Wanderfeldröhre mit einer von der Gefäßwand distanzierten Wendel Die
genaue Halterung der Wendel in Wanderfeldwendelröhren bereitet große Schwierigkeiten.
Der Hochfrequenzstrom läuft auf der gesamten Drahtoberfläche entlang, so daß jeder
an den Draht lokal herangebrachte Haltekörper eine Störung der Ausbreitung der Welle
längs der Wendel hervorruft. Zur Vermeidung solcher Fehler kann man die Wendel kontinuierlich
haltern, z. B. dadurch, daß man sie mit etwas Reibung in ein gut passendes Glas-,
Quarz- oder Keramikrohr einsetzt. Nachteilig ist, daß dadurch Stoffe mit beträchtlicher
Dielektrizitätskonstante und mit beträchtlichen dielektrischen Verlusten gerade
in das Gebiet großer elektrischer Feldstärken gelangen, was zu starken Änderungen
der Wendeleigenschaften führt. Außerdem erfüllt die Halterung durch Reibung bei
Wendellängen von etwa 30 cm nicht immer alle mechanischen Anforderungen.
Eine größere mechanische Sicherheit erhält man durch gekerbte Keramikstäbe, in die
die Wendel eingeklemmt wird. Die Ausbreitungsstörungen durch eine solche Anordnung
können jedoch beträchtlich werden. Mit wesentlich geringeren Störungen hat man bei
der Methode der Dimpels zu rechnen; die Dimpels sind kleine Einbuchtungen in der
zylindrischen Glas-oder Quarzwand der Röhre, die gegen die Wendel drücken, während
sich die Glas- oder Quarzwand selbst in einem Abstand von etwa i mm von der
\\'endel
befindet. Es ist sehr schwer, dieses Verfahren mit genügender Präzision technisch
durchzuführen.Traveling wave tube with a helix at a distance from the vessel wall The exact mounting of the helix in traveling wave helix tubes causes great difficulties. The high-frequency current runs along the entire surface of the wire, so that each holding body that is locally brought up to the wire causes a disturbance in the propagation of the wave along the helix. To avoid such errors, the coil can be held continuously, e.g. B. by using them with a little friction in a well-fitting glass, quartz or ceramic tube. The disadvantage is that substances with a considerable dielectric constant and with considerable dielectric losses get into the area of high electrical field strengths, which leads to strong changes in the helical properties. In addition, the bracket does not always meet all mechanical requirements due to friction with coil lengths of around 30 cm. Notched ceramic rods into which the helix is clamped provide greater mechanical security. However, the propagation disturbances caused by such an arrangement can become considerable. With the Dimpels' method one has to reckon with much less disturbance; the dimpels are small indentations in the cylindrical glass or quartz wall of the tube which press against the helix, while the glass or quartz wall itself is at a distance of about 1 mm from the end of the tube. It is very difficult to carry out this process technically with sufficient precision.
Die Ertindung betrifft nun derartige Wanderfeldwendelröhren mit einer
von der Gefäßwand distanzierten Wendel. Erfindungsgemäß werden zur Halterung der
Wendel metallische Stützen verwendet, die mit der Wendel mechanisch fest verbunden
sind. Die Erfindung beruht auf Untersuchungen, die angestellt wurden, um festzustellen,
wie sich verschiedene Metallstützen auswirken, die mit der U'endel fest verbunden
sind. Es wurde bei diesen Untersuchungen der Faktor der stehenden Welle, das ist
das Verhältnis von Umi" zu Um.,, auf der Wendel in einem großen Frequenzbereich
gemessen. Ohne metallische Stützen ließ sich die Ankopplung rin die Wendel so einstellen,
daß der Faktor der stehenden Welle in einem großen Frequenzbereich etwa 0,8 betrug.
Wurden nun auf die Wendel zwei oder drei Metallstifte radial nach außen aufgesetzt,
dann zeigte es sich, daß in demselben Frequenzbereich an bestimmten Stellen der
Faktor der stehenden Welle kleiner als o,5 wurde. Durch Verändern der Stiftlänge
verschoben sich die Frequenzen, bei denen der Faktor der stehenden Welle kleiner
als o,5 wurde. Für eine vorgegebene Wellenlänge ließ sich somit die Störung dadurch
genügend klein halten, daß man den Stiften eine bestimmte Länge gab. Je nach dem
Abstand zwischen den Stiften führte es in manchen Fällen zu einer Verkleinerung
der Störung, wenn man je zwei Stifte in einem bestimmten Abstand von der Wendel
mit einem Kurzschlußbügel überbrückte. Es bedurfte aber eines großen Aufwands, solche
Verbesserungen jeweils optimal einzustellen und sie über einem größeren Frequenzbereich
wirksam zu machen. Erst wenn die Stiftlänge auf etwa 1/e der Länge eines Wellenzugs
in Achsrichtung verkleinert wurde, konnte ohne zusätzliche Maßnahmen keine meßbare
Verschlechterung des Faktors der stehenden Welle durch Einsetzung der Stifte über
einen Frequenzbereich von etwa i : 2 bis i : 3 festgestellt werden. Andererseits
ist jedoch das Hochfrequenzfeld in einer Entfernung von der Wendel um 1/8 der Länge
eines Wellenzugs in Achsrichtung schon so stark abgeklungen, daß die Gefäßwand dort
nur noch einen geringen Einfluß durch ihre Dielektrizitätskonstante und ihre dielektrischen
Verluste hat, so daß für einen großen Teil der Anwendungen diese Stiftlänge genügt.The invention now relates to such traveling-field helical tubes with a
spiral distanced from the vessel wall. According to the invention to hold the
Helix uses metallic supports that are mechanically firmly connected to the helix
are. The invention is based on studies that were made to determine
how different metal supports, which are firmly connected to the U'endel, have an effect
are. It became the standing wave factor in these investigations, that is
the ratio of Umi "to Um. ,, on the filament in a large frequency range
measured. Without metallic supports, the coupling in the helix could be adjusted in such a way that
that the standing wave factor was about 0.8 over a wide frequency range.
If two or three metal pins were now placed radially outwards on the helix,
then it turned out that in the same frequency range at certain points the
Standing wave factor was less than 0.5. By changing the length of the pen
shifted the frequencies at which the factor of the standing wave is smaller
when o was 5. The interference could thus be reduced for a given wavelength
Keep it small enough that the pins are given a certain length. Depending on
Distance between the pins resulted in a decrease in some cases
the disturbance when you have two pins at a certain distance from the helix
bridged with a shorting clip. But it took a lot of effort, such
Adjust improvements in each case optimally and use them over a larger frequency range
to make it effective. Only when the pin length is about 1 / e of the length of a wave train
was reduced in the axial direction, could not be measured without additional measures
Deterioration of the standing wave factor due to the insertion of the pins over
a frequency range of about i: 2 to i: 3 can be determined. on the other hand
however, the high frequency field is at a distance of 1/8 of the length from the helix
of a wave train in the axial direction has already subsided so strongly that the vessel wall there
only a slight influence by their dielectric constant and their dielectric
Has losses, so that this pin length is sufficient for a large part of the applications.
Der Abstand der Wendel yon der Gefäßwand erscliw ert aber die Ankopplung
an die Wendel und die Anbringung von Dämpfungskeilen, wie sie bei Röhren mit an
der Gefäßwand anliegenden Wendeln üblich ist. Durch den relativ großen Abstand von
der Wendel, der durch den Aufbau gegeben ist, kann die Kopplung nicht genügend festgemacht
werden. Bei der Verwendung von metallischen Stützen zur Halterung der Wendel hat
man nun i»ehrere Möglichkeiten, diese Schwierigkeiten zu vermeiden. Man kann i.
B. die Glaswand an den Stellen, an denen die Kopplung enger werden soll, nach innern
einbiegen. -Man muß dabei aber berücksichtigen, daß der plötzlich veränderte Gefäßwanddurchmessen
bereits eine beträchtliche Störung ergeben kann. Man vermeidet sie zweckmäßig dadurch,
daß man den Gefäßwanddurchmesser kontinuierlich verkleinert, zweckmäßig längs einer
Strecke, die etwa gleich der Länge eines Wellenzugs in Achsrichtung ist. Die metallischen
Stützen ermöglichen dabei, diesen Übergang mechanisch sehr präzise und stabil auszuführen.
Konstruktiv noch günstiger kann es sein, den Gefäßwanddurchmesser konstant zu halten
und den notwendigen Mindestabstand von der Wendel dadurch zu erzielen, daß man den
Durchmesser der Wendel an diesen Stellen vergrößert. Die Vergrößerung des Wendeldurchmessers
an den Wendelenden hat dabei den Vorteil, daß der schädliche Strom zur Wendel, der
an den Wendelenden meist besonders groß ist, beträchtlich herabgesetzt wird. Man
muß auch hierbei, um Störungen zu vermeiden, dafür Sorge tragen, daß die Durchmesservergrößerung
kontinuierlich längs einer Strecke erfolgt, die mindestens etwa gleich der Länge
eines Wellenzugs in Achsrichtung ist.The distance between the helix and the vessel wall, however, makes the coupling easier
to the helix and the attachment of damping wedges, as they are with tubes
coils adjacent to the vessel wall are common. Due to the relatively large distance of
the coil, which is given by the structure, cannot tighten the coupling sufficiently
will. When using metallic supports to hold the helix
there are now several ways of avoiding these difficulties. One can i.
B. the glass wall inwards at the points where the coupling should be closer
turn in. - One must take into account, however, that the suddenly changed diameter of the vessel wall
can already result in a considerable disruption. One avoids it appropriately by
that the vessel wall diameter is continuously reduced, expediently along a
Distance that is roughly equal to the length of a wave train in the axial direction. The metallic ones
Supports enable this transition to be carried out mechanically very precisely and stably.
In terms of design, it can be even more beneficial to keep the vessel wall diameter constant
and to achieve the necessary minimum distance from the helix by having the
The diameter of the helix is increased at these points. The increase in the helix diameter
at the filament ends has the advantage that the harmful current to the filament, the
is usually particularly large at the helix ends, is considerably reduced. Man
must also here, in order to avoid disturbances, ensure that the diameter enlargement
takes place continuously along a distance which is at least approximately equal to the length
of a wave train in the axial direction.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Abbildung. Es ist
dort eine Wanderfeldröhre mit einer durch die metallischen Stifte i von der Gefäßwand
2 distanzierten Wendel 3 dargestellt. Die Gesamtlänge der Wendel ist so bemessen,
daß etwa 16 Wellenzüge längs der Wendel untergebracht werden können. Die Länge der
Stifte beträgt etwa den 128. Teil der axialen Gesamtlänge der Wendel. Die
Stifte sind in dem Ausführungsbeispiel in die Wendel fest eingeschraubt. Die Verbindung
mit der Gefäßwand erfolgt durch die einfachen Verschmelzungen 4, die nicht vakuumdicht
zu sein brauchen, da es nicht nötig ist, die Stifte durch die Gefäßwand durchzuführen.
Am Wendelanfang 5 und am Wendelausgang 6 ist der Wendeldurchmesser so weit vergrößert,
daß die Wendel dort mit mehreren Windungen an der Gefäßwand anliegt. Längs der WiZ'iclungsteile
7 und 8 mit konischem Querschnitt wird der Durchmesser der Wendel kontinuierlich
vergrößert. Die Wendelenden sind im Ausführungsbeispiel galvanisch mit den Innenleitern
g und io der konzentrischen Zu- und Abführungen für die Hochfrequenz verbunden,
während deren Außenleiter i i und 12 mit dem zur Wendel gehörenden Außenleiter 13
verbunden sind. Die Ankopplung der Außenleiter an die Wendel erfolgt über die als
Kapazitäten gegenüber der Wendel auffaßbaren metallischen Scheiben 14 und 15. In
dem Ausführungsbeispiel ist ferner zur Unterdrückung von Eigenschwingungen ein auf
der Gefäßwand befindlicher Dämpfungsbelag 16_ vorgesehen, der z. B. aus einer dünnen
Graphitschicht bestehen kann. Damit dieser Graphitbelag genügend stark wirksam wird,
ist der Durchmesser der Wendel an der Stelle 17 erweitert, so daß die Wendel hier
an der Gefäßwand anliegt. Außerdem ist auch hier durch die konischen Wendelteile
18 und ig für einen stoßfreien Übergang gesorgt.An embodiment of the invention is shown in the figure. There is shown a traveling wave tube with a helix 3 spaced from the vessel wall 2 by the metallic pins i. The total length of the helix is dimensioned so that about 16 wave trains can be accommodated along the helix. The length of the pins is approximately the 128th part of the total axial length of the helix. In the exemplary embodiment, the pins are screwed tightly into the helix. The connection to the vessel wall is made by the simple fusions 4, which do not need to be vacuum-tight, since it is not necessary to lead the pins through the vessel wall. At the beginning of the coil 5 and at the coil exit 6, the coil diameter is enlarged to such an extent that the coil rests against the vessel wall there with several turns. The diameter of the helix is continuously increased along the tool parts 7 and 8 with a conical cross section. In the exemplary embodiment, the helical ends are galvanically connected to the inner conductors g and io of the concentric feeds and discharges for the high frequency, while their outer conductors ii and 12 are connected to the outer conductor 13 belonging to the helix. The outer conductor is coupled to the coil via the metallic disks 14 and 15, which can be understood as capacitances compared to the coil. B. can consist of a thin graphite layer. In order for this graphite coating to be sufficiently effective, the diameter of the helix is enlarged at point 17 so that the helix rests against the vessel wall here. In addition, the conical helical parts 18 and ig ensure a smooth transition here as well.
Die Wendel wird in üblicher Weise vom Elektronenstrahl 2o durchschossen,
der aus der Elektronrnkatione
21 stammt. Die Elektronen werden
nach dem Durchtritt durch die Wendel von der Auffangelektrode 22 gesammelt.The filament is penetrated by the electron beam 2o in the usual way,
that from the electron cation
21 dates. The electrons will
collected by the collecting electrode 22 after passing through the coil.