NL8000335A - Klystron. - Google Patents

Description

V

V

\

Klystron.

De uitvinding heeft betrekking qp een oscillerende klystron met twee trilholtes en een lage ruis met een bepaalde begrensde frequentievariatie bij de aanwezigheid van variaties van de bundelspanning.

5 Een dergelijke frequentievariatie wordt in de techniek aangeduid als "verstemming" (pushing) waarbij deze uitdrukking hierna gebruikt wordt met de betekenis zoals hierboven aangegeven.

Een klystron bevat in het algemeen een eerste gedeelte met een kathode-achtige constructie welke een elektronen-10 bundel opwekt, een tweede gedeelte dat een hoogfrequente constructie bevat waarin wisselwerking optreedt tussen de elektronenbundel en een hoogfrequent veld, en een derde gedeelte met een eind of collector constructie waar de elektronen hun baan beëindigen. In een dergelijke buis loopt de elektronenbundel die uitgezonden wordt door 15 het kathodegedeelte heen door spleetroosters (gap grids) bij de ingangsholte waaraan een variabel signaal aangelegd wordt dat ontworpen is om een snelheidsmo-dulatie te leveren van de elektronen.

Deze snelheidsmodulatie resulteert in de inhaalruimte (sliding space) tussen de spleten (gaps) van de ingangsholte en de spleten van de 20 uitgangsholte in een dichtheidsmodulatie van de elektrische ladingen die heen lopen door de uitgangsholte. Een dergelijke pulserende elektronenbundel bekrachtigd, door inductie, hoogfrequente velden in de uitgangsholte, waarbij dergelijke velden teruggevoerd worden naar de ingangsholte met een geschikte fase waarbij elektrische 25 trillingen bevorderd worden.

Daar het gedrag van de buis wat betreft de ruis en de frequentieverstemming een functie is van de kwaliteitsfactor Q van de uitgangsholte en de lengte van de inhaalruimte van de buis bestaat een eerste bekende oplossing voor het vergroten van de 8000335 2 kwaliteitsfactor in een extra resonantieholte rechtstreeks gekoppeld met de uitgangsholte. Een tweede bekende oplossing bestaat in een extra resonantieholte in de terugkoppelketen van de twee holten.

Deze bekende oplossingen hebben echter het nadeel dat bij het aan-5 brengen van een extra holte men een constructie krijgt die ingewikkelder is dan de basis-constructie en waarbij in het bijzonder de totale afmetingen en de kosten van de klystron vergroot zijn.

Een doel van de uitvinding is het leveren van een oscillerende klystron met een bepaalde begrensde verstemming 10 zonder het aanbrengen van de een of andere extra holte buiten die opgenomen zijn in de basis-constructie.

Volgens de uitvinding wordt dus een oscillerende klystron met twee holten geleverd met een ingangs- en een uitgangsholte, waarbij de ingangsholte van het terugspringende soort is en 15 met een dergelijke constructie dat hij resoneert in de ™qio tril-lingswijze bij een vooruit bepaalde frequentie. De uitgangsholte is ook van het terugspringende soort en heeft een dergelijke constructie dat hij resoneert bij een vooruit bepaalde frequentie in de trillingswijze TM^^, waarbij n een geheel getal is groter dan 1 en 20 ook een tweetrapsprofiel heeft om gedeeltelijk indringing in de ingangsholte mogelijk te maken.

Volgens de uitvinding trillen dus de ingangsholte en de uitgangsholte volgens twee verschillende "trillingswijzen" zodat de uitgangsholte een aanzienlijk groter volume heeft dan de 25 ingangsholte.

Door het vergroten van het volume van de uitgangsholte neemt de kwaliteitsfactor Q van deze holte toe terwijl de wederzijdse indringing resulteert in een beperking van de lengte van de inhaalruimte waarbij een aanzienlijke afname van de verstemming 30 wordt verkregen.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening in het volgende worden toegelicht.

De tekening toont een klystron met twee holten die in het algemeen een kathode 1 bevat welke een elektronenbundel 35 opwekt waarvan de elektronen versneld worden door een statische 80 0 G 3 3 5 3 versnellingskracht ten gevolge van de anode polarisatiespanning en wanneer zij heengaan door de roosters van de ingangsholte 2 een gegeven kinetische energie hebhen welke een functie is van hun snelheid V.

5 De roosters zijn snelheidsregelelektroden door middel waarvan de elektronenbundel gemoduleerd wordt in overeenstemming met de waarde van het signaal van de ingangsholte 2. Een dergelijke snelheidsmodulatie resulteert in een dichtheidsmodulatie van de elektronenbundel daar op een gegeven afstand van het rooster een 10 verdichting van de elektrische ladingen optreedt ten gevolge van het feit dat de snelste elektronen de langzamere bereiken.

Een elektronenflux die een dichtheid heeft variabel met de waarde van het modulerende signaal bereikt dus de roosters van de uitgangsholte 3.

15 Een dergelijke elektronenflux bekrachtigt, door inductie, hoogfrequente velden in de uitgangsholte waarbij deze velden teruggevoerd worden naar de ingangsholte 2 door middel van de terugkoppelketen b waarbij het ingangssignaal verkregen wordt met een positieve terugkoppeling.

20 De elektronen volgen hun baan naar een collector- elektrode 5 waar zij verzameld worden.

Uit de tekening blijkt duidelijk de overeenkomstigheid van de ingangsholte 2 en de uitgangsholte 3 volgens het basis principe van de uitvinding.

25 Meer in het bijzonder is de ingangsholte 2 zo gevormd dat hij resoneert bij een vooruit bepaalde frequentie in trillingswijze TMq1q, terwijl de uitgangsholte 3 in overeenstemming met een preferente uitvoering volgens de uitvinding zo gevormd is dat hij resoneert bij de vooruit bepaalde frequentie in de trillings- 30 wijze TMq20·

Het aannemen van de trillingswijze TMq^q maakt het mogelijk om een uitgangsholte 3 te verkrijgen met een groot volume waarbij dus een hoge kwaliteitsfactor Q verkregen kan worden.

De uitgangsholte 3 is ook gevormd zodat hij een 35 "tweetraps" profiel heeft om gedeeltelijke indringing in de ingangs- 8000335

V

Τ' 4 holte 2 mogelijk te maken. Er wordt dus aanzienlijke reductie van de inhaalruimte 6 verkregen. Met het oog op het bovenstaande maken een uitgangsholte 3 met een grote kwaliteitsfactor Q en een inhaalruimte 6 met aanzienlijk verminderde lengte het mogelijk om aanzienlijk de 5 frequentieverstemming te verminderen waarbij het bovengenoemde doel verkregen wordt.

8000335

Claims (2)

1. Oscillerende klystron met twee holten met een ingangs- en een uitgangsholte, met het kenmerk, dat de ingangsholte (2) van een terugspringend soort is en zo gevormd dat hij resoneert 5 in de trillingswijze ™010 bij de vooruit bepaalde frequentie en doordat de uitgangsholte (3) ook van het terugspringende soort is en zo gevormd dat hij resoneert, bij de vooruit bepaalde frequentie in de trillingswijze ΤΜλ . waarbij n een geheel getal is groter dan 1 en ook een tweetraps pro-fiel heeft om gedeeltelijke indringing 10 in de ingangsholte (2) mogelijk te maken.

2. Klystron in hoofdzaak zoals beschreven in de beschrijving en/of weergegeven in de tekening. 15 8 0 0 0 3 ^