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Publication number: DES0039106MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 11. Mai 1954 Bekanntgemacht am 20. Dezember 1956Registration date: May 11, 1954. Advertised on December 20, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verzögerungsleitung für Wanderfeldröhren, bestehend aus einem draht- oder bandförmigen Leiterstück, welches die Form einer Wendel, eines Mäanders oder eine ähnliche Form aufweist und bei dem nur ein Teil jeder Windung im Wechselwirkungsbereich zwischen dem Elektronenstrahl und der auf der Verzögerungsleitung geführten elektromagnetischen Welle liegt.The invention relates to a delay line for traveling wave tubes, consisting of a wire or band-shaped conductor piece, which has the shape of a helix, a meander or has a similar shape and in which only a part of each turn in the interaction region between the electron beam and the Electromagnetic wave carried on the delay line.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verzögerungsleitung zu schaffen, bei der die gespeicherte Hochfrequenzenergie möglichst klein ist. Schädliche Kapazitäten sollen nach Möglichkeit vermieden werden. Die Erfindung hat überall dort Bedeutung, wo die üblichen wendeiförmigen Verzögerungsleitungen zur Erzielung eines vorgegebenen Verzögerungsmaßes ungünstig oder nicht mehr realisierbare Abmessungen besitzen würden. Es ist bereits bekannt, Verzögerungsleitungen in Mäanderform oder als Doppelkammleitung auszubilden. Auch bei diesen Verzögerungsleitungen liegt nur ein Teil jeder Windung im Wechselwirkungsbereich zwischen dem Elektronenstrahl und der auf der Verzögerungsleitung geführten elektromagnetischen Welle. Ein Nachteil dieser Verzögerungsleitungen besteht jedoch darin, daß zwischen den außerhalb des . Wechselwirkungsbereiches der Welle mit dem Elektronenstrahl im The invention is based on the object of creating a delay line in which the stored RF energy is as small as possible. Damaging capacities should if possible be avoided. The invention is important wherever the usual helical delay lines to achieve a predetermined amount of delay would have unfavorable or no longer realizable dimensions. It is already known to design delay lines in a meander shape or as a double comb line. In these delay lines, too, only part of each turn is in the interaction area between the electron beam and that guided on the delay line electromagnetic wave. However, a disadvantage of these delay lines is that between the outside of the. Interaction area of the wave with the electron beam in

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wesentlichen parallel zueinanderliegenden Teilen der Verzögerungsleitung starke Kapazitäten vor-. .handen sind.substantial parallel to each other parts of the delay line before strong capacities. .are available.

Ferner ist es bekannt, daß bei Magnetronen die Kapazitäten im wesentlichen in den Schlitzen und die Induktivitäten in den Bohrungen des Anodenblocks liegen. Die Induktivitäten sind hierbei durch ihre hochfrequenten Magnetfelder miteinander gekoppelt, wodurch die bekannten Koppelschwingungen entstehen.It is also known that in magnetrons, the capacities essentially in the slots and the inductances are in the holes in the anode block. The inductances are here coupled with each other by their high-frequency magnetic fields, creating the well-known coupling vibrations develop.

Die Erfindung beseitigt die Nachteile der bekannten Anordnungen, indem sie vorschlägt, daß die Verzögerungsleitung so geformt ist, daß im Bereich des Elektronenstrahles Teile der Leitung abschnittsweise eng benachbart sind und dabei eine große Kapazität bilden, und daß die dazwischen, außerhalb des Strahlbereichs, liegenden Abschnitte so geformt sind, daß sie Induktivitäten darstellen, welche mit den benachbarten gleichartigen Abschnitten möglichst geringe Kapazitäten bilden.The invention overcomes the disadvantages of the known arrangements by proposing that the delay line is shaped so that parts of the line in the region of the electron beam are closely spaced in sections and thereby form a large capacity, and that the sections lying outside the beam area are shaped in such a way that they represent inductances, which form the lowest possible capacities with the neighboring sections of the same type.

Die außerhalb des Energieaustauschbereiches liegenden Teilstücke können im wesentlichen kreisförmig oder elliptisch gebogen sein. Es ist zweckmäßig, eine Querschnittsform zu wählen, die etwa die Gestalt einer Hantel besitzt. Dabei ist es von Vorteil, mindestens die außerhalb des Energieaustauschbereiches liegenden Teilstücke von Windung zu Windung gegeneinander im Winkel zu versetzen. Die gesamte Verzögerungsleitung läßt sich aus einem einzigen Stück durch einen geeigneten Draht oder ein Band od. dgl. herstellen.The sections lying outside the energy exchange area can be essentially circular or be elliptically curved. It is useful to choose a cross-sectional shape that is approximately has the shape of a dumbbell. It is advantageous to use at least those outside the energy exchange area to offset lying sections from turn to turn against each other at an angle. The entire delay line can be made from a single piece by a suitable one Wire or a tape or the like. Manufacture.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter Darstellung.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. The figures show exemplary embodiments in their essentials for the invention Parts in a simplified representation.

Fig. ι versinnbildlicht die Herstellung einer Verzögerungsleitung durch Aufwickeln eines Drahtes, Bandes od. dgl. auf einen geeigneten Dorn. Bei dem . dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Leiter 1 in nebeneinanderliegenden Windungen auf den Körper 2 gewickelt, der eine hantelähnliche Querschnittsform besitzt. Nach Herausnehmen des Körpers 2 und Auseinanderziehen; der Wicklungen kann sich bei einem bandförmigen Leitermaterial eine Form der Verzögerungsleitung ergeben, wie sie in Fig. 2 veranschaulicht ist. Allerdings zeigt diese Darstellung noch nicht die endgültige Form der Verzögerungsleitung, denn durch Aufspringen der einzelnen Windungen der Wendel infolge der elastischen Spannung im Material ergibt sich eine Winkel verschiebung der einzelnen Leitungsschleif en., so daß eine Leitungsform entsteht, wie sie, von oben betrachtet, in Fig. 3 dargestellt ist.Fig. Ι symbolizes the production of a delay line by winding a wire, tape or the like onto a suitable mandrel. In which . illustrated embodiment, the conductor 1 is in adjacent turns on the Body 2 wound, which has a dumbbell-like cross-sectional shape. After removing the body 2 and pull apart; of the windings can be a Result in the shape of the delay line, as illustrated in FIG. However, this shows Representation does not yet show the final shape of the delay line, because by popping up the individual turns of the helix as a result of the elastic Tension in the material results in an angular displacement of the individual cable loops., so that a line shape is created as shown in FIG. 3, viewed from above.

Im Innern der Verzögerungsleitung (Fig. 3) entsteht ein freier Raum 3, in welchem ein Elektronenstrahl 9 (Fig. 2). entlang laufen kann. Die Dimensionen der Wendel werden zweckmäßig so gewählt, daß die Länge einer ganzen Windung etwa der gewählten Betriebswellenlänge entspricht.Inside the delay line (Fig. 3) a free space 3 is created in which an electron beam 9 (Fig. 2). can walk along. The dimensions of the helix are appropriately so chosen so that the length of an entire turn corresponds approximately to the selected operating wavelength.

Man kann nun die Wendel als Leitung auffassen, bei der abwechselnd kapazitiv und induktiv belastete Leitungsstücke aufeinanderfolgen. Die Induktivität L tritt überwiegend längs der Schleifen 4 (Fig. 2) auf, während die Kapazität C im wesentlichen zwischen den am meisten benachbarten, aus Draht oder Band bestehenden Leitungsstücken 5 und 6 (Fig. 2) in Erscheinung tritt. .The coil can now be understood as a line in which alternately capacitively and inductively loaded line sections follow one another. The inductance L occurs predominantly along the loops 4 (FIG. 2), while the capacitance C appears essentially between the most adjacent line sections 5 and 6 (FIG. 2) made of wire or tape. .

In Fig. 4 ist ein Schnitt parallel zur Elektronenströmung schematisch dargestellt, der die Feldverteilung und die Beziehungen zwischen den elektrisehen Feldern und der Elektronenströmung veranschaulicht. Mit 5 und 6 sind (in Übereinstimmung mit Fig. 2) Leitungsstücke im Schnitt veranschaulicht, welche der Elektronenströmung benachbart sind. In entsprechender Weise sind die Leitungsstücke 10 und 11 angeordnet. Die Darstellung zeigt, daß bei richtiger Dimensionierung das elektrische Hochfrequenzfeld sich quer über den Raum 3, welcher von . der Elektronenströmung 9 durchsetzt wird, erstreckt und zwar zwischen den Leitungsstücken S und 6, 6 und 10, 10 und 11, mit jeweils entgegengesetzter Phase, so daß der ganze Raum gleichmäßig . vom Hochfrequenzfeld durchsetzt wird.In Fig. 4 a section parallel to the electron flow is shown schematically, the field distribution and the relationships between the electric se Fields and the flow of electrons illustrated. With 5 and 6 are (in agreement with Fig. 2) line pieces illustrated in section, which are adjacent to the electron flow are. The line sections 10 and 11 are arranged in a corresponding manner. The illustration shows that with correct dimensioning, the electrical high-frequency field across the space 3, which from . the electron flow 9 is penetrated, extends between the line pieces S and 6, 6 and 10, 10 and 11, with respectively opposite phase so that the whole space is even. penetrated by the high frequency field will.

Die Verzögerungsleitung nach der Erfindung enthält örtlich getrennte L- und C-Glieder. Die einzelnen Schleifen können durch die in Fig. 3 veranschaulichte Winkelversetzung weitgehend gegeneinander kapazitiv entkoppelt werden. Auf diese-Weise treten praktisch keine nennenswerten Kapazitäten,. außer denen, an welcher das z;ur Kopplung nötige Hochfrequenzfeld angreift, mehr auf. An der Durchtrittsstelle für den Elektronenstrahl können die gestreckten Leitungsabschnitte gegebenenfalls eine geringe Ausbiegung nach außen hin. erhalten, um dadurch eine bessere Angleichung an eine Elektronenströmung von kreisförmigem Querschnitt zu gewährleisten. In diesem Fall kann die in Fig. ι veranschaulichte Form an den Stellen 12 und 13 mit geeitigneten Ausbuchtungen nach außen hin versehen sein.The delay line according to the invention contains locally separated L and C elements. The individual loops can largely be capacitively decoupled from one another by the angular displacement illustrated in FIG. 3. In this way there are practically no capacities worth mentioning. except for those on which the high-frequency field necessary for coupling acts. At the point of passage for the electron beam, the stretched line sections can optionally bend slightly outwards. obtained in order to ensure a better adaptation to an electron flow of circular cross-section. In this case, the shape illustrated in FIG. 1 can be provided at points 12 and 13 with suitable bulges towards the outside.

Andere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht. Die Längen der Schleifen 7 und 8 werden hier zweckmäßig so bemessen, daß sie der halben Wellenlänge der Betriebsfrequenz entsprechen. Darüber hinaus sind noch zahlreiche andere Leitungsformen möglich, insbesondere auch dann, wenn an Stelle einer einzigen Elektronenströmung deren mehrere verwandt werden.Other embodiments of the subject matter of the invention are illustrated in FIGS. The lengths of the loops 7 and 8 are expediently dimensioned here so that they are half of them The wavelength correspond to the operating frequency. In addition, there are numerous other forms of conduction possible, especially if instead of a single flow of electrons several of which are used.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Delay line for Wan of the field tubes, consisting of a wire or ribbon-shaped Head piece, which has the shape of a helix, a meander or a similar one Has shape and in which only a part of each turn in the interaction area between. the electron beam and the electromagnetic beam carried on the delay line Shaft is, characterized in that the line is shaped so that in the area of the Electron beam parts of the line are in sections closely adjacent and thereby a large

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Form capacitance and that the sections lying in between, outside the beam area are shaped so that they represent inductances which are similar to the neighboring Form the lowest possible capacities in sections.

2. delay line according to claim i, characterized in that the outside of the Energy exchange area lying sections essentially circular or elliptically curved are.

3. Delay line according to claim 1 or 2, characterized in that the line has one or more cross-sectional shapes, for example in the shape of a dumbbell.

4. delay line according to claim 1 to 3, characterized in that the length of the Outside of the energy exchange area lying parts, in particular loops, for example is half a wavelength of the operating frequency.

References considered: British Patent No. 699893; French Patent No. 948 762; U.S. Patent Nos. 2,064,469, 2,096,460.

1 sheet of drawings