DE1491492C

DE1491492C - Reflex klystron

Info

Publication number: DE1491492C
Application number: DE19651491492
Authority: DE
Inventors: Gerd 7910 Neu-Ulm; Mittler Gottfried 7900 Ulm Feldmann
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1965-06-22
Filing date: 1965-06-22
Publication date: 1973-01-11

Description

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Die massive Ausbildung der sich beim Betrieb stark erwärmenden Auffangelektrode des Reflexklystrons sowie der großflächige Kontakt dieser Elektrode mit einem ebenfalls massiven und gut wärmeleitenden Aufbauteil sorgen dafür, daß diese gewissermaßen einen massiven Block bilden, der einen nur kleinen Wärmewiderstand aufweist. Ein an dem massiven Aufbauteil angeordneter sehr großer ebener Anschlußflansch für die Kühlvorrichtung besitzt imThe massive formation of the collecting electrode of the reflex klystron, which heats up strongly during operation as well as the large-area contact of this electrode with an equally massive and highly thermally conductive one Construction part ensure that these form a massive block, so to speak, that only one has small thermal resistance. A very large flat one arranged on the massive body part Connection flange for the cooling device has in

nische Abstimmung des Hohlraumresonators 14 vornehmen zu können.Niche tuning of the cavity resonator 14 to be able to make.

Mit dem Hohlraumresonator 14 verbunden ist ein Ankopplungshohlraum 13, der zum Teil von einem Hohlleiterabschnitt 3 gebildet wird. Der Hohlleiter 3 is' an seinem einen Ende mit dem massiven Aufbauteil 1 und an seinem ande^r η Ende mit einem Ankop-A coupling cavity 13, which is partially formed by a waveguide section 3, is connected to the cavity resonator 14. The waveguide 3 is' at its one end to the solid body section 1 and at its walls ^r η end with a Ankop-

wird im wesentüchen durch die Auffang- und Zugebktrode2 mit der Elektronendurchtritlsöffnung 15 und der gegenüberliegenden Stirnwandung 12 des Hohlraumresonators 14 mit dem Gitter 11 gebildet. 5 Die zylindrische Begrenzung des Resonators wird durch die innere Wandung einer zylindrischen Höhlung in dem massiven Aufbauteil 1 gebildet. Die Stirnwandung 12 ist mit einer ringförmigen Membrane 7 verbunden, wie ebenfalls ein Teil der Honl-is essentially made by the collecting and feeding electrode2 with the electron passage opening 15 and the opposite end wall 12 of the cavity resonator 14 with the grid 11. 5 The cylindrical boundary of the resonator is created by the inner wall of a cylindrical cavity formed in the massive body part 1. The end wall 12 is provided with an annular membrane 7, as is part of the Honl-

Betrieb also weitgehend die gleiche Temperatur wie io raumresonatorbegrenzung darstellt, Qjeser ^Mem· die Elektrode, auf die die Elektronen auftreffen. Die brane kommt die Aufgabe zu, eine axiale Bewegung der Anschlußfläche für die Kühlvorrichtung diame- der Stirnwandung 12 zu ermöglichen, um eine mecnatral gegenüber angeordnete Auskoppelvorrichtung in
Form eines Hohlleiters ist darüber hinaus wärmestauend ausgebildet Dadurch wird verhindert, daß über 15
diese Auskoppelvorrichtung eine größere Wärmemenge von dem Klystron abfließen kam.. Diese erfindungsgemäße Ausbildung bewirkt, daß innerhalb desOperation thus largely the same temperature as the limit of the space resonator, Qjeser ^Mem · the electrode on which the electrons strike. The branch has the task of allowing an axial movement of the connection surface for the cooling device diam- the end wall 12 in order to insert a coupling device arranged mecnatrally opposite
The shape of a waveguide is also designed to retain heat
this decoupling a larger amount of heat from the klystron came to flow .. This inventive training causes that within the

massiven Aufbauteils so gut wie kein Wärmegefälle „.. . massive build-up part as good as no heat gradient "...

entsteht und daß nahezu die gesamte an der Anfang- ao pelflansch 4 verbunden. D:^^m, einen Teil des Anelekirodc erzeugte Wärme dem ganzen Klystron koppelhohlraumes 13 bildenden Hohlleiter 3 kommt mitgeteilt und über den großflächigen Anschluß- die Aufgabe eines Wärmestaus zu. Er ist gemäß einer flansch an die temperaturstabilisierende Kühlvorrich- Weiterbildung der Erfindung zum einen so dünnwantung abgegeben wird. dig wie mögTich auszubilden und zum anderen ausarises and that almost the entire at the beginning ao pelflansch 4 connected. D: ^^ m, part of the Anelekirodc generated heat the whole klystron coupling cavity 13 forming waveguide 3 comes communicated and over the large area connection to the task of a heat build-up. He is according to a flange to the temperature-stabilizing cooling device development of the invention on the one hand so thin is delivered. dig as possible to train myself and on the other hand

Ais temperaturstabilisierende Kühlvorrichtung as einem Material herzustellen, das eine möglichst gewird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein ringe Wärmeleitfähigkeit besitzt. Als Material fur die-Siedethermostat verwendet, dessen Verdampfangsge- sen Hohlleiterabschnitt 3 kommt beispielsweise eine faß mit der großflächigen ebenen Aiischlußfläche des Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung in Frage Ein hochblockförmigen Aufbauteil verbunden ist. Ein Siede- frequenzdurchlässiges. vakuumdicht eingesetztes thermostat macht von der Tatsache Gebrauch,-laß bei 30 Auskoppelfenster 5, das vorzugsweise aus einem Kekonstantem Druck die Siedetemperatur einer Flüssig- ramikplättchen besteht, bildet den Abschluß des Vakeit konstant ist. Die Wärmeleistung, die zur Ingang- kuumraunies auf der Hohlleiterseite. Es kann sich haltung des Siedevorganges notwendig ist, wird von wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der d.r Verlustleistung und Heizleistung des Reflexkly- Ebene des Auskoppelflansches 4 oder aber auch an strons geliefert. Das im Verdampfungsgefäß ver- 35 einer Stelle innerhalb des Hohlleiterteiles 3 befinden, dampfte Kühlmittel, l. B. Wasser, kondensiert in Auf der. bezüglich der Längsachse der Röhre dia-To produce a temperature-stabilizing cooling device as a material which, according to a further development of the invention, has as little thermal conductivity as possible. The material used for the boiling thermostat, the evaporation socket of which is the waveguide section 3, is, for example, a barrel connected to the large-area, flat connection surface of the iron-nickel-cobalt alloy. A boiling frequency permeable. Vacuum-tight inserted thermostat makes use of the fact that at 30 decoupling window 5, which preferably consists of a constant pressure, the boiling temperature of a liquid ceramic plate, forms the conclusion of the vacuum is constant. The heat output to the inlet kuumraunies on the waveguide side. It may be necessary to maintain the boiling process, as in the illustrated embodiment in the dr power loss and heating power of the Reflexkly level of the decoupling flange 4 or also supplied to strons. The coolant located in the evaporation vessel at a point within the waveguide part 3, l. B. water, condensed in on the. dia-

einem Kuhlgefäß und fließt wieder zum Vsrdamp- metral gegenüberliegenden Seite des massiven Auffun£ gefäß zurück. Durch eine solche Anordnung bauteiles 1, befindet sich eine großflächige Anschlußkann die Betriebstemperatur des Reflexklystrons in fläche 8, die aus einem ebenfalls möglichst massiven weiten Grenzen von der Umgebungstemperatur unab- 40 Flansch besteht und zum Anschluß an eine temperahängig gemacht werden. Eine verbesserte Konstanz turstabilisierende Kühlvorrichtung, insbesondere an der Betriebstemperatur hat aber auch eine verbes- einen Siedethermostaten vorgesehen ist. Diese Anserte Konstanz der Betriebsfrequenz des Reflexkly- schlußfläche 8 ist in der AuLicht 2 dargestellt, um zu sirons zur Folge. zeigen, daß diese Anschlußfläche im Vergleich zua cooling vessel and flows again to the opposite side of the massive opening vessel back. With such an arrangement of component 1, there is a large-area connection can the operating temperature of the reflex klystron in area 8, which is also as massive as possible wide limits of the ambient temperature independent of the 40 flange and for connection to a temperature-dependent be made. An improved constancy temperature stabilizing cooling device, especially at the operating temperature also has an improved boiling thermostat. This Anserte Constancy of the operating frequency of the reflex circuit 8 is shown in the AuLicht 2 in order to sirons. show that this pad compared to

Es ist weiter zweckmäßig, die Halterung des KIy- 45 dem gesamten Reflexklystron groß ausgebildet ist. strons an der Auskoppelvorrichtung voüusehen, so Der von einer Kathode 16 ausgehende Elektronen-It is also expedient for the holder of the KIy- 45 to be large for the entire reflex klystron. voüusehen strons on the decoupling device, so the electron emanating from a cathode 16

daß das Klystron zusammen mit der Kühlvorrichtung strahl tritt durch die öffnung IS der Anode 2 und das lediglich durch den angeschlossenen Hochfrequenz- Gitter 1 der Stirnwandung 12 hindurch und wird leiter gehaltert wird. Auf diese Weise können War- durch die topfförmige Ausbildung der Reflektormeverluste über zusätzliche Halterungen verhindert 50 anode 6 umgelenkt, durchläuft das Gitter Il und trifft werden. Die Wärmeableitung über den Auskoppel- auf die Stirnfläche des die Elektronenöffnung 15 bil-that the klystron, together with the cooling device, passes through the opening IS of the anode 2 and that only through the connected high-frequency grid 1 of the end wall 12 and is head is held. In this way, the reflector losses can be achieved through the cup-shaped design 50 prevents anode 6 from being deflected by means of additional brackets, passes through the grid II and hits will. The heat dissipation via the decoupling to the end face of the electron opening 15 is formed

hohlleiter ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung gering, da dieser zum einen so dünnwandig wie möglich ausgebildet ist und zum anderen aus einem schlecht wärmeleitenden Material besteht.waveguide is in the arrangement according to the invention low, because on the one hand it is made as thin-walled as possible and on the other hand it is made of one poorly thermally conductive material.

Au Hand des in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher erläutert.On hand of the preferred embodiment of the invention shown in the figures, the Subject of the application explained in more detail below.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindenden rohrförmigen Ansatz auf. Die Elektrode 2 erwärmt sLh infolgedessen sehr s'ark und besteht aus einem massiven, großvolumigen Teil guter Wärme-SS leitfähigkeit. Diese Elektrode 2 steht in großflächigem VVärmekontakt mit dem massiven Aufbauteil 1, das ebenfalls aus einem gut wärmeleitenden Material besteht. Als Material sowohl für die Elektrode 2 als auch für das Aufbauteil 1 haben sich Kupfer oderFig. 1 shows a cross section through an inventive tubular approach. As a result, the electrode 2 heats up very strongly and consists of a solid, large-volume part of good thermal SS conductivity. This electrode 2 is in a large area Värmekontakt with the massive body part 1, which is also made of a material that conducts heat well consists. The material both for the electrode 2 and for the mounting part 1 have been copper or

düngsgemäßes Reflexklystron, dessen für die Erfin- 60 eine kupferhaltige Legierung besonders bewährt,fertilizer-compliant reflex klystron, of which a copper-containing alloy has proven particularly useful for the inventors,

dung unwesentliche Teile der Übersichtlichkeit hai- Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weistAccording to a development of the invention, it has insignificant parts of the clarity

ber nicht eingezeichnet sind; das masiive Aufbauteil 1 eine vorzugsweise zylin-over are not shown; the masiive body part 1 is preferably a cylindrical

F i g. 2 zeigt eine Aufsicht auf die zum Anschluß drische Höhlung 9 auf, in welcher die Stirnwandung einer temperat·.·. stabilisierenden Kühlvorrichtung vor- 12 mit der Reflektorelektrode 6 angeordnet sind. Die gesehene Anschiußfläche, die, wie aus den beiden Fi- 65 Reflektorelektrode 6 ist mit Hilfe eines Isolierteiles guren zu ersehen ist, im Vergleich zu dem gesamten vakuumdicht mit einen an der Stirnwandung 12 vorKlystron sehr giuß ausgebildet ist. gesehenen rohrförmigen Ansatz 10 verbunden. DieF i g. 2 shows a plan view of the cavity 9 drical for connection, in which the end wall of a temperat ·. ·. The stabilizing cooling device is arranged in front of 12 with the reflector electrode 6. The connection surface seen, which, as can be seen from the two reflector electrodes 6 with the aid of an insulating part, is formed in comparison to the entire vacuum-tight with a very cast on the end wall 12 in front of the klystron. seen tubular extension 10 connected. the

Der Hohlraumresonator 14 des Reflexklystrons Anordnung des Wandungsteiles 12 mit dem AnsatzThe cavity resonator 14 of the reflex klystron arrangement of the wall part 12 with the approach

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10 und der in der Höhlung des Ansatzes 10 angeordneten Reflektorelektrode, innerhalb einer Höhlung 9 des massiven Bauteiles 1, verhindert eine' unerwünschte Wärmeabstrahlung der Teile 6 und 10 und bewirkt, daß auch diese Teile des Reflexklystrons im wesentlichen auf der Temperatur des massiven Aufbauteiles 1 gehalten werden. Auch die Kathode 16 ist zweckmäßig in Höhlungen der Elektrode 2 bzw. des Aufbauteiles 1 anzuordnen, so daß auch die von der Kathode abgestrahlte Wärme auf die massiven Teile der Röhre einwirken können.10 and the reflector electrode arranged in the cavity of the attachment 10, within a cavity 9 of the solid component 1, prevents an 'undesirable heat radiation of the parts 6 and 10 and causes these parts of the reflex klystron to be essentially at the same temperature as the massive structural part 1 are held. The cathode 16 is also expedient in cavities in the electrode 2 or in the To arrange structural part 1, so that the heat radiated from the cathode on the solid parts the tube can act.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, daß das Volumen des massiven Aufbauleiles mit zunehmender Entfernung von der Anschlußflächc 8 verringert wird, damit ein möglichst guter Wärmeaustausch zwischen der an der Fläche 8 angeschlossenen Kühlvorrichtung und dem massiven Teil der Röhre stattfindet.It has also been found to be advantageous that the volume of the massive structural part increases with Distance from the connecting surface 8 is reduced so that the best possible heat exchange between the cooling device connected to the surface 8 and the solid part of the tube takes place.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

ι ι ι. rem the end opposite the tension anode · Patent claims: wall of the resonator cavity with the reflector • electrode is arranged

1. Reflex klystron with a can-shaped

Cavity resonator, one end wall of which is called S

Pulling anode and collecting electrode for the FJektro-

nenstrahl is used and made of a metal part higher
There is thermal conductivity that over a large area with

a cooling device is connected and with The invention relates to a Reflexkly-; a to stron consisting of a massive block with a box-shaped cavity resonator, ^r construction part, which forms part of the vacuum wall of which a Sürnwandung as a pulling anode and start and on which a decoupling device with an electrode for the electron beam and from a vacuum-tight window, a waveguide and a metal part high thermal conductivity, piece and a flange is provided that is connected over a large area with a cooling device Sj characterized in that as a cooling device and with a device consisting of a solid block, a temperature-stabilizing cooling element is provided, which is a part the Vakuumwan- \ direction at a forming dung at the block-like structure and on which a coupling-out part provided planar pad ensued with the a vacuum-tight window is a HohfleiteT-view and that the coupling-out of the piece and a flange is provided.
Connection surface for the cooling device diametrically opposite and the flange via which and generation of vibrations the electrical hollow conductor piece is connected to the block-shaped build-up beam from a collector electrode or initial part and the hollow conductor piece heat electrode is added. Depending on the strength and congestion is formed. speed of the electron beam is thereby to the

2 reflex klystron according to claim 1, characterized as the collecting electrode power in Fon.i of heat that the end wall of the hollow is given. It is therefore known that such beginning Space resonator from a rotationally symmetrical electrode must be cooled, usually formed metal part consists of a height - this is done with the help of air or liquid: - development of the block-shaped structural part (1) arranged cooling systems. In the case of reflex klystrons, this is used net is. 30 way the pulling anode, which collects the electrons from the

3. Reflex klystron according to /.nspruth I or 2, accelerated away from the surface of the method, at the same time as characterized in that the electron collecting electrode as the end wall. The cooling of this of the cavity resonator au. formed metal part, which is also part of the (2) Made of a copper-containing alloy, preferential cavity resonator wall forms, is due to the wisely made of copper alone. 35 operational situation relatively difficult because

4. Reflex klystron according to one or more of them, as it were, arranged in the center of the tube of claims 1 to 3, characterized, and accordingly difficult to access from the outside the temperature-stabilizing cooling device is borrowed. There is a major disadvantage with that hung consists of a liquid boiling system. Reflex klystron in the fact that keeping the

5. Reflex klystron after one or more drive frequencies is made more difficult if as usual of claims 1 to 4, characterized in that the collecting electrode is also part of the Resodass the waveguide piece (3) forms a thin-walled trainer wall. Due to temperature fluctuations and made of a material with little heat from parts of the wall of the resonator chamber conductivity exists. this will inevitably also be transformed into a geometric one

6. Reflexklystron changed after one or more 45 dimensions, what the said Rückwirder Claims 1 to S, in which the pull anode effects on the operating frequency result. the opposite wall part of the cavity- present invention makes it an object to resonators a covered with a grid Elek- Reflexklystron of the type mentioned in such a way has electron passage opening and in order to form that a largely uniform and Coordination of the resonator to a ring-shaped 50 constant heating of all essential components against Membrane is attached, is thereby marked and a high degree of constancy of the operating network that the membrane is achieved at its outer circumference frequency.

in a rotationally symmetrical opening of the This object is achieved according to the invention

is arranged block-shaped structural part. solved that as a cooling device a temperature-stable

7. Reflex klystron after one or more cooling devices on one of the block conveyor Claims 1 to 6, characterized in that planar connecting elements provided with a structural part the surface deflecting the electron beam is provided, and the decoupling device reflector electrode (6) at the point opposite the connecting surface for the cooling device from the access anode Front wall of the cavity resonator is metrically opposite and the flange is attached via the insulated. 60 Waveguide section with the block-shaped mounting part

8. Reflex klystron according to claim 7, characterized in that it is connected and the waveguide piece heats up characterized in that the reflector electrode is formed in.

a cavity (10) opposite the pulling anode - it is already common in high-performance lying areas The end wall of the cavity resonator tube known as the cooling system is arranged as a temperature is. 65 stabilizing system, for example in

9. Reflex klystron according to claim 7 or 8, of the type that liquid cooling is used characterized in that the block-shaped uptake and the evaporation point of the liquid as a rod component has a cavity (9), in the interior of which the operating temperature is used for the tube.