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Publication number: DEI0007740MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 26. September 1953 Bekanntgemacht am 22, November 1956Registration date: September 26, 1953 Advertised on November 22, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung befaßt sich mit Anpassungsanordnungen für Wanderfeldröhren und insbesondere mit Anordnungen zur Anpassung von Hochfrequenzleitungen niederer Impedanz an die in Wanderfeldröhren gewöhnlich verwendete Wendel mit relativ hoher Impedanz. Es wurde bereits für Wanderfeldröhren eine Anpassungsanoxdnung vorgeschlagen, welche aus einem kurzen Teil einer Koaxialleitung hoher Impedanz besteht und deren innerer Leiter mit der Wendel gekoppelt ist. welche die gleiche hohe Impedanz hat. Das entgegengesetzte Ende dieses Koaxialteiles ist kurzgeschlosssen. Die Koaxialleitung niederer Impedanz ist mit dem Koaxialteil hoher Impedanz zwischen deren Enden an dem Punkt mit der geeigneten Anpassungsimpedanz gekoppelt. Durch diese Anordnung wird eine gute Anpassung erreicht. Die Einstellung ist jedoch sehr kritisch und stellt hohe Anforderungen an die Genauigkeit bei der Herstellung.The invention is concerned with adapter assemblies for traveling wave tubes and in particular with arrangements for matching high-frequency lines with low impedance to the Helix with relatively high impedance commonly used in traveling wave tubes. It's already been for Traveling wave tubes proposed an adaptation arrangement, which consists of a short part of a There is a high impedance coaxial line and its inner conductor is coupled to the helix. which has the same high impedance. The opposite end of this coaxial part is short-circuited. The low impedance coaxial line is connected to the high impedance coaxial part coupled between their ends at the point with the appropriate matching impedance. Through this arrangement provides a good match. However, the setting is very critical and places high demands on the accuracy of manufacture.

Es sind bereits Resonanzleitungsstücke bekannt, deren eines Ende kurzgeschlossen ist, während in der Nähe des anderen Endes ein hochohmiger Verbraucher angeschlossen ist und die verbindende Leitung vom Verbraucher senkrecht zur Resonanzleitung angeordnet ist. Ferner sind Leitungen, die aus einer leitenden Oberfläche und einem parallel dazu angeordneten Leiter bestehen, bekannt.There are already resonance line pieces known, one end of which is short-circuited, while in near the other end a high-resistance consumer is connected and the connecting one Line from the consumer is arranged perpendicular to the resonance line. Furthermore, lines that consist of a conductive surface and a conductor arranged parallel thereto, known.

609 708/247609 708/247

I7740VIHa/21a^l I7740VIHa / 21a ^l

Die Erfindung sieht eine Anpassungsanordnung von Koaxialleitungen zum Wendelende vor, die bei guter breitbandiger Anpassung in der Herstellung und Justierung nicht kritisch ist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zur Anpassung einer Wendelleitung hohen Wellenwiderstandes an eine Leitung niederen Wellenwiderstandes eine senkrecht zur Achse der Wendelleitung angeordnete Parallelleitung verwendet wird, deren erster Leiter aus einer leitenden Oberfläche und deren zweiter Leiter aus einem parallel dazu angeordneten, an einem Ende mit dem ersten Leiter verbundenen Leitungsstück besteht, und die Länge des einen Leiters dieser Leitung so gewählt ist, daß ein Resonanzleitungsstück bei der Arbeitsfrequenz entsteht, dessen eines Ende zu einem Spannungsknoten kurzgeschlossen ist, während ein anderer Teil des Leitungsstückes einen Spannungsbauch bildet und dort die Ankopplung an die Wendel erfolgt.The invention provides an adjustment arrangement of coaxial lines to the helix end, which is not critical in production and adjustment with good broadband adjustment.
According to the invention, this is achieved by using a parallel line arranged perpendicular to the axis of the helical line, the first conductor of which consists of a conductive surface and the second conductor of a parallel line at one end, to match a helical line with high wave resistance to a line with low wave resistance The line piece connected to the first conductor consists, and the length of one conductor of this line is chosen so that a resonance line piece is created at the operating frequency, one end of which is short-circuited to a voltage node, while another part of the line piece forms a voltage bulge and there the coupling to the helix takes place.

An Hand der Ausführungsbeispiele der Zeichnungen sei die Erfindung näher erläutert.The invention will be explained in more detail using the exemplary embodiments in the drawings.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 die Kathode, mit 2 die Fokussierungselektrode und mit 3 die Anode bezeichnet. Diese drei Elektroden sind als Einheit aufgebaut und werden von der Platte 4 getragen, welche an dem Lager 6 des Metallzylinders 5 anliegt. Am anderen Ende der Röhre ist eine weitere Platte 7 vorgesehen, welche in ähnlicher Weise an dem Lager 8 des Zylinders 5 anliegt. Die Platte 7 trägt normalerweise die Hochf requenzdurchführungen, insbesondere den Hochfrequenzausgang und in manchen Ausführungsbeispielen auch den Hochfrequenzeingäng. Zwischen den beiden Platten 4 und 7 ist die Wendel angeordnet, welche die Hochfrequenzenergie vom Eingang 10 über die Übertragungsstücke 12 und 13 zur xA-usgangsleitung 11 überträgt. Die Wendel 9 ist vorzugsweise mit Hilfe der dielektrischen Stäbe 14, 15 und 16 gehaltert, welche in einem Abstand um die Wendel angeordnet sind und sich parallel zur Wendelachse erstrecken. Diese Stäbe 14, 15 und 16 werden ihrerseits an ihren Enden in Öffnungen der Leiter 17 und 18 der Übertragungsteile gehaltert, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht. Zentrisch zu diesen Öffnungen ist eine Öffnung 19 angebracht, welche das Ende der Wendel enthält. In diesem Ausführungsbeispiel ist dieses Ende mit dem Leiter 17 verbunden. Die Öffnung 19 kann wesentlich kleiner,In Figs. 1 and 2, 1 is the cathode, with 2 denotes the focusing electrode and 3 denotes the anode. These three electrodes are as a unit constructed and carried by the plate 4, which rests against the bearing 6 of the metal cylinder 5. At the other end of the tube, another plate 7 is provided, which in a similar manner the bearing 8 of the cylinder 5 rests. The plate 7 normally carries the high-frequency feedthroughs, in particular the high-frequency output and in some exemplary embodiments also the high-frequency input. Between the two plates 4 and 7, the helix is arranged, which the High-frequency energy from input 10 via transmission pieces 12 and 13 to the xA output line 11 transmits. The helix 9 is preferably held with the aid of the dielectric rods 14, 15 and 16, which are arranged at a distance around the helix and parallel to the helix axis extend. These rods 14, 15 and 16 will be in turn held at their ends in openings in the conductors 17 and 18 of the transmission parts, as this is evident from FIG. An opening 19 is attached centrally to these openings, which contains the end of the helix. In this embodiment, this end is with the conductor 17 connected. The opening 19 can be much smaller,

.50 als in der Zeichnung gezeigt, sein und kann dem inneren Wendeldurchmesser entsprechen;. Die Stäbe können aus jeglichem geeignetem dielektrischem Material, beispielsweise Glas, Keramik oder Quarz,.50 as shown in the drawing and may correspond to the inner coil diameter ;. The bars can be made of any suitable dielectric material, for example glass, ceramic or quartz,

- bestehen. An Stelle der Stäbe kann auch eine Röhre aus einem der genannten Materialien Verwendung finden. In der Fig. 1 sind nur die Teile einer Wanderfeldröhre wiedergegeben, die zum Verständnis des Erfindungsgedankens notwendig sind. Das Magnetfeld, das parallel zur Achse gerichtet ist, kann entweder durch Permanentmagnete oder durch die Spule 20 erzeugt werden. Die Platten 4 und 7 sind vorzugsweise aus magnetischem Material, um den , Kraftlinienfluß des Magnetfeldes in Achsenrichtung zu begünstigen. . Die Platte 7 trägt die Sammelelektrode 21, die axial zum Wendel angeordnet ist. Die Platten 4 und 7 sind Teile der Übertragungsanordnung. Wie aus Fig. ι und 2 hervorgeht, besteht der vordere Übertragungsteil aus der Platte 4 und dem Leiter 17. Der Leiter 17 wird in geeignetem Abstand zu der Oberfläche der Platte 4 gehalten, wodurch die geeignete Leitungsimpedanz erreicht wird. Bei diesen Ausführungsbeispielen sind beide Enden des Leiters mit der Platte 4 kurzgeschlossen, wie dies bei 22 und 23 wiedergegeben ist. Die Länge des Leiters 17 ist ungefähr eine halbe Wellenlänge oder ein Vielfaches davon der Arbeitsfrequenz, wodurch ein .Resonanzteil erreicht wird, der an den kurz-. geschlossenen Enden einen Spannungsknoten und einen Spannungsbauch in der Gegend des Wendelendes hat. Die Eingangsleitung 10 ist eine Koaxialleitung, deren äußerer Leiter 24 in einer Öffnung der Platte 4 befestigt ist, und der innere Leiter 25 ist mit dem Leiter 17 verbunden, wie dies bei 26 angezeigt -wird. Die Hochfrequenzenergie wird durch die Eingangsleitung 10 dem Übertragungsteil zugeleitet, auf welchem sie sich in transversaler Schwingungsform fortpflanzt und dabei auf die Wendel 9 gekoppelt wird. Während der eine Leiter des Übertragungsteiles bei dem Ausführungsbeispiel durch die Platte 4 gebildet wird, ist es selbstverständlich, daß er auch durch einen getrennten Leiter gebildet werden kann. Die Koaxialleitung 10 hat eine relativ niedere Impedanz in der Größenordnung von 50 Ohm, während die Wendel 9 eine relativ hohe Impedanz, beispielsweise 300 Ohm oder mehr, hat. Die Koaxialleitung 10 wird an einem geeigneten Punkt 26 zwischen dem Spannungsknoten 22 und dem Spannungsbauch 19 eingekoppelt und ist dadurch gut angepaßt. In gleicher Weise ist durch die Einkopplung des Übertragungsteiles 12 auf die Wendel 5 im Spännungsbauch eine geeignete Anpassung ■ erreicht. Der Übertragungsteil 13 am Ausgang der Wendel ist bei diesem Ausführungsbeispiel dem Teil 12 gleich. Der Übertragungsteil ist an einem geeigneten Anpässungspunkt auf die Koaxialleitung 11 gekoppelt. Zur Kopplung zwischen den Koaxialleitungen und der Wendel ist ein Minimum an Raum in axialer Richtung nötig. An Stelle der Platte kann auch ein getrennter ebener Leiter vorgesehen werden.- exist. Instead of the rods, a tube made of one of the materials mentioned can also be used Find. In Fig. 1, only the parts of a traveling wave tube are shown, which for Understanding of the inventive concept are necessary. The magnetic field that is parallel to the axis directed, can be generated either by permanent magnets or by the coil 20. The plates 4 and 7 are preferably made of magnetic material Material to promote the flux of the lines of force of the magnetic field in the axial direction. . The plate 7 carries the collecting electrode 21, which is arranged axially to the helix. Plates 4 and 7 are part of the transmission arrangement. As can be seen from Fig. Ι and 2, there is the front transmission part from the plate 4 and the conductor 17. The conductor 17 is at a suitable distance from the Surface of the plate 4 held, whereby the appropriate line impedance is achieved. With these In embodiments, both ends of the conductor are short-circuited with the plate 4, like this at 22 and 23 is shown. The length of the conductor 17 is approximately half a wavelength or a multiple of the working frequency, whereby a .Resonanzteil is achieved, which is to the short. closed ends a tension node and a tension bulge in the area of the helix end has. The input line 10 is a coaxial line, the outer conductor 24 of which is in an opening is attached to the plate 4, and the inner conductor 25 is connected to the conductor 17, as at 26 is shown. The high frequency energy is transmitted through the input line 10 to the transmission part on which it propagates in a transversal form of oscillation and thereby is coupled to the helix 9. During the one conductor of the transmission part in the embodiment is formed by the plate 4, it goes without saying that it is also formed by a separate conductors can be formed. The coaxial line 10 has a relatively low impedance on the order of 50 ohms, while the coil 9 has a relatively high impedance, for example 300 ohms or more. The coaxial line 10 is at an appropriate point 26 coupled between the tension node 22 and the tension bulge 19 and is thereby well adapted. In the same way, by coupling the transmission part 12 to the Helix 5 in the chip belly a suitable adaptation ■ achieved. The transmission part 13 on The output of the helix is the same as part 12 in this exemplary embodiment. The transfer part is coupled to the coaxial line 11 at a suitable matching point. For coupling between The coaxial lines and the helix require a minimum of space in the axial direction. A separate flat conductor can also be provided in place of the plate.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 ist der streifenförmige Leiter I7_O des Übertragungsteiles beachtlich schmaler als der Streifen 17 der Fig. 1 und 2. Der Streifen ij_a kann beispielsweise einen kreisförmigen, rechteckigen, dreieckigen, elliptischen Querschnitt haben. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Streifen 17,, neben dem Elektronenstrahl angeordnet, welcher durch die Öffnung 27 fliegt. Die Wendel g_a ist mit dem Streifen 17_a gekoppelt, und geeignete Hakevorrichtungen, ähnlich der bereits beschriebenen, richten die Wendel zu der Öffnung 27 aus. Die Verbindung der Koaxialleitung io_a mit den Übertragungsleitern 4_a und I7_a ist den im Zusammen-In the embodiment of FIGS. 3 and 4, the strip-shaped conductor I7 _{O of} the transmission part is considerably narrower than the strip 17 of FIGS. 1 and 2. The strip ij _a can, for example, have a circular, rectangular, triangular, elliptical cross-section. In this exemplary embodiment, the strip 17 is arranged next to the electron beam which flies through the opening 27. The helix g _a is coupled to the strip 17 _a , and suitable hook devices, similar to those already described, align the helix with the opening 27. The connection of the coaxial line io _a with the transmission _{conductors 4 a} and I7 _a is the

708/247708/247

1774OVIIIa/'2Ia¹ 1774OVIIIa / '2Ia ¹

hang mit den in Fig. ι und 2 beschriebenen Verbindungen ähnlich. Die streifenförmigen Leiter 17„ und 17 der Fig. ι bis 4 sind an ihren beiden Enden mit dem zügehörigen Leiter verbunden. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann beispielsweise das obere Ende des Übertragungsstreifens oberhalb der Wendel 9 weggelassen werden, wodurch ein offener Übertragungsteil von ungefähr einer viertel Wellenlänge erreicht wird. Ein solcher Übertragungsteil wird in den Fig. 5 bis 8 wiedergegeben. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Übertragungsteil 28 aus dem ebenen Leiter 4^ und einem schmaleren, streifenförmigen Leiter 29. Der Streifen 29 kann rund, dreieckig, rechteckig, oval oder von anderem Querschnitt sein und hat eine Länge von ungefähr einer viertel Wellenlänge. Um das Ende 30 des Streifens 29 in seiner Lage in bezug auf die Platte \_b zu haltern, sind zusätzliche Streifen 31 und 32 in rechtem Winkel zum Streifen 29 angeordnet. Die Enden der Streifen 31 und 32 sind mit der Platte^ verbunden. Ihre Länge ist ungefähr eine viertel AYellenlänge. Das Ende 30 des Streifens 29 ist benachbart zu dem Ende der Wendel angeordnet, wodurch die Kopplung zwischen der Koaxialleitung ιOj, und der Wendel erreicht wird.hang with the connections described in Fig. ι and 2 similar. The strip-shaped conductors 17 ″ and 17 of FIGS. 1 to 4 are connected at their two ends to the associated conductor. In other exemplary embodiments, for example, the upper end of the transmission strip above the helix 9 can be omitted, as a result of which an open transmission part of approximately a quarter wavelength is achieved. Such a transmission part is shown in FIGS. In this embodiment, the transmission part 28 consists of the flat conductor 4 ^ and a narrower, strip-shaped conductor 29. The strip 29 can be round, triangular, rectangular, oval or of a different cross-section and has a length of approximately a quarter wavelength. In order to hold the end 30 of the strip 29 in place with respect to the plate \ _b , additional strips 31 and 32 are arranged at right angles to the strip 29. The ends of the strips 31 and 32 are connected to the plate ^. Their length is about a quarter of a mile long. The end 30 of the strip 29 is arranged adjacent to the end of the helix, as a result of which the coupling between the coaxial line ιOj and the helix is achieved.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 und 8 ist das Material des Streifens 33 so breit und dick, daß es, obwohl nur an einem Ende an der Platte a_c befestigt, parallel zu dieser Platte ist. Das offene Ende wird auf die Wendel g_c gekoppelt. Die Kopplung zwischen der Koaxialleitung 10 und dem Übertragungsteil erfolgt an einem geeigneten Anpassiungspiunkt zwischen dem Spannungsknoten und dem Spannungsbauch.In the embodiment of FIGS. 7 and 8, the material of the strip 33 is so wide and thick that, although it is attached to the plate a _c at only one end, it is parallel to this plate. The open end is coupled to the helix g _c. The coupling between the coaxial line 10 and the transmission part takes place at a suitable adaptation point between the tension node and the tension bulge.

Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung. Die Röhre besteht aus dem Strahlerzeugungssystem 101 und der Sammelelektrode 102. Das Strahlerzeugungssystem ist entweder getrennt oder mit der Platte 103 vereinigt angeordnet, welche sich gegen das Lager 105 eines nichtmagnetischen Zylinders 104 abstützt. Um den Zylinder 104 ist entweder ein Permanentmagnet oder eine Magnetspule 106 angeordnet, welche das erforderliche axiale Magnetfeld erzeugt. Am anderen Ende des Zylinders ist eine zweite Platte 107 angeordnet. Zwischen den beiden Platten 103 und 107 befindet sich die Wendel 108, welche durch dielektrische Stäbe 109 oder eine dielektrische Röhre aus geeignetem dielektrischem Material, beispielsweise Qlas oder Quarz, gehaltert wird. Die Stäbe oder Röhre werden in den öffnungen 110 und in der Platten 103 und 107 gehaltert. Die Wendel 108 ist mit dem Hochfrequenzein- bzw. -ausgang 112 bzw. 113 durch den Übertragungsteil 114 bzw. 115 verbunden. Fig. 9 shows a longitudinal section of a further embodiment of the invention. The tube consists of the beam generation system 101 and the collecting electrode 102. The beam generation system is arranged either separately or united with the plate 103, which is against the Bearing 105 of a non-magnetic cylinder 104 is supported. To the cylinder 104 is either a Permanent magnet or a magnetic coil 106 arranged, which the required axial magnetic field generated. A second plate 107 is arranged at the other end of the cylinder. Between the two plates 103 and 107 is located Helix 108, which is formed by dielectric rods 109 or a dielectric tube of suitable dielectric material, for example Qlas or Quartz, is held. The rods or tubes are in the openings 110 and in the plates 103 and 107 supported. The coil 108 is with the High frequency input and output 112 or 113 connected by the transmission part 114 and 115, respectively.

Der Übertragungsteil 114 beispielsweise bildet eine Parallelleitung, deren einer Leiter durch die Platte 103 und deren anderer Leiter durch den Mast 116 gebildet wird. Der Mast 116 ist bei 117 direkt mit der Platte 103 verbunden, und das andere Ende ist mit der Wendel 108 verbunden oder auf andere Art und Weise mit dieser gekoppelt. Macht man diesen Mast ungefähr gleich einer viertel Wellenlänge der Arbeitsfrequenz oder einem ungeraden Vielfachen davon, tritt Resonanz ein, und an dem Teil 114 entsteht eine stehende Welle mit einem Spannungsknoten bei 117 und einem Spannungsbauch am Ende. Der äußere Leiter 118 der Hochfrequenzeingangsleitung 112 ist mit der Platte 103 und der innere Leiter 119 mit dem Mast 114 verbunden. Diese Verbindung liegt zwischen dem Spannungsknoten und dem Spannungsbauch, wodurch eine gute Anpassung der Koaxialleitung 112 erreicht wird. Der Mast ist gegen die Wendel verjüngt, wie dies bei 120 angezeigt ist. Der Übertragungsteil 115 ist dem Teil 114 gleich. Die Fortpflanzung der W^Telle jedoch verläuft in umgekehrter Richtung. Ein Beispiel für die Größe und Abstände des Mastes, welche zur befriedigenden Übertragung genügen, ist folgendes: Die Abmessung d des Mastes 116 kann die gleiche sein wie der Durchmesser des inneren Leiters 119. Diese Beziehung ist jedoch nicht kritisch, und der Mast kann in bezug auf die Größe des inneren Leiters beachtlich variiert werden, solange die Größe des Mastes und dessen Abstand von der Platte 103 eine geeignete Übertragung zwischen den Impedanzen der Koaxial- go leitung und der Wendel ergibt. Aus mechanischen Gründen dagegen sollte d nicht viel kleiner als 2,5 mm sein. Der Abstand h ist durch die GleichungThe transmission part 114, for example, forms a parallel line, one conductor of which is formed by the plate 103 and the other conductor is formed by the mast 116. The mast 116 is connected directly to the plate 103 at 117 and the other end is connected or otherwise coupled to the helix 108. If this mast is made approximately equal to a quarter wavelength of the operating frequency or an odd multiple thereof, resonance occurs and a standing wave is created at the part 114 with a tension node at 117 and a tension bulge at the end. The outer conductor 118 of the radio frequency input line 112 is connected to the plate 103 and the inner conductor 119 is connected to the mast 114. This connection lies between the tension node and the tension bulge, as a result of which a good match of the coaxial line 112 is achieved. The mast is tapered towards the helix, as indicated at 120. The transmission part 115 is the same as the part 114. However, the propagation of the W ^T elle runs in the reverse direction. An example of the size and spacing of the mast which is sufficient for satisfactory transmission is the following: The dimension d of the mast 116 can be the same as the diameter of the inner conductor 119. However, this relationship is not critical and the mast can be related can be varied considerably on the size of the inner conductor, as long as the size of the mast and its distance from the plate 103 result in a suitable transmission between the impedances of the coaxial line and the helix. For mechanical reasons, however, d should not be much smaller than 2.5 mm. The distance h is given by the equation

Z =Z =

cos h cos h

2h2h

gegeben, wobei Z gleich der Impedanz der Koaxialleitung 112 und d gemäß den obigen Betrachtungen gewählt wird; t ist gleich λ/8 bei 1,1 Z₁, wobei f₁ die niedrigste Arbeitsfrequenz ist. L ist vorzugsweise eine viertel Wellenlänge bei 1,15 -J₁ gewählt. Die Dimension von m ist nicht kritisch. Der verjüngte Teil 120 ergibt einen allmählichen Übergang von dem größeren Durchmesser des Mastes zu dem schmalen Durchmesser des Wendeldrahtes, und seine Länge η ist wiederum nicht kritisch.given, where Z is chosen equal to the impedance of the coaxial line 112 and d according to the above considerations; t is equal to λ / 8 at 1.1 Z ₁ , where f _{1 is} the lowest operating frequency. L is preferably chosen to be a quarter wavelength at 1.15 -J _1. The dimension of m is not critical. The tapered portion 120 makes a gradual transition from the larger diameter of the mast to the narrow diameter of the helical wire, and its length η is again not critical.

In der Fig. 10 ist eine andere Ausführungsform für den Mast des Übertragungsteiles wiedergegeben. Er ist zusammengesetzt oder geschichtet. Wie aus der Figur hervorgeht, besteht der Mast aus einem Kernleiter 121, welcher von einer Hülle aus dielektrischem Material umgeben ist, welche ihrerseits von einer leitenden Hülle 123 umgeben ist. Die Hülle 123 ist mit dem inneren Leiter 124 der Koaxialleitung 125 verbunden. Der Kern 121 ist mit der Zuführung 126 verbunden, durch welchen eine Gleichstrom- oder Modulationsspannung zugeführt werden kann. Die oberen Teile der drei Teile 121, 122 und 123 sind verjüngt, um einen sanften Übergang zu erreichen. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 10 ist der Mast an der Vorderseite der Platte io3_a angeordnet, so· daß sich die Koaxialleitung parallel zur Wendel io8_a erstreckt und am rückwärtigen Teil der Röhre dieIn Fig. 10, another embodiment for the mast of the transmission part is shown. It is composed or layered. As can be seen from the figure, the mast consists of a core conductor 121 which is surrounded by a sheath of dielectric material, which in turn is surrounded by a conductive sheath 123. The sheath 123 is connected to the inner conductor 124 of the coaxial line 125. The core 121 is connected to the supply 126, through which a direct current or modulation voltage can be supplied. The upper parts of the three parts 121, 122 and 123 are tapered to achieve a smooth transition. In the embodiment of FIG. 10, the pole on the front side of the plate is arranged io3 _a, · that the coaxial line extending parallel to the spiral io8 _a and the rear part of the tube, the

609 708/247609 708/247

1'7740 Villa/'21a*1'7740 Villa / '21a *

Ein- und Ausgangsleitung für die Hochfrequenz angeordnet werden kann. Die Wendel io8_ß erstreckt sich durch die Öffnung der Platte io3_a und reicht beinahe bis zur Elektronenquelle.
Versuche haben gezeigt, daß sehr geringe Strahlungen von den Anordnungen der Fig. 9 und 10 ausgehen, wie dies die Kurven der Fig. 12 zeigen. Diese geringe Strahlung kann jedoch durch eine Abschirmung, wie sie aus den Fig. 11 und 13Input and output line for the high frequency can be arranged. The coil io8 _ß extends through the opening of the plate io3 _a and almost reaches the electron source.
Experiments have shown that very low levels of radiation emanate from the arrangements of FIGS. 9 and 10, as the curves in FIG. 12 show. However, this low level of radiation can be prevented by a shielding as shown in FIGS. 11 and 13

hervorgeht, beseitigt werden. Die Übertragungsmasten dieses Ausführungsbeispieles gleichen einem der in den Fig. 9, 10, 14 und 15 gezeigten Masten. Die Abschirmung der Fig. 11 besteht aus einem halbkreisförmigen Schild 128 aus leitendem Material, welcher den mit der Platte IO3₆ verbundenen Mast 116_b einschließt. Der vordere Teil der Wendel io8₆ ist durch den zylindrischen Schirm 130, welcher mit dem Schild 128 verbunden ist, abgeschirmt.to be eliminated. The transmission masts of this embodiment are similar to one of the masts shown in FIGS. 9, 10, 14 and 15. The shield of FIG. 11 consists of a semicircular shield 128 made of conductive material, which encloses the mast 11 6 _b _{connected to the plate IO3 6} . The front part of the coil io8 ₆ is shielded by the cylindrical screen 130, which is connected to the shield 128.

Aus den Kurven der Fig. 12 ist ersichtlich, daß die Abschirmung der Fig. 11 eine Verbesserung bringt, aber der Verlust durch Strahlung ohne Abschirmung ist vernachlässigbar. Aus den Fehlanpassungskurven der Fig. 12 geht hervor, daßFrom the curves of FIG. 12 it can be seen that the shield of FIG. 11 is an improvement but the radiation loss without shielding is negligible. From the mismatch curves Fig. 12 shows that

durch die Anordnung der Fig. 11 eine Fehlanpassung kleiner als 2:1 über eine Bandbreite von 60% der Frequenz Z₁ erzielt wird.the arrangement of FIG. 11 results in a mismatch of less than 2: 1 over a bandwidth of 60% of the frequency Z _1.

Die Abschirmung der Fig. 13 besteht aus einer zweiten Platte 131, die auf der entgegengesetzten Seite des Mastes ii6_c angeordnet ist. Die Platte IO3_C trennt das Strahlerzeugungssystem ιοί,, von der Wendel io8_c. Die Platten sind miteinander verbunden. Die Platte 131 ist so groß, daß der Mast ii6_c UHd₁ das Wendelende io8_c untergebrachtThe shield of Fig. 13 comprises a second plate 131 on the opposite side of the mast is arranged ii6 _c. The plate IO3 _C separates the beam generation system ιοί ,, from the coil IO8 _c . The panels are connected to each other. The plate 131 is so large that the mast ii6 _c UHd ₁ accommodates the helix end io8 _c

werden können. Der Mast 116,; ist auf der Verbindung der beiden Platten angeordnet, wodurch ein Spannungsknoten für den Übertragungsteil geschaffen wird. Jede Platte ist mit öffnungen versehen; die öffnung 132 ist dem Elektronenstrahl angepaßt, die öffnung 133 ist so groß, daß die Wendel und deren Haltevorrichtungen, entweder Stäbe oder Röhren, darin untergebracht werden können. Die Breite der Platte ist vorzugsweise begrenzt, so· daß in Verbindung mit der Platte 103,. ein rechteckiger Wellenleiter . gebildet wird. Die Abschirmung der Fig. 13 schirmt nicht nur gegen Strahlung ab, sondern bietet in gewissen Röhrentypen andere Vorteile. Der Mast 116,. kann beispielsweise aus einem Streifen leitenden Materials gebildet werden, welcher zwischen zwei Schichten aus dielektrischem Material angeordnet ist, die zwischen den Platten 103,. und 131 liegen. Der Abstand h_x des Wendelendes von der Platte 103c ist für dieses Ausführungsbeispiel vorzugsweise durch den Ausdruckcan be. The mast 116; is arranged on the connection of the two plates, creating a tension node for the transmission part. Each plate is provided with openings; the opening 132 is adapted to the electron beam, the opening 133 is so large that the filament and its holding devices, either rods or tubes, can be accommodated therein. The width of the plate is preferably limited, so that in connection with the plate 103,. a rectangular waveguide. is formed. The shield of FIG. 13 not only shields against radiation, but offers other advantages in certain types of tubes. The mast 116 ,. may for example be formed from a strip of conductive material sandwiched between two layers of dielectric material sandwiched between the plates 103,. and 131 lie. The distance h _{x of} the helix end from the plate 103c is preferably given by the expression for this embodiment

— 11" οίο j - 11 " οίο j

]/e πά ] / e πά

■gegeben, wobei d die Breite des Streifens ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 14 und 15 ist der Mast durch einen ebenen Streifen 134 von ungefähr einer viertel Wellenlänge der Arbeitsfrequenz oder einem ungeraden Vielfachen davon ersetzt. Der Streifen 135 wird durch eine Schicht oder einen Streifen aus einem geeigneten dielekirischen Material gebildet. Der Streifen 134 kann mit Hilfe des Druckverfahrens aufgebracht und geformt werden, wobei die unerwünschten Teile weggeätzt oder abgeschnitten werden. Durch diesen streifenförmigen Leiter, welcher einen kleinen Bruchteil einer viertel Wellenlänge von der leitenden Platte io3tf entfernt angeordnet ist, werden die elektromagnetischen Wellen der Koaxialleitung ii2_d in .transversalelektrischer Schwingungsform fortgepflanzt. Die Breite des Streifens 134 ist vorzugsweise so groß, daß sie genügend Kopplung mit der Koaxialleitung gewährleistet. Der Teil, der zwischen dieser Kopplung und der Wendel liegt, ist gegen diese verjüngt, wie dies bei 136 angezeigt ist, wodurch ein allmählicher Übergang auf die Größe der Wendel erfolgt. Der Abstand h für diese Leitung über die leitende Oberfläche der Platte 103,., wird durch folgenden Ausdruck erhalten:■ given, where d is the width of the stripe.
In the embodiment of Figures 14 and 15, the mast is replaced by a flat strip 134 approximately one-quarter wavelength of the operating frequency or an odd multiple thereof. The strip 135 is formed by a layer or strip of suitable dielectric material. The strip 134 can be applied and shaped using the printing process, with the undesired portions etched away or cut off. Due to this strip-like conductor which is disposed away from the conductive plate io3tf a small fraction of a quarter wavelength, the electromagnetic waves of the coaxial line are ii2 _d propagated in .transversalelektrischer waveform. The width of the strip 134 is preferably large enough to ensure sufficient coupling with the coaxial line. The part which lies between this coupling and the helix is tapered towards this, as indicated at 136, whereby a gradual transition to the size of the helix takes place. The distance h for this line across the conductive surface of the plate 103,., Is given by the following expression:

Z₀=Z ₀ =

377 h 377 h

nd lhnd lh

wobei h der Abstand zwischen dem Streifen und der Oberfläche der Platte ist und d die Breite des Streifens am Kopplungspunkt mit der Koaxialleitung 112^.where h is the distance between the strip and the surface of the plate and d is the width of the strip at the point of coupling with the coaxial line 112 ^.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 9 bis 15 wird als ebener Leiter des Übertragungsteiles die Platte der Röhre verwendet. Es ist selbstverständlich, daß auch getrennt von dieser Röhrenplatte angeordnete Platten oder andere ebene Leiter verwendet werden können.In the exemplary embodiments of FIGS. 9 to 15, the planar conductor of the transmission part is the Plate of the tube used. It goes without saying that also separate from this tube plate arranged plates or other flat conductors can be used.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 16, 17 und 18 ist die Wanderfeldröhre mit zwei Platten 137 und 138 ausgerüstet. Die Platte 137 trägt das Strahlerzeugiungssystem und die Platte 138 mindestens einen Teil der Ein- und Ausgangsleitungen 140 und 141. Die Eingangsleitung 140 ist eine Koaxialleitung mit dem äußeren Leiter 142 und dem inneren Leiter 143, welche sich bis z,u dem vorderen Ende der Röhre erstreckt. An Stelle der Koaxialleitungen können auch rechteckige Weilenleiter oder andere Hochf requenzleitungem verwendet werden.In the exemplary embodiments of FIGS. 16, 17 and 18, the traveling wave tube is equipped with two plates 137 and 138. The plate 137 carries that Beam generating system and plate 138 at least part of the input and output lines 140 and 141. The input line 140 is a Coaxial line with the outer conductor 142 and the inner conductor 143, which extend to z, u the front end of the tube extends. Instead of the coaxial lines, rectangular waveguides can also be used or other high frequency lines can be used.

Der Eingangsübertragungsteil 144 besteht aus der ebenen leitenden Platte 145 und einem streifenförmigen Leiter 146. Der äußere Leiter 142 ist mit der Platte 145 und der innere Leiter 143 mit dem Leiter 146 verbunden.The input transmission part 144 is composed of the flat conductive plate 145 and a strip-shaped one Conductor 146. The outer conductor 142 connects to the plate 145 and the inner conductor 143 connects to the Conductor 146 connected.

Wie aus den Fig. 17 und 18 hervorgeht, ist der plattenförmige Leiter jedes Übertragungsteiles mit einem rechten Winkel versehen, mit welchem ein Ende des Leiters 146 kapazitiv gekoppelt ist. Die Anordnung der Übertragungsteile ist für Röhren mit kleinerem Durchmesser geeigneter, als wenn der Übertragungsteii durch geradlinige, quer zur Wendel verlaufende Leitungen gebildet wäre.As can be seen from FIGS. 17 and 18, the plate-shaped head of each transmission part provided with a right angle with which a End of conductor 146 is capacitively coupled. The arrangement of the transmission parts is for tubes with a smaller diameter more suitable than if the transfer part by straight, transverse to Helical lines would be formed.

Wie aus den Fig. 17 und 18 hervorgeht, besteht der streifenförmige Leiter aus drei Teilen, dem verjüngten Teil 148, mit dessen einem Ende die Wendel und dessen anderes Ende mit dem innerenAs can be seen from FIGS. 17 and 18, there is the strip-shaped conductor made of three parts, the tapered part 148, with one end of the helix and the other end with the inner

708/247708/247

/ 7740 VHIa/21a^l / 7740 VHIa / 21a ^l

Leiter 143 gekoppelt ist, dem Teil 149, welcher im rechten Winkel zum Teil 148 angeordnet ist, und dem dritten Teil 150, im rechten Winkel zum Teil 149 und in geringem Abstand parallel zum Flansch 147 angeordnet, um einen kapazitiven Hochfrequenzkurzschluß zu bilden. Der Teil 150 ist mit Hilfe der Niete 152 auf dem Flansch 147 aufgebaut, zwischen beiden befindet sich ein dünner Streifen 151 aus dielektrischem Material.Conductor 143 is coupled, the part 149, which in is arranged at right angles to part 148, and the third part 150, at right angles to part 149 and arranged at a small distance parallel to the flange 147, around a capacitive high-frequency short circuit to build. The part 150 is built up on the flange 147 with the help of the rivets 152, between the two is a thin strip 151 of dielectric material.

Da die Teile für die Übertragungsteile am Ein- und Ausgang der Wendel gleich sind, sind die für den Eingangsteil der Fig. 17 verwendeten Bezugszeichen mit dem Index α für die entsprechenden Teile des Ausgangsteiles der Fig. 18 verwendet.Since the parts for the transmission parts at the entry and exit of the helix are the same, those for 17, with the index α for the corresponding reference numerals used in the input part of FIG Parts of the output part of FIG. 18 are used.

Der einzige Unterschied in diesen zwei Teilen ist der Aufbau. Die Platte 145 des Eingangsübertragungsteiles ist durch die Stäbe 153, welche zwischen den Platten 137 und 138 angeordnet sind, gehaltert. Die Platte 145 wird mit Hilfe der Halterung 154 aus dielektrischem Material im Abstand zur Platte 137 gehaltert. Metall oder andere geeignete Materialien, unterstützen die Halterung der dielektrischen Stäbe 155, die ihrerseits die WendelThe only difference in these two parts is the structure. The plate 145 of the input transmission part is through the rods 153, which are arranged between the plates 137 and 138, held. The plate 145 is secured with the help of the bracket 154 held from dielectric material at a distance from the plate 137. Metal or other suitable Materials that help hold the dielectric rods 155, in turn, the helix

156 in ihrer Lage festlegen. Die Halterung 154 wird vorzugsweise von der Platte 145 getragen, obgleich dies auch durch die Platte 137 erfolgen kann.156 set in their position. The bracket 154 is preferably carried by plate 145, although this is also done by plate 137 can.

Die Arbeitsweise der Übertragungsteile dieser Ausführungsbeispiele ist im wesentlichen die gleiche, wie bereits beschrieben. Die Kopplung des Spannungsknotens der Hochfrequenz ist ka-, pazitiv an Stelle der direkten Verbindung bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 9 bis 15. Der Spannungsbauch, nämlich das Ende der verjüngten Teile 148 und 148,,, ist direkt mit den Wendelenden verbunden. Bei dem Übertragungsteil 144 ist der Streifen 146 an der Vorderseite der Platte 145 angeordnet, und die Wendel erstreckt sich durch die Öffnung in der Platte 145 zu dem Streifen 146.The operation of the transmission parts of these embodiments is essentially the same same as already described. The coupling of the voltage node of the high frequency is ka-, positive instead of the direct connection in the exemplary embodiments of FIGS. 9 to 15. The Tension belly, namely the end of the tapered parts 148 and 148 ,,, is directly with the helix ends connected. In the case of the transfer part 144, the strip 146 is on the front side of the plate 145 and the coil extends through the opening in plate 145 to strip 146.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 19 wird der Leiter des Übertragungsteiles aus den StreifenIn the embodiment of FIG. 19, the conductor of the transmission part from the strips

157 und 158 gebildet. Die zwei Streifen sind parallel und eng benachbart zueinander durch die dünne Schicht 159 aus dielektrischem Material angeordnet, wodurch eine gute Hochfrequenzkopplung zwischen den zwei Streifen erreicht wird. Der Mittelleiter 160 der Koaxialeingangsleitung ist mit dem Streifen 157 gekoppelt und das verjüngte Ende des Streifens 158 mit der Wendel 161.157 and 158 formed. The two stripes are parallel and closely adjacent to each other through the thin layer 159 of dielectric material arranged, whereby a good high frequency coupling is achieved between the two strips. The center conductor 160 of the coaxial input line is coupled to the strip 157 and is the tapered End of the strip 158 with the helix 161.

Den ebenen Leiter des Übertragungsteiles bildet die Platte 162, mit welcher der äußere Leiter 163 der Koaxialeingangsleitung verbunden ist. Das Ende des Streifens 157 kann mit einem benachbarten Teil" der Platte 162 verbunden sein, ist aber vorzugsweise durch den Flansch 164 mittels des Streifens 158 und des Flansches 158,, gekoppelt. Der Flansch 158,, wird parallel und in kleinem Abstand zu dem Flansch 164 durch die dielektrische Schicht 165 gehaltert. Durch diese Kopplung wird infolge der hohen Kapazität ein Hochfrequenzkurzschluß zwischen den Übertragungsleitern 157, 158 und der Platte 162 erreicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Wendel und die Leiter 158 und 158^ von dem Rest der Hochfrequenzleitung gleichstrommäßig isoliert. Mit Hilfe der Zuleitung 166 kann eine Gleichstrom-Vorspannung oder eine andere Spannung zu Kontroll- oder Modulationszwecken an die Wendel gelegt werden.The plane conductor of the transmission part is formed by the plate 162, with which the outer conductor 163 connected to the coaxial input line. The end of the strip 157 can be connected to an adjacent Part "of the plate 162, but is preferably connected by the flange 164 by means of the Strip 158 and flange 158 ,, coupled. The flange 158 ,, becomes parallel and in small Distance to the flange 164 held by the dielectric layer 165. Through this coupling a high frequency short circuit between the transmission conductors 157, 158 and the plate 162 is achieved as a result of the high capacitance. at In this embodiment, the helix and conductors 158 and 158 ^ from the remainder of the radio frequency line isolated in terms of direct current. With the help of the lead 166, a direct current bias or another voltage can be applied to the filament for control or modulation purposes.

Claims

70 claims:

1. Adaptation arrangement for traveling wave tubes, characterized in that a parallel line arranged perpendicular to the axis of the helical line is used to adapt a helical line of high wave resistance to a line of low wave resistance, the first conductor of which consists of a conductive surface and the second conductor of a parallel line At one end there is a piece of line connected to the first conductor, and the length of one conductor of this line is chosen so that a resonance line piece is created at the operating frequency, one end of which is short-circuited to a voltage node, while another part of the line piece has a voltage bulge forms and there the coupling ^: takes place on the helix.

2. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the parallel wire line ends near the helix and its length is about a quarter of the wavelength of the working frequency or an odd multiple thereof amounts to.

3. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the parallel wire line extends beyond the connection point of the ^: - Helix a quarter of the wavelength of the working frequency and this end is short-circuited.

4. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the second conductor ' at one end with the helical cable and near the other end with the Inner conductor of the coaxial line serving as a high-frequency feed or discharge line and their Outer conductors are connected to the first conductor. ■ '.

5. Adaptation arrangement according to claim 4, characterized in that the second conductor extends beyond the coupling end by a quarter wavelength of the working frequency and the end is galvanically connected to the first conductor '.

6. Änpassungsanordnung according to claim 5, characterized in that the second conductor has an opening attached axially to the helix for the electrons to pass through. . '

7. Adaptation arrangement according to claim 5, characterized in that the second conductor is arranged offset with respect to the axis of the helical line and the helix to this second conductor is coupled. . '

8. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that both ends of the second conductor connected to the first conductor

609 708/247

I 7740 VIII a/21a*I 7740 VIII a / 21a *

and the length of this second conductor is about half a wavelength of the operating frequency or an odd multiple thereof amounts to.·

9. Adaptation arrangement according to claim 1,

characterized in that the second conductor is entrained at the point of the tension bulge laterally extending support members is provided, the ends of which are connected to the first conductor are, and the length of these laterally extended support members about a quarter wavelength the working frequency or an odd multiple thereof.

10. Adaptation arrangement according to claim 1, ! 5 characterized in that the second conductor from a flat strip, one side of which is parallel to the flat surface of the first Conductor, is arranged, and the open part of this strip is connected to the helical line is.

11. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the first conductor is tapered towards the helix.

12. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the cross section of the second conductor and the distance between the first and second conductor are chosen so that the characteristic impedance of the resonance line corresponds to that of the connected line with a low characteristic impedance, and the transition of the second conductor gradually tapers on the cross section of the helical cable.

13. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the second conductor consists of two separated by a dielectric Line pieces consists, the inner line piece with the helical line and the outer line piece is connected to the coaxial line.

14. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the inner line piece with a feed for an additional voltage is provided.

15. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the first conductor surrounds the second conductor and the first conductor extends from a tension node to a tension bulge, at the end of which the Helix is connected.

16. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the first conductor is separated from the second conductor by a dielectric is separated. .

17. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the second conductor on the side facing away from the helix of the first conductor is attached and the helical cable passed through a hole in the first conductor and the helical end is connected to the open end of the second conductor.

18. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the first conductor consists of two parts which form the second conductor surround, and that the two parts are adjacent to the junction of the first with the second Conductors are interconnected.

19. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the first conductor consists of a pair of flat legs extending into are arranged at an angle to each other, the coupling to the inner conductor of the Coaxial line takes place through a connection of these legs and one of the legs with the Helical line is capacitively coupled through a dielectric and the end of the other Leg is short-circuited.

20. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the second conductor consists of an elbow and is capacitive The end of the line is another conductor that is connected to the high-frequency line.

21. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the second conductor in an upper tapered part by a Dielectric is capacitively coupled to the first conductor, the tapered end of which with the Helix is coupled, wherein two tuning elements are arranged on the first conductor.

22. Adaptation arrangement according to claim 2, characterized in that the tapered The end of the second conductor is connected to the first conductor and the connection of the helix at a distance of a quarter wavelength for the working frequency or an odd one Multiples of it takes place. .

23. Adaptation arrangement according to claim 21, characterized in that the first and the second conductors are open at the tapered ends and the connection of the coil to the second conductor at a distance of half a wavelength of the working frequency or a multiple of this takes place.

¹ 24. Adaptation arrangement according to claim 21, characterized in that the cross section of the tapered conductor gradually merges into the cross section of the helical conductor beyond the open end of the first conductor.

25. Adaptation arrangement according to claim 1, characterized in that the two conductors carried out through a sheath and outside the sheath to the line of low wave resistance are connected.

Considered publications:
French Patent No. 1,012,374;
"Principles of Radar", Second Edition, 1946;

McGraw-Hill Book Company, pp. 8 to 89;

H. H. Meinke, »Curves, Formulas and Data

from the decimeter wave technology ", Munich, 1949,

S. DIV / 15.

1 sheet of drawings