DE1049011B - Anordnung zur Ankopplung einer Hochfrequenzleitung an die vorzugsweise wendelfoermige Verzoegerungsleitung einer elektrischen Entladungseinrichtung nach Art einer Lauffeldroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Anordnung zur Ankopplung einer Hochfrequenzleitung an die vorzugsweise wendelförmige Verzögerungsleitung einer elektrischen Entladungseinrichtung nach Art einer Lauffeldröhre, deren aus dielektrischem Material bestehende Vakuumhülle von einem mit der Hochfrequenzleitung hochfrequenzmäßig verbundenen Metallrohr (Fokalisatorrdhr) umgeben ist und bei der das anzukoppelnde Verzögerungsleitungsende wenigstens mit einem, innerhalb der Vakuum'hülle liegenden, topfförmigen Gebilde versehen ist, das mit dem außerhalb der Vakuumhülle angeordneten Metallrohr eine /l/4-Koaxialleitung bildet, die in Höhe der Stirnwand des topfförmigen Gebildes einen Hochfrequenzkurzschluß erzeugt.

Bei der Ankopplung von Lauffeldröhren an Hohlleiter oder Koaxialleitungen ist es üblich, die Hohlleiter oder die Koaxialleitungen in der Röhre fortzusetzen. Da es aber technologisch schwierig ist, diese Ankopplung galvanisch durchzuführen, bildet man die Anordnung so aus, daß mit Hilfe von 2/4-Töpfen innerhalb der Röhre und einem Metallrohr (Fokalisatorrohr), das die Röhre umgibt, leerlaufende Koaxialleitung^ entstehen, die Kurzschlüsse an die zu verbindenden Stellen transformieren.

Es ist bekannt, daß, sobald die Betriebswellenlänge der Lauffeldröhre unterhalb der Grenzwellenlänge des H₁₁-Wellentyps in einer Koaxialleitung liegt, die Anpassung einer in der Röhre befindlichen Verzögerungsleitung an eine Hochfrequenzleitung für bestimmte Frequenzen eine spontane Verschlechterung erfährt. Die Ursache ist darin zu suchen, daß die 2/4-Bedingung zwar für den normalen Koaxialleitungswellentyp, aber nicht für den H₁₁-Wellentyp bei gleicher Betriebsfrequenz zutrifft. Bildet sich zwischen den beiden Hochfrequenzleitern der 2/4-Ankopplungsanordnung eine Hohlraumwelle von dem Typus der H₁₁-Welle aus, so besteht zwischen den beiden Leitern der gewünschte Hochfrequenzkurzschluß für die Betriebsfrequenz nicht mehr und man erhält eine grobe Fehl- anpassung, was gleichbedeutend ist mit einem schlechten Wirkungsgrad der gesamten Anordnung.

Es ist bekannt, zur Ankopplung der Hochfrequenzleitungen am Ein- und Ausgang einer Lauffeldröhre an den Enden der Verzögerungsleitung sogenannte Λ/4-Töpfe anzubringen. Ferner ist bekannt, in den wobei /ί/4-Töpfen in axialer Richtung eine Anzahl von Schlitzen (Längsschlitze) anzubringen. Es ist weiterhin bekannt, als Außenleiter der A/4-Ankopplungsanordnung das obengenannte Fokalisatorrohr zu benutzen.

Jedoch alle diese bekannten Anordnungen bzw. Maßnahmen sind nicht in der Lage, eine Ausbildung

des H₁₁-Wellentyps mit genügender Sicherheit zu hülle ist.

Anordnung zur Ankopplung einer
Hochfrequenzleitung an die vorzugsweise wendelförmige Verzögerungsleitung einer elektrischen Entladungseinrichtung
nach Art einer Lauffeldröhre

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30 Anmelder:
Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dipl.-Ing. Karl-Bernhard Niclas, Ulm/Donau, ist als Erfinder genannt worden

unterbinden, vor allem dann nicht, wenn die Anordnung bei sehr hohen Frequenzen betrieben wird.

Erfindungsgemäß sind in dem dem Metallrohr gegenüberliegenden Wandungsteil des topfförmigen Gebildes (2/4-Topf) mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Ouerschlitze angebracht.

Genaue Untersuchungen des H₁₁-Wellentyps haben ergeben, daß es zur Vermeidung dieses Wellentyps notwendig ist, auch die axialen Strombahnen, die sich am Eingang der /l/4-Töpfe ausbilden, zu unterbrechen. Dies läßt sich am einfachsten erreichen, indem man in den /l/4-Topfen die genannten quer verlaufenden Schlitze anbringt.

Des weiteren hat sich ergeben, daß man bei feststehenden Abmessungen der Röhre einen bestimmten Durchmesser des Fokalisatorrohres ermitteln kann, bei dem die Grenzwellenlänge des H₁₁-Wellentyps den kleinsten Wert besitzt. Man kann also zu der kürzesten Grenzwellenlänge einen optimalen Fokalisatorrohrdurchmesser definieren, der sich bei gegebenen Röhrenabmessungen aus der nachstehenden Näherungsformel errechnen läßt:

50 1 \ In D₂ID₁ s_r) InDJD_i

1 / D_i
2. In DJD_i \ ⁺^

D₁ — Innendurchmesser der dielektrischen Vakuumhülle,

D₂ = Außendurchmesser der dielektrischen Vakuumhülle,

D_a = Innendurchmesser des Fokalisatorrohres,
D_i = Außendurchmesser des 2/4-Topfes und
s_r = relative Dielektrizitätskonstante der Vakuum-

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Claims (5)

1 049 Ol 1 DieseFormel ergibt sich aus folgender Betrachtung: Die Grenzwellenlänge des H11-Wellentyps ergibt sich in erster Näherung zu Kn11 = -J 1/57 · (Da + Di) für 2; dabei ist _ 1 iI ej InDJDt weil zwischen den beiden Leitern der λ/4-Ankopplungsanordnung außer Luft noch das Dielektrikum der Vakuumhülle, z. B. Glas, vorhanden ist. Aus der Extremwertbetrachtung dDa ergibt sich dann in erster Näherung obenstehende Formel. Der Grund des Auftretens des Minimums der Grenzwellenlänge ist darin zu suchen, daß das Dielektrikum zwischen den beiden Hochfrequenzleitern der 2/4-Ankopplungsanordnung nicht homogen ist, sondern, wie in den meisten Fällen, sich aus einer Luft- und einer Glassdhicht zusammensetzt. Man hat es nun in der Hand, durch geeignete Bemessung von Da die Grenzwellenlänge des H11-Wellentyps nach der kürzest möglichen Wellenlänge hin zu verlegen. Auf diese Weise ist eine optimale Anpassung der Verzögerungsleitung an die anzukoppelnde Hochf requenzleitung möglich und gleichzeitig ist mit Sicherheit ein Auftreten des H11-Wellentyps vermieden. Es hat sich weiter herausgestellt, daß es sehr wesentlich ist, ob die Röhre zentrisch zu dem Fokalisatorrohr angeordnet ist oder nicht. Eine größere Exzentrizität begünstigt die Bildung des unerwünschten H11-Wellentyps. Da aber zur Fokalisation eine Exzentrizität in fast allen Fällen nicht vermieden werden kann, ist es zweckmäßig, dem Fokalisatorrohr einen genügend großen Innendurchmesser Da zu geben. Der im Sinne der Grenzwellenlänge des H11-Koaxialleitungswellentyps optimale Durchmesser Da würde mitunter unerwünscht große Inhomogenitäten des Feldes im Bereich der Kurzschluß ebene hervorrufen. Aus diesem Grunde wird erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, im Bereich der Stirnwand des /l/4-Topfes (Kurzschlußebene) an dem Fokalisatorrohr einen ringförmigen, radial nach innen gerichteten Ansatz anzubringen, der so dimensioniert ist, daß er einmal ein möglichst kleines Streufeld hervorruft, zum anderen aber den zur Fokalisation nötigen Spielraum läßt. An Hand eines Ausführungsbeispiels (Fig. 1) sei eine erfindungsgemäße Ankopplungsanordnung näher erläutert. Mit 1 ist die z. B. aus Glas bestehende Vakuumhülle einer Lauffeldröhre bezeichnet, die einen inneren Durchmesser D1 und einen äußeren Durchmesser D2 besitzt. Der Außendurchmesser eines A/4-Topfes 3 ist mit Di und der Innendurchmesser des Fokalisatorrohres 6 mit Da bezeichnet. Da die Durchmesser Dv D2 und Di bei gegebener Röhre festliegen, läßt sich aus der oben angegebenen Formel der optimal j Durchmesser Da des Fokalisatorrohres er- rechnen. Mit 7 sind die ringförmigen Ansätze des Fokalisatorrohres bezeichnet, die das Fokalisatorrohr derart verengen, daß der zur Ausbildung des jeweiligen Kurzschlusses benötigte Abstand zwischen dem Innen- und Außenleiter der 2/4-Ankopplungsanordnung an. diesen Stellen gegeben ist. Die anzukoppelnde Hochfrequenzleitung 2 wird über die A/4-Töpfe 3 an eine nicht gezeigte Verzögerungsleitung angekoppelt. Die 2/4-Töpfe sind mit drei Längsschlitzen 4 und mit drei erfindungsgemäßen in Umfangsrichtung verlaufenden Ouerschlitzen 5 versehen. In Fig. 2 ist ein /l/4-Topf 3 mit den Querschlitzen 5 und den Längsschlitzen 4 vergrößert herausgezeichnet. Patentansprüche:

1. Anordnung zur Ankopplung einer Hochfrequenzleitung an die vorzugsweise wendeiförmige Verzögerungsleitung einer elektrischen Entladungseinrichtung nach Art einer Lauffeldröhre, deren aus dielektrischem Material bestehende Vakuumhülle von einem mit der Hochfrequenzleitung hochfrequenzmäßig verbundenen Metallrohr (Fokalisatorrohr) umgeben ist und bei der das anzukoppelnde Verzögerungsleitungsende wenigstens mit einem, innerhalb der Vakuumhülle liegenden, topfförmigen Gebilde versehen ist, das mit dem außerhalb der Vakuumhülle angeordneten Metallrohr eine A/4-Koaxialleitung bildet, die in Höhe der Stirnwand des topfförmigen Gebildes einen Hochfrequenzkurzschluß erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem dem Metallrohr gegenüberliegenden Wandunigsteil des topfförmigen Gebildes (2/4-Topf) mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Ouerschlitze (5) angebracht sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine ungerade Anzahl von Querschlitzen angebracht ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ouerschlitze nahe der Stirnwand des A/4-Topfes (Kurzschlußebene) angebracht sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Stirnwand des /l/4-Topfes (Kurzschlußebene) an dem Fokalisatorrohr ein ringförmiger, radial nach innen gerichteter Ansatz (7) angebracht ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fokalisatorrohr einen optimalen Innendurchmesser D_a besitzt, der sich in erster Näherung aus der Formel

U y ^DJDi U, 1 Λ , DA] __t

I S _rJhxDJD_i [ ^ 2. InDJD_i \ ^ D_a)\

ergibt, wobei

D₁ = Innendurchmesser der dielektrischen Vakuumhülle,

D₂ = Außen durchmesser der dielektrischen Vakuumhülle,

D_a = Innendurchmesser des Fokalisatorrohres,
D_i = Außendurchmesser des A/4-Topfes und
ε_Γ = relative Dielektrizitätskonstante der Vakuumhülle ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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