DE1541062B2 - Mikrowellenroehre mit modusunterdruecker - Google Patents

Description

nungen auftreten. Es ist dadurch möglich, die mittlere Temperatur des verlustbehafteten Elementes gegenüber der bekannten Mikrowellenröhre deutlich zu erhöhen, so daß auch die thermischen Dehnungen insgesamt größere Werte annehmen. Da die Wärmedehnung der Wärmeableitung im allgemeinen nicht mit der Wärmedehnung des verwendeten Verlustmaterials übereinstimmt, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung die Metallauflage als über das In der Nähe der zylindrischen Anodenwand 38 ist ein Modusunterdrücker in Form eines ringförmigen verlustbehafteten Elementes 36, im folgenden kurz als »Absorber« bezeichnet (näher in F i g. 3 dargestellt), vorgesehen. Der Absorber 36 ist in der Nähe der Enden der Schlitze 22 angeordnet' und unterdrückt den unerwünschten Schlitzmodus.

Der Absorber 36 besteht aus Tonerde-Keramik oder Beryllium-Oxyd, das etwa 30% porös ist und

d. h. die von dieser abgewandte Seite des Absorbers mit Molybdänmangan bis auf einen Bereich 0,254 mm von der verjüngten Spitze 39 des Absor-

verlustbehaftete Element vorstehende Hülse ausge- io mit Sucrose C₁₂H₂₂O₁₁ imprägniert ist. Vor dem

bildet, deren Wanddicke kleiner ist als die des Imprägnieren wird die der Schlitzwand 38 ferne,

verlustbehafteten Elementes und kleiner als 1,8 mm ist, um eine Nachgiebigkeit gegen auftretende Wärmespannungen zu erreichen und damit ein

Springen des verlustbehafteten Elementes zu ver- 15 bers metallisiert. Vor der Endmontage der Röhre

meiden. , wird der imprägnierte Körper bei etwa 910⁰C in

Weitere Merkmale von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.

Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen umgekehrten Magnetrons,

Fig. 2 einen Teilschnitt längs der Linie 2-2 in Fig.l,

Fig. 3 das in Fig. 2 mit der Linie 3-3 umschlossene Detail,

Fig. 4 das in Fig. 3 mit der Linie 4-4 umschlossene Detail,

Fig. 5 einen Teilschnitt durch ein koaxiales Magnetron mit einem Modusabsorber,

Fig. 6 eine Variante der Konstruktion nach F i g. 5 und

Fig. 7 eine weitere Variante der Konstruktion nach Fig. 5.

Das in F i g. 1 dargestellte umgekehrte Magnetron besteht aus einem Röhrenkörper 10, an den ein Ausgangshohlleiter 12 eine Abstimmeinrichtung 14 angelötet sind. Ein Kathoden-Zuleitungs-Isolator 16 einer Wasserstoff-Atmosphäre gebrannt, um die Sucrose zu Kohlenstoff zu reduzieren, wodurch eine verlustbehaftete schwarze Oberfläche gebildet wird. Wie in F i g. 3 dargestellt ist, ist der Absorber 36 mit einer Auflage in Form einer axial auf gleicher Höhe liegenden, gut wärmeleitenden dünnen Hülse 40 versehen, die beispielsweise aus 0,18 mm dickem Kupferblech besteht. Die Hülse 40 ist mit dem Absorber und dem Polschuh 29 verbunden, beispielsweise durch Löten. Die Hülse 40 erstreckt sich praktisch über die ganze Oberfläche des Absorbers 36, die von den Schlitzen wegweist, und folgt einer allmählichen Verjüngung 42, etwa 30°, an einem normales 30 Ende des Absorbers. Durch die allmähliche Verjüngung hat die Spitze des Absorbers 36 eine größere Querschnittsfläche als eine Form mit scharfer Verjüngung, um den Wärmeübergang von der dünnen Spitze des Absorbers an den Rest des Absorbers und die Hülse 40 zu erleichtern. Die Verjüngung 42 erleichtert das Einsetzen des Absorbers in seine richtige Lage bei der Herstellung.

Das andere Ende der wärmeleitenden Hülse 40 ist mit dem Polschuh 29 verbunden, so daß die Wärme ragt vom Röhrenkörper 10 senkrecht zum Ausgangs- +0 leicht an diesen massiveren Körper übertragen und hohlleiter hervor. von diesem abgeführt werden kann, so daß der

Gemäß F i g. 2 ist ein Hohlraum 18 zentral im metallische Polschuh eine Wärmeableitung bildet. Im Röhrenkörper 10 angeordnet. Nach außen gerichtete Effekt ist der Absorber gut wärmeleitend zu einer Fahnen 20 umgeben den Hohlraum 18. Alternie- Wärmeableitung angeordnet, die einen gut wärmerende Anodenresonatoren werden elektromagnetisch 45 leitenden Weg bildet und den Absorber daran hinüber axial gerichtete Schlitze 22 mit dem Hohlraum dert, lokal erhöhte Temperaturen anzunehmen.
18 gekoppelt. Ein Magnetron-Wechselwirkungs- . Das Anlöten der Hülse 40 an den keramischen raum 24 umgibt die äußeren Spitzen der Fahnen 20 Körper 36 kann dadurch erreicht werden, daß die und wird durch den Raum zwischen den Fahnen Keramik vor dem Kohlenniederschlag metallisiert und einem diese umgebenden Kathodenemitterring so wird. Eine Metallschicht 44 (vgl. F i g. 4) aus einer 26 begrenzt. Mischung aus Mangan, Titan, Molybdän oder

Ein kräftiges axiales Magnetfeld von 12 000 bis 15 000 Gauß für den Magnetron-Wechselwirkungsraum 24 wird von einer in F i g. 2 nur teilweise dargestellten Magnetanordnung 28 geliefert, die den Röhrenkörper 10 umfaßt. Der Magnet 28 weist einen einspringenden inneren magnetischen Luftspalt auf, der sich axial durch den Magnetron-Wechselwirkungsraum 24 zwischen den Magnetpolschuhen

29 erstreckt, die auf beiden Seiten der Fahnen 20 60 die Wärme vom Absorber abgeführt wird, wird eine angeordnet sind. unerwünschte Gasbildung verringert. Der Betriebs-

Um die Röhre abzustimmen, ist eine Abstimm- leistungspegel wird also in einem sehr großen Frescheibe 30 innerhalb des Hohlraums 18 angeordnet quenzbereich erheblich erhöht,
und bildet eine bewegliche Endwand desselben; sie Bei einer Ausführungsform wurde ein abstimmwird von einer axialen Stange 32 getragen. Die 65 bares umgekehrtes Magnetron der in Fig. 1 bis 3 Scheibe 30 kann axial mittels einer eingefangenen dargestellten Art bei 340 kW Spitzenleistung, 120 W Mutter und eines Balgens 34 angetrieben werden, die mittlerer Leistung bei 3 GHz betrieben, ohne daß teilweise dargestellt sind. Erhitzungsprobleme des Modusabsorbers auftraten.

Wolfram beispielsweise wird auf die Keramik aufgebracht. Nach dem Imprägnieren der Keramik erfolgt das Löten mittels der aufmetallisierten Lage 44. Die Hülse 40 bildet eine Möglichkeit, die Wärme gleichmäßig über den Absorber 36 zu verteilen und damit eine lokale Erhitzung zu vermeiden. Wenn die Wärme gleichmäßig über den Absorber verteilt wird, werden Sprünge im Absorber vermieden, und indem

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Es wird also nicht nur ein stabilerer Absorber er- vom Absorber zur Wärmeableitung und sorgt für zielt, sondern es werden auch höhere Leistungspegel eine gleichförmige Wärmeverteilung über dem Aberreicht, sorber 55.

In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform der In Fig. 6 ist eine Variante der Ausführungsform

Erfindung dargestellt, die für normale Koaxial- 5 nach Fig. 5 dargestellt, bei der eine wärmeleitende

Magnetrons geeignet ist, bei denen ein Resonanz- metallische zylindrische Hülse 61, beispielsweise aus

hohlraum 51 Fahnenresonatoren 52 umgibt und über Kupfer, praktisch über ihre ganze Länge an den

eine Reihe von axial gerichteten Schlitzen 53 mit Absorber 55 angelötet ist, jedoch nur mit dem zu-

diesen gekoppelt ist, die durch eine dazwischenlie- sammengedrückten Ende 62 an den Polschuh 57 ge-

gende gemeinsame Wand 54 hindurchreichen. io lötet ist. Diese Ausführungsform ermöglicht es, daß

Ein ringartiger verlustbehafteter Schlitzmodus- Spannungen, die durch unterschiedliche Wärmedehabsorber55 ist in der Nähe der Enden der Schlitze nung des Polschuhes 57 und des Absorbers 55 auf-53 angeordnet, um die Energie des unerwünschten treten, durch Nachgiebigkeit der dünnen flexiblen Schlitzresonanzmodus zu absorbieren. Bei dieser Hülse 61 aufgefangen werden, die aber gleichzeitig Ausführungsform ist. der Absorber, der beispiels- 15 einen guten Wärmeweg längs des Absorbers 55 bis weise in der beschriebenen Weise aus mit Kohlen- zum Polschuh 57 als Wärmeableitung bildet,
stoff imprägnierter Tonerde-Keramik besteht, an In F i g. 7 ist eine weitere Variante der Struktur eine wärmeleitende Metallhülse 56, beispielsweise nach Fig. 5 dargestellt, bei der der metallisierte aus Kupfer, gelötet, die ihrerseits an einen massiven Absorber 55 unmittelbar auf den Polschuh 57 aufeisernen Polschuh 57 des Magnetkreises der Röhre 20 gelötet ist, und zwar im wesentlichen auf seine angelötet ist. Der massive eiserne Polschuh bildet ganze axiale und Umfangslänge, so daß eine gute dadurch eine Wärmeableitung für den Absorber. Die wärmeleitende Verbindung zum Polschuh 57 als Hülse 56 ermöglicht einen guten Wärmeübergang Wärmeableitung gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

war das verlustbehaftete Element lose an die als .. Wärmeableitung dienende Anode derart angelegt, Patentansprüche: daß es bei Dehnung infolge Erwärmung bei Absorp tion von Energie an die Anode drängte, so daß ' : 5 eine Wärmeleitung entstand (USA.-Patentschrift

1. Mikrowellenröhre mit zwei durch eine 3169211). In der Praxis hat sich gezeigt, daß diese Reihe Schlitze gekoppelten Resonanzsystemen bekannte Konstruktion lokale Überhitzungen des ver- und einem Modusunterdrücker in Form eines lustbehafteten Elementes mit sich brachte, wodurch verlustbehafteten Elementes in der Nähe der sich Sprünge in dem verlustbehafteten Element und/ Koppelschlitze, mit dem der Schlitz-Resonanz- io oder unzulässig hohe Entgasungserscheinungen ermodus absorbiert wird, und für das ein vorhan- gaben.

denes Metallteil als Wärmeableitung.vorgesehen Es ist ferner für Mikrowellen beliebiger Art beist, dadurchgekennzeichnet, daß das kanntgeworden, das verlustbehaftete Element zur verlustbehaftete Element auf seiner dem HF- Absorption von störenden Schwingungen auf seiner Feld abgewandten Seite auf einem erheblichen 15 dem HF-Feld abgewandten Seite auf einem erheb-Teil der Fläche; in bekannter Weise derart mit liehen Teil der Fläche mit einer Metallauflage zu einer Metallauflage versehen ist, daß die Wärme versehen, mit der die Wärme gleichmäßig über das gleichmäßig über das Element verteilt und an Element verteilt und an eine Wärmeableitung geeine Wärmeableitung geleitet wird, daß die leitet wird. Die Art der Wärmeleitung ist bei dieser Metallauflage fest wärmeleitend mit der Wärme- 20 bekannten Röhre offengelassen, als Wärmeableitung ableitung verbunden ist und daß als Wärme- wird die Verzögerungsleitung in Betracht gezogen ableitung ein magnetischer Polschuh des Magnet- (britische Patentschrift 982170).
kreises der Röhre dient. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Ausgangsleistung einer Mikrowellenröhre der einzeichnet, daß der Polschuh innerhalb des ver- as gangs genannten Art zu vergrößern und dazu die lustbehafteten Elements angeordnet und mit Belastbarkeit des Modusunterdrückers zu erhöhen, dessen Innenseite verbunden ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Mikro-

3. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekenn- wellenröhre der eingangs genannten Art so ausgezeichnet, daß der Polschuh über eine wärme- bildet, daß das verlustbehaftete Element auf seiner leitende Verbindung mit einer massiven Wärme- 30 dem HF-Feld abgewandten Seite auf einem erhebableitung verbunden ist. liehen Teil der Fläche in bekannter Weise derart

4. Röhre nach Anspruch 3, dadurch gekenn- mit einer Metallauflage versehen ist, daß die Wärme zeichnet, daß auch die massive Wärmeableitung gleichmäßig über das Element verteilt und an eine einen Teil eines magnetischen Polschuhs üides·;. Wärmeableitung geleitet wird, daß die Metallauf-Magnetkreises der Röhre bildet. 35 lage fest wärmeleitend mit der Wärmeableitung ver-

5. Röhre nach Anspruch 3 oder 4, dadurch bunden ist und daß als Wärmeableitung ein magnegekennzeichnet, daß die Metallauflage als über tischer Polschuh des Magnetkreises der Röhre dient, das verlustbehaftete Element vorstehende Hülse Durch die feste Wärmeleitung und die gute ausgebildet ist, deren Wanddicke kleiner als die Wärmekapazität eines massiven Polschuhs wird bei des verlustbehafteten Elementes und kleiner als 40 der erfindungsgemäßen Lösung eine wesentlich 1,8 mm ist, um eine Nachgiebigkeit gegen auf- bessere Wärmeabfuhr vom verlustbehafteten EIetretende Wärmespannungen zu erreichen und. da-^ . ment erreicht, so daß die gesamte entstehende mit ein Springen'des verlustbehafteten Eiomeiites^η" Wärme schon bei kleinerem Temperaturgefälle abzu vermeiden. geführt wird, so daß in Verbindung mit der Ver-

6. Röhre nach, einem der Ansprüche 1 bis ,5, 45 gleichmäßigung der Temperatur des ganzen verlust- ^;v.'i::<iädürch · gekennzeichnet, 'daß das verlusibehai-'^; '"* behafteten Elementes'durch die Metallauflage das

tete Element ringförmig und die Metallaufläge" ''ilverlustbehaftete Element bei sonst gleichen Ver-

rohrförmig ist und daß beide koaxial überein- hältnissen wesentlich stärker belastet werden kann,

anderliegend miteinander verbunden sind. ohne daß sich unzulässig hohe Temperaturen er-

7. Röhre/nachyöinern^; der Ansprüche 11 bjsxcöj.. 50 geben. ·.-..·■. ■■■■'.. : ·
dadurch gekennzeichnet, daß das verlustbehaf- Bei der bekannten Mikrowellenröhre mußte die tete Element ein poröser keramischer Körper ist, Wärmeableitung um das verlustbehaftete Element der mit einem Dämpfungsmaterial imprägniert ist. herum angeordnet sein, im Gegensatz dazu wird in

""■" ~ ' ' -""■ weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen,

, ,,->·„,-.. ™-v , ,,·.„.,·....··,,,;: 55 daß der--als,. Wärmeableitung .verwendete Polschuh

innerhalb des verlustbehafteten, Elementes arigeord-

net und mit dessen Innenseite verbunden wird.

Es wurde bereits erwähnt, daß der Polschuh als

solcher bereits eine beachtliche Wärmekapazität

60 aufweist, um die Wärmeabfuhr noch besser zu ge-

Die Erfindung betrifft eine Mikrowellenröhre mit stalten, kann dieser noch über eine wärmeleitende zwei durch eine Reihe Schlitze gekoppelten Reso- Verbindung mit einer massiven Wärmeableitung vernanzsystemen und einem Modusunterdrücker in bunden werden, und vorzugsweise bildet auch diese Form eines verlustbehafteten Elementes in der Nähe massive Wärmeableitung einen Teil eines magneder Koppelschlitze, mit dem der Schlitz-Resonanz- 65 tischen Polschuhes des Magnetkreises der Röhre, modus absorbiert wird, und für das ein vorhandenes Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wird das

Metallteil als Wärmeableitung vorgesehen ist. verlustbehaftete Element gleichmäßig erwärmt, so

Bei einer bekannten Mikrowellenröhre dieser Art daß keine lokalen Überhitzungen und Wärmespan-