DE1294570B - Vorwaertswellenverstaerkerroehre - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Vorwärtswellen- relative Phasengeschwindigkeit wird durch die Neiverstärkerröhren mit einer Verzögerungsleitung vom gung einer geraden Linie gegeben, die einmal durch Sprossentyp mit in Elektronenstrahlrichtung fluchtend den Nullpunkt und zum anderen durch einen Punkt hintereinanderliegenden Resonanzsprossen. der Kurve hindurchgeht, der der in Frage kommen-Verzögerungsleitungen des Sprossentyps sind in 5 den Frequenz entspricht. Die Phasengeschwindigkeit vielen Ausführungen bekannt (z. B. aus deutschem ist dabei in der Einheit Resonanzelementabstand pro Patent 1032415, britische Patentschrift 784 867, Sekunde gemessen. Als Maß für die Wechselfranzösische Patentschrift 1668 673). Sie haben zwar Wirkungsbandbreite Δ ω kann dabei ein Frequenzinsofern Vorzüge, als sie eine hohe Wechselwirkungs- bereich verwendet werden, in dem die Phasenimpedanz besitzen und auch für hohe Leistungen ein- io geschwindigkeit der Welle um nicht mehr als 10 % gesetzt werden können, sie zeigen jedoch eine Disper- von der Geschwindigkeit der Teilchen abweicht, mit sion in dem Sinne, daß die Phasengeschwindigkeit denen die Welle in Wechselwirkung tritt. Die der Wellenausbreitung sich mit der Frequenz be- Teilchengeschwindigkeit soll dabei ebenfalls in trächtlich ändert. Eine solche Dispersion ist besonders der Einheit Resonanzelementabstand pro Sekunde für solche Anwendungen von Nachteil, in denen, wie 15 gemessen werden.

beispielsweise bei der Breitbandverstärkung, ein Die Kurve C₁₂ stellt die Dispersionscharakteristik

Teilchenstrom von konstanter Geschwindigkeit mit einer einfachen Reihe aus Resonanzelementen nach

einer elektromagnetischen Wanderwelle, deren Fre- F i g. 1 dar. In solchen Verzögerungsleitungen ist die

quenz sich stark ändert, in Wechselwirkung treten kapazitive Kopplung zwischen den kapazitiven Ge-

soll. In einem solchen Fall ist es erforderlich, daß die ao bieten nebeneinanderliegender Resonanzelemente

Phasengeschwindigkeit der Welle immer in der Nähe im wesentlichen durch die Kopplung in den induk-

der Teilchengeschwindigkeit und damit im wesent- tiven Gebieten ausgeglichen, so daß die Bandbreite

liehen konstant gehalten wird, und zwar über das außerordentlich schmal wird. Davon ausgenommen

gesamte, interessierende Frequenzband. sind nur Phasengeschwindigkeiten, die für eine

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Band- 25 Wechselwirkung mit dem Teilchenstrom viel zu groß

breite einer solchen Verzögerungsleitung zu ver- sind.

größern. Gemäß der Erfindung sind die kapazitiven Gebiete Gemäß der Erfindung geschieht dies dadurch, abwechselnder Resonanzelemente kapazitiv mitdaß sowohl die aufeinanderfolgenden geradzahligen einander gekoppelt, wodurch die Dispersionskurve Sprossen als auch die aufeinanderfolgenden ungerad- 30 C₁₃ erhalten wird. Dadurch wird bezüglich der zahligen Sprossen durch im Kapazitätsbereich der Teilchengeschwindigkeit, die durch die Neigung der Sprossen angeordnete und mit den betreffenden Linie V₂ gegeben ist, eine wesentliche Wechsel-Sprossen galvanisch verbundene metallische Längs- Wirkungsbandbreite Δ ω₂ in einem Gebiet hervorstege kapazitiv so gekoppelt sind, daß sich eine mög- gerufen, das zwischen einer Phasenverschiebung von liehst große Wechselwirkungsbandbreite ergibt. 35 π/2 und π pro Resonanzeinheit liegt. Dieses Gebiet Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselwirkung mit den Zeichnungen im einzelnen beschrieben. in Vorwärtsrichtung der Welle auftritt, da die Rich-F i g. 1 ist eine Ansicht einer Verzögerungsleitung tung des Energietransportes in der Welle, die durch vom Sprossentyp bekannter Ausführung; die Neigung der Dispersionskurve gegeben ist, mit F i g. 2 ist eine graphische Darstellung von Dis- 40 der Richtung der Teilchengeschwindigkeit übereinpersionskurven; stimmt.

F i g. 3 ist eine Ansicht einer Verzögerungsleitung Diese Anordnung hat wichtige Vorteile. Um eine mit kapazitiver Kopplung gemäß der Erfindung; bestimmte absolute Phasengeschwindigkeit und da-F i g. 4 ist eine schematische Ansicht einer Vor- mit eine bestimmte Phasenverschiebung pro Einheitswärtswellenverstärkerröhre, die von einem Strahl 45 länge der Verzögerungsleitung bei einer vorgeradlinig durchsetzt wird und die eine Verzögerungs- gegebenen Frequenz zu erreichen, wird pro Einheitsleitung nach der Erfindung verwendet. länge der Verzögerungsleitung nur eine geringere F i g. 1 zeigt eine bekannte Verzögerungsleitung Anzahl von Resonanzelementen benötigt, da die vom Sprossentyp, bei der eine Reihe von Resonanz- Phasenverschiebung pro Element größer ist. Dadurch sprossen 3 längs zweier elektrisch leitender Kurz- 50 sind Verzögerungsleitungen möglich, die stabiler aufschlußplatten 4 angeordnet ist. Die stehenden Wellen, gebaut sind und eine größere Wärmeverlustleistung die sich auf solchen Resonanzsprossen ausbilden, haben und damit für höhere Leistungen eingesetzt zeigen kapazitive Gebiete C mit hoher elektrischer werden können. Bei einem gegebenen Abstand zwi-Feldstärke sowie induktive Gebiete L hoher magne- sehen den Resonanzsprossen ist eine wesentlich tischer Feldstärke. In der Fig. 1 befinden sich die 55 niedrigere Wechselwirkungsgeschwindigkeit der Teilkapazitiven Gebiete C in der Nähe der Mitte der chen erforderlich. Dadurch läßt sich beispielsweise Sprossen 3, während die induktiven Gebiete L in der die benötigte Beschleunigungsspannung für die Teil-Nähe der kurzgeschlossenen Enden der Sprossen chen erniedrigen. Wenn sich die Phasenverschiebung liegen. pro Resonanzelement in dem dargestellten Gebiet Verzögerungsleitungen dieser Art können bei- 60 befindet, wird in der Kopplung zwischen abwechselnspielsweise in Vorwärtswellenverstärkerröhren, und den Resonanzsprossen nur sehr wenig Energie gezwar sowohl in »M«-Röhren als auch in »O«-Röhren speichert. Dadurch wird die Wechselwirkungsverwendet werden. impedanz angehoben.

Um die Wirkungsweise der Erfindung zu erklären, Ein Beispiel einer Verzögerungsleitung nach der wird auf F i g. 2 Bezug genommen. F i g. 2 zeigt die 65 Erfindung ist in der F i g. 3 gezeigt. Eine Anzahl von Dispersion einer elektromagnetischen Welle in einem Resonanzsprossen 6 sind zwischen zwei Kurzschluß-Diagramm der Winkelfrequenz in Abhängigkeit von platten 7 angeordnet. Die gewünschte kapazitive der Phasenverschiebung pro Resonanzelement. Die Kopplung wird über ausgerichtete Stege 8 her-

gestellt, die durch einen Ansatz 9 mit einer der Sprossen verbunden sind. Diese Stege 8 verlaufen in Längsrichtung so, daß das Ende eines Steges dem Ende eines anderen Steges in einem gewissen Abstand gegenübersteht. Dadurch wird zwischen diesen beiden Stegen ein kapazitiver Kopplungsspalt 10 gebildet. Eine Reihe von Stegen 8 koppelt die aufeinanderfolgenden geradzahligen Sprossen 6 α miteinander, während eine zweite Reihe die Kopplung zwischen den aufeinanderfolgenden ungeradzahligen Sprossen übernimmt.

Wenn auch die Verzögerungsleitungen nach der Erfindung in Verbindung mit Vorwärtswellenröhren verschiedener Art verwendet werden können, sind sie besonders in Röhren mit gekreuzten Feldern oder »M«-Röhren nützlich, die ein ausgedehntes Wechselwirkungsgebiet erfordern und bei denen besondere Schwierigkeiten des Aufbaues der Röhre und der Wärmeabfuhr auftreten, da für den Betrieb der Röhren mit niederen Elektronengeschwindigkeiten die ao Resonanzelemente einen dichteren Abstand haben.

In der F i g. 4 ist eine solche Verstärkerröhre gezeigt, die linear angeordnet ist, gekreuzte Felder verwendet und die von einem Elektronenstrahl durchsetzt wird. Diese Röhre verwendet eine Anode 38, as die mit einer abwechselnd gekoppelten Verzögerungsleitung nach der Erfindung verbunden ist. Ein Strahlerzeugungssystem 39 schickt einen Elektronenstrahl durch die gekreuzten Felder der Wechselwirkungszone 40 hindurch, die zwischen einer nicht emittierenden Elektrode 41 und einer Anode 38 gebildet wird. Der Elektronenstrahl wird von dem Auffänger 42 aufgefangen. Die Verzögerungsleitung ist mit einer Einkoppelleitung 43 und einer Auskoppelleitung 44 versehen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorwärtswellenverstärkerröhre mit einer Verzögerungsleitung vom Sprossentyp mit in Elektronenstrahlrichtung fluchtend hintereinanderliegenden Resonanzsprossen, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die aufeinanderfolgenden geradzahligen Sprossen (6 a), als auch die aufeinanderfolgenden ungeradzahligen Sprossen (6 b) durch im Kapazitätsbereich der Sprossen angeordnete und mit den betreffenden Sprossen (6 a bzw. 6 b) galvanisch verbundene metallische Längsstege (8) kapazitiv so gekoppelt sind, daß sich eine möglichst große Wechselwirkungsbandbreite ergibt.

2. Vorwärtswellenverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsstege (8) jeweils axial zueinander ausgerichtet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen