DE945040C - Einrichtung zur Abstimmung eines Hohlraumresonators - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Abstimmung eines Hohlraumresonators Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abstimmung eines Hohlraumresonators, insbesondere eines im Vakuum befindlichen oder einen Vakuumraum begrenzenden. Hohlraumresonators, boi dem sich an dem Hohlraumresonutor ein oder mehrere bewegliche Wandungstteile befinden. Als Schwingungskreise für ultrakurze Wellen haben sich besonders Hohlraumresonatoren bewährt, da sie mit dem. Vorteil einer geringen Dämpfung den der Vermeidung von Strahlungsverlusten verbinden. Solche Resonatoren bilden. häufig Bestandteile von Elektronenräh.ren und. sind entweder als Ganzes im Vakuum angeordnet oder hdlden selbst die Begrenzung eines Vakuumraumes. Zur Abstimmung eines Hohlraumresonators ist es im allgemeinen notwendig, irgendwelche Z`eji.le seiner Begrenzung gegenüber den übrigen Begrenzungswänden zu verschieben und dadurch die Eigenfrequenz dies Resonators zu ändern. Dies ist häufig mit Schwierigkeiten verbunden, insbesondere dann., wenn der Hoh.lraumresonator im Vakuum angeo,rdn.e:t oder eva.-kuiert ist.
• Es ist bereits b ikannt, Wandungsteile von, Hohlraumresonatoren elastisch auszubilden und mittels mechanischer Verstelleinrichtungen, z. B. Mikrometerschrauben, zum Zwecke der Veränderung der Resonanzfrequenz diese Hohlraumresonatoren zu verändern. Solche Anordnungen weisen den großen Nachteil auf, daß es verhältnismäßig schwierig ist, die mechanischen Versteileinrichtungen vakuumdicht durch eine Gefäßwand hindurchzuführen. Ferner müssen zur Betätigung der Versteileinrichtungen oft komplizierte mechanische Vorrichtungen vorgesehen sein, insbesondere dann, wenn eine Ferneinstellung ermöglicht werden soll. -Ferner ist es schon bekannt, einen Wan.dungsteil eines Hohlraumresonrators beweglich auszubilden, so daß er durch Luftdruckwellen deformnerbar ist. Durch diese Druckwellen wird die Resonanzfrequenz des. Hohlraumresonä@tors geändert, so, daß er für Mo,dulatio@nszwecke benutzbar ist.
• Der vorliegenden; Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde, die bisher bekanntgewordenen @ers.telleinrichtungen zu vereinfachen und insbesondere eine Einsrichtung zur Abstimmung- eines Hohlraumresonators zu schaffen, mittels der auch in einfacher Weise eine Ferneinstellung möglich ist. Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, daß die beweglichen Wendungsteile durch ein, e, gleichzeitig als Kühlmedium für den Hohlraüinresonätor verwendete, s, Flüssigkeit oder strömendes Gas &@fö@rmierb@ar bzw. gegenüber den anderen. Begrenzungswänden des Resonators. verschiebbar sind. Dia Erfindung löst also d>ie gesteinte Aufgabe in einfacher Weise und schafft weitere Möglichkeiten zur automatischen Nachstimmung der Resonatoren und zur Stabilisierung der Schwingtalgen.
• Ein Beispiel für die technische Durchführung des- Erfindungsgedankens ist in der Fig. i gegeben. In dieser ist mit i eine evakuierte Röhrenhülse bezeichnet, innerhalb welcher sich das Elektroden.-svatem einer Laufzeitröhre befindet. Der Aufbiau des Systems ist der der bekannten Klys.tronrähre. Mit i ist die Kathode, mit :2 der Wehnelt-Zylinder bezeichnet. 3 und q. sind die beiden Steuerelektroden, an welche der Hohlraumresonato@r 5 angekoppelt ist, während zur Aaskopplung die beiden Elek trod@ea 6 und 7 dienen, die mit dem Hohlraumresonator 5a verbunden sind. Dia Elektrode 7 sitzt auf einem deforrnierbaren. Wandhulgs,teil8, hinter dem ein Hohlraum, 9 frei gelassen :ist. Dieser Hohlraum 9 steht mit dem rohrförmigen, im vorliegenden Fall gleichzeitig die Anodenzuführung bildenden Flüssigkeitskanal io in Verbindung. Der deformierbare Wendungsteil maß so ausgebildet sein, daß er siainer Deformation eine elastische Gegenkraft entgegensetzt. Dies kann durch passende Wahl seines, Materials oder auch durch Anbringung besonderer Federn. geschehen; Ja nachdem, welcher Druck in dl= Hohlraum 9 herrscht, -wird der Abstand zwischlen den beiden Elektroden 6 und 7 eine bestimmte Größe annehmen. Damit hat man es aber auch in der Hand, die Eigenfrequenz des. Hohlraumresonators 5a in wehten Greinzen zu: ändern und damit diesen Resonator auf dem, Resonator 5 abzustimmen. Wenn. -nicht nur eine Nachabstimmung, sondern auch eine Veränderung der Frequenz wünschenswert ist, kann man auch den zweiten Hohlraum entweder mechanisch edier in einer ähnlichen Weise, wie; beschrieben, abstimmbar machen. Die Flüssigkeit, welche. zur Verstellung der Elektrode 7 dient, wird auch als Kühlflüssigkeit: verwendet. Es kann auch die Anordnung gemäß Fig. 2 getroffen, wurden. Die Flüssigkeit, welche zur Deformation der Wand des Resonators und gleichzeitig zur Kühlung der Anode dient, strömt durch das Rohr i i zu, welches von einem Rückflußrohr r2 konzentrisch, umgeben ist. Man kann nun beispielsweise eine Gesamtanordnung treffen, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. In dieser ist wieder das Zuflußrohr mit i i, das Abflußrohr mit 12 bezeichnet. Das Zuflußrohr führt über ein Ventil (Nadelventil) 13 zu einer Pumpe 14. Das Abflußrohr 12 führt wieder zur Pumpe 14 zurück. Durch Verstellung des Nadelventils 13 kann die Durchflußmenge des flüssigen Kühlmittels und damit auch der Druck desselben geregelt werden, so daß auf diese Weise auch eine Abstimmung 'erzielt wird. Bei einer bestimmten Stellung des Nadelventils ist der Resonator 8 mit dem Resonator 5 in der Resonanz. Man kann nun die Anordnung in der Weise treffen,, daß eine automatische Nachabstimmung im Laufe des Betriebes erfolgt, für dein Fall, dfaß durch irgendwelche theirm.ischen Einflüsse eine Verstimmung der ganzen Anordnung zustande kommt. Dies geschieht in der Waise, daß man über die Auskoppelleitung 15 Energie aus denn Resonator entnimmt und in Abhängigkeit von dieser das Nadelventil 13 steuert. Die ausgekoppelte Energie kann beispielsweise auf einem Resonator 16 von hoher Konstanz seiner Maße und damit seiner Eigenfrequenz zugeführt werden, aus welcher an, irgendeiner Stelle wieder Hochfrequenzenergie ausgekoppelt wird. Diese Hochfrequenzenergia wird nun in. einem Verstärker 17 verstärkt und steuert nun das Nadelventil über einen Steuerantrieb, 17 derart, daß je nach der Stärke der Anregung des Resonators 16 das Nadelventil im Sinne eiiner besseren Abstimmung, d. h. Erhöhung der Energie, geöffnet bzw. geschlossen wird. Auf diese Weise wird der Resonator 8 laufend automatisch nachgestimmt und damit, eine optimale Energlieabnahme erzielt. Ein mechanischer Eingriff in das Vakuum ist bei dieser Anordnung nicht notwendig, gleichzeitig wird: dir große Vorteil erreicht, daß die Flüssigkeit, welche zur Abstimmung dient, auch für eine ausgiebige Kühlung gewisser Elektroden sorgen: kann. Aus diesem Grund ist in Fig: 3 auch ein Rückkühler i9 angedeutet. Ferner ist dort ein Druckwindkessel i8 dargestellt, der eine ruhigere Strömung der Flüssigkeit durch die Rohre hindurch bewirkt. Die Abdichtung dir die Flüssigkeit führenden Teile macht keine Schwierigkeiten. Jedenfalls ist sie bedeutend einfacher als die vakuumdichte Durchführung beweglicher Teile durch die Gefäßwand.
• Als Flüssigkeit kann man Wasser oder auch Öl verwenden, ja nachdoll, wie diel Anforderungen an die isolierende Eigenschaft der Flüssigkeit sind. Es ist natürlich auch möglich, ein Gas zu verwenden. In, diesem Fall ergibt sich eine ziemlich einfache Konstruktion. Der Hohlraum, der sich hinter dem dafozmierba@ren Wandungs.teil befindet, wird nämlich mit einer Leitung verbunden, die zu einem Ouecksilb:erverschluß führt. Senkt oder hebt man die Quecksilbersäule des Vakuumverschlusses, dann ändert sich auch der auf dem deformierbaren Wandungs:teil lastende Druck. Dieser ändert steinte Lage, so daß die gleiche Wirkung zustande kommt, wie sie an Hand der mit einer Flüssigkeit arbeitenden Einrichtung oben beschrieben wurde.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Abstimmung eines Hohlraumresonators, insbesondere eines im Vakuum befindlichen oder einen Vakuumraum begrenzenden Hohlraumresonators, bei dem sich an dem Hohlraumresonator ein oder mehrere bewegliche: Wandungsteile befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen. Wandlungsteile durch ein, (e) gleichzeitig als Kühlmedium für den Hohlraumresonator verwendete (s) Flüssigkeit oder strömendes Gas deformierhar bzw. gegenüber den anderen Begrenzungswänden des Resonators verschiebbar sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der deformierbare Wandungsteil durch einte Membran gebildet wird, die einen mit der Flüssigkeit oder dem Gas gefüllten Raum gegenüber dem Inneren des Resonators abschließt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Wandungste:il durch eine feste Platte gebildet wird, welche mit Hilfe eines elastischen Zwischenteiles. mit der übrigen Resonatorwan.d verbunden ist. q..
4. Einrichtung nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die zur Deformation dienende Flüssigkeit mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegen und dadurch Wärme, abführen.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i, 2, 3 o,d!er' q., dadurch gekennzeichnet, diaß der hinter dein beweglichen Wandungsteil befindliche Hohlra@u:m mit einem Zu- und Abfuß versehen ist und daß Flüssigkeit im Zuflußrohr von einer Pumpe zugeführt wird, während die ahströmendde Flüssigkeit über einen Rückkühler zur Pumpe zurückbefördert wird.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch i oder einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen. sind, die Geschwindigkeit der Flüssigkeit innerhalb biestimmter Grenzen zu ändern.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch i oder einem oder mehreren der folgenden. Ansprüche, da. durch gekennzeichnet, daß von der im Hohlriaumresonarto,r erzeugten Hohlraumfrequenzenergie ein Teil ausgekoppelt und einem weiteiren in seiner Frequenz möglichst konstanten Hohlraumresonator zugeführt wird und d,aß ferner die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit in Abhängigkeit von, der Intensität der Schwingung dieses Resonato:rs gesteuert wird. B. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf der vom Hohlraum abgewendeten Seite des deformierbaren Wan: dungsteiles ein Unterdruck herrscht, dessen Größe z. B. mit Hilfe eines O_uecksilberverschlusses (harometrischen Verschlusses) geändert werden. kann. Angezogene Druckschriften: F. Villig u.. J. Zenneck, »Fortschritte der Hochfrequenztechnik«, Bd. i, Leipzig 1944 S. 447; schweizerische Patentschrift Nr. :216o58; USA.-Patentschrift Nr. 2 217 28o.