DE955975C - Ankopplungsanordnung fuer eine Wanderfeldroehre - Google Patents

Description

Zur Verstärkung von, sehr kurzen Wellen bedient man sich, in der Regel mit Vorteil der sogenannten Wanderfddröhiren. Hier wird eine längs einer wellenführenden Anordnung fort-S schreitende elektromagnetische Welle in Wechselwirkung mit einer Elektronenströmung gebracht. Zu diesem Zweck wird durch eine geeignete Verzögerungsleitung, z. B. eine Wendel, die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Welle so verzögert, daß ίο eine Elektronenströmumg der Welle zu folgen vermag.

Bei derart aufgebauten Mikrowellenverstärkerti erfolgt meist die Einkopplung des zu verstärkenden Signals über einen Hohlleiter. Die Röhre wird üblicherweise in den Hohlleiter derart eingeschoben, daß die elektrische Feldkomponente des Hohlleiters unmittelbar das Ende der Verzögerungsleitung beeinflußt. In ähnlicher Weise ist auch die Energieauskopplung auf der Ausgangsseite der Röhre ausgebildet. Die längs der Verzögerungsleitung fortschreitende Welle ruft in der Elektronenströmung eine Geschwindigkeitssteuerung hervor, die sich in eine Dichtemodulation der Elektronen umsetzt. Im weiteren Verlauf findet dann die bekannte Wechselwirkung zwischen Elektronenströmung und den Feldern längs der Verzögerungsleitung statt. Die zur Vermeidung von Reflektionen erforderliche Dämpfung der Wendel wird gewöhnlich in¹ einigem

Abstand vom Wendelanfang angebracht, damit der Elektronenströmung Gelegenheit zur Ausbildung einer Dichtemodulation gegeben wird. Der mit dem Hohlleiter gekoppelte Anfang dler Wendel hat eine von. Fall zu Fall unterschiedliche Unsymmetrie der Röhre zur Folge, so daß die Gefahr besteht, daß beim Auswechseln der Röhre sich Fehlanpassungen ergeben. Diese Nachteile werden durch diö Erfindung beseitigt,
ίο Die Erfindung macht von einer Einkopplungsmethqde Gebrauch, bei der die Hochf requenzenergie nicht der Verzögerungsleitung selbst zugeleitet wird, sondern bei der die Einkopplung unmittelbar auf die Elektronenströmung erfolgt. Es ist bereits bekannt, bei einer Wanderfeldröhre die Einkopplung der hochfrequenten Energie (in Richtung der Elektronenströmung gesehen) vor der Verzögerungsleitung auf die Elektronenströmung vorzunehmen. Bei einer dieser bekannten Anordnungen ist zu diesem Zweck ein mit einem Gitter versehener Hohlraumresonator vorgesehen, so daß eine den Verhältnissen im Klystron entsprechende Wirkung erzielt wird.

Schließlich wirken bei einer anderen bekannten Anordnung die mit Hilfe einer Hohlrohrleitung herangeführten Schwingungen in ähnlicher Weise unmittelbar auf die Elektronenströmung. Dabei schließt jich an die Einkoppelstelle eine wendeiförmige Verzögerungsleitung an, in. welcher eine fortschreitende Welle nach dem Wanderfeldröhrenpninzip verstärkt wird.

Bei einer weiteren bekannten Anordnung wird die Einkopplung der elektromagnetischen Welle auf die Elektronenströmung mit Hilfe von Modulationsgittern nach Art des Klystrons vorgenommen, wobei eine in Entladungsrichtung folgendie Elektrode niedrigeres Potential als die zur Einkopplung dienenden! Modulationsgitter aufweist, so daß ein Bremsfeld außerhalb des Einkoppelraumes entsteht.

Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß die Einkopplung im Bereich eines auf diö Elektronenströmung bremsend wirkenden! statischen elektrischen Feldes stattfindet. Bei den in. Frage kommenden Frequenzen sind längs der Einkoppelstrecke die Laufzeitwiinkel sehr groß. Die beabsichtigte Geschwindigkeitssteuerung der Elektronenströmung ist daher in einem (statisch) bremsfeidfreien Raum nur sehr gering oder, völlig unwirksam. Erst dadurch, daß der Einkoppeiraum sich im Bereich eines Bremsfeldes der Elektromenströmung befindet, wird eine besonders wirkungsvolle Geschwindigkeitssteuerung dear Elektronenströmung bewirkt.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Wanderfeldröhre für sehr kurze Wellen in ihren für die Erfindung wesentlichen ' Teilen schematisch stark vereinfacht dargestellt. Zur Erzeugung der Elektronenströmung dient eine Kathode 1, die zusammen mit geeigneten Bündelungselektroden, von denen ein Wehneltzylinder 2 veranschaulicht ist, ein Elektronenstrahlerzeuguingssystem bildet. Die erforderliche hohe Zugspannung ist an einei geeignete Anode 3 angelegt. Auf diese Weise wird ein Elektronenstrahl erzeugt, der die wendeiförmige Verzögerungsleitung 4 in ihrem Inneren durchsetzt und an einem nicht näher dargestellten Auffänger endet.

Das zu verstärkende Hochfrequenzsignal wird über einen geeigneten Hohlleiter 5, 6 zugeführt, mit dessen· Hilfe die Einkopplung erfolgt. Während es bisher üblich war, die Einkopplung der Hochfrequenzenergie auf die Verzögerungsleitung vorzunehmen, ist erfindungsgemäß eine unmittelbar auf den Elektronenstrahl wirkende Einkopplung vorgesehen. Die Wendel 4 und die mit ihr galvanisch verbundene Elektrode 8 besitzt gegenüber der Zuganode 3 ein. geringeres Potential. Um das zur wirkungsvollen Einkopplung notwendige Bremsfeld frei erzeugen zu können, ist in der Wandung 6 des Hohlleiters eine Elektrode 7 isoliert angebracht und mit einem niedrigerem Potential als diie Zugelektrode 3 versehen.. Wenn zur Abbremsung der Elektronen, sehr starke Bremsfelder erforderlich sind, ist es zweckmäßig, das Potential der Elektrode 7 stark zu verringern und das Potential der Wendel 4 auf seinen hinsichtlich d'es- Wechselwirkungsmechanismus optimalen Wert anzuheben, so daß eine ausgeprägte Potentialschwelle im Bereich der Elektrode 7 entsteht. Auf diese Weise ergibt sich dann ein Potentialverlauf, wie er in· Fig. 2 angedeutet ist. Hier sind über der Laufstrecke der Elektronen die an den verschiedenen Stellen wirksamen Potentiale schematisch veranschaulicht. Das an der Zuganode 3 wirksame Potential ist mit U_A bezeichnet. Die Wendel 4 liegt auf einem Potential, das mit U_w bezeichnet ist. Das Potential der Elektrode 7 kamn noch niedriger gewählt werden als das der Wendel und den Wert U_M besitzen.

Es können noch zur Erzielung einer homogenen Potentialverteilung zusätzliche Mittel angewendet werden. So ist es z. B. vorteilhaft, die Wendel 4 innerhalb eines auf gleichem Potential liegenden Metallmantels 8 zu haltern. Am Wendelanfang kann gegebenenfalls eine Dämpfungsschicht 9 ausgebracht sein, um Reflektionem an der durch den Wedelanfang gebildeten Stoßstelle zu. vermeiden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ankopplungsanordnung für «ine Wanderfeldröhre, bei der die zur Einkopplung der Hochfrequenzenergie dienenden Mittel derart ausgebildet sind, daß die Einkopplung der Hochfrequenzenergie vor der Verzögerungsleitung der Röhre unmittelbar auf die Elektronenströmung erfolgt, dadurch, gekennzeichnet, daß die Einkopplung im Bereich eines auf die Elektronenströmung bremsend wirkenden sta- iao tischen elektrischen Feldes stattfindet.

2. Ankopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die insbesondere wedeiförmig ausgebildete Verzögerungsleitung ein gegenüber der vor ihr liegenden Elektrode (Zuganode) geringeres Potential besitzt.

3. Ankopplungsanordnung nach Anspruch 2, bei der zur Einkopplung der Hochfrequenzenergie ein Hohlleiter verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Teil des Hohlleiters, der der Verzögerungsleitung benachbart ist, auf einem noch niedrigeren Potential liegt als die Verzögerungsleitung.

4. Anliopplungsanordnung nach Anspruch- 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise wendelförmig gestaltete Verzögerungsleitung innerhalb eines auf gleichem Potential wie die Wendel liegenden Metallmantels gehaltert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 956 410, 972679;
USA.-Patentschrift Nr. 2 595 698.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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