requires a separate readjustment when changing frequencies. The for Ceramic rods required for such a dispersionless helix have such a large diameter on that it is possible to have a dampening layer applied to them practically perfect lead out of the high frequency field. This results in an almost complete lack of reflection the damping arrangement according to the invention.

Zur Erzielung hoher Dämpfungswerte ist es vorteilhaft, an Stelle einer einzelnen erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnung mehrere solcher ι Anordnungen vorzusehen, da die durch einen \ Streifen aus verlustbringendem Material hervor-S 30 gerufene Dämpfung in Abhängigkeit von der Schichtdicke ein Maximum durchläuft. Beispielsweise kann dies bei einer Anordnung, wie sie in den Abb. 1 und 2 dargestellt ist, in der Weise geschehen, daß auf jedem der drei Keramikstäbe (11, n_a, 11_&) ein erfindungsgemäß ausgebildeter Streifen aus verlustbringendem Material aufgebracht wird.To achieve high attenuation values, it is advantageous to provide a plurality of such ι assemblies instead of a single damping arrangement according to the invention, since the passes through a \ strip of material projecting verlustbringendem S-30 induced attenuation as a function of the layer thickness of a maximum. For example, in an arrangement as shown in FIGS. 1 and 2, this can be done in such a way that a strip of lossy material designed according to the invention is applied _{to each of the three ceramic rods (11, n a} , 11 _&).

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Arrangement for damping very short electromagnetic waves, for example Centimeter waves propagating in a helical line consisting of one or more Rod-shaped, running in the direction of the helical line, with a loss-making Layered carrier (s) made of dielectric material, in particular for a wave tube, characterized in that the loss-making layer is a strip of constant value running in the direction of the helical line Is the layer thickness that runs in its central area in the immediate vicinity of the helical cable, and towards the ends over a range of several wavelengths from the immediate vicinity the helical cable is led out continuously.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the carrier is arranged in such a way or is designed so that it simultaneously serves to hold the helical cable.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier cross section is circular.

4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the cross section of the The carrier is chosen so that the speed of propagation of the waves as a function of the operating frequency is at least almost constant.

1 sheet of drawings