NO129624B

NO129624B -

Info

Publication number: NO129624B
Application number: NO70071A
Authority: NO
Inventors: A Knauf; K Knauf; F Wirsching; G Neuhauser; E Weisflog; H Altenhoefer
Original assignee: Knauf Westdeutsche Gips
Priority date: 1970-02-25
Filing date: 1971-02-24
Publication date: 1974-05-06
Also published as: NL160190C; NL7102419A; FR2083105A5; BE763380A; NL160190B; CH526696A; DK126415B; SE371636B

Description

Anordning for tilkopling av en høyfrekvensledning til en fortrinnsvis skruelinjeformet forsinkelsesledning i en elektrisk utladningsanordning. Device for connecting a high frequency line to a preferably helical delay line in an electrical discharge device.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en The present invention relates to a

anordning for tilkobling av en høyfrekvens-ledning til en fortrinnsvis skruelinjef ormet device for connecting a high-frequency line to a preferably helical line

forsinkelsesledning i en elektrisk utladningsanordning av typen vandrebølgerør, delay line in an electric discharge device of the traveling wave tube type,

hvis vakuumbeholder, som består av dielektrisk materiale, er omgitt av et metallrør whose vacuum container, which consists of dielectric material, is surrounded by a metal tube

(fokalisatorrør) som høyfrekvensmessig (focalizer tube) as high-frequency

sett er forbundet med høyfrekvenslednin-gen, og hvor den ende av forsinkelsesled-ningen som skal tilkobles, er forsynt med set is connected to the high-frequency line, and where the end of the delay line to be connected is provided with

minst ett i vakuumbeholderen anordnet resonans-kuleromselement av gryteform som at least one pot-shaped resonance sphere element arranged in the vacuum container which

sammen med det utenfor vakuumbeholderen anordnede metallrør danner en X/4-koaksialledning som i høyde med resonans-kuleromselementets endevegg frembringer together with the metal tube arranged outside the vacuum container forms an X/4 coaxial line which, at the height of the resonance sphere element's end wall, produces

en høyfrekvensmessig kortslutning. a high-frequency short circuit.

Ved tilkoblingen av vandrebølgerør til When connecting traveling wave tubes to

hulledere eller koaksialledninger er det hole conductors or coaxial cables are

vanlig å feste hullederen eller koaksialled-ningen i røret. Da det imidlertid er tekno-logisk vanskelig å utføre denne tilkobling it is common to attach the hole conductor or the coaxial cable in the pipe. As it is, however, technologically difficult to carry out this connection

galvanisk, utføres anordningen slik at der galvanically, the device is made so that there

ved hjelp av gryteformede V4-reaktanser using pot-shaped V4 reactances

i røret og et metallrør (fokalisatorrør) som in the tube and a metal tube (focalizer tube) which

omgir røret, dannes en koaksialledning i surrounds the tube, a coaxial line is formed i

tomgang, som virker slik at kortslutningen idle, which acts so that the short circuit

transformeres til det sted som skal for-bindes. is transformed to the place to be connected.

Det er kjent at tilpasningen av en forsinkelsesledning som befinner seg i røret, It is known that the adaptation of a delay line located in the pipe,

til en høyfrekvensledning for bestemte frekvenser undergår en spontan forringelse to a high-frequency line for certain frequencies undergoes a spontaneous deterioration

såsnart vandrebølgerørets driftsbølgeleng-der ligger under grensebølgelengden for as soon as the operating wavelength of the traveling wave tube is below the limit wavelength for

Hn-bølgetypen i en koaksialledning. Årsa- The Hn wave type in a coaxial line. Reason-

ken til dette er at A/4-betingelsen riktig-nok stemmer overens for den normale ko-aksiallednings-bølgetype, men ikke for Hn-bølgetypen ved den samme driftsfrekvens. Hvis der mellom X/4-tilkoblingsanordnin-gens to høyfrekvensledere danner seg en hulrombølge av Hn-bølgetypen, vil der mellom de to ledere ikke lenger eksisterer den ønskede høyfrekvenskortslutning for drifts-frekvensen, og man får av den grunn en grov feiltilpasning som er ensbetydende med en dårlig virkningsgrad for hele anordningen. the reason for this is that the A/4 condition is true for the normal coaxial line wave type, but not for the Hn wave type at the same operating frequency. If a cavity wave of the Hn wave type forms between the two high-frequency conductors of the X/4 connection device, the desired high-frequency short-circuit for the operating frequency will no longer exist between the two conductors, and one therefore gets a gross mismatch which is equivalent to with a poor degree of efficiency for the entire device.

Det er i forbindelse med tilkobling av høyfrekvensledninger og et vandrebølge-rørs utgang til endene av forsinkelsesan-ordningen kjent å anbringe såkalte a/4-reaktanser av gryteform. Det er også kjent i X/4-reaktanser av denne art å anordne et antall slisser (lengdeslisser) i aksial ret-ning. Det er videre kjent å anvende det ovenfor nevnte fokalisatorrør som ytterleder for X/4-tilkoblingsanordningen. In connection with the connection of high-frequency lines and the output of a traveling wave tube to the ends of the delay device, it is known to place so-called pot-shaped a/4 reactances. It is also known in X/4 reactances of this kind to arrange a number of slots (longitudinal slots) in the axial direction. It is also known to use the above-mentioned focalizer tube as an outer conductor for the X/4 connection device.

Alle disse kjente anordninger hen-holdsvis forholdsregler er imidlertid ikke i stand til med tilstrekkelig sikkerhet å hin-dre dannelsen av bølger av Hu-typen, frem for alt ikke når anordningen drives ved meget høye frekvenser. However, all these known devices and precautions are not capable of preventing the formation of Hu-type waves with sufficient certainty, especially not when the device is operated at very high frequencies.

Oppfinnelsen tar sikte på å unngå denne ulempe og utmerker seg ved at den veggdel av resonans-hulromselementet (A/ 4-reaktansen) som ligger overfor metallrø-ret, er forsynt med flere i omkretsretningen forløpende tverrslisser. The invention aims to avoid this disadvantage and is distinguished by the fact that the wall part of the resonant cavity element (A/4-reactance) that lies opposite the metal tube is provided with several transverse slits running in the circumferential direction.

Nøyaktige undersøkelser av Hu-typen har vist at det for å unngå denne bølgetype er nødvendig også å avbryte de aksiale strømbaner som oppstår ved inngangen til ?,/4-reaktansen. Dette lar seg på enkleste måte oppnå ved i A/4-reaktansen å anord- Accurate investigations of the Hu type have shown that in order to avoid this type of wave it is also necessary to interrupt the axial current paths that occur at the entrance to the ?,/4 reactance. This can be achieved in the simplest way by arranging in the A/4 reactance

ne de nevnte på tvers forløpende slisser. ne those mentioned across continuous slits.

Det har også vist seg at man ved fast- It has also been shown that by fixing

lagte dimensjoner av røret kan komme frem til en bestemt diameter av fokali- laid dimensions of the tube can arrive at a specific diameter of focal

satorrøret, ved hvilken grensebølgelengden av Hn-bølgetypen får den minste verdi. sator tube, at which the cut-off wavelength of the Hn wave type takes on the smallest value.

Man kan altså for den korteste grensebøl-gelengde bestemme en optimal fokalisator-rørdiameter som ved gitte rørdimensjoner kan beregnes av følgende formel som er en tilnærmelse: One can therefore determine for the shortest cut-off wavelength an optimal focaliser tube diameter which, given the tube dimensions, can be calculated by the following formula, which is an approximation:

hvor DL og D2 er den dielektriske vakuum-beholders indre hhv. ytre diameter, Da fo-kalisatorrørets indre diameter, Dj den gryteformede A/4-reaktans' ytre diameter og 8,. vakuumbeholderens relative dielektrisitetskonstant. Denne formel fremkommer ved følgende betraktning: where DL and D2 are the dielectric vacuum container's interior and outer diameter, Da fo-calisator tube inner diameter, Dj the pot-shaped A/4-reactant' outer diameter and 8,. relative dielectric constant of the vacuum container. This formula results from the following consideration:

Grensebølgelengden for Hu-bølgetypen The cutoff wavelength for the Hu wave type

er i første tilnærmelse is in first approximation

hvor where

fordi der mellom de to ledere tilhørende 1/ 4-tilkoblingsanordningen foruten luft også finnes vakuumbeholderens dielektrikum, f. because between the two conductors belonging to the 1/4 connection device, in addition to air, there is also the dielectric of the vacuum container, e.g.

eks. gass. e.g. gas.

Av ekstremverdi-betraktningen From the extreme value consideration

fåes så første tilnærmelse i ovenstående formel. is then obtained as a first approximation in the above formula.

Grunnen til tilstedeværelsen av gren-sebølgelengdens minimum er at dielektri-kumet mellom A/4-tilkoblingsanordningens to .høyfrekvensledere ikke er .homogent, The reason for the presence of the limiting wavelength minimum is that the dielectric between the A/4 connection device's two high-frequency conductors is not homogeneous,

men, som i de fleste tilfelle, sammensatt av et luftskikt og et glasskikt. Ved egnet valg av Da har man nu den mulighet å forskyve Hn-bølgetypen mot den kortest mulige bøl-gelengde. På denne måte er det mulig å oppnå en optimal tilpasning av forsinkel-sesledningen til den høyfrekvensledning som skal tilkobles, og samtidig med sikker- but, as in most cases, composed of an air layer and a glass layer. With a suitable choice of Da, one now has the option of shifting the Hn wave type towards the shortest possible wavelength. In this way, it is possible to achieve an optimal adaptation of the delay line to the high-frequency line to be connected, and at the same time with safe

het unngå at Hu-bølgetypen opptrer. avoid the Hu wave type occurring.

Det har også vist seg å være av ^tor betydning om røret er anordnet sentrisk til fokalisatorrøret eller ikke. En større ekssentrisitet begunstiger dannelsen av den uønskede Hu-bølgetype. Da man imidler- It has also been shown to be of great importance whether the tube is arranged centrically to the focalizer tube or not. A larger eccentricity favors the formation of the unwanted Hu wave type. However, when

tid for fokalisering i de aller ferreste tilfelle kan unngå en ekssentrisitet, er det hen- time for focalization in the very few cases can avoid an eccentricity, it is

siktsmessig å gi fokalisatorrøret en tilstrek- vision-wise to give the focalizer tube an adequate

kelig stor indre diameter D:l. Den optimale diameter D;i betraktet ut fra grensebølge-lengden av Hn-koaksiallednings-bølgety- kelly large inner diameter D:l. The optimal diameter D;i considered from the cut-off wavelength of the Hn coaxial line waveguide

pen vil imidlertid undertiden betinge uøn- however, nice will sometimes condition undesired

sket stor inhomogenitet av feltet i kort-slutningsplanets område. Av denne grunn foreslåes ifølge den videre oppfinnelse, i området for den gryteformede Å./4-reak- large inhomogeneity of the field occurred in the area of the short-circuit plane. For this reason, according to the further invention, in the area of the pot-shaped Å./4-reak-

tans' endevegg (kortslutningsplanet) å anbringe på fokalisatorrøret en ringformet, radialt innadrettet ansats som er slik di-mensjonert at den på den ene side frembringer et minst mulig spredefelt og på den annen side gir det for fokalisering nød-vendige spillerom. tans' end wall (the short-circuit plane) to place on the focalizer tube an annular, radially inward projection which is dimensioned in such a way that on the one hand it produces the smallest possible scattering field and on the other hand it provides the necessary leeway for focalization.

Anordningen ifølge oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen som viser et utførelseseksempel. The device according to the invention will be explained in more detail with reference to the drawing which shows an exemplary embodiment.

Fig. 1 viser tilkoblingsanordningen i i nitt og fig. 2 en gryteformet A/4-reaktans i per-spektiv. Fig. 1 shows the connection device in rivet and fig. 2 a pot-shaped A/4 reactance in perspective.

På fig. 1 angir 1 et vandrebølgerørs vakuumbeholder som f. eks. består av glass og har en indre diameter Di og ytre dia- In fig. 1 indicates 1 a traveling wave tube vacuum container such as, e.g. consists of glass and has an inner diameter Di and outer dia-

meter Di>. Den ytre diameter av to A/4-reaktanser 3 er D: og et fokalisatorrørs 6 meter Di>. The outer diameter of two A/4 reactances 3 is D: and that of a focalizer tube 6

indre diameter er Da. Da diametrene Di, inner diameter is Da. Then the diameters Di,

Dl> og D; ved et gitt rør er fastlagt, kan D1> and D; for a given pipe is determined, can

man ved hjelp av den ovenfor angitte for- with the help of the above-mentioned for-

mel bestemme fokalisatorrørets optimale diameter D:i. Ringformede ansatser i det indre av fokalisatorrøret er betegnet med 7 og tjener til å innsnevre dette rør, slik at mel determine the focalizer tube's optimal diameter D:i. Ring-shaped projections in the interior of the focalizer tube are denoted by 7 and serve to narrow this tube, so that

man på disse steder oppnår den nødven- in these places one obtains the necessary

dige avstand mellom ?./4-tilkoblingens in- distance between the ?./4 connection's in-

ner- og ytterleder. Den høyfrekvensledning som skal tilkobles, er betegnet med 2 og kobles over Å/4-reaktansene 3 med en ikke vist forsinkelsesledning. De to A/4-reaktan- lower and outer conductor. The high-frequency line to be connected is denoted by 2 and is connected across the Å/4 reactances 3 with a delay line not shown. The two A/4-reactan-

ser er forsynt med tre langsgående slisser 4 og med tre tverrslisser 5 ifølge oppfinnel- see is provided with three longitudinal slits 4 and with three transverse slits 5 according to the invention

sen, som forløper i omkretsretningen. Reaktansen 3 er på fig. 2 vist i forstørret målestokk. tendon, which extends in the circumferential direction. The reactance 3 is in fig. 2 shown on an enlarged scale.

Claims

1. Device for connecting a high-frequency line to a preferably helically shaped delay line in an electric

tric discharge device of the traveling wave tube type, whose vacuum container, which consists of dielectric material, is surrounded by a metal tube (focalizer tube) which, in high-frequency terms, is connected to the high-frequency line, and where the end of the delay line to be connected is provided with at least one pot-shaped resonant cavity element arranged in the vacuum container which, together with the metal tube arranged outside the vacuum container, forms an A/4 coaxial line which produces a high-frequency short circuit at the height of the resonant cavity element's end wall, characterized in that the wall part of the resonant cavity element ( 3) (the X/4 reactance) which lies opposite the metal tube, is provided with several transverse slits (5) running in the circumferential direction.

2. Device according to claim 1, characterized in that a different number of transverse slits are arranged.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the transverse slots are placed close to the pot-shaped A/4 reactance's end walls (short-circuit plane).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the area of the A/4 reactance's end wall (short-circuit plane), by the focalizer tube, an annular, radially inwardly directed projection (7) is arranged.

5. Device according to one of the claims 1-4, characterized in that the focalizer tube has an optimal inner diameter Da which is, in a first approximation, determined by the following formula: where Di and DL> are the dielectric vacuum container's interior and outer diameter, Da fo-calisator tube inner diameter, D; A/4 reaction tan's outer diameter and is the relative dielectric constant of the vacuum container.