DE7638147U1

DE7638147U1 - Verzoegerungsleitung fuer lauffeldverstaerkerroehren

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Publication number: DE7638147U1
Application number: DE7638147U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-12-06
Filing date: 1976-12-06
Publication date: 1977-06-16
Also published as: FR2373150A1; US4158154A; JPS5370758A; FR2373150B1; GB1590037A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA 76 G 1 1 7 1 BRD Verzögerungsleitung für Lauffelaverstärkerröhren

Die Neuerung "betrifft eine Verzögerungsleitung für Lauffeldverstärkerröhren, die eine Filtercharakteristik mit negativer Dispersion in der Grundwelle des langwelligsten Durchlaßbereiches (Betriebsband) hat und gebildet ist aus einem Hohlleiter mit aufeinanderfolgenden, jeweils ein3 Elektronenstrahldurchtrittsöffnung sowie einen Koppelschlit^ aufweisenden Querwänden und einer verlustbehaftetes Material aufweisenden Dämpfstrecke, in deren Bereich mindestens eine derjenigen Leitungsabmessungen, welche die beiden Grenzfrequenzen der Durchlaßbänder bestimmen, derart vergrößert sind, daß in der Dampfstrecke zumindest eine der beiden Grenzfrequenzen des Betriebsbandes von der Bandmitte mindestens soweit entfernt ist wie in der übrigen Verzögerungsleitung. Eine derart ausgebildete Leitung ist aus der DTPS 24 00 331 bekannt.

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Die genannte Patentschrift befaßt sich vorallem mit einem Leitungstyp, dessen Betriebsband von den Abmessungen der Leitungszellen bestimmt wird und dessen Dämpfstrecke so gestaltet ist,

Les-12 Ode / 30.11.1976

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daß sie im wesentlichen nur auf das magnetische Feld der Lei- .j tungswelle einwirkt ("Cavity-Leitung mit Stromdämpfung"). Bei einer solchen Leitung ist - gleiche Abmessungen über die gesamte Leitungslänge vorausgesetzt - im Dämpfabschnitt vorallem die untere Grenzfrequenz zu höheren Werten hin verschoben, so daß es bei einem Betrieb in der Nähe des TC -Punktes leicht zu unerwünschten Reflektionen kommt. Aus diesem Grunde wurde in der zitierten Druckschrift vorgeschlagen, die Zellendurchmesser oder die Koppelschlitzlängen zu vergrößern.

Wirkt die Dämpfstrecke weniger auf das magnetische als auf das elektrische Feld der Leitungswelle ein ("Felddämpfung"), so stellt man fest, daß die Dämpfelemente die Dispersionscharakteristik der Verzögerungsleitung in völlig anderer Weise beeinflüssen: Der Dämpfungsteil ist am TT-Punkt gut angepaßt, dagegen werden nahe am-2/T-Punkt störende Schwingungen angefacht.

Die Neuerung setzt sich das Ziel, die feiddämpfungsbedingten Störmoden an der oberen Bandkante bei einer Leitungsversion zu unterdrücken, deren Betriebsband nicht durch die Hohlrauraraaße sondern durch die Schlitzlängen festgelegt ist ("Schlitzkoppelleitung"). Die Stabiliρierung soll mit einfachen Mitteln erfolgen und bei Bedarf auch die «T-Punkt-Umgebung schwingungssicher machen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Leitung der eingangs genannten Art neuerungsgemäß vorgesehen, daß im Falle, daß das Betriebsband durch die Abmessungen der Koppelschlitze festgelegt ist und zugleich in der Dämpfstrecke vorwiegend die elektrischen Felder der Leitungswelle bedämpft werden, die Koppelschlitze im Bereich der Dämpfstrecke derart verkürzt sind, daß dort die obere Grenzfrequenz des Betriebsbandes mindestens so groß ist wie in der übrigen Verzögerungsleitung.

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Die Wirkung der vorgeschlagenen Schlitzlängenvariation läßt sich folgendermaßen erklären:

Bei einer feldbedätnpften Schlitzkoppelleitung mit anomaler Dispersion treten die unangenehmen Bandkantenqszillationen deshalb auf, weil felddämpfende Elemente den Durchlaßbereich nach tieferen Frequenzen hin verschieben und sich daher in der ^^-Punkt-Umgebung zwischen dem Dämpfungsabschnitt und dem bei diesen Frequenzen stark reflektierenden Vakuumfenster ein Leitungsresona-"tor ausbilden kann. Eine KoppelSchlitzverkürzung führt nun, wie durch Messungen bestätigt werden konnte, bei dem zugrundegelegten Leitungstyp zu einer charakteristischen Änderung der Dispersionskurve, die man näherungsweise als eine Verschiebung zu höheren Frequenzen (= kürzeren Wellenlängen) hin bezeichnen könnte. Insbesondere wird auch die obere Grenzfrequenz kräftig erhöht, ein Effekt, der bei Cavity-Leitungen bei weitem nicht so ausgeprägt ist. Das Ausmaß der Bandverschiebung hängt im wesentlichen davon ab, wie stark man die Schlitzlänge reduziert, so daß sich die dämpfungsbedingte Verstimmung weitgehend wieder rückgängig machen läßt.

Wollte man die Stabilität der Röhre noch durch eine zusätzliche Aufweitung des Bandes in der Dämpfstrecke erhöhen, so könnte man auch noch die übrigen Abmessungen der bedämpften Leitungszellen, insbesondere deren Durchmesser variieren. Bei einer Leitung mit ringförmigen Querblenden zwischen benachbarten Querwänden

(«Μμμ4Μμ^μ^ιμ£ F 25 25 845.1) läßt sich eine solche Verbreiterung besonders einfach herbeiführen: Es genügt eine geringe Vergrößerung der Querblenden-Innendurchmesser.

Die vorgeschlagene Beraessungsvorschrift führt nicht nur zu einer breitbandigeren Anpassung sondern ermöglicht auch, wie man bei Versuchsröhren feststellen konnte, eine bessere Wechselwirkung in der Strecke. Die Folge ist eine intensivere Bündelung des Strahls und eine Laufzeitverkürzung der Elektronenpakete im feldfreien Raum.

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Die Neuerung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels in Ver- 7" bindung mit den Figuren der Zeichnung näher erläutert werden. In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Fig. 1 das Ausführungsbeispiel einer neuerungsgemäßen Verzögerungsleitung, in einem teilweise weggebrochenen Seitenschnitt;

"Fig. 2 das Ausführungsbeispiel der Fig. 1, im Schnitt II-II; und

Fig. 3 in einem Diagramm den Einfluß der vorgeschlagenen Bemessungsregeln auf die Dispersionskurve der ersten Raumharmonischen im Betriebsband.

Die dargestellte Verzögerungsleitung ist für eine Wanderfeldröhre zur Verstärkung von mm-Wellen vorgesehen und besteht aus mehreren, hochfrequenzmäßig voneinander getrennten Abschnitten. In Fig. 1 ist nur einer dieser Abschnitte eingezeichnet, und zwar praktisch nur in seinem die Dämpfstrecke umfassenden Teil.

Die Länge der Dämpfstrecke ist in der Figur durch eine geschweifte Klammer markiert und mit 11 bezeichnet.

Der Leitungsabschnitt besteht aus abwechselnd hintereinandergesetzten Querwänden 1 und Querblenden 2 und wird durch einen sog. Sever 10 abgeschlossen. Sowohl die Querwände als auch die Querblenden sind jeweils mit einem umlaufenden Steg versehen und dadurch ohne Einsatz weiterer Distanzstücke voneinander beabstandet. Wände, Blenden und Sever bestehen aus Kupfer und sind zu einem festen Block miteinander verlötet ("Stapelleitung").

Jede Querwand enthält an zentraler Stelle ein Strahlröhrchen 3 mit einer Elektronenstrahldurchtrittsöffnung 4 und ist außerdem mit einem Koppelschlitz 5 versehen. Auch die Querblenden haben zentrale, mit dem Bezugszeichen 6 gekennzeichnete Öffnungen. Aufeinanderfolgende Querwände sind jeweils um 180 gegeneinander versetzt, je zwei benachbarte Wände begrenzen eine durch eine Querblende unterteilte Leitungszelle 11. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Schiitalängen größer als die Durchmesser der

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Leitungszellen, so daß die Leitung im Betriebsband mit einem X ' Schlitzmodus arbeitet. Die Grundwelle ist im Betriebsband rückwärtslaufend, die Leitung wird daher in der ersten (vorwärtslaufenden) Rauraharmonisehen betrieben.

In der Dämpfstrecke tragen die Querblenden jeweils vier mit einer dünnen, hochohmigen Widerstandsschicht 7 (Kohleschicht) versehene Dämpfzylinder 8 aus Aluminiumoxid (Bornitrid, Berylliumoxid). Eine solche Dämpfungsanordnung wirkt felddämpfend. Die der Dämpfstrecke unmittelbar vorgelagerte Leitungszelle (Anpaßzelle 12) enthält einen metallischen Stift 9 (Anpaßstift), der für eine reflektionsarme Widerstandstransformation zwischen dem aktiven Leitungsteil und dem Dämpfungsteil sorgt.

Zur Korrektur der Dispersionskurve sind in der Dämpfstrecke die Längen der Koppelschlitze kleiner und die Innendurchmesser der Querblenden größer als in der übrigen Leitung. Die Blenden-Innendurchmesser sind in Fig. 1 eingezeichnet (d_ = Innendurchmesser der Blenden im aktiven Leitungsabschnitt, d, = Innendurchmesser im Dämpfungsabschnitt; d-, > d ); die Koppelschlitz-

Q ei

länge in der Dämpfstrecke ist in der Fig. 2 eingetragen (1^).

Die Wirkungen der neuerungsgemäß vorgesehenen Dimensionierungsänderungen sind im Diagramm der Fig. 3 dargestellt. In diesem Schaubild ist die Größe c/v (c = Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, ν = Phasengeschv/indigkeit der Leitungswelle) gegen (X= Wellenlänge der freien Welle) aufgetragen. Die Kurve 12 entspricht dem Dispersionsast der ersten Rauraharmonisehen im aktiven Leitungsteil; Die Grenzwellenlängen des Astes sind auf der Ordinate mit A bzw. \. eingezeichnet. Das Band würde in der Dämpfstrecke, wenn man die Abmessungen längs der gesamten Leitung konstant hielte, nach rechts zu längeren Wellenlängen hin verschoben werden (Kurve 13). Werden in der Dämpfstrecke die Koppelschlitzlängen verkürzt, so läßt sich diese Verschiebung praktisch wieder aufheben (Kurve 14). Vergrößert man zusätzlich noch die Innendurchmesser der Querblenden im

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Dämpfurgsabaohnitt, dann dreht man den Dlspereionaaet um eine J Achse In der Nähe der mit X_m bezeichneten Bandmitte gegen den Uhrzeiger8inn; das Betriebsband weitet sich dann über beide Grenzwellenlängen hin aus (Kurve 15)»

Die Dämpfatreokenanpassung bewirkt zweierlei: Die Leitung neigt nicht mehr zu Bandkantenoszillationen und hat, worauf bereits hingewiesen wurde, einen höheren Wirkungsgrad. Bei - einer Testleitung mit mehreren Abschnitten führte bereits eine Anpassung von nur einer Dämpfstrecke (Eingangsdämpfzone) zu einer um 3 bis 4 dB höheren Verstärkung.

Die Neuerung ist nicht auf das dargestellteAusführungsbei- |

spiel beschränkt. So kommen auch andere Dämpfungsanordnungen f

in !Frage, wenn sie nur mehr feld- als stromdämpfend wirken. |

Insbesondere sind auch andere Schlitzkoppelleitungen denkbar, f

beispielsweise sog. Stegleitungen. |

2 Schutzansprüche |

3 Figuren I

Claims

- 7 - 76 β I 17 I BRG

1. Verzögerungsleitung für Lauffeldverstärkerröhren, die eine Filtercharakteristik mit negativer Dispersion in der Grundwelle des langwelligsten Durchlaßbereiches (Betriebsband) hat und gebildet ist aus einem Hohlleiter mit aufeinander-, folgenden, jeweils eine Elektronenstrahldurchtrittsöffnung sowie einen Koppelschlitz aufweisenden Querwänden und einer verlusfbehaftetes Material aufweisenden Dämpfstrecke, in deren Bereich mindestens eine derjenigen Leitungsabraessungen, welche die beiden Grenzfrequenzen der Durchlaßbänder be-.stimtnen, derart vergrößert ist, daß in der Dämpf strecke zumindest eine der beiden Grenzfrequenzen des Betriebsbardes von der Bandmitte mindestens soweit entfernt ist wie in der übrigen Verzögerungsleitung, dadurch ge kennzeichnet , daß im Falle,daß das Betriebsband durch die Abmessungen der Koppelschlitze (5) festgelegt ist ("Schlitzkoppelleitung") und zugleich in der Dämpfstrecke (16) vorwiegend die elektrischen Felder der Le itungswelle bedämpft werden ("Felddämpfung"), die Koppelschlitze (5) im Bereich der Dämpfstrecke (11) derart verkürzt sind, daß dort die obere Grenzfrequenz des Betriebsbandes mindestens so groß ist wie in der übrigen Verzögerungsleitung.

2. Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, bei der zwischen benachbarten Querwänden jeweils ringförmige Querblenden angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem die Innendurchmesser der Querblenden (2) im Bereich der Dämpfstrecke (11) vergrößert sind.

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