DE958212C

DE958212C - Arrangement for coupling a load circuit to a high-frequency generator

Info

Publication number: DE958212C
Application number: DENDAT958212D
Authority: DE
Inventors: Darmstadt Dr Karl Fritz
Original assignee: Deutsche Elektronik GmbH
Current assignee: Deutsche Elektronik GmbH
Publication date: 1957-01-24

Description

AUSGEGEBEN AM 14. FEBRUAR 1957ISSUED FEBRUARY 14, 1957

B 23001 Villa/21 a*B 23001 Villa / 21 a *

Dr. Karl Fritz, DarmstadtDr. Karl Fritz, Darmstadt

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Die Erfindung bezieht sich auf Hochfrequenzenergieleitungen und betrifft eine Anordnung zur Ankopplung eines Lastkreises an einen Hochfrequenzgenerator. Bei sehr kurzen Wellen macht die Durchführung der Hochfrequenzenergieleitung durch das Glas oder die Anglasung des Kolbens der Generatorröhre Schwierigkeiten, da das Glas Verluste und eine Stoßstelle im Wellenwiderstand verursacht und durch die Verlustwärme beansprucht wird. Die galvanische Verbindung der Energieleitung zwischen Gnerator und Lastkreis mit der Elektrodenzuführung bringt außerdem Schwierigkeiten wegen der Belastung der Durchführung durch mechanische Kräfte und an der Kontaktstelle, bei der man wegen des Erfordernisses der leichten Lösbarkeit auf Klemmverbindungen angewiesen ist. Bei einer bekannten Anordnung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß im Zuge einer Lecherleitung, die einerseits von der Energieleitung des Generators bzw. seiner Endröhre und andererseits von der Energieleitung zum Lastkreis gebildet wird, ein 'resonanzfähiges Zwischenglied angeordnet ist, das mit der Generatorseite kapazitiv gekoppelt und so bemessen ist, daß der Lastkreis stoßstellenfrei an den Generatorwiderstand angeschlossen ist.The invention relates to radio frequency power lines and relates to an arrangement for Coupling of a load circuit to a high frequency generator. Makes for very short waves the implementation of the high-frequency energy conduction through the glass or the glazing of the bulb the generator tube difficulties, as the glass losses and an impact point in the wave resistance and is stressed by the heat loss. The galvanic connection of the Energy conduction between the generator and load circuit with the electrode feed also brings Difficulties due to the loading of the implementation by mechanical forces and at the Contact point where you have to use clamp connections because of the requirement of easy releasability is instructed. In a known arrangement, these disadvantages are avoided by that in the course of a Lecher line, on the one hand from the power line of the generator or its end tube and on the other hand is formed by the power line to the load circuit, a 'resonant Intermediate member is arranged, which is capacitively coupled to the generator side and is dimensioned so that the load circuit is connected to the generator resistor without any joints.

Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung dieser Kopplungsanordnung, die dadurch gekennzeichnetThe invention relates to a further development of this coupling arrangement, which is characterized

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ist, daß auch die zum. Lastkreis führende Energieleitung kapazitiv oder induktiv an das Zwischenglied angekoppelt ist. Damit weist die Kopplungsanordnung zwei Freiheitsgrade auf, so daß man es nun in der Hand hat, sowohl die Wellenwiderstände stoßfrei aneinander anzupassen ak auch den Kopplungsgrad so zu wählen, daß die Rückwirkung einer Blindlaständerung auf den Generator auf ein Minimum verringert wird.is that the for. Power line carrying the load circuit capacitively or inductively to the link is coupled. The coupling arrangement thus has two degrees of freedom, so that one it is now up to you to adapt both the wave resistances to each other smoothly Coupling degree to be chosen so that the reaction of a reactive load change on the generator is reduced to a minimum.

ίο Eine vorteilhafte Vereinfachung ergibt sich dadurch, daß gemäß weiterer Erfindung das resonanzfähige Gebilde in das Vakuumgefäß der Röhre einbezogen wird und ganz oder teilweise an Stelle des in der Röhre angeordneten Teiles der Lecherleitung tritt.ίο An advantageous simplification results from that according to a further invention, the resonant structure is included in the vacuum vessel of the tube is and wholly or partially in place of the part of the Lecher line arranged in the tube occurs.

Die an sich bekannte kapazitive Ankopplung an die innerhalb der Generatorröhre gebildete Lecherleitung ist besonders zweckmäßig, da diese dann innerhalb des Vakuumgefäßes der Röhre verbleiao ben, z. B. in einem gasdichten Dom aus dielektrischem Material, z. B. Glas oder Keramik, enden kann, so daß die eingangs erwähnten Nachteile nicht auftreten. Die Weiterbildung zu den Anordnungen gemäß der Erfindung hat den Vorzug, daß as diese mit sehr einfachen mechanischen Elementen ausführbar sind, Verluste durch Glas- oder andere Durchführungen an der Röhre und verbindende Teile mit zwangläufig engen Toleranzen vermeiden und eine hinreichend lose Ankopplung des Ge₁ *.-rators an die Energieleitung des Lastkreises ermöglichen, ein Umstand, der für viele Anwendungsfälle von ausschlaggebender Wichtigkeit sein kann. Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung am Beispiel der Ankopplung einer Magnetronröhre an ein koaxiales Kabel gegeben. Die Beschreibung wird durch eine Zeichnung unterstützt. Diese zeigt, zum Teil fm Schnitt, inThe per se known capacitive coupling to the Lecher line formed within the generator tube is particularly useful because it then ben within the vacuum vessel of the tube remains, for. B. in a gas-tight dome made of dielectric material, e.g. B. glass or ceramic, so that the disadvantages mentioned above do not occur. The further development of the arrangements according to the invention has the advantage that these can be implemented with very simple mechanical elements, avoid losses through glass or other feedthroughs on the tube and connecting parts with inevitably tight tolerances and a sufficiently loose coupling of the Ge ₁ * .-rators enable the power line of the load circuit, a fact that can be of crucial importance for many applications. In the following, exemplary embodiments of the invention are given using the example of the coupling of a magnetron tube to a coaxial cable. The description is supported by a drawing. This shows, partly fm section, in

Fig. ι die bekannte kapazitive Ankopplung einer Magnetronröhre an ein koaxiales Kabel, während in Fig. 2 die Kopplung über einen.einseitig kurzgeschlossenen Topfkreis, in Fig. Ι the known capacitive coupling of a magnetron tube to a coaxial cable, while in Fig. 2 shows the coupling via a cup circle short-circuited on one side, in

Fig. 3 die Kopplung über einen offenen, beschwerten Topfkreis, in3 shows the coupling via an open, weighted cup circle, in

Fig. 4 eine besonders einfache Kupplungsanordnung, bei der der Resonanzkreis in das Glasgefäß der Röhre einbezogen ist, dargestellt ist.4 shows a particularly simple coupling arrangement in which the resonance circuit in the glass vessel the tube is included, is shown.

In der Zeichnung ist mit ι der Körper einer Magnetronröhre bezeichnet, aus der die Hochfrequenzenergie über eine koaxiale Lecherleitung 3, 4 herausgeführt wird. Mit 5 ist ein Hochfrequenzkabel mit dem äußeren Mantel 6 und dem Innenleiter 7 bezeichnet. Bei der bekannten Anordnung gemäß Fig. 1 setzt sich der Innenleiter 7 in Richtung auf die Auskoppelleitung 3, 4 in einem Hohlzylinder 8 fort, in den der Leiter 3 zur kapazitiven Kopplung hineinragt.In the drawing, ι denotes the body of a magnetron tube, from which the high-frequency energy is led out via a coaxial Lecher line 3, 4. With 5 is a high frequency cable denoted by the outer jacket 6 and the inner conductor 7. With the known arrangement According to FIG. 1, the inner conductor 7 continues in the direction on the decoupling line 3, 4 in a hollow cylinder 8, in which the conductor 3 to the capacitive Coupling protrudes.

Der Außenmantel der koaxialen Lecherleitung ist ohne Unterbrechung vom Stutzen an der Röhre 1 über den Rohrleiter 4 und den Außenmantel 6 des Kabels 5 durchgeführt. Der Hohlzylinder 8 ist in bekannter Weise so bemessen, daß sein Wellenwiderstand das geometrische Mittel zwischen dem Wert des Wellenwiderstandes der Lecherleitung 3,4 von der Röhre und dem des koaxialen Kabels 6, 7 ist. Die in den Zylinder hineinragende Länge des Leiters 3 muß ein Viertel einer Wellenlänge betragen. Der Glasstutzen 9 ist über den Leiter 3 gezogen und sein Durchmesser so gewählt, daß er ohne Beschädigung in den Hohlzylinder 8 eingeschoben werden kann. Damit entfällt die Glasdurchführung, und eine mechanischeBeanspruchung des Kolbens der Röhre beim Einbau in ein Gerät und Kontaktschwierigkeiten wie bei der galvanischen Verbindung können nicht auftreten.The outer jacket of the coaxial Lecher line is without interruption from the connection piece on tube 1 carried out via the pipe conductor 4 and the outer sheath 6 of the cable 5. The hollow cylinder 8 is in As is known, so dimensioned that its wave resistance is the geometric mean between the Value of the wave resistance of the Lecher line 3, 4 from the tube and that of the coaxial cable 6, 7 is. The length of the conductor 3 protruding into the cylinder must be a quarter of a wavelength. The glass socket 9 is drawn over the conductor 3 and its diameter is selected so that it can be pushed into the hollow cylinder 8 without damage. This eliminates the glass feed-through, and mechanical stress on the piston of the tube when it is installed in a device and contact difficulties as with the galvanic connection cannot occur.

Bei den Kopplungsanordnungen nach den folgenden Figuren ist erfindungsgemäß das Zwischenglied 8 zu einem Resonanzzwischenkreis ausgestaltet. Infolge der Resonanzüberhöhung durch den abgestimmten Kreis wird es möglich, die Magnetronröhre lose anzukoppeln, so daß die Rückwirkung einer Blindlaständerung auf den Generator sehr verringert wird. Es genügt, wie Fig. 2 und 3 zeigen, den Innenleiter 3 der Auskoppelleitung bis dicht an das der Röhre zugewandte Ende des Topfkreises heranzuführen. Die äußere Länge der Lecherleitung 3,4 vom Generator kann sehr kurz gehalten werden, was bautechnisch sehr vorteilhaft ist.In the coupling arrangements according to the following figures, the intermediate member is according to the invention 8 configured to form a resonance intermediate circuit. As a result of the increase in resonance The tuned circle makes it possible to loosely couple the magnetron tube, so that the reaction a reactive load change on the generator is greatly reduced. It is sufficient, as in FIG. 2 3 and 3 show the inner conductor 3 of the decoupling line right up to the end facing the tube of the pot circle. The outer length of the Lecher line 3.4 from the generator can be very be kept short, which is structurally very advantageous.

In Fig. 2 ist ein einseitig kurzgeschlossener A/4-Resonanzzwischenkreis dargestellt, der aus dem go Außenleiter 4 der koaxialen Lecherleitung und dem Leiter 11 gebildet wird. Da der Innenleiter 3 aus den geschilderten Gründen in das Vakuumgefäß der Röhre einbezogen und von dem Glasstutzen 9 in einigem Abstand umgeben ist, ist es zweckmäßig, den Innenleiter 11 des Topfkreises als hohlen Zylinder auszubilden. Das Energiekabel 5 ist mit seinem Mantel 6 über einen Flansch 12 mit dem Außenleiter 4 der Lecherleitung verbunden und mit seinem Innenleiter 7 mittels des Bügels 13 durch eine öffnung im Rohr 11 an den Zwischenkreis 10 angekoppelt. An Stelle dieser induktiven Ankopplung ist auch jede andere Art der Ankopplung an den Topfkreis 10 möglich.In Fig. 2, a one-sided short-circuited A / 4 resonance intermediate circuit is shown, which consists of the go Outer conductor 4 of the coaxial Lecher line and the conductor 11 is formed. Since the inner conductor 3 from included in the vacuum vessel of the tube for the reasons described and from the glass socket 9 in Is surrounded some distance, it is useful to the inner conductor 11 of the pot circle as a hollow Train cylinder. The power cable 5 is with its jacket 6 via a flange 12 with the Outer conductor 4 connected to the Lecher line and with its inner conductor 7 by means of the bracket 13 through an opening in the pipe 11 to the intermediate circuit 10 coupled. Instead of this inductive coupling, any other type of coupling is also available pot circle 10 is possible.

In Fig. 3 ist ein offener Resonanzzwischenkreis dargestellt, der von dem Mantel 4 und dem eine halbe Wellenlänge langen Leiter 14 gebildet wird. Der Innenleiter 3 der koaxialen Lecherleitung von der Röhre ist in der gleichen Weise angekoppelt, wie in Fig. 2 beschrieben wurde, und der Leiter 14 ist daher wieder als Hohlzylinder ausgeführt. Er wird im Spannungsknoten mittels der Keramikscheibe 15 an dem Rohrmantel 4 gehaltert. Seine mechanische Länge kann durch Endbeschwerungen 16 in bekannter Weise verkürzt werden. An Stelle dieser Beschwerungen kann auch eine Abstimmöglichkeit vorgesehen sein. Das Kabel 5 setzt sich mittels des Zwischengliedes 17 stoßfrei in das Rohr 4 fort; das Zwischenglied dient zugleich zur kapazitiven Ankopplung an den Resonanzzwischenkreis 4, 14.In Fig. 3, an open resonance intermediate circuit is shown, which of the jacket 4 and the one half wavelength long conductor 14 is formed. The inner conductor 3 of the coaxial Lecher line from the tube is coupled in the same way as was described in FIG. 2, and the conductor 14 is therefore again designed as a hollow cylinder. It is in the tension node by means of the ceramic disc 15 held on the pipe jacket 4. Its mechanical length can be determined by end weights 16 can be shortened in a known manner. Instead of these complaints, a voting option can also be used be provided. The cable 5 sits smoothly in the by means of the intermediate member 17 Tube 4 away; the intermediate element also serves for the capacitive coupling to the resonance intermediate circuit 4, 14.

In Fig! 4 schließlich ist der Resonanzzwischenkreis in das Vakuumgefäß der im Schnitt gezeichneten Magnetronröhre 1 einbezogen an Stelle der üblicherweise verwendeten Auskoppelleitung 3, 4. Der Innenleiter 3/14 des Kreises ist wieder mittelsIn Fig! 4, finally, the resonance intermediate circuit in the vacuum vessel is shown in section Magnetron tube 1 included in place of the commonly used decoupling line 3, 4. The inner conductor 3/14 of the circle is again means

einer Scheibe 15 in dem Kolben 1 gehaltert, das Kabel 5 wie in Fig. 3 über ein Λ/4-Transformationsglied 17 kapazitiv angekoppelt. Aus den im Zusammengang mit Fig. 2 besprochenen Gründen ist dabei der Kern 17 des Zwischenkreises als Hohlzylinder ausgeführt.a disc 15 is supported in the piston 1, the Cable 5 as in Fig. 3 via a Λ / 4 transformation element 17 coupled capacitively. For the reasons discussed in conjunction with FIG the core 17 of the intermediate circuit is designed as a hollow cylinder.

Die beschriebenen Anordnungen können nach den erfindungsgemäßen Regeln für andere Anwendungsfälle abgewandelt werden. Es können andere Schwingungserzeuger oder statt der koaxialen Lecherleitung eine Doppellecherleitung verwendet werden. Dabei könrterr die Leiter auch durch die Anglasungo hindurchgeführt werden unter Verzicht auf den Vorteil, daß bei der an Hand der Figuren beschriebenen Einbeziehung in das Vakuumgefäß die Glas Verluste und Stoß stelle nicht auftreten.The arrangements described can be used for other applications according to the rules according to the invention be modified. There can be other vibration generators or instead of the coaxial Lecher line a double line can be used. The ladder can also go through the Anglasungo are passed through waiving the advantage that when using the Inclusion in the vacuum vessel described in the figures does not represent the glass losses and impact appear.

Claims

Patent claims:

i. Arrangement for joint-free coupling a load circuit to a generator for high frequency, preferably in the cm wave area, via a Lecher line, in which in the course of the Lecher line, on the one hand from the Power line of the generator or its end tube and on the other hand from the power line is formed to the load circuit, a resonant intermediate member is arranged, which is capacitively coupled to the generator side, characterized in that the for Power line carrying the load circuit coupled capacitively or inductively to the link is.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the resonant intermediate member wholly or partially in place of the part of the Lecher line arranged in the tube occurs.

3. Arrangement according to claim 1 for coupling the load circuit via a coaxial cable, characterized by a Λ / 4-pot circle short-circuited on one side, on whose Inner conductor (11) capacitively couples the inner conductor (3) of the generator dummy line, while the coaxial cable is inductively coupled with a loop (13).

4. Arrangement according to claim 1 for coupling the load circuit via a coaxial cable, characterized by an open λ / 2-Ύορί- circle (4, 14), the inner conductor (14) in the voltage node by means of a ceramic disc (15) in the outer conductor (4) is held.

5. Arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the pot circle weighs down or is tunable in a suitable manner.

6. Arrangement according to claim 2, characterized in that that the inner conductor of the resonance circuit is included in the vacuum vessel of the generator tube, that the capacitive coupling takes place on the resonant circuit of the tube and the inner conductor has a mechanical length of approximately half a wavelength.

Considered publications:
"Principles of Radar", Second Edition, 1946,

McGraw-Hill Book Company, pp. 8 to 111 (a

French patent specification No. 874 433.

1 sheet of drawings