DE1298640B

DE1298640B - Arrangement for coupling / decoupling electromagnetic wave energy for a transit time tube

Info

Publication number: DE1298640B
Application number: DE1962S0091545
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Erich; Liebscher; Mayerhofer; Kahl Paul; Dr Roland
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1962-08-31
Filing date: 1962-08-31
Publication date: 1969-07-03

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Einkopplung/Auskopplung elektromagnetischer Wellenenergie für eine Laufzeitröhre, insbesondere für hohe Leistungen, bestehend aus zwei mit Abstand in parallelen Ebenen verlaufenden, einseitig kurzgeschlossenen Hohlleitern rechteckigen Querschnitts, die einander mit ihren kurzgeschlossenen Endbereichen breitseitig überlappen und von denen das nicht kurzgeschlossene Ende des einen Hohlleiters mit der Signalquelle/mit. dem Ausgangsabschnitt der Röhre und das nicht kurzgeschlossene Ende des anderen Hohlleiters mit dem Eingangsabschnitt der Röhre/mit dem Verbraucher gekoppelt ist; bei der des weiteren die beiden. Hohlleiter durch ein in deren überlappungsbereich zwischen den einander gegenüberliegenden Hohlleiterbreitseiten . sich erstreckendes, rotationssymmetrisches Hohlleiterübertragungsstück verbunden sind, das mindestens drei Blenden aufweist, von denen die beiden äußeren Blenden zugleich die Kopplungsöffnung zum betreffenden Hohlleiter mitbilden, und das mit einem rotationssymmetrisch ausgebildeten und zur Achse des Hohlleiterübertragungsstücks koaxial angeordneten, scheibenförmigen dielektrischen Fenster vakuumdicht verschlossen ist.The invention relates to an arrangement for coupling / decoupling electromagnetic wave energy for a transit time tube, especially for high Services, consisting of two spaced parallel planes, one-sided short-circuited waveguides of rectangular cross-section, which are connected to each other with their short-circuited end regions overlap broadly and of which the non-short-circuited End of a waveguide with the signal source / with. the exit section of the tube and the non-short-circuited end of the other waveguide with the input section the tube / is coupled to the consumer; in the further the two. Waveguide by one in their overlap area between the opposing ones Waveguide broadsides. extending, rotationally symmetrical waveguide transmission piece are connected, which has at least three panels, of which the two outer Apertures at the same time form the coupling opening to the waveguide in question, and that with a rotationally symmetrical design and to the axis of the waveguide transmission piece coaxially arranged, disc-shaped dielectric window closed vacuum-tight is.

Bei dem geschilderten bekannten wird im Bereich des Fensters, wenn es rotationssymmetrisch ist, das Feld der elektromagnetischen H.. -Welle, _die in den beiden Hohlleitern rechteckigen Querschnitts stabil vorhanden ist, in das- Feldbild einer Eoi-Welle umgewandelt. (Wegen der hier benutzten Bezeichnungsweise von Hohlleiterwellen vergleiche man »Taschenbuch der Hochfrequenztechnik« von Meinke/Gundlach, Springer-Verlag, 1956, insbesondere S. 218 ff.) Im Bereich des rotationssymmetrischen Fensters tritt also eine Umwandlung des Hio Modus in den E.: ,- Modus ein. Um diese Modenumwandlung breitbandig zu gestalten, ist es erforderlich, daß die Übertragung der elektromagnetischen Wellenenergie von dem einen Hohlleiter, rechteckigen Querschnitts in den anderen Hohlleiter rechteckigen Querschnitts über einen runden Hohlleiter möglichst großen Querschnitts erfolgt. Es ergibt sich dabei das Problem, daß das Wellenfeld in einem> solchen Hohlleiter nicht mehr eindeutig ist, wenn nur geringfügige; praktisch unvermeidbare Störungen der Rotationssymmetrie, wie Exzentrizität des Fensters oder Abweichungen in der Geometrie und Homogenität, auftreten. Störungen der Rotationssymmetrie haben zur Folge, daß neben dem gewünschten E.. -Modus der Hii Modus und weitere Störmoden auftreten, die zu Reflexionen am Fenster führen und durch unzulässige Erwärmung des-.Fensters dieses beschädigen können. Außerdem wird beim Auftreten von Stör- ; moden die Anpassung erheblich verschlechtert, da diese Anpassung auf den Eoi Modus abgestellt ist.In the case of the known, described, in the area of the window, if it is rotationally symmetrical, the field of the electromagnetic H .. wave, which is stable in the two waveguides of rectangular cross section, is converted into the field image of an Eoi wave. (Because of the designation used here for waveguide waves, compare "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik" by Meinke / Gundlach, Springer-Verlag, 1956, especially p. 218 ff.) In the area of the rotationally symmetrical window, the Hio mode is converted into the E .: , - mode on. In order to make this mode conversion broadband, it is necessary that the transmission of the electromagnetic wave energy from one waveguide, rectangular cross section to the other waveguide rectangular cross section takes place via a round waveguide as large as possible cross section. The problem arises that the wave field in such a waveguide is no longer unambiguous, if only a minor one; practically unavoidable disturbances of the rotational symmetry, such as eccentricity of the window or deviations in geometry and homogeneity, occur. Disturbances of the rotational symmetry have the consequence that in addition to the desired E .. mode, the Hii mode and other interference modes occur, which lead to reflections on the window and can damage the window due to inadmissible heating of the window. In addition, when interference occurs; moden worsens the adaptation considerably, since this adaptation is geared towards the Eoi mode.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Einkopplung/Auskopplung elektromagnetischer Wellenenergie für eine Laufzeit- i röhre so auszubilden, daß optimale Anpassung erzielbar ist und dadurch das Auftreten von Störmoden im Bereich des vakuumdichten dielektrischen Fensters weitgehend vermeidbar ist.The invention is therefore based on the object of an arrangement for Coupling / decoupling of electromagnetic wave energy for a transit time tube to be trained so that optimal adaptation can be achieved and thereby the occurrence of Interference modes in the area of the vacuum-tight dielectric window can be largely avoided is.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer An- i ordnung der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Blendenöffnungen exzentrisch zur Achse des Hohlleiterübertragungsstücks angeordnet sind und sich jeweils von einer Blende zur anderen diametral gegenüberliegen.To solve this problem, in an arrangement the at the beginning mentioned type proposed according to the invention that the aperture openings eccentric are arranged to the axis of the waveguide transmission piece and each from one diaphragm to the other are diametrically opposite.

An Hand des in der. Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll nachstehend die Erfindung näher erläutert werden.Using the in the. Drawing illustrated embodiment is intended the invention will be explained in more detail below.

Ein einseitig kurzgeschlossener Hohlleiter 1 rechteckigen Querschnitts überlappt mit seinem kurzgeschlossenen Ende einen weiteren, ebenfalls einseitig kurzgeschlossenen Hohlleiter 3 rechteckigen Querschnitts, wobei die beiden Hohlleiter 1 und 3 mit Abstand in zwei parallelen Ebenen verlaufen. Die Hohlleiter 1 ist mit dem Hohlleiter 3 im Bereich der überlappung der beiden Hohlleiter durch ein rotationssymmetrisches Hohlleiterübertragungsstück4 verbunden, dessen Achse senkrecht zu den Breitseiten der beiden Hohlleiter 1 und 3 steht. Zu beiden Seiten einer mittleren Blende 5 ist im Hohlleiterübertragungsstück 4 je eine weitere Blende 7 und 8 vorhanden, mit denen das Übertragungsstück 4 an die beiden Hohlleiter 1 und 3 angrenzt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung ist das Hohlleiterübertragungsstück als Kettenleiter mit zwei magnetisch miteinander verkoppelten Kreisen ausgebildet. Zu diesem Zweck sind die Öffnungen der Blenden 7, 5 und 8 im Hohlleiteräbertragungsstück 4 exzentrisch zur Achse des Hohlleiterübertragungsstücks angeordnet und liegen sich jeweils von einer Blende zur anderen diametral gegenüber. Auf diese Weise wird eine magnetische Kopplung zwischen den Resonatoren bewirkt, die jeweils zwischen zwei benachbarten Blenden 7 und 5 bzw. 5 und -8 gebildet werden. In einem dieser beiden Resonatoren ist ein rotationssymmetrisches scheibenförmiges dielektrisches Fenster 6 vakuumdicht eingesetzt. Der Resonator mit dem Fenster 6 muß dabei so bemessen sein, daß sich optimale Anpassung ergibt. Diese wird dadurch erreicht, daß das Fenster 6 in die Wandung des Hohlleiterübertragungsstücks 4 eingreift.A one-sided short-circuited waveguide 1 of rectangular cross-section overlaps with its short-circuited end another, also one-sided short-circuited waveguide 3 of rectangular cross-section, the two waveguides 1 and 3 extending at a distance in two parallel planes. The waveguide 1 is connected to the waveguide 3 in the area of the overlap of the two waveguides by a rotationally symmetrical waveguide transmission piece 4, the axis of which is perpendicular to the broad sides of the two waveguides 1 and 3. On both sides of a central screen 5, a further screen 7 and 8 is provided in the waveguide transmission piece 4, with which the transmission piece 4 adjoins the two waveguides 1 and 3. In the illustrated embodiment of an arrangement according to the invention, the waveguide transmission piece is designed as a chain conductor with two circles magnetically coupled to one another. For this purpose, the openings of the apertures 7, 5 and 8 in the waveguide transmission piece 4 are arranged eccentrically to the axis of the waveguide transmission piece and are each diametrically opposite from one aperture to the other. In this way, a magnetic coupling is brought about between the resonators, which are each formed between two adjacent diaphragms 7 and 5 or 5 and -8. A rotationally symmetrical disk-shaped dielectric window 6 is inserted in a vacuum-tight manner in one of these two resonators. The resonator with the window 6 must be dimensioned in such a way that optimal adaptation results. This is achieved in that the window 6 engages in the wall of the waveguide transmission piece 4.

Der Hohlleiter 1 ist vorzugsweise an das Ende einer Verzögerungsleitung 18 einer Wanderfeldröhre so angelötet, daß die beiden Hohlleiter 1 und 3 senkrecht zur Längsachse der Verzögerungsleitung 18 und damit senkrecht zur Röhrenachse (Elektronenstrahlachse) angeordnet sind. Auf diese Weise ist das Fenster 6 gegen Röntgenstrahlen und Sekundärelektronen abgeschattet.The waveguide 1 is preferably at the end of a delay line 18 of a traveling wave tube soldered so that the two waveguides 1 and 3 perpendicular to the longitudinal axis of the delay line 18 and thus perpendicular to the tube axis (electron beam axis) are arranged. In this way, the window 6 is against X-rays and secondary electrons shadowed.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. Insbesondere ist es möglich, daß im Hohlleiterübertragungsstück mehr als drei Blenden vorgesehen sind. Weiterhin ist es vorteilhaft, das Hohlleiterübertragungsstück an der Stelle, an der das dielektrische Fenster eingesetzt ist, durchzutrennen und mit einer Flanschverbindung zusammenzuhalten.The invention is not limited to the illustrated embodiment. In particular, it is possible that more than three apertures in the waveguide transmission piece are provided. It is also advantageous to attach the waveguide transmission piece cut through the point where the dielectric window is inserted and hold together with a flange connection.

Claims

Claims: 1. Arrangement for coupling / decoupling electromagnetic Wave energy for a transit time tube, especially for high power, consisting from two spaced apart in parallel planes, short-circuited on one side Waveguides of rectangular cross-section connected to each other with their short-circuited End areas overlap broadly and of which the end that is not short-circuited of the one waveguide with the signal source / with the output section of the tube and the non-shorted end of the other waveguide with is coupled to the input section of the tube / to the consumer; at the further the two waveguides by one in their overlap area between each other opposite waveguide broad sides extending, rotationally symmetrical Waveguide transmission piece are connected, which has at least three apertures, of which the two outer diaphragms are also the coupling opening to the relevant one Form waveguides, and that with a rotationally symmetrical and for Axis of the waveguide transmission piece coaxially arranged, disc-shaped dielectric Window is closed vacuum-tight, characterized in that the aperture openings are arranged eccentrically to the axis of the waveguide transmission piece and themselves each diametrically opposed from one diaphragm to the other.

2. Arrangement according to Claim 1, characterized in that the waveguide transmission piece at the point on which the dielectric window is arranged, cut through and with a flange connection is held together.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the two waveguides are arranged perpendicular to the tube axis (electron beam axis) are.