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DE1059052B - Device for frequency adjustment in reflex klystrons - Google Patents

Device for frequency adjustment in reflex klystrons

Info

Publication number
DE1059052B
DE1059052B DES48305A DES0048305A DE1059052B DE 1059052 B DE1059052 B DE 1059052B DE S48305 A DES48305 A DE S48305A DE S0048305 A DES0048305 A DE S0048305A DE 1059052 B DE1059052 B DE 1059052B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
adjusting bolt
frequency
compensation
thread
actuator
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.)
Pending
Application number
DES48305A
Other languages
German (de)
Inventor
Dr Rer Nat Wolfgang Stetter
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.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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 Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DES48305A priority Critical patent/DE1059052B/en
Publication of DE1059052B publication Critical patent/DE1059052B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
    • H01J25/02—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
    • H01J25/22—Reflex klystrons, i.e. tubes having one or more resonators, with a single reflection of the electron stream, and in which the stream is modulated mainly by velocity in the modulator zone
    • H01J25/24—Reflex klystrons, i.e. tubes having one or more resonators, with a single reflection of the electron stream, and in which the stream is modulated mainly by velocity in the modulator zone in which the electron stream is in the axis of the resonator or resonators and is pencil-like before reflection

Landscapes

  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Frequenzeinstellung mit Temperaturkompensation und thermischer Frequenzstabilisierung bei Reflexklystrons. Eines der wichtigsten Probleme bei Reflexklystrons ist die oft sehr hohe Forderung nach Frequenzstabiiitat. Durch Abstandsänderungen der Gitter oder entsprechend geformter Blenden, die den Arbeitsraum begrenzen, wird die Frequenzstabilität von Reflexklystrons in Abhängigkeit von der Temperatur erheblich beeinträchtigt. Für viele Anwendungsgebiete der Reflexklystrons wird z. B. eine Frequenzstabilität von ± 10 kHz verlangt. Hat nun ein Klystron durch die Ausdehnung seiner Bauteile eine Frequenzstabilität von beispielsweise 100 kHz/Grad, so muß die Temperatur des Klystrons auf ± 1Z10 0 genau eingehalten werden. Das bedeutet einen erheblichen apparativen Aufwand. Wenn man bedenkt, daß einer Frequenzänderung von etwa 10 kHz eine Abstandsänderung z. B. der beiden den Arbeitsraum begrenzenden Gitter in der Größenänderung von 10 μμ entspricht, so erkennt man leicht, welche Schwierigkeiten eine ausreichende Frequenzstabilisierung macht.The invention relates to a device for frequency setting with temperature compensation and thermal frequency stabilization in reflex klystrons. One of the most important problems with reflex klystrons is the often very high requirement for frequency stability. The frequency stability of reflex klystrons depending on the temperature is considerably impaired by changes in the spacing of the grids or appropriately shaped screens that limit the working space. For many areas of application of the reflex klystrons z. B. a frequency stability of ± 10 kHz is required. If a klystron has a frequency stability of, for example, 100 kHz / degree due to the expansion of its components, the temperature of the klystron must be maintained to within ± 1 Z 10 0. This means a considerable outlay in terms of equipment. If you consider that a frequency change of about 10 kHz a change in distance z. B. corresponds to the size change of 10 μμ of the two grids delimiting the working space, it is easy to see the difficulties that a sufficient frequency stabilization makes.

Es ist bereits eine Vorrichtung zur Frequenzeinstellung bei Reflexklystrons bekannt, die unter Verwendung einer mechanischen Grobeinstellung durch Verschieben eines auf ein hebelartiges Stellglied einwirkendes, gegen einen Festpunkt abgestütztes Längsglied und einer thermischen Feineinstellung, welche über dieses Längsglied auf den Verstellhebel einwirkt, arbeitet.There is already a device for frequency adjustment in reflex klystrons known using a mechanical coarse adjustment by moving an actuator acting on a lever-like actuator, against a fixed point supported longitudinal member and a thermal fine adjustment, which acts on the adjusting lever via this longitudinal member, works.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die einen einteiligen Einstellbolzen 7 aufweist, der als Längsglied verwendet wird und der an seinem einen Ende mit einem Gewinde versehen ist, durch einen den Einstellbolzen umschließenden hohlzylindrischen Kompensationsteil 5, der durch ein an seinem einen Ende angebrachtes Gewinde an der mit einem Gegengewinde versehenen, am Gehäuse starr befestigten Stütze 4 in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist und an dem durch ein an seinem anderen Ende angebrachtes Gewinde der an einem Ende mit einem Gewinde versehene Einstellbolzen 7 in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist, und durch ein dem hohlzylindrischen Kompensationsteil 5 benachbart angeordnetes, diesen vorzugsweise umschließendes Heizelement sowie durch ein hebelartiges Stellglied 16, das einerseits über einen deformierbaren, den Vakuumraum abschließenden Wandungsteil 17 mit einer frequenzbestimmenden Elektrode des Reflexklystrons verbunden und andererseits vorzugsweise über Gewinde am Einstellbolzen 7 verschiebbar gelagert ist.According to the invention, a device is proposed which has a one-piece adjusting bolt 7 , which is used as a longitudinal member and which is provided with a thread at one end, by a hollow cylindrical compensation part 5 surrounding the adjusting bolt, which is attached to the by a thread attached to its one end provided with a mating thread, rigidly attached to the housing support 4 is mounted displaceably in the axial direction and on which by a thread attached to its other end, the adjusting bolt 7 provided with a thread at one end is mounted displaceably in the axial direction, and by a hollow cylindrical Compensation part 5 arranged adjacent, this preferably enclosing heating element and by a lever-like actuator 16, which is connected on the one hand via a deformable wall part 17 closing the vacuum space to a frequency-determining electrode of the reflex klystron and on the other hand preferably is mounted displaceably via thread on the adjusting bolt 7.

An Hand einer in der Figur dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend die Erfindung sowie Einzelheiten Vorrichtung zur Frequenzeinstellung bei Reflexklystrons With reference to an embodiment of a device according to the invention shown in the figure, the invention and details of the device for frequency setting in reflex klystrons are described below

Anmelder: Siemens & Halske Aktiengesellschaft, Berlin und München, München 2, Wittelsbacherplatz 2 Applicant: Siemens & Halske Aktiengesellschaft, Berlin and Munich, Munich 2, Wittelsbacherplatz 2

Dr. rer. nat. Wolfgang Stetter1 München,
ist als Erfinder genannt wordenDr. rer. nat. Wolfgang Stetter 1 Munich,
has been named as the inventor

derselben näher erläutert. Der Elektrodenaufbau des Reflexklystrons 1 ist in der Figur nicht dargestellt. Er kann in beliebiger Weise ausgebildet sein. Die Wandung 2 soll dieses Reflexklystron umgeben. An der Wandung 2 ist zur Halterung der Frequenzeinsteil- und -Stabilisiereinrichtung ein z. B. bügeiförmig ausgebildeter Halterungsteil 3 starr befestigt. Mit diesem Halterungsteil 3 ist eine Stütze 4 starr verbunden. Ein als Hohlzylinder ausgebildeter Kompensationsteil 5 ist über die Gewinde' 6 in der Stütze 4 in axialer Richtung verschiebbar gehaltert. Innerhalb des Kompensationsteils 5 liegt der Verstellbolzen 7 und ist durch die Gewinde 8 im Kompensationsteil ebenfalls in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Am Kompensationsteil ist ferner noch ein Gewinde 9 für die Feststellmutter 10 angebracht. Außerdem ist auf dem Kompensationszylinder noch ein an seinen beiden Enden aufgebogenes Rohr 11 befestigt, das als Halterung für eine Heizspirale 12 dient. Der Einstellbolzen 7 ist noch mit einem weiteren Gewinde 13 versehen, das im Gegengewinde eines bügelartig ausgebildeten Verstellteils 14 läuft. Eine Feder 15 drückt das Stellglied 16 gegen den Verstellteil 14. Das Stellglied 16 ist einerseits mit der den Vakuumraum luftdicht verschließenden Membran 17 verbunden und erstreckt sich auf der anderen Seite dieser Membran in das Innere des Vakuumraumes. Dort steht es mit einer frequenzbestimmenden, nicht dargestellten Elektrode des Klystrons in Verbindung. Die Membran 17 bildet den Drehpunkt des Stellgliedes 16, so daß dieses als Hebel wirkt. Dadurch kann eine frequenzbestimmende Elektrode des Reflexklystrons, wie durch den Doppelpfeil 18 angedeutet, verstellt werden. Das Versteilglied ist noch mit einem Vierkant 19 versehen. Eine Haube 20 ver-the same explained in more detail. The electrode structure of the reflex klystron 1 is not shown in the figure. It can be designed in any way. The wall 2 should surround this reflex klystron. To the wall 2 of the Frequenzeinsteil- and -Stabilisiereinrichtung is a z for holding. B. bracket-shaped bracket part 3 is rigidly attached. A support 4 is rigidly connected to this mounting part 3. A compensation part 5 designed as a hollow cylinder is held displaceably in the axial direction via the threads 6 in the support 4. The adjusting bolt 7 is located within the compensation part 5 and is also mounted displaceably in the axial direction by the thread 8 in the compensation part. A thread 9 for the locking nut 10 is also attached to the compensation part. In addition, a pipe 11 , which is bent open at both ends, is attached to the compensation cylinder and serves as a holder for a heating coil 12. The adjusting bolt 7 is also provided with a further thread 13 , which runs in the mating thread of an adjusting part 14 designed in the manner of a bow. A spring 15 presses the actuator 16 against the adjustment part 14. The actuator 16 is connected on the one hand to the membrane 17 which closes the vacuum space airtight and extends on the other side of this membrane into the interior of the vacuum space. There it is connected to a frequency-determining, not shown electrode of the klystron. The membrane 17 forms the fulcrum of the actuator 16 so that it acts as a lever. As a result, a frequency-determining electrode of the reflex klystron can be adjusted , as indicated by the double arrow 18. The adjusting member is also provided with a square 19 . A hood 20

909 530/277909 530/277

Claims (1)

schließt die gesamte Vorrichtung und dient gleichzeitig als Halterung für die Stromzuführungen 21 der Heizspirale 12. closes the entire device and at the same time serves as a holder for the power supply lines 21 of the heating coil 12. Die Frequenzeinstellung des Reflexklystrons erfolgt durch Verdrehen des Einstellbolzens 7 mittels des Vierkants 19. Durch die Schraubbewegung des Einstellbolzens 7 wird der Verstellteil 14 in Achsrichtung des Einstellbolzens verschoben, so daß durch die hebelartige Wirkung des Stellgliedes 16 eine frequenzbestimmende Elektrode verstellt und dadurch die Frequenz des Reflexklystrons geändert wird. Durch die Feder 15, die das Stellglied 16 gegen den Verstellteil 14 drückt, wird ein toter Gang vermieden. The frequency of the reflex klystron is adjusted by turning the adjusting bolt 7 by means of the square 19. The screwing movement of the adjusting bolt 7 shifts the adjusting part 14 in the axial direction of the adjusting bolt, so that the lever-like effect of the actuator 16 adjusts a frequency-determining electrode and thereby the frequency of the reflex klystron will be changed. A dead gear is avoided by the spring 15, which presses the actuator 16 against the adjustment part 14. Berücksichtigt man zunächst den Kompensationsteil 5 nicht und' nimmt man an, daß der Einstellbolzen über das Gewinde 8 direkt an der Stütze 4, die man sich dann entsprechend zum Ende des Einstellbolzens hin verschoben denken muß, gelagert sei, so erkennt man, daß durch Erwärmen des Ein-Stellbolzens mittels der Heizspirale 12 infolge der dadurch bedingten Längenänderung des Einstellbolzens das Stellglied 16 verstellt wird. Diese Ausführungsform stellt die einfachste Art der thermischen Temperaturkompensation dar.If one does not initially take into account the compensation part 5 and 'if one assumes that the adjusting bolt is mounted via the thread 8 directly on the support 4, which one must then think of being shifted towards the end of the adjusting bolt, one recognizes that by heating of the adjusting bolt by means of the heating coil 12 as a result of the resulting change in length of the adjusting bolt, the actuator 16 is adjusted. This embodiment represents the simplest type of thermal temperature compensation. Dadurch, daß man zwischen die Stütze 4 und die Lagerung des Einstellbolzens 7 durch das Gewinde 8 den Kompensationsteil 5 anbringt, erhält man die Möglichkeit einer groben mechanischen Vorkompensation. Diese tritt dadurch ein, daß man durch Drehung des Kompensationsteils 5 dessen für die thermische Kompensation wirksame Länge verändert. Durch diese Vorkompensation genügt zur Stabilisierung der Frequenz eine Temperaturänderung am Kompensationsteil von wenigen Graden. Zur Grobkompensation wird die Mutter 10 gelöst, der Kompensationsteil zur Erzielung der gewünschten Grobkompensation verdreht und danach die Mutter 10 wieder festgezogen. Zur Frequenzstabilisierung kann man z. B. so vorgehen, daß man an geeigneten Stellen des Klystrons die Temperatur mißt oder ein temperaturabhängiges Bauelement anbringt und in Abhängigkeit der so ermittelten Werte die Heizung der Heizspirale 12 steuert. Eine wesentlich genauere Frequenzstabilisierung erhält man aber, wenn man die Frequenzabweichung des Reflexklystrons z. B. in einer Brücke mißt und den Meßwert direkt zur Steuerung der Heizleistung der Heizspirale 12 verwendet. Infolge der Trägheit der Stabilisierungsvorrichtung wirken sich kurzzeitige Frequenzänderungen verhältnismäßig wenig aus, so daß man über lange Zeiträume eine sehr genau stabilisierte Frequenz erhält.By attaching the compensation part 5 between the support 4 and the mounting of the adjusting bolt 7 through the thread 8 , one obtains the possibility of a rough mechanical pre-compensation. This occurs in that, by rotating the compensation part 5, its effective length for the thermal compensation is changed. As a result of this precompensation, a temperature change of a few degrees on the compensation part is sufficient to stabilize the frequency. For coarse compensation, the nut 10 is loosened, the compensation part is rotated to achieve the desired coarse compensation and then the nut 10 is tightened again. For frequency stabilization you can z. B. proceed in such a way that the temperature is measured at suitable points on the klystron or a temperature-dependent component is attached and the heating of the heating coil 12 is controlled as a function of the values thus determined. A much more precise frequency stabilization is obtained, however, if the frequency deviation of the reflex klystron z. B. measures in a bridge and the measured value is used directly to control the heating power of the heating coil 12 . As a result of the inertia of the stabilization device, short-term frequency changes have relatively little effect, so that a very precisely stabilized frequency is obtained over long periods of time. Patentanspruch.-Claim. Vorrichtung zur Frequenzeinstellung bei Reflexklystrons unter Verwendung einer mechanischen Grobeinstellung durch Verschieben eines auf ein hebelartiges Stellglied einwirkenden, gegen einen Festpunkt abgestützten Längsgliedes und einer thermischen Feineinstellung, welche über dieses Längsglied auf den Verstellhebel einwirkt, gekennzeichnet durch einen einteiligen Einstellbolzen (7), der als Längsglied verwendet wird und der an seinem einen Ende mit einem Gewinde versehen ist, durch einen den Einstellbolzen umschließenden hohlzylindrischen Kompensationsteil (5), der durch ein an seinem einen Ende angebrachtes Gewinde an der mit einem Gegengewinde versehenen, am Gehäuse starr befestigten Stütze (4) in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist und an dem durch ein an seinem anderen Ende angebrachtes Gewinde der an seinem Ende mit einem Gewinde versehene Einstellbolzen (7) in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist, und durch ein dem hohlzylindrischen Kompensationsteil (5) benachbart angeordnetes, diesen vorzugsweise umschließendes Heizelement sowie durch ein hebelartiges Stellglied (16), das einerseits über einen deformierbaren, den Vakuumraum abschließenden Wandungsteil (17) mit einer frequenzbestimmenden Elektrode des Reflexklystrons verbunden und andererseits vorzugsweise über Gewinde am Einstellbolzen (7) verschiebbar gelagert ist.Device for frequency adjustment in reflex klystrons using a mechanical coarse adjustment by moving a longitudinal member acting on a lever-like actuator and supported against a fixed point and a thermal fine adjustment which acts on the adjusting lever via this longitudinal member, characterized by a one-piece adjusting bolt (7), which acts as a longitudinal member is used and which is provided at one end with a thread, by a hollow cylindrical compensation part (5) surrounding the adjusting bolt, which is fixed by a thread attached at one end to the mating thread, rigidly attached to the housing support (4) in is mounted displaceably in the axial direction and on which the adjusting bolt (7) provided with a thread at its end is mounted displaceably in the axial direction by a thread attached to its other end, and by a hollow cylindrical compensation part (5) adjacent a n-arranged, this preferably enclosing heating element and by a lever-like actuator (16), which is connected on the one hand to a deformable wall part (17) closing the vacuum space with a frequency-determining electrode of the reflex klystron and on the other hand is preferably mounted on the adjusting bolt (7) via threads. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 807 957, 924 327;
USA.-Patentschriften Nr. 2 454 306, 2 682 623.Considered publications:
German Patent Nos. 807 957, 924 327;
U.S. Patent Nos. 2,454,306, 2,682,623. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 909 530/277 6.59© 909 530/277 6.59
DES48305A 1956-04-09 1956-04-09 Device for frequency adjustment in reflex klystrons Pending DE1059052B (en)

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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1616597B1 (en) * 1965-08-27 1970-06-18 Telefunken Patent Device for tuning the cavity resonator of a reflex klystron

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