EP0022016A1 - Slow-wave structure with varying pitch for a travelling-wave tube, and travelling-wave tube using such a slow-wave structure - Google Patents

Slow-wave structure with varying pitch for a travelling-wave tube, and travelling-wave tube using such a slow-wave structure Download PDF

Info

Publication number
EP0022016A1
EP0022016A1 EP80400940A EP80400940A EP0022016A1 EP 0022016 A1 EP0022016 A1 EP 0022016A1 EP 80400940 A EP80400940 A EP 80400940A EP 80400940 A EP80400940 A EP 80400940A EP 0022016 A1 EP0022016 A1 EP 0022016A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
delay line
section
variation
pitch
ceilings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP80400940A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0022016B1 (en
Inventor
Christian Deville
Philippe Lafuma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Publication of EP0022016A1 publication Critical patent/EP0022016A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0022016B1 publication Critical patent/EP0022016B1/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/16—Circuit elements, having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube and interacting with the discharge
    • H01J23/24—Slow-wave structures, e.g. delay systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J25/34—Travelling-wave tubes; Tubes in which a travelling wave is simulated at spaced gaps
    • H01J25/36—Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and without magnet system producing an H-field crossing the E-field
    • H01J25/38—Tubes in which an electron stream interacts with a wave travelling along a delay line or equivalent sequence of impedance elements, and without magnet system producing an H-field crossing the E-field the forward travelling wave being utilised

Definitions

  • Such lines are known in the art of traveling wave tubes, in particular from French patent 1,162,425. They appear as formed by a succession of elementary sections, or cells, all identical, repeating themselves periodically along the axis of propagation of the electron beam. They have given rise to various variants, one of which provides, for the elimination of certain parasitic operating modes, and when the line has several ceilings, to electrically connect these ceilings to each other, by a simple metal wire, in particular forming a closed loop ; see the first addition to the previous patent, number 82.236.
  • the variation of the pitch of the line of the invention can be obtained in two ways: either by modifying the thickness of the assembly, 3-4, formed by the ring and its supports, or by modifying the distance from the ring 3 to the short circuit 2.
  • the first way of proceeding proves to be the most effective for varying the pitch; it also has the advantage of causing a slight disturbance in the coupling impedance between the electron beam and the delay line.

Landscapes

  • Microwave Tubes (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)

Abstract

L'invention concerne une ligne à retard à pas variable pour tube à onde progressive. La ligne est constituée de cellules (10) construites dans des sections (11) du guide d'ondes dans lequel à lieu le propagation de l'onde électromagnétique mise en jeu dans le fonctionnement du tube. Toutes les cellules sont constituées des mêmes éléments, plafonds (1), anneau (3), tige supports d'anneau (4), courst-circuit (2). Le pas variable est obtenu par dilatation ou contraction des cotes à l'intérieur de la section du guide. Une amélioration sensible du rendement du tube est obtenue par l'emploi de lignes faites de trois parties de pas différents, se succedant le long du trajet du faisceau, dont la seconde présente un pas inférieur et la troisème un pas supérieur à celui de la première. Application à la production de hauts niveaux de puissance à grande bande passante, en ondes centimétriques.The invention relates to a variable pitch delay line for traveling wave tubes. The line consists of cells (10) constructed in sections (11) of the waveguide in which the propagation of the electromagnetic wave involved in the operation of the tube takes place. All cells are made up of the same elements, ceilings (1), ring (3), ring support rod (4), short circuit (2). The variable pitch is obtained by expansion or contraction of the dimensions inside the guide section. A significant improvement in the efficiency of the tube is obtained by the use of lines made of three parts of different pitches, succeeding each other along the path of the beam, the second of which has a lower pitch and the third of a pitch greater than that of the first . Application to the production of high power levels with large bandwidth, in centimeter waves.

Description

La présente invention concerne une ligne à retard pour tube à onde progressive de structure cylindrique, amplification notamment, ainsi que le tube muni de cette ligne. Elle a trait plus particulièrement à la réalisation du pas variable dans une telle ligne.The present invention relates to a delay line for traveling wave tube of cylindrical structure, amplification in particular, as well as the tube provided with this line. It relates more particularly to the realization of the variable step in such a line.

La ligne à retard de l'invention sera dite dans la suite du type à plafond (s) et anneaux.The delay line of the invention will be said hereinafter of the type with ceiling (s) and rings.

Elle comporte un guide métallique cylindrique par exemple et, dans les sections droites de ce guide, des anneaux métalliques coaxiaux fixés chacun à la paroi du guide par au moins une tige métallique ; elle comporte, en outre, au moins un plafond constitué par une cale métallique fixée à la paroi intérieure du guide et s'étendant sur toute la longueur de celui-ci toute section de ce plafond par un plan perpendiculaire à l'axe du guide ayant la forme d'un secteur de couronne circulaire.It comprises a cylindrical metal guide for example and, in the cross sections of this guide, coaxial metal rings each fixed to the wall of the guide by at least one metal rod; it further comprises at least one ceiling constituted by a metallic wedge fixed to the interior wall of the guide and extending over the entire length of the latter any section of this ceiling by a plane perpendicular to the axis of the guide having the shape of a circular crown sector.

Dans le tube, le faisceau d'électrons se propage le long de l'axe du guide précédent, qui peut, sans que cela soit obligatoire, constituer l'enveloppe à vide du tube. Le fonctionnement du tube est basé sur l'interaction entre les ondes électromagnétiques qui se propagent le long de la ligne à retard et le faisceau d'électrons.In the tube, the electron beam propagates along the axis of the preceding guide, which can, without this being obligatory, constitute the vacuum envelope of the tube. The operation of the tube is based on the interaction between the electromagnetic waves which propagate along the delay line and the electron beam.

De telles lignes sont connues de l'art des tubes à onde progressive, notamment du brevet français 1.162.425. Elles apparaissent comme formées d'une succession de tronçons élémentaires, ou cellules, tous identiques, se repétant périodiquement le long de l'axe de propagation du faisceau d'électrons. Elles ont donné lieu à diverses variantes dont l'une prévoit, pour l'élimination de certains modes parasites de fonctionnement, et lorsque la ligne comporte plusieurs plafonds, de relier électriquement entre eux ces plafonds, par un simple fil métallique, notamment formant une boucle fermée ; voir la première addition au brevet précédent, portant le numéro 82.236. De façon,- l'on obtient, sinon la suppression de ces modes parasites, du moins leur rejet à des fréquences situées en dehors de la bande de fonctionnement du tube sur le mode principal ; c'est ainsi par exemple que pour un tube fonctionnant dans la bande S vers 3 gigahertz, les modes parasites en question sont rejetés généralement vers 6 gigahertz.Such lines are known in the art of traveling wave tubes, in particular from French patent 1,162,425. They appear as formed by a succession of elementary sections, or cells, all identical, repeating themselves periodically along the axis of propagation of the electron beam. They have given rise to various variants, one of which provides, for the elimination of certain parasitic operating modes, and when the line has several ceilings, to electrically connect these ceilings to each other, by a simple metal wire, in particular forming a closed loop ; see the first addition to the previous patent, number 82.236. So, - we obtain, if not the elimination of these parasitic modes, at least their rejection at frequencies located outside the operating band of the tube in the main mode; for example, for a tube operating in the S band at around 3 gigahertz, the parasitic modes in question are generally rejected at around 6 gigahertz.

On a vite reconnu, d'autre part, dans la technique des tubes à onde progressive, l'intérêt d'un pas variable pour ces lignes, notamment pour des raisons de rendement des tubes auxquels elles sont incorporées. Le pas d'une ligne à retard constituée, comme celles dont il a été question, d'un alignement régulier d'éléments identiques entre eux est la distance entre les points homologues de deux tels éléments consécutifs.It was quickly recognized, on the other hand, in the technique of traveling wave tubes, the advantage of a variable pitch for these lines, in particular for reasons of performance of the tubes in which they are incorporated. The step of a delay line made up, like those of which it was question, of a regular alignment of identical elements between them is the distance between the homologous points of two such consecutive elements.

La présente invention concerne une ligne à retard pour tube à onde progressive du type à plafond (s) et anneaux, présentant un tel pas variable.The present invention relates to a delay line for traveling wave tube of the type with ceiling (s) and rings, having such a variable pitch.

L'invention sera mieux comprise, en se reportant à la description qui suit et aux figures jointes qui représentent :

  • - Figure 1 : Une vue d'ensemble en perspective de la cellule constitutive de la ligne à retard de l'invention ;
  • - Figure 2 : Une vue schématique en coupe d'un tube à onde progressive incorporant une ligne à retard de l'invention.
The invention will be better understood by referring to the description which follows and to the attached figures which represent:
  • - Figure 1: An overall perspective view of the constituent cell of the delay line of the invention;
  • - Figure 2: A schematic sectional view of a traveling wave tube incorporating a delay line of the invention.

Le résultat recherché par l'invention est l'amélioration du rendement des tubes à onde progressive. A cette fin l'invention prévoit de réaliser la ligne à retard de ces tubes avec un pas variable, dans les conditions qui vont être exposées.The result sought by the invention is the improvement in the efficiency of traveling wave tubes. To this end, the invention provides for producing the delay line of these tubes with a variable pitch, under the conditions which will be explained.

La figure 1, représente, en perspective, une cellule élémentaire 10 d'une ligne à retard de l'invention. Chacune de ces cellules consiste, conformément à l'art des brevets cités, en un tronçon de guide métallique à section circulaire 11, comportant deux plafonds métalliques 1 s'étendant symétriquement de la paroi du tronçon de guide jusqu'à une certaine distance du centre de la section droite de celle-ci. Dans un plan parallèle à celui des plafonds, est disposé un anneau métallique circulaire 3 supporté par deux tiges 4 diamétralement opposées fixées à la paroi du tronçon de guide.FIG. 1 represents, in perspective, an elementary cell 10 of a delay line of the invention. Each of these cells consists, in accordance with the art of the cited patents, in a metal guide section with circular section 11, comprising two metal ceilings 1 extending symmetrically from the wall of the guide section up to a certain distance from the center from the right section of it. In a plane parallel to that of the ceilings, is arranged a circular metal ring 3 supported by two diametrically opposite rods 4 fixed to the wall of the guide section.

Les deux plafonds 1 sont reliés entre eux par une boucle 2 en un matériau conducteur de l'électricité. Dans l'exemple, cette boucle, ou court-circuit est constituée par un conducteur linéaire appliqué sur les deux plafonds et entièrement situé dans leur plan ; la figure montre, sans repères, les quatre trous servant dans- l'exemple au refroidissement de la ligne par circulation de fluide ; les différents tronçons de guide semblables à celui décrit sont montés et serrés les uns contre les autres, pour former la ligne à retard de l'invention, les tiges 4 toutes parallèles entre elles, ainsi que les plafonds 1 ; l'ensemble est rendu étanche au vide, par brasage.The two ceilings 1 are connected together by a loop 2 made of an electrically conductive material. In the example, this loop, or short circuit, consists of a linear conductor applied to the two ceilings and entirely located in their plane; the figure shows, without markers, the four holes used in the example for cooling the line by circulation of fluid; the different guide sections similar to that described are mounted and clamped against each other, to form the delay line of the invention, the rods 4 all parallel to each other, as well as the ceilings 1; the assembly is made vacuum tight by brazing.

Le résultat d'un exemple de cet assemblage est montré en coupe sur la figure 2, où l'on retrouve, avec les mêmes repères, des cellules présentant la même structure générale que celle de la figure précédente. La figure comporte le long de l'axe Oz de propagation du faisceau, de la gauche vers la droite, trois sections désignées par I, II, et III, dans lesquelles le pas, L de la ligne, constant dans chacune d'elles, a des valeurs différentes. Ce pas L à l'intérieur d'une section est égal à l'épaisseur de la cellule.The result of an example of this assembly is shown in section in Figure 2, where we find, with the same references, cells having the same general structure as that of the previous figure. The figure comprises along the axis of propagation of the beam, from left to right, three sections designated by I, II, and III, in which the pitch, L of the line, constant in each of them, has different values. This step L inside a section is equal to the thickness of the cell.

La variation du pas L est réalisée, suivant l'invention, en modifiant, à l'intérieur de chaque cellule, soit les cotes des éléments constitutifs de la cellule, épaisseur de l'ensemble anneau et tiges supports, soit la distance entre anneau et court-circuit, notamment.The variation of the pitch L is carried out, according to the invention, by modifying, inside each cell, either the dimensions of the constituent elements of the cell, thickness of the ring and support rod assembly, or the distance between ring and short circuit, in particular.

Il est ainsi possible de faire varier lentement et de façon éventuellement continue, suivant la loi désirée, le pas de la ligne à retard. Le taux de retard imprimé à l'onde électromagnétique se propagent le long de la ligne varie en sens inverse du_ pas.It is thus possible to vary slowly and possibly continuously, according to the desired law, the pitch of the delay line. The delay rate imparted to the electromagnetic wave propagating along the line varies in opposite direction to the step.

Dans l'exemple de la figure 2, on a représenté une ligne à trois tronçons principaux de pas différents, ce pas étant constant à l'intérieur de chacun des tronçons ; ces derniers sont reliés entre eux par d'autres portions de ligne, non représentées, où le pas varie de façon progressive de sa valeur dans le tronçon de gauche à celle dans le tronçon de droite. On a exagéré volontairement sur la figure les différences de cote pour faire apparaitre la variation de pas d'une section à l'autre. On notera qu'en bande S la ligne à retard présente une longueur de quelques dizaines de centimètres, alors que l'épaisseur d'une cellule est de quelques millimètres seulement.In the example of Figure 2, there is shown a line with three main sections of different pitches, this pitch being constant inside each of the sections; the latter are interconnected by other portions of line, not shown, where the pitch varies progressively from its value in the left section to that in the right section. The differences in dimension have been deliberately exaggerated in the figure to show the variation in pitch from one section to another. It will be noted that in band S the delay line has a length of a few tens of centimeters, while the thickness of a cell is only a few millimeters.

Comme on le voit sur la figure 2, le pas de la structure diminue d'abord (section II) par rapport à celui dans la première section, I, près du canon à électrons, puis augmente dans la section III, au delà de sa valeur dans la section 1.As seen in Figure 2, the pitch of the structure decreases first (section II) compared to that in the first section, I, near the electron gun, then increases in section III, beyond its value in section 1.

L'épaisseur de l'ensemble formé par l'anneau 3 et ses tiges supports 4, à peu près uniforme dans l'exemple de la figure 1, est désigné par d sur cette figure ; la distance entre anneau 3 et court-circuit 2 par d' sur la figure 2.The thickness of the assembly formed by the ring 3 and its support rods 4, roughly uniform in the example of Figure 1, is designated by d in this figure; the distance between ring 3 and short circuit 2 by d 'in Figure 2.

On notera que sur cette dernière figure, qui correspond à l'une des variantes possibles de l'invention, l'épaisseur des tiges supports est très sensiblement supérieure à celle de l'anneau lui-même.It will be noted that in this last figure, which corresponds to one of the possible variants of the invention, the thickness of the support rods is very substantially greater than that of the ring itself.

Les travaux expérimentaux de la demanderesse ont, en effet, démontré que pour obtenir l'augmentation de rendement recherchée, toutes choses égales par ailleurs, le pas de la ligne à retard en s'éloignant du canon à électrons, doit d'abord diminuer, puis augmenter dans la dernière partie de la ligne, contrairement à la conception de l'art antérieur selon laquelle le pas de la structure à retard devait diminuer dans la dernière partie de celle-ci, à l'opposé du canon à électrons. En outre, il apparait que la dispersion des vitesses des électrons au sein du faisceau n'augmente pas de façon prohibitive dans la dernière section, malgré l'augmentation importante de rendement obtenue avec les lignes à retard de l'invention.The applicant's experimental work has in fact demonstrated that, in order to obtain the desired increase in yield, all other things being equal, the pitch of the delay line moving away from the electron gun must first decrease, then increase in the last part of the line, contrary to the conception of the prior art according to which the pitch of the delay structure had to decrease in the last part of it, opposite to the electron gun. In addition, it appears that the dispersion of the electron velocities within the beam does not increase prohibitively in the last section, despite the significant increase in efficiency obtained with the delay lines of the invention.

Ce rendement a atteint des valeurs de 50 % au cours des essais de la demanderesse, avec des variations extrêmes de pas de + 9 % par rapport au pas initial, c'est-à-dire le pas de la section I. Le rendement dont il s'agit est le rapport de la puissance haute fréquence receuillie à la sortie du tube à la puissance continue-appliquée au tube. Dans le cadre de l'invention, ces variations peuvent aller de quelques centièmes du pas à plusieurs fois ce pas.This efficiency reached values of 50% during the tests of the applicant, with extreme variations of pitch of + 9% compared to the initial pitch, that is to say the pitch of section I. The efficiency of which this is the ratio of the high frequency power collected at the outlet of the tube at the continuous power applied to the tube. In the context of the invention, these variations can range from a few hundredths of the step to several times this step.

Comme on l'a dit, la variation du pas de la ligne de l'invention peut être obtenue de deux façons: soit en modifiant l'épaisseur de l'ensemble, 3-4, formé par l'anneau et ses supports, soit en modifiant la distance de l'anneau 3 au court-circuit 2. La première façon de procéder s'avère la plus efficace pour faire varier le pas ; elle a l'avantage en outre d'entraîner une faible perturbation de l'impédance de couplage entre le faisceau d'électrons et la ligne à retard.As has been said, the variation of the pitch of the line of the invention can be obtained in two ways: either by modifying the thickness of the assembly, 3-4, formed by the ring and its supports, or by modifying the distance from the ring 3 to the short circuit 2. The first way of proceeding proves to be the most effective for varying the pitch; it also has the advantage of causing a slight disturbance in the coupling impedance between the electron beam and the delay line.

L'amélioration du rendement obtenu avec la ligne à retard de l'invention se trouve encore accrue du fait précisément de cette impédance de couplage. Avec la disposition de l'invention, en effet, l'augmentation de pas dans la dernière partie dé la ligne n'est pas incompatible avec une diminution de l'impédance de couplage dans cette partie, et une moindre dispersion des vitesses électroniques, confirmée par le calcul.The improvement in efficiency obtained with the delay line of the invention is further increased precisely because of this coupling impedance. With the arrangement of the invention, in fact, the increase in pitch in the last part of the line is not incompatible with a reduction in the coupling impedance in this part, and a lesser dispersion of the electronic speeds, confirmed by calculation.

La focalisation du faisceau d'électrons s'en trouve facilitée et le coefficient de transmission du faisceau amélioré : les pertes d'électrons le long de la ligne sont moins grandes, ce qui permet un facteur d'utilisation du faisceau meilleur et une puissance moyenne haute fréquence disponible à la sortie du tube plus forte, toutes choses étant égales par ailleurs.The focusing of the electron beam is thereby facilitated and the transmission coefficient of the beam improved: the electron losses along the line are less, which allows a better beam utilization factor and an average power. higher frequency available at the outlet of the stronger tube, all other things being equal.

En outre, en "grossissant" les cellules élémentaires pour augmenter leur pas, on diminue l'impédance thermique de la ligne à l'endroit de ces cel-Iules, tout en augmentant ses possibilités de dissipation, ce qui est doublement avantageux.In addition, by "magnifying" the elementary cells to increase their pitch, the thermal impedance of the line at the location of these cells is reduced. Iules, while increasing its possibilities of dissipation, which is doubly advantageous.

On notera enfin qu'une faible impédance de couplage correspond en général à une structure peu dispersive, c'est-à-dire une large bande passante. Les dispositions prévues par l'invention pour augmenter le rendement du tube vont donc dans le sens d'une plus grande largeur de bande, ce qui, comme on sait, est l'une des caractéristiques principales des tubes à onde progressive.Finally, it should be noted that a low coupling impedance generally corresponds to a structure that is not very dispersive, that is to say a large passband. The arrangements provided by the invention to increase the efficiency of the tube therefore go in the direction of a greater bandwidth, which, as is known, is one of the main characteristics of traveling wave tubes.

D'autres modifications à l'intérieur de la cellule permettent, en même temps que la variation du pas, d'abaisser l'impédance de couplage, notamment l'augmentation de :

  • - l'épaisseur dès anneaux 3 - cote a - pouvant notamment aller du simple au double ;
  • - la largeur des tiges supports d'anneau 4
  • -cote b,
  • - la largeur des plafonds 1 - cote c.
Other modifications inside the cell allow, at the same time as the variation of the pitch, to lower the coupling impedance, in particular the increase of:
  • - the thickness from rings 3 - dimension a - which can in particular range from single to double;
  • - the width of the ring support rods 4
  • -cote b,
  • - the width of the ceilings 1 - dimension c.

On peut ajouter des cannelures aux plafonds, c'est-à-dire prévoir pour ceux-ci des bords en gradins. Par ces moyens, il est possible aisément de réduire cette impédance au tiers ou au quart de sa valeur.You can add grooves to the ceilings, that is to say provide for them stepped edges. By these means, it is easily possible to reduce this impedance to a third or a quarter of its value.

La structure de la ligne à retard à pas variable de l'invention présente de nombreux avantages, qui résultent de ce qui précéde, sans entraîner de complications technologiques de réalisation.The structure of the variable-pitch delay line of the invention has many advantages, which result from the above, without causing technological complications of implementation.

On a énuméré dans ce qui précéde un certain nombre des dispositions prévues par l'invention pour faire varier les caractéristiques de la cellule constitutive de la ligne. Il va sans dire que l'on peut, dans le cadre de l'invention, combiner ces dispositions.We have listed in the foregoing a certain number of provisions provided by the invention for varying the characteristics of the constituent cell of the line. It goes without saying that it is possible, in the context of the invention, to combine these provisions.

L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés mais s'applique, de façon générale, à toute ligne à retard à plafond (s) et anneaux, notamment au cas des lignes qui comprendraient un nombre de plafonds, différent de celui de l'exemple représenté, disposés dans les intervalles entre les tiges supports des anneaux. Elle s'applique,entre autres, aussi au cas de guides d'ondes ayant une section autre que la section circulaire représentée et, de façon générale, elle comprend toutes les variantes accessibles à l'homme de l'art à partir de celle représentée.The invention is not limited to the examples described and shown but applies, in general, to any delay line with ceiling (s) and rings, in particular in the case of lines which would include a number of ceilings, different from that of the example shown, arranged in the intervals between the support rods of the rings. It applies, inter alia, also to the case of waveguides having a section other than the circular section shown and, in general, it includes all the variants accessible to those skilled in the art from that shown .

La figure 2 à laquelle on s'est référé pour la description de la ligne à retard de l'invention montre en coupe l'ensemble d'un tube construit avec cette ligne ; cette dernière, formée des trois sections I, II;et III,' porte le repère 20. Le tube comporte une enveloppe métallique 21 fermée à ses deux extrémités par un collecteur d'électrons 22 et par un pied isolant 23 dans lequel est logé un canon à électrons dont on a représenté la cathode en 24 et son filament chauffant en 25, une électrode de focalisation 26, ainsi qu'une électrode d'accélération 27. La cathode émet, sous l'action de la source d'alimentation 28, un faisceau d'électrons 29 dont le contour est représenté en pointillé. La ligne à retard est couplée aux circuits d'entrée et de sortie du tube, amplificateur dans l'exemple, par les antennes 30 et 31. Sur la figure, le repère 32 désigne le jonc de brasure assurant l'assemblage étanche au vide des cellules 10 entre elles. Pour la clarté, enfin, on a limité, dans chaque section, les cellules à un petit nombre, alors qu'en réalité chacune de ces sections peut en comprendre de l'ordre de plusieurs dizaines.FIG. 2 to which reference has been made for the description of the delay line of the invention shows in section the assembly of a tube constructed with this line; the latter, formed of the three sections I, II ; and III, ' bears the reference 20. The tube comprises a metal casing 21 closed at its two ends by an electron collector 22 and by an insulating foot 23 in which is housed an electron gun whose cathode has been shown at 24 and its heating filament at 25, a focusing electrode 26, as well as an acceleration electrode 27. The cathode emits, under the action of the power source 28, an electron beam 29 whose outline is shown dotted. The delay line is coupled to the input and output circuits of the tube, amplifier in the example, by the antennas 30 and 31. In the figure, the reference 32 designates the solder ring ensuring the vacuum-tight assembly of the cells 10 between them. For clarity, finally, we have limited, in each section, the cells to a small number, when in reality each of these sections can comprise of the order of several tens.

Un tube équipé d'une ligne à retard selon l'invention a fourni sur la fréquence de 3 gigahertz une puissance haute fréquence de 300 kilowatts crête, pour une puissance crête totale appliquée de 600 kilowatts, sous la forme d'impulsions de 25 ps avec un facteur de forme de 60 et une intensité de faisceau de 17 ampères. La ligne comportait une centaine de cellules.A tube equipped with a delay line according to the invention provided on the frequency of 3 gigahertz a high frequency power of 300 kilowatts peak, for a total applied peak power of 600 kilowatts, in the form of 25 ps pulses with a form factor of 60 and a beam intensity of 17 amps. The line included a hundred cells.

L'invention s'applique de façon générale à la production de hauts niveaux de puissance à grande bande passante et avec un rendement élevé dans le domaine des micro-ondes, centimétriques notamment.The invention is generally applicable to the production of high power levels with a large bandwidth and with a high efficiency in the microwave field, particularly in the centimeter range.

Claims (9)

1. Ligne à retard à pas variable pour tube à onde progressive constituée de cellules jointives (10) composée chacune des éléments suivants : - un tronçon de guide d'ondes métallique (11) comportant des plafonds (1) de même épaisseur que le tronçon,occupant, chacun, une partie de sa section, et sétendant d'une fraction de son pourtour à une certaine distance de son centre ; - un anneau métallique coaxial (3) fixé à la paroi du tronçon de guide par des tiges-supports (4) disposées dans les espaces libres entre les plafonds ; - un conducteur métallique (2) en contact avec les plafonds (1) sur l'une des faces du tronçon, et formant court-circuit entre eux, l'emsemble des cellules constituant un guide d'ondes de section uniforme, dans lequel les plafonds d'une part, et les tiges supports d'autre part, sont alignés, s'étendant autour du faisceau d'électrons le long de son trajet dans le tube, ligne à retard caractériséeen ce que, pour une section de guide donnée, les cellules présentent entre elles des différences de dimensions obtenues par dilatation ou contraction d'au moins une de leurs cotes à l'intérieur de cette section. 1. Variable pitch delay line for traveling wave tube made up of contiguous cells (10) each composed of the following elements: - A metallic waveguide section (11) comprising ceilings (1) of the same thickness as the section, each occupying part of its section, and extending by a fraction of its periphery at a certain distance from its center; - a coaxial metal ring (3) fixed to the wall of the guide section by support rods (4) arranged in the free spaces between the ceilings; - a metallic conductor (2) in contact with the ceilings (1) on one of the faces of the section, and forming a short-circuit between them, the assembly of cells constituting a waveguide of uniform section, in which the ceilings on the one hand, and the support rods on the other hand, are aligned, extending around the electron beam along its path in the tube, delay line characterized in that, for a given guide section, the cells have between them differences in dimensions obtained by expansion or contraction of at least one of their dimensions within this section. 2. Ligne à retard suivant la revendication 1, caractérisée ence que la variation de cote consiste en une variation de la distance d'entre anneaux (3) et court-circuits (2).2. Delay line according to claim 1, characterized in that the variation of dimension consists in a variation of the distance between rings (3) and short-circuits (2). 3. Ligne à retard suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la variation de cote consiste en une variation de l'épaisseur des anneaux (3) et de leurs tiges supports (4), tous de même épaisseur d.3. Delay line according to claim 1, characterized in that the variation in dimension consists of a variation in the thickness of the rings (3) and their support rods (4), all of the same thickness d. 4. Ligne à retard suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la variation de cote consiste en une variation de l'épaisseur des anneaux (3).4. Delay line according to claim 1, characterized in that the variation in dimension consists of a variation in the thickness of the rings (3). 5. Ligne à retard suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la variation de cote consiste en une variation de la fraction du pourtour de la section à partir de laquelle s'étendent les plafonds (1).5. Delay line according to claim 1, characterized in that the dimension variation consists of a variation of the fraction of the periphery of the section from which the ceilings extend (1). 6. Ligne à retard suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la variation de cote consiste en une variation de la largeur occupée par les tiges supports (4) entre les plafonds.6. Delay line according to claim 1, characterized in that the variation of dimension consists of a variation of the width occupied by the support rods (4) between the ceilings. 7. Ligne à retard suivant la revendication 1, caractériséeen ce que, le tronçon de guide d'onde (11) ayant une section circulaire, les anneaux (3) sont circulaires, en ce que les plafonds (1) ainsi que les. tiges supports (4) ont la forme de secteurs de couronnes circulaires, et en ce que les courts-circuits (2) sont constitués de boucles circulaires.7. Delay line according to claim 1, characterized in that, the waveguide section (11) having a circular section, the rings (3) are circular, in that the ceilings (1) as well as. support rods (4) have the shape of sectors of circular crowns, and in that the short circuits (2) consist of circular loops. 8. Ligne à retard à pas variable pour tube à onde progressive, suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend trois parties I, II, III de pas (L) différents, se succédant sur le trajet du faisceau d'électrons, dans chacune desquelles le pas est constant, et dont la seconde présente un pas inférieur et la troisème un pas supérieur à celui de la première, deux parties successives étant éventuellement séparées par des séries de cellules assurant le raccordement progressif de leur pas.8. delay line with variable pitch for traveling wave tube, according to one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises three parts I, II, III of different pitch (L), succeeding each other on the path of the electron beam, in each of which the pitch is constant, and the second of which has a lower pitch and the third a pitch greater than that of the first, two successive parts being possibly separated by series of cells ensuring the progressive connection of their not. 9. Tube à onde progressive, amplificateur notamment, comprenant des moyens pour produire un faisceau d'électrons et pour assurer sa propagation vers un collecteur par lequel il est capté, et une ligne à retard disposée le long du trajet du faisceau, le long de laquelle se propagent les ondes électromagnétiques qui sont en interaction, en fonctionnement, avec le faisceau, caractérisé en ce que la ligne à retard en question est une ligne suivant la revendication 8.9. Traveling wave tube, amplifier in particular, comprising means for producing an electron beam and for ensuring its propagation towards a collector by which it is captured, and a delay line arranged along the path of the beam, along which propagates the electromagnetic waves which interact, in operation, with the beam, characterized in that the delay line in question is a line according to claim 8.
EP80400940A 1979-07-03 1980-06-24 Slow-wave structure with varying pitch for a travelling-wave tube, and travelling-wave tube using such a slow-wave structure Expired EP0022016B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7917201 1979-07-03
FR7917201A FR2460539A1 (en) 1979-07-03 1979-07-03 VARIABLE NO DELAY LINE FOR PROGRESSIVE WAVE TUBE, AND PROGRESSIVE WAVE TUBE PROVIDED WITH SUCH A LINE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0022016A1 true EP0022016A1 (en) 1981-01-07
EP0022016B1 EP0022016B1 (en) 1983-12-28

Family

ID=9227418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP80400940A Expired EP0022016B1 (en) 1979-07-03 1980-06-24 Slow-wave structure with varying pitch for a travelling-wave tube, and travelling-wave tube using such a slow-wave structure

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4371852A (en)
EP (1) EP0022016B1 (en)
JP (1) JPS5613641A (en)
DE (1) DE3065992D1 (en)
FR (1) FR2460539A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0048648A1 (en) * 1980-09-19 1982-03-31 Thomson-Csf Coupled cavities delay line for a travelling-wave tube, and travelling-wave tube comprising such a line
FR2520552A2 (en) * 1982-01-22 1983-07-29 Thomson Csf RADIO WAVE GENERATOR FOR HYPERFREQUENCY
FR2528626A2 (en) * 1978-12-29 1983-12-16 Thomson Csf High energy microwave frequency electromagnetic wave generator - has cyclotron frequency resonator coupled to variable-delay retarding section
EP0125218A2 (en) * 1983-05-09 1984-11-14 National Aeronautics And Space Administration Linearized traveling wave amplifier with hard limiter characteristics
FR2547455A1 (en) * 1983-06-09 1984-12-14 Varian Associates FOUR COMBINATION CIRCUIT WITH REDUCED SPEED FOR PROGRESSIVE WAVE TUBES

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0590762U (en) * 1992-05-15 1993-12-10 日本開閉器工業株式会社 Membrane switch

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1541979A1 (en) * 1967-07-04 1970-02-26 Siemens Ag Traveling-field amplifier tube with a delay line with a periodic structure
FR2195839A1 (en) * 1972-08-10 1974-03-08 Siemens Ag
FR2344953A1 (en) * 1976-03-16 1977-10-14 Nippon Electric Co PROGRESSIVE WAVE TUBES OF THE WIDE BAND COUPLED CAVITY TYPE

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR969886A (en) * 1948-07-23 1950-12-27 Csf Progressing wave tubes improvements
US3527976A (en) * 1966-09-29 1970-09-08 Gen Electric Log periodic electron discharge device
US3548246A (en) * 1966-09-29 1970-12-15 Gen Electric Biconical log periodic amplifier

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1541979A1 (en) * 1967-07-04 1970-02-26 Siemens Ag Traveling-field amplifier tube with a delay line with a periodic structure
FR2195839A1 (en) * 1972-08-10 1974-03-08 Siemens Ag
FR2344953A1 (en) * 1976-03-16 1977-10-14 Nippon Electric Co PROGRESSIVE WAVE TUBES OF THE WIDE BAND COUPLED CAVITY TYPE

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.F. GITTINS: "POWER TRAVELLING-WAVE TUBES", 1965, The English Universities Press Ltd. Londres, G.B. * Pages 35-38; paragraphe 2.4 * *
NACHRICHTENTECHNISCHE ZEITSCHRIFT NTZ, Vol. 30, No. 12, Decembre 1977, pages 912-916 Berlin, DE. M. DESMUR et al.: "Gepulste 160-kW- Wanderfeldrohre fur das S-Band" * En entier * *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2528626A2 (en) * 1978-12-29 1983-12-16 Thomson Csf High energy microwave frequency electromagnetic wave generator - has cyclotron frequency resonator coupled to variable-delay retarding section
EP0048648A1 (en) * 1980-09-19 1982-03-31 Thomson-Csf Coupled cavities delay line for a travelling-wave tube, and travelling-wave tube comprising such a line
FR2520552A2 (en) * 1982-01-22 1983-07-29 Thomson Csf RADIO WAVE GENERATOR FOR HYPERFREQUENCY
EP0125218A2 (en) * 1983-05-09 1984-11-14 National Aeronautics And Space Administration Linearized traveling wave amplifier with hard limiter characteristics
EP0125218A3 (en) * 1983-05-09 1986-04-09 National Aeronautics And Space Administration Linearized traveling wave amplifier with hard limiter characteristics
FR2547455A1 (en) * 1983-06-09 1984-12-14 Varian Associates FOUR COMBINATION CIRCUIT WITH REDUCED SPEED FOR PROGRESSIVE WAVE TUBES

Also Published As

Publication number Publication date
DE3065992D1 (en) 1984-02-02
JPH0119224B2 (en) 1989-04-11
JPS5613641A (en) 1981-02-10
EP0022016B1 (en) 1983-12-28
FR2460539A1 (en) 1981-01-23
FR2460539B1 (en) 1981-11-27
US4371852A (en) 1983-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3489987B1 (en) Internal load for travelling-wave tube using a delay line in a folded waveguide
FR2471041A1 (en) PROGRESSIVE WAVE TUBE WITH ATTENUATORS OF VARIABLE LENGTH
US2957103A (en) High power microwave tube
EP0333568B1 (en) Multi-way combiner/divider
EP0260633B1 (en) E-plane-type compound filter
EP0022016B1 (en) Slow-wave structure with varying pitch for a travelling-wave tube, and travelling-wave tube using such a slow-wave structure
FR2693592A1 (en) Photomultiplier tube segmented in N independent channels arranged around a central axis.
FR2760127A1 (en) ELECTRON CANON AND KLYSTRON COMPRISING THE SAME
EP0048648B1 (en) Coupled cavities delay line for a travelling-wave tube, and travelling-wave tube comprising such a line
EP0108003A1 (en) Double strip line resonators and filter using such resonators
EP1432073B1 (en) Coaxial collinear antenna
EP0038249B1 (en) Multi-stage depressed collector for a microwave tube
EP0102288B1 (en) Travelling wave tube with suppression means for parasitic oscillation
EP3840124A1 (en) Antenna with leakage wave in afsiw technology
EP0004215B1 (en) Multimode microwave source and monopulse antenna incorporating such a source
EP0401065B1 (en) Method of construction of a helical delay line
EP0004492B1 (en) Microwave tube containing a delay line cooled by a circulating fluid
FR2479558A1 (en) PROGRESSIVE WAVE TUBE WITH COUPLED CAVITIES AND FOCUSING BY ALTERNATE PERMANENT MAGNETS, AND AMPLIFIER ASSEMBLY COMPRISING SUCH A TUBE
FR2510815A1 (en) SCALE CIRCUIT FOR PROGRESSIVE WAVE TUBE
FR2471042A1 (en) PROGRESSIVE PROGRESSIVE WAVE TUBE OF PROPELLER TYPE AND LARGE BANDWIDTH
FR2530075A1 (en) ELECTRONIC TUBE WITH TRANSVERSAL INTERACTION OF CYCLOTRON TYPE
FR2790595A1 (en) Helix type slow wave circuit for traveling wave tube, has rectangular cross sectional support with holes, having dielectric to fix helix in vacuum envelope
FR2737042A1 (en) ELECTRON MULTI-STAGE ELECTRON COLLECTOR SUPPORTING HIGH VOLTAGES AND ELECTRONIC TUBE PROVIDED WITH SUCH A COLLECTOR
EP0020209A1 (en) Travelling-wave tube provided with a microwave delay line structure comprising a conductor with variable cross-section
EP0013212A1 (en) Manufacturing method for a microwave delay line

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): DE GB

17P Request for examination filed

Effective date: 19810117

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE GB

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Designated state(s): DE GB

REF Corresponds to:

Ref document number: 3065992

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19840202

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19910524

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19910531

Year of fee payment: 12

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19920624

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19920624

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19930302