DE936882C

DE936882C - Ankopplungsanordnung

Info

Publication number: DE936882C
Application number: DET5887A
Authority: DE
Inventors: Anton Lauer; Martin Mueller
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1952-03-09
Filing date: 1952-03-09
Publication date: 1955-12-22
Also published as: FR1075546A; GB766341A; US3076156A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ankopplung einer Wendelleitung an eine übliche Hochfrequenzleitung, wobei unter einer üblichen Hochfrequenzleitung beispielsweise eine Doppelleitung oder eine Hohlrohrleitung zu verstehen ist.

Derartige Anordnungen wurden bisher meist in der Weise ausgebildet, daß dais Ende der Wendelleitung mit einer Art Antenne versehen wird, die in das Innere einer Hohlrohrleitung hineinragt. Die Hohlrohrleitung ist gegebenenfalls- noch zusätzlich mit einer Vorrichtung zum Übergang auf eine Koaxialleitung oder Lecherleitung versehen. Diesen bekannten Anordnungen haftet der Nachteil an, daß infolge der zahlreichen zwischen Wendelleitung und Hohlrohrleitung eingeschaltet zu denkenden Blindwiderstände nur in einem relativ schmalen Frequenzbereich eine zufriedenstellende Anpassung erreicht werden kann und auch nur dann, wenn zusätzliche Abstimmittel vorgesehen sind.

Es ist des weiteren eine Ankopplungsanordnung bekanntgeworden, bei welcher ein direkter Übergang von der Wendelleitung auf eine Lecherleitung, beispielsweise Koaxialleitung, möglich ist. Bei dieser Anordnung ist das Ende des Wendeldrahtes beispielsweise mit dem Innenleiter einer Koaxialleitung verbunden, deren Außenleiter an ein metallisches Gebilde angeschaltet ist, das sich in der Nähe des Wendelendes befindet. Dieses metallische Gebilde ist dabei lochscheibenartig ausgebildet und umschließt etwa die zweite Windung der Wendel, so daß zwischen den beiden Lecherleitungsanschlüssen etwa eine Windung der Wendelleitung eingeschaltet zu denken ist. Diese bekannte Anordnung vermeidet zwar das bei den üblichen Ankopplungsanordnungen erforderliche Hohlrohrleitungszwischenstück, doch erfordert sie zur Erzielung einer einigermaßen zufriedenstellenden Anpassung die Vergrößerung der Wendelsteigung im Ankopp-

lungsbereich, was in £ertigungstechnischer Hinisipht. schwierig reproduzierbar ist. Des weiteren zeigen, derartige Ankopplungsanordnungen auch ausgesprochene Resonanzen, so daß der Gewinn an B andbreite bezüglich der Anpassung nur relativ gering ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ankopplungsanordnung bezüglich der vorstehend dargelegten Mangel und Nachteile zu verbessern. ίο Es wird hierbei von der bekannten Anköpplungsanordnung ausgegangen, bei der außer dem Wendelleitungsende ein die Wendelleitung umgebendes Metallgebilde als Anschluß vorgesehen ist.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dais Metall- ¹S gebilde derart auszubilden und anzuordnen, daß sowohl sein radialer Abstand von der Wendel als auch die Eintauchtiefe des Wendelendes in der Größenordnung der Wendelsteigung der letzten Windungen der Wendel liegen, und daß die Hochfrequenzleitung sowohl mit dem Metallgebilde als auch mit dem Wendelende selbst oder einem an dasselbe angeschlossenen zweiten Metallgebilde zumindest hochfrequenzmäßig verbunden ist. Bei der' erfindungsgemäßen Anordnung wird also im Gegensatz zuder vergleichbaren bekannten Anordnung von dem Metallgebilde das Wendelende unmittelbar und nicht etwa nur die zweite Windung der Wendelleitung umschlossen.

Die ernndungsgemäß vorgeschlagene Ankopplungsanordnung ist sowohl zur Ankopplung einer üblichen Lecherleitung als auch einer Hohlrohrleitung an eine Wendelleitung geeignet. Insbesondere ist die Erfindung von Vorteil bei Lauffeldröhren, deren Wendelleitungsdurchmesser im Vergleich zu dem Durchmesser der Vakuumhülle relativ gering ist.

Nachstehend wind an Hand von Ausführumgsbeispielen die Erfindung näher erläutert. In Abb. 1 ist die einfachste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ankopplungsanordnung dargestellt. Die letzte Windung -der als Wendelleitung ausgebildeten Verzögerungsleitung 1 ist durch eine Bohrung 2 in einer Metallplatte 3 hindurchgeführt. Das Ende 4 des Wendeldrahtes wird längs dieses Metallgebildes fortgeführt. Die Wandung der Bohrung ist möglichst nahe an. die Wendelleitung herangebracht, ohne jedoch in leitender Verbindung mit derselben zu sein. In Richtung der Wendelleitungsachse kann beispielsweise ein Elektronenstrahl verlaufen, wenn die Anordnung in einer Elektronenröhre Anwendung findet. Durch die Metallwand 3 wird für die Wendelleitung ein zweiter Leiter geschaffen, so daß das Ende 4 des Wendeldrahtes zusammen mit dieser Metallwand 3 eine normale Hochfrequenz leitung darstellt, welche einen eindeutigen Wellenwiderstand besitzt. Bei eimer Drahtwendel allein läßt sich ein derartiger eindeutiger Eingangswider-. stand nicht festlegen, da es sich bei dieser um ein Einleitersystem handelt, längs dessen sich die elektromagnetische Energie der Welle in verschiedenen Schwingungszuständen ausbreiten kann.

Durch die erfindungsgemäße Anbringung eines zweiten Leiters läßt sich ein definierter Eingangswiderstand für die. Drahtwendel erzielen, der nur von der Geometrie der Anordnung abhängt, rein reell und beispielsweise in der Größenordnung von 100 Ohm und kleiner sein kann oder eine nur gelänge kapazitive Blindkomponente aufweilst. Der zwischen dem Wendelende und dem Metällgebilde auftretende Eingangswiderstand kann durch den Abstand des Metallgebildes von der ersten Windung der Wendel innerhalb gewisser Grenzen beliebig eingestellt werden. Diese Eingangsimpedanz läßt sich auf bekannte Art, beispielsweise wie bei Antennenanpassungsanordnungen, mit beliebiger Bandbreite an den Wellenwiderstand der anzukoppelnden Hochfrequenzleitung anpassen.

Eine derartige Ankopplungsanordnung ist vor allem dann von Vorteil, wenn eis sich um die Vermessung von Wendeln allein handelt, beispielsweise um Reflexionsmessungen.

Die Abb. 2 zeigt eine Weiterbildung des· an Hand von Abb. .1 erläuterten Erikudungsgedankens. Um die räumlichen Abmessungen des Metallgebildes 3 in Abb. 1 klein halten zu können, wird ein an eimern Ende durch eine. Lochscheibe 5 abgeschlossener Metallzylinder 6 verwendet. Die Lochscheibe wird dabei aus Material- und GewichtsensparniB· von einer verhältnismäßig dünnen Metallscheibe gebildet, 'die ein den Forderungen entsprechend ausgebildetes Metallrohr umschließt Von dieser Form abweichende Metallgebilde sand aber ebenfalls anwendbar. Um einen einwandfreien Kurzschluß dieses Metallzylinders mit der außerhalb des Glaskolbens 10 angeordneten Gegenelektrode 7 der Ankopplungsvorrichtung zu erzielen, ist seine Länge in der Größenordnung von einer Viertelwellenlänge oder einem ungeradzahligen Vielfachen hiervon gewählt. Durch die Lochscheibe 5 hindurch ist das Wendelende<8 geführt, welches^ galvanisch mit einer Durchschmelzung 9 im Glaskolben 10 verbunden ist. An diese Durchschmelzung kann der Innenleiter 11 einer koaxialen' Ankoppelleitung 12 angeschlossen werden. Die Führung des Wendeldrahtes 13 zwischen Wendelende und Durchschmelzung erfolgt dabei zweckmäßig derart, daß bereits in diesem Abschnitt die zur Anpassung erforderliche Transformation stattfindet. Der Elektronenstrahl tritt durch die öffnung der Lochscheibe 5 und die Wendel 1 in Achsrichtung hindurch. Eine derartige Ankopplungsanoidnung kann sowohl am Eingang als auch am Ausgang einer Lauffeldröhre Verwendung finden. Durch die pilzformige Ausbildung der Durchschmelzung 9 im Glaskolben 10 wird des weiteren eine mechanische Beanspruchung desselben vermieden sowie ein leichtes Auswechseln der Lauffeldröhre sichergestellt. In der Abb. 2 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit noch ein Teil der Koaxialleitung und des die Röhre umebenden Metallzylinders 7 mit dargestellt.

Während bei der Anordnung nach Abb. 2 die anzukoppelnde Hochfrequenzlelitung senkrecht zur Achse der Lauffeldröhre angeordnet ist, fallen bei der Anordnung nach Abb. 3 die Achse der Lauffeldröhre und die Achse der Ankoppelleitung zusammen. Im Innern des Glaskolbens 10 ist eine Ko-

axialleitung 14 in Richtung der Wendelachse angeordnet, welche an ihrem der Wendelleitung zugewendeten Ende durch eine Lochscheibe 15 abgeschlossen (ist. Der Innenleiter 16 dieser Koaxialleitung endet bereits vor dieser Lochscheibe. Die Wendelleitung 1 ragt von außerhalb der Lochscheibe

15 mit ungefähr eimer Windung in den Raum der öffnung der Lochscheibe hinein, während das Wendeldrahtende 17 wenigstens angenähert geradlinig weitergeführt und mit dem Innenleiter 16 der Koaxialleitung verbunden ist. Die Koaxialleitung kann, durch den Glaskolben, mittels scheiben- ader zylinderförmigen Durchführungen, nach außen, geführt werden. Die Elektronenkanone 18 läßt sich in dem entsprechend zu bemessenden Innienleiter

16 der Eingangsseite einer derart ausgebildeten Röhre anordnen und der Elektronenauffänger in entsprechender Weise in dem Insnenleiter der ausgangsseitigen, als Koaxialleitung ausgebildeten Ankoppelleitung. Zur besseren Halterung der Wendelleitung ist es zweckmäßig, diese durch ein im Metallteil 15 abgestütztes Glasrohr 22 oder durch Keramikstäbchen zu stützen. Auch kann man so vorgehen, daß man den Vakuumabschluß dem gleichzeitig zur Halterung der Wendelleitung dienenden Glasrohr zuordnet, wobei dieses Glasrohr auch noch ein Stück über den Innenleiter der Koaxialleitung weitergeführt sein kann, um eine einwandfreie Anglasung an. den Innenleiter sicherzustellen. Eine Ausführungsform nach der Abb. 3 ermöglicht es, den Durchmesser einer Lauffeldröhre gering zu machen und den Eingangswiderstand' der Lauffeldröhre in der Größenordnung der Wellenwiderstände üblicher Hochfrequenzleitungen zu halten.

Bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung nach Abb. 2 und 3 würfe die Ankopplung einer Wendelleitung an eine Koaxialleitung erläutert. Die Abb. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Ankopplung einer Wendelleitung an eine Hohlrohrleitung mittels einer erfindungsgemäßen Kopplungsanordnung. Es sind zu diesem Zweck zwei Metallgebilde· vorgesehen, die beim Ausführungsbeispiel äußerlich vollkommen, gleichartig gestaltet sind, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Ihre Form ist ebenso wie die des Metallgebildes aus Abb. 2 gewählt, jedoch sind die rohrförmigen Ansätze der Metallgebilde einander zugewendet. Das Wendelleitungsende wird von der als Lochscheibe ausgebildeten Abschluß scheibe des einen Metallzylinders 24 umfaßt, dessen offene Seite nach der Wendelleitung 1 hin gerichtet ist. Das Wendeldrahtende25 ist wenigstens angenähert geradlinig vom Wendelende 26 aus weitergeführt und mit dem zweiten Metallzylinder 27 verbunden, der seine abgeschlossene Seite der abgeschlossenen Seite des ersten Metallzylinders 24 zukehrt. Die Elektronenströmung tritt durch die Öffnunigen der Lochscheibe und durch die Wendelleitung 1 in deren Achsrichtung hindurch. Die Hohlrohrleitung ist als sogenannte kapazitiv belastete Hohlrohrleitung 28 ausgebildet. Durch den Längssteg 29 der Hohlrohrleitung ist die oben beschriebene Ankopphingsanordnung derart hindurcJhgeführt, daß der von den beiden Metallzylindem 24, 2,7 gebildete Spalt 30 in den Längsspalt 31 der Hohlrohrleitung 28 übergeht. Die Länge der beiden Metallzylinder 24, 27 beträgt wieder wenigstens angenähert eine Viertelwellenlänge oder ein ungeradzahliges Vielfaches hiervon. Der Metallzylinder 27 ist daher an seinem dem Zwischenraum 31 benachbarten Ende mit dem Längssteg 29 für die Hochfrequenz kurzgeschlossen, was in gleicher Weise für den Metallzylinder 24 gilt, der von eimern an die Hohlrohrwandung angesetzten, außerhalb des Vakuums befindlichen Metallrohr umschlossen· wird. Die Zylinderwandungen bilden jeweils mit den umfassenden Metallteilen offene Viertelwellenlämgenteituagen für die Betriebsfrequenz. Der Abstand der beiden Metallzylinder ist im wesentlichen so zu bemessen, daß der Eingangswiderstand zwischen diesen beiden Metallgebiilden in der Größenordnung des Eingangswiderstandes der kapazitiv belasteten Hohlrohrleitung liegt. In letzterer kann die genaue Anpassung mittels kapazitiver oder induktiver Blenden oder Kurzschlußschileber vorgenommen werden. Statt der kapazitiv belasteten Hohlrohrleitung ist auch eine normale Hohlrohrleitung anwendbar.

Die Abb. 5 zeigt die Anwendung der Erfindung bei aimer Lauffeldröhre, wobei vor allem eine er- go höhte mechanische Festigkeit für die Röhre erreicht ist. Die Wendelleitung 1 wird über ihre gesamte Länge von einem Metallzylinlder32 umschlossen, der an seinen Enden durch Lochscheiben 33 und 34 abgeschlossen ist, welche in der an Hand der vorhergehenden Au'sführungsbeispiele beschriebenen Weise die Wendel leitung 1 umfassen. Zu diesem Zweck sind die Lochscheiben mit rohrförmigen Ansätzen versehen, die der Umschließung des Wendelendes dienen und die des weiteren nach beiden Seiten der Lochscheibe hin gerichtet sind. Die Wendeldrahtenden 35 und 36 sind jeweils mit einem weiteren Metallgebilde 37 bzw. 38 verbunden, die beispielsweise auch so wie die zwei. Metallgebiide der Abb. 4 ausgebildet sein, können. In den Zwischenräumen 39 und 40 zwischen dem die Wendel umgebenden Metallgebilde und den jeweiligen Abschlußzylindern sind Anglasungen 41 und 42 vorgesehen, welche dem Vakuumabschluß dienen. Außerdem dienten als Vakuumabschluß der die Wendelleitung umgebende_ Metallzylinder 32 und die entsprechend ausgebildeten Endtedle der Lauffeldröhre. Eine derartig ausgebildete Lauffeldröhre besitzt neben hoher mechanischer Festigkeit den Vorteil- der einfachen und breitbandigen Ankopplungsmögliichkeit an eine Hohlrohrleitung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Anordnung zur Ankopplung einer Wendelleitung an eine übliche Hochfrequenzleitung, bei der ein Metallgebilde das Wendefende umgibt, insbesondere für eine Lauffeldröhre, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgebilde derart ausgebildet und angeordnet ist, daß sowohl sein radialer Abstand von der Wendel als

auch die Eintauchtiefe des Wendelenides in der Größenordnung der Wendel'steigung der letzten Windungen der Wendel Liegen, und daß die Hochfrequenzleitung sowohl mit dein Metallgebilde als auch mit dem Wendetende selbst oder einem an dasselbe angeschlossenen zweiten Metallgebilde zumindest hochfoequenzmäßig verbunden ist.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das die Wendell umschließende Metallgebilde als Haube ausgebildet ist, deren Boden mit einer öffnung zur Aufnahme des Wendelendes versehen ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Länge des Haubenmantels in der Größenordnung eimer Viertelwellenlänge für die Betriebs frequenz oder eines ungeraden Vielfachen hiervon gewählt ist.
4. Anordnung mach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Wendel ums chliieß ende Metallgebilde als Lochscheibe ausgebildet ist, deren Öffnung zur Aufnahme des Wendelendes vorgesehen ist.
5. Anordnung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung im Haubenbaden bzw. in der Lochscheibe mit einem nur nach einer odar nach beiden Seiten desHaiubenbodenstbzw. der Lochscheibe weisenden rohrförmigen Anisatz versehen ist.
6. Anordnung nach eiinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei, Metall'gebilden diese an der Anschlußstelle der Wendel durch rolhrförmige Ansätze einander genähert sind.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das das Wendelleitangsende umschließende Metallgebilde zugleich zur. Lagerung der Wendalhalterung vorgesehen ist,
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeiebnet, daß das Wendeldrahtende zugleich als Transformationsglied ausgebildet ist, beispielsweise durch antsprechende Bemessung seiner Länge und sieinas Abstandes von dam dias Wendelleiitungsende umschließenden Metallgebilde.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere zum Anschluß einer Doppelleitung, beispielsweise Koaxialleitung, an die Wendelleitung, dadurch gekennzeichnet, daß bei Umschließung der Wendelleitung durch aine Valoiumhülle zum Anschluß des Wendelendes eine pilzförmig ausgebildete Durch-Schmelzung in der Vakuumhülle vorgesehen ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bai Varwen-

x/ dung von zwei Metallgebilden dieselben gleich-' artig ausgebildet sind, insbesondere auch bezüglich der Verbindung mit der Hochfrequenzleitung.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Umschließung beider Enden der Wendelleitung durch je ein Metallgebilde die umschließendem Metallteile durch ein die Wendelleitung umgebendes Metallrohr verbunden sind.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Hochfrequenzleitung als Hohlrohrleitung zum Anschluß der Wendelleitung zwei Metallgebilde vorgesehen sind, die mit gegenüberliegenden Wandungstöilien der Hohlrohrleitung zumindest hochfrequenzmäßig verbunden sind.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden Metallgebilde wenigstens 'angenähert gleich dam Abstand der gegenüberliegenden Wandungsteile der Hohilrohrleiitung gewählt ist.
14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Hohlrohrleitung eine kapazitiv belastete Hohlrohrleitung vorgesehen ist, deren durch die kapazitive Belastung gebildeter Längsspalt in den von den beiden Metalilgebilden eingeschlossenen Zwischenraum übergeht.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Hochf requenzleitung eine Koaxialleitung vorgesehen ist, die an der Ankopplungsstelle in Richtung dar Wendelleitung verlaufend angeordnet ist, und daß das Wendelende mit dem vor dem Außenleiter 'endigenden Innemleiter dieser Koaxialleitung verbunden ist, während der Außenleiter durch das das Wendelende umschließende, als Lochscheibe ausgebildete Metallgebilde abgeschlossen ist.
16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei Umschließung der Wendelleitung durch eine Vakuumhülle zum . Anschluß der Ankoppellaitiung in der Vakuumhülle scheiben- oder zylindarförtmige Durchführungen vorgesehen sind.

Angezogene Druckschriften: VDE-Fachber.idhte, Bd. 14,1950, S. 123 und 124; deutsche Patentschrift Nr. 853 017; britische Patentschrift Nr. 656 801; französische Patentschrift Nr. 958 202.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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