DE1283972B

DE1283972B - Mechanically tunable cavity resonator for a transit time tube with speed modulation

Info

Publication number: DE1283972B
Application number: DEE23224A
Authority: DE
Inventors: Bagnall John Ralph
Original assignee: English Electric Valve Co Ltd
Current assignee: Teledyne UK Ltd
Priority date: 1961-09-06
Filing date: 1962-07-19
Publication date: 1968-11-28
Also published as: FR1335274A; US3264513A; GB976775A; CH402198A

Description

Die Erfindung betrifft einen Hohlraumresonator für eine Laufzeitröhre mit Geschwindigkeitsmodulation, der zwei einander gegenüberliegende metallische Wände aufweist, die durch eine rohrförmige metallische Wand (Rohrwand) verbunden sind, die einen in seinem mechanischen Widerstandsmoment geschwächten Teil in Form einer Ringwulst aufweist, und bei dem Schraubmittel vorgesehen sind, die auf die Rohrwand einwirken, um deren Länge und damit den Abstand zwischen den beiden einander gegenüberliegenden metallischen Wänden zu verändern.The invention relates to a cavity resonator for a time-of-flight tube with speed modulation, the two opposing metallic Has walls connected by a tubular metallic wall (pipe wall) that shape a part that has been weakened in its mechanical section modulus having an annular bead, and are provided in the screw means, which on the Pipe wall act by its length and thus the distance between the two each other opposite metallic walls to change.

Derartige Hohlraumresonatoren sind grundsätzlich bekannt. Sie weisen jedoch die Nachteile auf, daß zur Erzielung einer hohen Abstimmgenauigkeit die Schraubmittel praktisch spielfrei ausgebildet sein müssen und- daß keine ausreichende Unempfindlichkeit gegen Temperatur- und Druckänderungen gewährleistet ist.Such cavity resonators are known in principle. You wise however, the disadvantages that the screwing means to achieve a high level of tuning accuracy must be designed practically free of play and that no sufficient insensitivity is guaranteed against temperature and pressure changes.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines mechanisch abstimmbaren Hohlraumresonators, der besonders einfach aufgebaut ist und diese Nachteile nicht aufweist.The aim of the invention is to create a mechanically tunable Cavity resonator, which is particularly simple and does not have these disadvantages having.

Ausgehend von einem Hohlraumresonator der eingangs angeführten Gattung wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ringwulst aus der Rohrwand selbst herausgedrückt ist und im wesentlichen die gleiche Wandstärke wie die nicht verformte Rohrwand aufweist.Based on a cavity resonator of the type mentioned at the beginning this object is achieved according to the invention in that the annular bead from the Pipe wall itself is pushed out and is essentially the same wall thickness as has the non-deformed pipe wall.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Änderung der Länge der Rohrwand symmetrisch. Zu diesem Zweck können an der Rohrwand oberhalb und unterhalb der Wulst laschenförmige Elemente zur Aufnahme von um die Rohrwand verteilten Schraubmitteln vorgesehen sein, mittels der der Abstand zwischen den beiden einander gegenüberliegenden metallischen Wänden symmetrisch verändert werden kann,.so daß bei jeder Einstellung die Länge der Rohrwand, längs Linien parallel zur Resonatorachse (Röhrenachse) gemessen, rundum gleich ist.According to an advantageous embodiment of the invention, the Change the length of the pipe wall symmetrically. For this purpose, on the pipe wall above and below the bead tab-shaped elements for receiving around the Pipe wall distributed screw means can be provided, by means of which the distance between the two opposite metallic walls changed symmetrically can be, .so that with each setting the length of the pipe wall, along lines parallel measured to the resonator axis (tube axis), is the same all around.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Änderung der Länge der Rohrwand unsymmetrisch. Dazu können an der Rohrwand oberhalb und unterhalb der Wulst einander gegenüberliegende Außenansätze angebracht sein, mittels der die Länge der Rohrwand an einer Stelle des Umfangs verändert werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention takes place the change in the length of the pipe wall is asymmetrical. This can be done on the pipe wall above and under the bead opposite outer lugs be attached, by means of which the length of the pipe wall can be changed at one point on the circumference can.

Da die Änderung der Resonanzfrequenz dadurch erzielt wird, daß die Länge der Rohrwand verändert wird und damit der Abstand zwischen den beiden einander gegenüberliegenden metallischen Wänden, die durch die Rohrwand verbunden sind und mit dieser den Hohlraumresonator bilden, und da keine dieser beiden Wände durch eine Membran gebildet wird oder biegsam (im üblichen Sinne des Wortes) ist, ergibt sich eine präzise Einstellbarkeit der Frequenz und eine wesentlich größere Immunität gegenüber unerwünschten Frequenzänderungen infolge Änderungen der Temperatur oder des Druckes oder durch Vibrationen als bei den bekannten Konstruktionen mit Membranwänden od. ä. Die Schraubmittel können symmetrisch um die Rohrwand herum angeordnete Schraubenbolzen sein, wenn die Längenverstellung symmetrisch erfolgen soll, oder sie können durch einen Schraubenbolzen gebildet werden, falls unsymmetrische Längenverstellung vorgesehen ist. Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungsfiguren-beschrieben.Since the change in the resonance frequency is achieved in that the The length of the pipe wall is changed and thus the distance between the two opposing metallic walls that are connected by the pipe wall and with this form the cavity resonator, and neither of these two walls through a membrane is formed or is pliable (in the usual sense of the word) a precise adjustability of the frequency and a much greater immunity against undesired frequency changes as a result of changes in temperature or the pressure or vibrations than in the known constructions with membrane walls or the like. The screwing means can be screw bolts arranged symmetrically around the pipe wall be if the length adjustment is to be done symmetrically, or they can by a screw bolt can be formed if asymmetrical length adjustment is provided is. The invention is described below in connection with the drawing figures.

F i g. 1 und 2 zeigen, soweit zum Verständnis nötig, eine Ausführungsform eines erfindungsgemäß abstimmbaren Hohlraumresonators, der für Klystrons geeignet ist, und F i g. 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung.F i g. 1 and 2 show, as far as necessary for understanding, an embodiment an inventive tunable cavity resonator suitable for klystrons is, and F i g. 3 and 4 show a further embodiment of the invention.

Die F i g. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, angewandt auf einen Klystronhohlraumresonator,: bei der die Verstellung unsymmetrisch ist. Der Resonatorhohlraum 1 befindet sich hier zwischen der mit einer Mittelöffnung versehenen metallischen Wand 3 und einer metallischen Wand 4, die von einem zentralen rohrförmigen Teil und einem sich daran anschließenden ringscheibenförmigen Teil gebildet wird. Diese Metallwände sind durch ein mit ihnen verschweißtes, kreisrundes metallisches Rohr 5 verbunden. Der zwischen den beiden Wänden 3 und 4 liegende Teil des Rohres 5 weist eine Ringwulst 5A auf, die zwecks Änderung des Abstandes zwischen den beiden Wänden 3 und 4 verformt werden -kann. -Im- Röhr 5 befindet sich eine Öffnung 6 zum Ein- oder Auskoppeln von Hochfrequenzenergie. Ein Rahmen 7 mit einer entsprechenden Öffnung ist mit dem Rohr 5 verschweißt, so daß auf der Seite dieses Rahmens die Länge des Rohres 5 unveränderlich ist. Ein Hohlleiter 8 ist an den Rahmen 7 angeschweißt und weist ein vakuumdichtes Fenster aus Glimmer oder Glas (nicht dargestellt) auf, durch das die Nochfrequenzenergie in bekannter Weise -passieren kann. Gegenüber dem Rahmen 7 und dem Hohlleiter 8 sind an der Außenseite des Rohres 5 nahe den metallischen Wänden 3 und 4 zwei Laschen 9 und 10 angeschweißt. Eine einzige Schraube 11 (gebrochen dargestellt) mit Muttern 12 geht durch die beiden Laschen 9 und 10 hindurch. Mittels der Schraube 11 und der Muttern 12 können die Laschen 9 und 10 aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden, wodurch die Wulst 5A unsymmetrisch verformt und damit die Länge des Rohres 5 unsymmetrisch verändert wird. Dadurch kann der Abstand zwischen den Wänden 3 und 4 zwecks Änderung der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators geändert werden. Die Wände 3 und 4 haben dabei auf der Seite des Rahmens 7 stets einen festen Abstand voneinander. Auf der dem Rahmen 7 gegenüberliegenden Seite ist der Abstand jedoch veränderbar. Bei einer erfolgreich erprobten Konstruktion gemäß den F i g.1 und 2 bestand das Rohr 5 aus einer Nickel-Eisen-Legierung und hatte eine Wandstärke von 0,75 mm. Diese-Konstruktion ist relativ einfach,. leicht abzustimmen und relativ unempfindlich gegenüber normalen Änderungen der Temperatur und -des Druckes sowie gegenüber Vibrationen und Erschütterungen.The F i g. Figures 1 and 2 show an embodiment of the invention applied to a klystron cavity resonator: in which the displacement is asymmetrical. The resonator cavity 1 is located here between the metallic wall 3, which is provided with a central opening, and a metallic wall 4 which is formed by a central tubular part and an adjoining annular disk-shaped part. These metal walls are connected by a circular metal tube 5 welded to them. The part of the tube 5 lying between the two walls 3 and 4 has an annular bead 5A which can be deformed in order to change the distance between the two walls 3 and 4. In the tube 5 there is an opening 6 for coupling high frequency energy in or out. A frame 7 with a corresponding opening is welded to the tube 5 so that the length of the tube 5 is invariable on the side of this frame. A waveguide 8 is welded to the frame 7 and has a vacuum-tight window made of mica or glass (not shown) through which the high-frequency energy can pass in a known manner. Opposite the frame 7 and the waveguide 8, two tabs 9 and 10 are welded on the outside of the tube 5 near the metallic walls 3 and 4. A single screw 11 (shown broken) with nuts 12 goes through the two brackets 9 and 10. By means of the screw 11 and the nuts 12, the tabs 9 and 10 can be moved towards or away from one another, as a result of which the bead 5A is deformed asymmetrically and the length of the tube 5 is thus changed asymmetrically. This allows the distance between the walls 3 and 4 to be changed in order to change the resonance frequency of the cavity resonator. The walls 3 and 4 always have a fixed distance from one another on the side of the frame 7. On the side opposite the frame 7, however, the distance can be changed. In a successfully tested construction according to FIGS. 1 and 2, the tube 5 consisted of a nickel-iron alloy and had a wall thickness of 0.75 mm. This construction is relatively simple. easy to adjust and relatively insensitive to normal changes in temperature and pressure as well as to vibrations and shocks.

Die in den F i g. 3 und 4 dargestellte Abwandlung erklärt sich weitgehend von selbst, da für entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen wie in den F i g. 1 und 2 verwendet wurden. In den F i g. 3 und 4 ersetzten zwei dreieckförmige Platten 13 und 14 die Laschen 9 und 10 der F i g. 1 und 2; der Rahmen 7 ist hier entfallen, so daß die Länge des Rohres 5 symmetrisch veränderbar ist. Diese Änderung wird durch drei symmetrisch angeordnete Schraubenbolzen 15 mit Muttern 16 (in F i g. 4 nicht erkennbar), die die Platten 13 und 14 verbinden, bewirkt. An Stelle des Hohlleiters der F i g. 1 und 2 ist bei der Ausführung nach den F i g. 3 und 4 eine Koaxialleitung 17 vorgesehen.The in the F i g. The modification shown in FIGS. 3 and 4 is largely self-explanatory, since the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2 were used. In the F i g. 3 and 4, two triangular plates 13 and 14 replace the tabs 9 and 10 of FIG. 1 and 2; the frame 7 is omitted here, so that the length of the tube 5 can be changed symmetrically. This change is brought about by three symmetrically arranged screw bolts 15 with nuts 16 (not visible in FIG. 4) which connect the plates 13 and 14 . Instead of the waveguide of FIG. 1 and 2 is in the embodiment according to FIGS. 3 and 4 a coaxial line 17 is provided.

Claims

Claims: 1. Cavity resonator for a time-of-flight tube with speed modulation, which has two opposing metallic walls which are connected by a tubular metallic wall (pipe wall) which has a part in the form of an annular bead that is weakened in its mechanical resistance moment, and which is provided with screw means which act on the pipe wall to change its length and thus the distance between the two opposing metallic walls, characterized in that the annular bead (5A) is pushed out of the pipe wall (5) itself and is essentially the same Has wall thickness like the non-deformed pipe wall.

2. Cavity resonator according to claim 1, characterized in that that the change in the length of the pipe wall (5) takes place symmetrically.

3. Cavity resonator according to claim 1, characterized in that the change in the length of the pipe wall (5) takes place asymmetrically.