DEC0006140MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 18. Juli 1952 Bekanntgemacht am 19. April 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Es ist schon vorgeschlagen worden, in Wanderfeldröhren Verzögerungsleitungen zu benutzen, die in Form von symmetrischen Kammleitungen (Doppelkammleitungen) ausgeführt sind. Deren Struktur ist. in der Zeichnung in den Fig. ι und 2 dargestellt. Diese Figuren stellen in Aufsicht und im Längsschnitt eine Leitung dar, die von zwei Trägern ι und 2 gehalten ist, an denen fingerförmige Zinken (metallische Stäbe oder Platten) 3 bzw. 4 befestigt sind. In einer Wanderfeldröhre kann diese Leitung parallel zu einer Platte 5 angebracht werden, wobei ein Elektronenstrahl in den Raum 6 eingeschossen wird. '■.·,■

Es ist bereits die Wellenfortpflanzung in einer mäanderförmigen Leitung, die durch Zinken , dieser Art gebildet ist, untersucht worden. In einem früheren Vorschlag ist bereits angegeben worden; daß für eine vorgegebene Fortschrittsrichtung, der Energie eine unendliche Vielzahl von Wellen besteht, die sich mit solchen Geschwindigkeiten fortpflanzen,- daß die Phase z. B. zwischen den Punkten 7 und 8 (mit aufeinanderfolgenden Kanälen der Mäanderleitung) durch den folgenden Ausdruck gegeben ist: :

2ns

-π

(ι)

Dabei ist s angenähert die Länge der Zinken, λ Wellenlänge im Vakuum und m eine beliebige Grenzzahl, die positiv, negativ oder ο sein kann. ■^p .

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Weiterhin wurde angegeben, daß es für die Wechselwirkung mit der Elektronenströmung vorteilhaft sei, unter allen diesen Wellen die schnellste zu benutzen; 9Ά 'idas^::ist"die*^!:Welle/"die 'einem'Winkel gemäß obiger ■f» Gleichung^ entspricht, der den kleinsten Absolutwert '-"■ hat. Es folgt¹ aus Gleichung (i),^:daß für eine Zinkenlänge von — der kleinste Wert von φ von der Größenordnung — — für m == ο ist und der nächst-

^b 2 ■

höhere Wert von der Größenordnung

w = i ist. Das positive Vorzeichen zeigt dabei an, daß die Welle sich im selben Sinne wie die Energie fortpflanzt, und das negative -Zeichen -bedeutet?; daß, die Welle und die Energie sich, in entgegengesetzler Richtung fortpflanzen., Ntin kann rßän in Verstärkern nur' eine Wellenkomponente mit positiven Vorzeichen benutzen. Man sieht daher, daß die symmetrische Kammleitung an sich ungünstig für. die Anwendung bei Verstärkern ist, denn die erste verwendbare Wellenkomponente entspricht einem Phasenwinkel

+ -^- und ist eine Komponente schwacher' Inten-'

sität, da der größte Teil der Energie von einer Welle

geführt wird, die einer Phase entspricht, also

einer Welle, die sich in unerwünschter Richtung.ausbreitet. Aus "diesem ~ Gründe hat man bereits vor-' · geschlagen, in die Wellenleitung eine Asymmetrie einzuführen, die die Welle in positiver Ausbreitung

----^gegenüber -der -Grundwelle in negativer Richtung bevorzugt. ,

Gemäß der Erfindung erhält; das so gestellte Pro-blem eine andere' Lösung, die es vermeidet, eine Un- - symmetrie in die Leitung einzuführen.

Die Erfindung besteht meiner, solchen Konstruktion der Leitung, daß die Welle außerhalb des den Strähl beeinflussenden Bereichs, d. h. unterhalb der Mäanderleitung, Teile der Leitung durchfließt, die eine positive oder negative .Phase zusätzlich, in den Verlauf, der Welle einführt, d:h:,'die'Leitung enthält für die Höchstfrequenzen zusätzliche Elemente; die Blindleitwerte darstellen.

. Es ist bereits eine Anordnung bekannt, bei der ein Elektronenbündel durch Öffnungen in einer Anzahl quer zur Bewegungsrichtung des Elektronenbündels stehender Streifen hindurchgeführt wird, die annähernd gleiche Abstände voneinander haben und abwechselnd mit ?wel· Leitern verbunden sind und bei denen äußerhalb der Röhre verstellbare Glieder, z. B. Kurzschlußbrücken, angeordnet sind. Bei dieser bekannten Anordnung handelt es sich aber um eine Vorrichtung zur Erzeugung von sehr kürzen Wellen, wobei innerhalb der Anordnung stehende Wellen gebildet werden. Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf eine Wanderfeldröhre, bei der also im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung eine Welle längs eines Leiters fortgeführt wird. Bei der Wanderfeldröhre

f5o nach der Erfindung stellen die außerhalb des Bereiches der Wechselwirkung mit.dem Elektronenstrahl vorgesehenen Reaktanzen Elemente dar, die als Phasen-! Verschiebungsglieder, wirksam, sind;: ,-' .-■ :

Die Wnjfcung; -dieser'■ 1

nachdem, όΐ> sie eine Selbstinduktion ocler eine Kapazität darstellen, aber in beiden .Fällen, ist der erzielte Effekt der gleiche. Wenn nämlich das betreffende Element sich wie eine SelbstinduktiiJn verhält, so führt es jeweils eine zusätzlich«!,Phasenverschiebung zwischen -f- — und + -^- ein, so daß eine Phasen-

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verschiebung der Welle mit φ = —, die der langsamen negativen Wellenform entspricht, auf den Bereich innerhalb der Grenzen 0 und π stattfindet. Wenn andererseits dieses Element. eine Kapazität

darstellt, die eine Phasenverschiebung zwischen

/und,· ^τΐ T^iTT emfuhtt, so wirdJdie Welle mit φ = + ——

2 ^Ύ 2

der schnellen, positiven Wellenform gleichfalls in den Phasenbereich zwischen den Grenzen 0 und π gebracht. Jn;beiden Fällen erhält man also eine positive Wellenform, "deren Phasenverschiebung zwischen ο und π liegt, d. h. eine Phasenverschiebung, die dem kleinstjrnogliehen Wert, wie erwünscht, entspricht.

Im folgenden sollen zur näheren Erläuterung der Erfindung einige Ausführungsbeispiele für die Realisierung -von Verzögerungsleitungen; gemäß · der^: Erfindung beschrieben werden.
... In erster. Linie; können.. die; Blindleitwerte in die Mäander leitung durch Vergrößern des Äbstandes der Träger r und^{: ;}2^S; (der Kammrücken) der Fig. 1 eingeführt werden, derart, daß der Abstand zwischen den äußeren Punkten der Zähne und dem Träger des gegenüberliegenden Kammes vergrößert wird. Eine dementsprechend . ausgebildete-Leitung zeigt Fig. 3,

in der man als Länge der Zähne ~- λ und als Abstand zwischen dem äußeren Punkt der Zähne und dem ιοσ Träger des gegenüberliegenden Kammes — gewählt hat. Der Raum 13, gemessen in der Richtung der

Breite der. Leitung,' ist dann^Λkleiner als — und ver-

hält'sich jeweils wie eine Selbstinduktion, die in Serie in die Mäander leitung eingeschaltet ist. Es wäre auch

möglich, die Breite dieses Raumes 13 größer als —

auszubilden, um damit das Äquivalent einer Kapazität nc* herzustellen. Diese Variante ist jedoch weniger vorteilhaft, denn aus konstruktiven Gründen ist man daran interessiert, die Breite der Leitung so gering wie nur möglich zu halten. :

Die Fig. 4 und 5 zeigen schematisch, eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Die Finger 3 und 4 sind an ihren Halterungen 1 und 2 mit Hilfe Von Zwischenstücken 9 bzw. 10 befestigt, wobei die Breite dieser Zwischenstücke g und 10 größer als die der Zinken ist: Auf diese Weise besitzt das Profil jedes Kammes eine Reihe von Einschnitten 11 bzw. 12, deren Breite S ein wenig größer ist als das Doppelte der Entfernung d der ""Kämme. Unter diesen Bedingungen realisiert man das "Äquivalent einer relativ starken, Selbstinduktion mit einer nur geringen Tiefe der Einschnitte ii bzw' 12. ; .' .:.:..:

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Um besser den Breitenbereich der Leitung, der auf den Elektronenstrahl einwirkt, von dem Bereich, in dem sich die zusätzliche Phasenverschiebung vollzieht, zu trennen, und um die Breite der Leitung zu reduzieren, kann es nützlich sein, die äußeren Teile der Zinken der Kammleitung derart abzukrümmen, daß diese in die Räume der Phasenverschiebungsglieder eindringen. Eine Verzögerungsleitung dieser Form ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Die Zinken 15 und 16, beispielsweise in Form von rechteckigen Stäben, wie in Fig. 6 im Querschnitt dargestellt, sind eingebettet in die massiveren Halterungen 17 und 18, die auf einer gemeinsamen Platte 14 befestigt sind. Die Teile 19 und 20 dieser Zinken sind umgebogen und tauchen wechselweise in die Vertiefungen 21 und 22 der Träger 17 bzw. 18 ein. Hierdurch wird wie in den Räumen 13 und 11 in den Fig. 3 und 4 jeweils eine Verschiebung der Phase bewirkt.

Wie in den Fig. 2 und 5 stellt in der Fig. 6 die Elektrode 5 eine parallele Elektrode dar. Zwischen dieser Elektrode 5 und der eigentlichen Verzögerungsleitung entsteht dann ein Raum 6, in den der Elektronenstrahl eingeschossen wird, auf den also die Bereiche der Phasenverschiebung 21 und 22 nicht einwirken.

Die Fig. 8 stellt einen Längsschnitt, die Fig. 9 einen Querschnitt durch eine Wanderwellenverstärkerröhre mit einer erfmdungsgemäß ausgebildeten Leitung entsprechend Fig. 6 und 7 dar. Sämtliche wirksamen Elemente befinden sich innerhalb eines metallischen, vakuumdichtert Kolbens 31, dessen rechte Seite einen Auffänger 32 bildet. Die koaxiale Eingangsleitung 27 ist z. B. mit der Mitte des Zinkens verbunden und die koaxiale Ausgangsleitung 28 auf die gleiche Weise an die Leitung angekoppelt. Der Elektronenstrahl 29, der von der Kathode 30 ausgeht, wird in den Raum zwischen der Elektrode 5 und der Leitung 14 eingeschossen. Die Elektrode 5 befindet sich beispielsweise auf einem negativen Potential, das durch die Spannungsquelle 25 erzeugt wird, und die Leitung 14 befindet sich auf dem Potential Null, entsprechend dem Metallkolben der Röhre. Auf diese Weise entsteht in dem Raum, den der Strahl durchläuft, ein elektrostatisches Feld, dessen Kraftlinien parallel zur Zeichenebene und senkrecht zur Bahn des Strahls 29 verlaufen. Ein Magnet, dessen Polschuhe 33 und 34 in Fig. 9 dargestellt sind, erzeugt ein Magnetfeld mit Kraftlinien, die senkrecht zwischen dem Strahl und dem obengenannten elektrostatischen Feld verlaufen.

Es sei noch bemerkt, daß einige der Zinken 15 aus Widerstandsmaterial hergestellt sein können, um dadurch eine Dämpfung in die Verzögerungsleitung einzuführen.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Wanderfeldröhre mit in Form einer symmetrischen Kammleitung ausgebildeter Verzögerungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß in der zwischen den Kammzinken verlaufenden Mäanderleitung außerhalb des Bereichs der Wechselwirkung mit dem Elektronenstrahl Reaktanzen vorgesehen sind, die als Phasenverschiebungsglieder wirksam sind.

2. Wanderfeldröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Zinken und die Entfernung der ineinandergreifenden Kämme der Leitung derart bemessen sind, daß sich eine Welle ausbildet, deren Phasengeschwindigkeit etwa gleich der Geschwindigkeit des Elektronenstrahls ist.

3. Wanderfeldröhre nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Vertiefungen in den Stützträgern der Zinken an den Ansatzstellen derselben.

4. Wanderfeldröhre nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch gekrümmte Zinken der Kammleitung.

5. Wanderfeldröhre nach Anspruch 4, dadurch . gekennzeichnet, daß die Zinken zweimal im rechten Winkel derart umgebogen sind, daß die Enden der Zinken in Vertiefungen des gegenüberliegenden Kammes in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Leitung eingreifen.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 841 766.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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