DE1279145B - Wellenleiterabschnitt mit zwei Leitern mit veraenderbarer Impedanz - Google Patents
Wellenleiterabschnitt mit zwei Leitern mit veraenderbarer ImpedanzInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
HOIp
H03h
21a4-74
Nummer. 1279 145
Aktenzeichen: P 12 79 145.6-35 (G 39627)
Anmeldetag: 10. Januar 1964
Ä«slegetag: 3. Oktober 1968
Die Erfindung betrifft einen Wellenleiterabschnitt mit zwei Leitern mit veränderbarer Impedanz zur
Übertragung elektromagnetischer Energie hoher Leistung, mit einer einen abgeschlossenen evakuierten
Bereich teilweise begrenzenden leitenden Wand, δ deren Oberfläche aus einem Material besteht, dessen
Sekundäremissionsverhältnis größer als Eins für die elektromagnetische Energie in dem Bereich ist, und
welcher Bereich an eine Einrichtung zur Zufuhr hochfrequenter elektromagnetischer Energie ange- *o
schlossen ist.
In der Mikrowellentechnik wird hochfrequente elektromagnetische Energie oft durch als Hohlleiter
ausgebildete Wellenleiter übertragen. Bei der Energieübertragung kann die Amplitude oder Phase der sich
in dem Wellenleiter fortpflanzenden Wellen durch Verwendung einstellbarer, veränderbarer Impedanzen
geändert werden. Eine veränderbare Impedanz, mit der wahlweise Mikrowellen durch einen
Wellenleiter durchgelassen werden können oder nicht, ao
ist ein Schalter.
Bekannte veränderbare Impedanzen oder Schalter für die Übertragung von Mikrowellenenergie sind
mechanische, gasgefüllte und Ferrite aufweisende Einrichtungen. Bei den mechanischen Einrichtungen
werden Blenden, Stempel oder Flügel wahlweise in den Hohlleiter eingeführt, um die Energieübertragung
zu beeinflussen. Eine Ausführungsform eines derartigen Schalters weist eine drehbare Scheibe auf,
mit der der Wellenleiter zur Verhinderung einer Wellenübertragung abgeschlossen werden kann. Bei
den gasgefüllten Einrichtungen wird die Mikrowellenenergie durch gasgefüllte Hohlraumresonatoren
weitergeleitet, die in dem Wellenleiter angeordnet sind. An den gasgefüllten Hohlraumresonatoren wird
eine Hochspannung angelegt, um die Gasmoleküle zu ionisieren und dadurch eine Übertragung von Energie
durch den Hohlraumresonator zu verhindern. Bei den Ferrite enthaltenden Einrichtungen werden verschiedenartige
Ausführungsformen aus ferritischen 4P Materialien in dem Wellenleiter angeordnet. Um eine
Übertragung von elektromagnetischer Energie durch den Wellenleiter zu verhindern, zu ermöglichen oder
ia beschränktem Umfang zu ermöglichen, werden veränderbare Magnetfelder an den Ferriten abgelegt.
Ein Nachteil der bekannten mechanischen und gasgefüllten veränderbaren Impedanzen besteht darin,
daß diese verhältnismäßig langsam arbeiten. Bei modernen Mikrowellensystemen werden Mikrowellen
im. Impulsbetrieb übertragen, wobei die Impulse nur in Zeitabständen von wenigen Mikrosekunden übertragen
werden und die Impulsdauer beträchtlich we-Wellenleiterabsehnitt mit zwei Leitern mit
veränderbarer Impedanz
veränderbarer Impedanz
Anmelder:
General Electric Company, Schenectady, N. Y.
(V, St. A.)
Vertreter:
Pipl.-Phys.· F. Endlich, Patentanwalt,
8034 Unterpfaffenhofen, Blumenstr. 5
Als Erfinder benannt:
John Frederick Kaps?, Palo AUo, Calif. (V, St. A,)
Beanspruchte Priorität;
V. St. v. Amerika vom 31. Januar 1Θ63 (255 362)
niger als 1 μβεσ beträgt. In derartigen Systemen ist es
wünschenswert, die Größe der Mikrowellen-ImpeT
danz in dem Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen ändern zu können. Bei den mechanischen
veränderbaren Impedanzen und Schaltern verhindert jedoch die Trägheit der Einrichtung normalerweise
eine geeignete Steuerung oder Änderung der Arbeitsweise innerhalb von weniger als einer
Mikrosekunde. Die gasgefüllten veränderbaren Impedanzen benötigen jedoch nach der Ionisation des
Gases viele Mikrosekunden zur Beseitigung der Ionisation, um erneut einen ungehinderten Durchgang
der Mikrowellen zu ermöglichen. Diese gasgefüllten veränderbaren Impedanzen sind ferner duroh eine
verhältnismäßig kurze Lebensdauer und durch uner^ wünschtes Rauschen gekennzeichnet, wenn Mikrowellen
bei Anwesenheit von restlichen Gasionen übertragen werden. Ein Nachteil der veränderbaren Impedanzen
mit Ferriten besteht in der Anwesenheit des ständigen Hindernisses aus ferritischem Material
in dem Hohlleiter. Der ferritische Körper bewirkt Reflexionen in dem Wellenleiter bei der Übertragung
von Mikrowellen und begrenzt ferner die durch den Wellenleiter übertragbare Leistung. Ferner kann bei
gewissen veränderbaren Impedanzen mit Ferriten eine verhältnismäßig hohe Mikrowellenleistung zur
Zerstörung des ferritischen Materials führen.
Es ist ferner bereits ein Höehstfrequenzschalter bekannt (vgl. deutsche Patentschrift 957 673), der
eine Hochvakuumröhre mit Anode und zwei in Aus-
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fluchtung befindlichen hohlen Elektroden, die durch schluß oder eine verhältnismäßig niedrige Impedanz
einen Spalt getrennt und koaxial zur Anode ange- zwischen den beiden Leitern. Wenn die magnetische
ordnet sind, hat, wobei die der Anode zugekehrte Feldstärke auf einen vorherbestimmten Wert erhöht
Fläche von einer oder beiden hohlen Elektroden wird, wird die Multipaktor-Entladung geschwächt
eine beheizte emittierende Kathode trägt, die hohlen 5 oder gelöscht, so daß elektromagnetische Energie
Elektroden auf einer positiven Gleichspannung hindurchtreten kann. Ein schneller Aufbau des Magegenüber
der Anode gehalten werden und im Raum gnetfelds ergibt eine ebenso schnelle Löschung der
zwischen der Anode und den hohlen Elektroden ein Multipaktor-Entladung, während eine plötzliche Verhomogenes,
axiales Magnetfeld aufrechterhalten wird, ringerung der magnetischen Feldstärke eine ebenso
das die von der Kathode ausgesandten Elektronen io schnelle Anfachung der Multipaktor-Entladung beam
Erreichen der Anode hindert, während die zu wirkt. Auf diese Weise ergibt sich eine schnell steuerschaltende
Energie an dem Spalt zwischen den hohlen bare Impedanz durch einen keine Hindernisse entElektroden
angelegt wird. Segmente der hohlen Elek— haltenden Koaxialleiter mit einer steuerbaren Multitroden
können mit einer Oberfläche mit hohem paktor-EnÜadung. Es ist ferner eine Übertragung
Sekundäremissionsfaktor versehen sein. Bei diesem 15 sehr hoher Mikrowellenleistungen möglich,
bekannten Schalter ist insbesondere nachteilig, daß Zweckmäßigerweise ist der Wellenleiterabschnitt
bekannten Schalter ist insbesondere nachteilig, daß Zweckmäßigerweise ist der Wellenleiterabschnitt
er eine besondere Stromversorgung für die Anoden- so ausgebildet, daß die leitende Wand ein Außen-
und Heizspannung benötigt, einen relativ kompli- leiter ist, koaxial zu dem ein Innenleiter angeordnet
zierten mechanischen Aufbau hat und außerdem die ist, daß die Multipaktor-Entladung zwischen dem
Hochvakuumröhre in einem zusätzlichen Hohlraum- 20 Außen- und dem Innenleiter unterhalten wird und
resonator untergebracht ist. daß das Magnetfeld parallel zur Achse des Wellen-
Schließlich ist eine Hochfrequenzschaltröhre be- leiterabschnitts verläuft. Es ist ferner zweckmäßig,
kannt (vgl. deutsche Auslegeschrift 1077 274), die daß die Multipaktor-Entladung durch eine genügend
unter einem das Auftreten von Gasentladungen ver- hohe Feldstärke des Magnetfelds löschbar ist.
meidenden Vakuum steht, sowie einen eingebauten »5 An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher Hochfrequenzkreis in Form eines Resonanzkreises erläutert werden. Es zeigt
meidenden Vakuum steht, sowie einen eingebauten »5 An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher Hochfrequenzkreis in Form eines Resonanzkreises erläutert werden. Es zeigt
oder Filters, Koppelelemente zur Kopplung dieses Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte An-
Hochfrequenzkreises mit einer Übertragungsleitung sieht eines Ausführungsbeispiels des Wellenleiterwie
einem Hohlleiter, wobei der Innenwiderstand der abschnitts gemäß der Erfindung,
Röhre sich je nach der in der Übertragungsleitung 30 Fig. 2a und 2b Querschnitte durch den in Fig. 1 fließenden Leistung zwischen zwei Extremwerten dargestellten Wellenleiterabschnitt, die zur Erläutesprunghaft ändert, und mindestens ein Paar von rung seiner Arbeitsweise dienen,
durch die Hochfrequenzspannung der Übertragungs- Ein Wellenleiterabschnitt 10 mit veränderbarer
Röhre sich je nach der in der Übertragungsleitung 30 Fig. 2a und 2b Querschnitte durch den in Fig. 1 fließenden Leistung zwischen zwei Extremwerten dargestellten Wellenleiterabschnitt, die zur Erläutesprunghaft ändert, und mindestens ein Paar von rung seiner Arbeitsweise dienen,
durch die Hochfrequenzspannung der Übertragungs- Ein Wellenleiterabschnitt 10 mit veränderbarer
leitung beaufschlagten Elektroden hat, deren Sekun- Impedanz dient als veränderbare Impedanz oder
därelektronenemissionskoeffizient bei der gegebenen 35 Schalter zwischen einem Mikrowellensender 11 und
Elektroneneinfallsgeschwindigkeit größer als Eins ist. einem Verbraucher 12. Der Sender 11 liefert elektro-Diese
Röhre hat den großen Nachteil, daß sich ihre magnetische Wellen mit sehr hohen Energien wäh-Impedanz
erstens nur sprunghaft zwischen zwei rend sehr kurzer Zeitspannen, welcher Senderbetrieb
Extremwerten ändern kann und zweitens diese als Impulsbetrieb bezeichnet wird. Der Betrieb des
sprunghafte Änderung von der durch die Über- 40 Wellenleiterabschnitts gemäß der Erfindung kann
tragungsleitung übertragenen Leistung abhängt, also jedoch auch in Verbindung mit einem Sender 11 erdas
Schalten durch die übertragene elektromagne- folgen, der im Dauerbetrieb elektromagnetische Weltische
Energie selbst bestimmt ist. len liefert. Der Sender 11 ist mit einem schematisch
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen dargestellten Mikrowellenleiter 13 zur Übertragung
Wellenleiterabschnitt anzugeben, dessen Impedanz 45 der elektromagnetischen Energie in ein Ende des
einfach, stufenlos und sehr schnell geändert und der Wellenleiterabschnitts 10 verbunden,
zur Übertragung hoher Leistungen verwandt werden Die von dem Wellenleiterabschnitt 10 übertragene
zur Übertragung hoher Leistungen verwandt werden Die von dem Wellenleiterabschnitt 10 übertragene
kann. Energie wird einem Verbraucher 12, beispielsweise
Ein Wellenleiterabschnitt der eingangs genannten einem Mikrowellenempfänger oder einer Antenne
Art ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, 50 zugeführt. Der Verbraucher 12 ist mit einem schemadaß
das in dem Bereich auftretende Energieniveau tisch dargestellten Wellenleiter 14 gekoppelt, um die
zur Erzeugung einer Multipaktor-Entladung entlang von dem anderen Ende des Wellenleiterabschnitts 10
einer Bahn ausreicht, von der mindestens ein Ende kommende Energie aufnehmen zu können,
an der Wand endet, und daß eine Einrichtung zur Der Wellenleiterabschnitt 10 mit veränderbarer
an der Wand endet, und daß eine Einrichtung zur Der Wellenleiterabschnitt 10 mit veränderbarer
Erzeugung eines senkrecht zu der Bahn verlaufenden 55 Impedanz enthält eine Koaxialleitung 16 mit einem
Magnetfelds vorgesehen ist, durch dessen Verände- Innenleiter 17 und einem Außenleiter 18. Zwei ringrung
die Entladung beeinflußbar ist. förmige dielektrische Fenster 20 und 21 sind an der
Die Multipaktor-Entladung ist eine aufrechterhal- Außenfläche des Innenleiters 17 und der gegenübertene
Sekundäremissionsentladung zwischen gegen- liegenden Innenfläche des Außenleiters 18 befestigt
überliegenden Oberflächen auf Grund der Bewegung 60 und abgedichtet. Die Fenster 20 und 21 dienen als
von Sekundärelektronen, die in den Oberflächen Gasabdichtungen, die für elektromagnetische Wellen
synchron mit dem Wechselfeld der zwischen den durchlässig sind, während sie Gasmoleküle nicht hin-Oberflächen
enthaltenen elektromagnetischen Energie durchtreten lassen. Der Innenraum des Abschnitts
erzeugt werden. Wenn beim Betrieb die magnetische des Koaxialleiters 16 zwischen den Fenstern 20 und
Feldstärke einen Minimalwert besitzt, hat die Multi- 65 21 ist evakuiert. Deshalb ergeben die Fenster 20 und
paktor-Entladung im wesentlichen einen maximalen 21 eine Abdichtung, um einen evakuierten Bereich
Wert bei Anwesenheit der elektromagnetischen in dem Abschnitt des Koaxialleiters 16 zwischen den
Energie. Die Entladung bewirkt deshalb einen Kurz- beiden Fenstern aufrechtzuerhalten, während sie den
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Durchtritt elektromagnetischer Wellen durch diesen Primärelektronen bezeichnet, während die aus der
Abschnitt ermöglichen. Oberfläche freigesetzten Elektronen als Sekundär-
In dem evakuierten Abschnitt der Koaxialleitung elektronen bezeichnet werden. Das Verhältnis der
16 kann ein magnetisches Feld B mit Hilfe einer ma- Anzahl der erzeugten Sekundärelektronen zu der
gnetomotorischen Kraft erzeugt werden, welches 5 Anzahl der auf eine Oberfläche auftreffenden Primär-Magnetfeld
parallel zu der Achse des Koaxialleiters elektronen wird als das Sekundäremissionsverhältnis
verläuft. Das Magnetfeld kann beispielsweise mit bezeichnet. Das Sekundäremissionsverhältnis ist von
Hilfe einer länglichen hohlzylindrischen Spule 23 er- der Geschwindigkeit der Primärelektronen und dem
zeugt werden. Die Spule 23 wird von einer veränder- Material der Oberfläche abhängig. Für viele Arten
baren Stromquelle 24 erregt. Wie aus der schema- ίο von Oberflächenmaterialien sind die Sekundärtischen
Darstellung ersichtlich ist, ist die Stromquelle emissionsverhältnisse innerhalb eines großen Bereichs
24 mit der Spule 23 elektrisch verbunden, so daß ein von Elektronengeschwindigkeiten größer als Eins.
Strom durch die Wicklungen der Spule fließen kann, Jedoch ergeben diese Oberflächenmaterialien für sehr
um ein in der Koaxialleitung 16 erforderliches Ma- langsame oder sehr schnelle Primärelektronen kein
gnetfeld zu erzeugen. 15 Sekundäremissionsverhältnis, das größer als Eins ist.
Die Arbeitsweise dieses Wellenleiterabschnitts mit Die Außenfläche des Innenleiters 17 und die Innenveränderbarer
Impedanz soll nun näher erläutert fläche des Außenleiters 18 sind in dem evakuierten
werden. Es soll zunächst die Arbeitsweise beim Feh- Bereich mit einem derartigen Oberflächenmaterial
len eines durch die Spule 23 erzeugbaren Magnetfelds versehen, das ein Sekundäremissionsvermögen größer
beschrieben werden. In Fig. 2a stellen die radial ver- 20 als Eins für Primärelektronen gewährleistet, die eine
laufenden gestrichelten Linien bei einem bestimmten Geschwindigkeit innerhalb eines großen Geschwin-Zustand
die Verteilung und Richtung der elek- digkeitsbereichs besitzen. Ein Oberflächenmaterial,
irischen Komponente der elektromagnetischen Ener- das besonders gut zu diesem Zweck geeignet ist, ist
gie zwischen gegenüberliegenden Oberflächen der beispielsweise eine Legierung von Silber und Ma-Leiter
17 und 18 in einer bestimmten Querschnitts- 25 gnesium.
ebene dar. Bei Mikrowellenfrequenzen kehrt das dar- Wenn die Feldstärke der elektrischen Komponente
gestellte elektrische Feld seine Richtung mit Tausen- der elektromagnetischen Energie in den evakuierten
den von Megahertz um. Deshalb ist bei einem be- Bereichen zwischen den Leitern 17 und 18 hinstimmten
Zustand das radiale elektrische Feld wie in reichend groß ist, wird deshalb eine Anzahl von in
Fig. 2 a nach außen gerichtet, während es nach einer 30 dem evakuierten Teil gebildeten Elektronen beschleu-Halbwelle
nach innen gerichtet ist. nigt und trifft auf die gegenüberliegende Oberfläche
Dieses elektrische Feld kennzeichnet die auf posi- der Leiter 17 und 18 mit ausreichender Energie auf,
tive elektrische Ladungen ausgeübte Kraft, wobei die um eine größere Anzahl von Sekundärelektronen zu
Richtung des elektrischen Felds die Richtung dieser erzeugen. Wenn das elektrische Feld seine Richtung
Kraft kennzeichnet. Deshalb erfahren positive La- 35 unmittelbar nach der Erzeugung der Sekundärdungen
an dem in F i g. 2 a dargestellten Ort und elektronen umkehrt, werden diese weg von der Ober-Zustand
radial nach außen gerichtete Kräfte und fläche ihrer Erzeugung zu der gegenüberliegenden
werden deshalb zum Außenleiter 18 beschleunigt. Leiteroberfläche beschleunigt. Es soll von dem in
Andererseits erfahren negative Ladungen im gleichen F i g. 2 dargestellten Zustand ausgegangen werden.
Augenblick und am gleichen Ort radial nach innen 40 In dem evakuierten Bereich des Koaxialleiters 16
gerichtete Kräfte und werden zu dem Innenleiter 17 erzeugte Elektronen werden zu dem Innenleiter 17
beschleunigt. beschleunigt. Wenn das elektrische Feld die darge-
Bekanntlich treten auf der Erdoberfläche ständig stellte Richtung hinreichend lang beibehält, bis diese
radioaktive Strahlungen aus Materie in der Erdober- beschleunigten Elektronen auf den Leiter 17 auffläche
und aus kosmischen Strahlungen auf. Ein be- 45 treffen, werden von diesem mehr Sekundärelektronen
trächtlicher Teil der Materie, auf welche diese radio- emittiert als Primärelektronen auftrafen, falls die
aktive Strahlung oder kosmische Strahlung auftrifft, elektrische Feldstärke hinreichend groß ist. Wenn
wird dadurch ionisiert. Dies bedeutet also, daß diese nun das elektrische Feld seine Richtung unmittelbar
Materie in Teile mit positiver und negativer Ladung nach der Erzeugung der Sekundärelektronen umgeteilt
wird, wobei die negativen Ladungen Elek- 50 kehrt, werden diese zu dem Außenleiter 18 beschleutronen
sind. Auch der Innenraum des evakuierten nigt. Wenn dann das elektrische Feld in dieser umBereichs
der Koaxialleitung 16 ist ständig dieser gekehrten Richtung so lange verbleibt, daß diese
radioaktiven und kosmischen Strahlung ausgesetzt. Gruppe von Sekundärelektronen von dem Innenleiter
Da ein vollkommenes Vakuum nicht erzielt werden 17 zu dem Außenleiter 18 gelangen kann, wird eine
kann, enthält dieser evakuierte Bereich stets eine 55 neue Gruppe von Sekundärelektronen von der Innenkleine
Anzahl restlicher Gasmoleküle. Deshalb ist fläche des Außenleiters 18 emittiert, deren Anzahl
stets ein kleiner Bruchteil dieser restlichen Gasmole- von Elektronen größer ist als die Anzahl der auf den
küle ionisiert, so daß ständig eine Anzahl von Elek- Leiter 18 auftreffenden Sekundärelektronen der urtronen
in dem evakuierten Bereich der Koaxialleitung sprünglichen Gruppe. Wenn das elektrische Feld
16 vorhanden sind. Diese Elektronen werden durch 60 wiederum unmittelbar nach der Ausbildung dieser
das elektrische Feld der Mikrowellenenergie be- neuen Gruppe von Sekundärelektronen seine Richschleunigt,
wenn der Sender 11 Impulse abgibt, so tung umkehrt, wird die neue Gruppe zu dem Innendaß
viele Elektronen auf einen der Leiter 17 oder 18 leiter 17 beschleunigt. Mit einer ausreichenden elekauftreffen.
trischen Feldstärke und einer geeigneten Frequenz
Wenn Elektronen auf eine Oberfläche auftreffen, 65 der elektromagnetischen Energie wandern deshalb
werden andere Elektronen durch die Energie des Gruppen von Sekundärelektronen zwischen den
Aufpralls aus der Oberfläche freigesetzt. Die auf die gegenüberliegenden Oberflächen der Leiter 17 und 18
Oberfläche auftreffenden Elektronen werden als hin und her. Mit derartig begünstigenden Bedingun-
gen wächst die Größe der Gruppe von Sekundärelektronen nach jeder Umkehr, bis ein Büschel eines
Elektronenstroms über den evakuierten Bereichen zwischen gegenüberliegenden Oberflächen der Leiter
17 und 18 erzeugt wird.
Der in der beschriebenen Weise fließende Strom wird als Multipaktor-Entladung bezeichnet und ist
deshalb eine aufrechterhaltene Sekundäremissionsentladung, die zwischen den Leitern infolge der Bewegung
von Sekundärelektronen synchron mit einem starken, sich schnell ändernden elektrischen Feld
besteht, das in dem Bereich erzeugt wird. Die relativen Durchmesser der Koaxialleitung 16 werden deshalb
entsprechend einer Berechnung oder auf experimentielle Weise so ausgewählt, daß eine Synchronisation
der Sekundärelektronen mit der elektromagnetischen Energie geeigneter Stärke und Frequenz
eine Multipaktor-Entladung ergibt. Die Bahnkurve 28 zeigt einen von den Gruppen von Sekundärelektronen
in der Multipaktor-Entladung zurückgelegten ao Weg, wenn durch die Spule 23 kein Magnetfeld erzeugt
wird. Derartige Wege verlaufen im allgemeinen entlang radialer Bahnkurven in allen Winkeln um
die Achse des Koaxialleiters in F i g. 2 a.
Nach der bisherigen Besehreibung tritt eine Multipaktor-Entladung
zwischen den Leitern 17 und 18 in dem evakuierten Bereich der Koaxialleitung 16 auf, wenn elektromagnetische Energie ausreichender
Intensität darin enthalten ist, falls die Stromquelle 24 so eingestellt ist, daß durch die Spule 23 kein Magnetfeld
erzeugt wird. Diese Multipaktor-Entladung wirkt wie ein Kurzschluß zwischen den Leitern 17
und 18, wodurch eine Anpassung oder Verhinderung einer Übertragung von elektromagnetischer Energie
zwischen dem Sender 11 und dem Verbraueher 12 erfolgen kann. Bei einem Impulsbetrieb des Senders
11 tritt die Multipaktor-Entladung in der Koaxialleitung 16 nur während des Auftretens dieser Impulse
auf.
Es soll nun die Arbeitsweise des in Fig. 1 dargestellten
Wellenleiterabschnitts besehrieben werden, wenn die von der- Stromquelle 24 gelieferte Stromstärke
erhöht wird, um die Feldstärke des in axialer Richtung verlaufenden Magnetfelds B zu erhöhen,
das in dem evakuierten Bereich der Koaxialleitung 16 erzeugt wird. In Fig. 2b verläuft dieses Feld senkrecht
zu der Zeichenebene und tritt in diese ein. Wenn sich ein geladenes Teilchen durch ein Magnetfeld
bewegt, wird auf dieses eine Kraft ausgeübt, die senkrecht sowohl zu der Bewegungsrichtung des
Teilchens als auch zu der Richtung des magnetischen Feldvektors verläuft. Deshalb wird auf ein von dem
Außenleiter 18 zu dem Innenleiter 17 fliegendes Elektron eine Kraft ausgeübt, welche die Bewegungsbahn des Elektrons rechts zu der Bewegungsrichtung
abbiegt, wie in Fig. 2b dargestellt ist. Wenn die Intensität des Magnetfelds auf einen hinreichend
hohen Wert erhöht wird, wird der Überschuß der von der Innenfläche des Außenleiters 18 emittierten
Sekundärelektronen beispielsweise entlang der Bahnkurve 29 ausreichend so abgelenkt, daß der Innenleiter
17 nicht mehr getroffen wird. Durch die Erzeugung eines Magnetfelds mit einer derartigen Intensität
wird eine von dem Außenleiter emittierte Gruppe von Sekundärelektronen keine neue und größere
Gruppe von Sekundärelektronen auf dem Innenleiter erzeugen, so daß die Bedingungen für eine Multipaktor-Entladung
nicht vorhanden sind.
Wie aus Fig. 2b ersichtlich ist, kann deshalb bei der Anwesenheit eines axial verlaufenden Magnetfelds
beträchtlicher Intensität eine Multipaktor-Entladung nicht angefacht werden. Wenn andererseits
eine Multipaktor-Entladung beim Fehlen eines Magnetfelds hervorgerufen wurde und das Magnetfeld
dann erzeugt wird, wird die MultipaktorJBntladung gelöscht. Andererseits ermöglicht bei dem
Vorhandensein elektromagnetischer Felder ausreichender Intensität die Entfernung eines starken
axialen Magnetfelds, daß eine Multipaktor-rEntladung
in dem evakuierten Bereich angefacht wird. Deshalb ergibt sich eine steuerbare Multipaktor-Entladung
durch Erzeugung eines veränderbaren Magnetfelds in dem evakuierten Bereich des Wellenleiterabschnitts
in Fig. 1. Durch eine schnelle Änderung der Intensität
des Magnetfelds kann die Multipaktor-Entladung schnell angefacht oder gelöscht werden. Ferner kann
die Intensität der Multipaktor-Entladung durch all·-
mähliehe Erhöhung oder Erniedrigung des Magnetfelds geändert werden, so daß eine veränderbare
Anzahl von Sekundärelektronen, die auf dem Außenleiter 18 erzeugt wurden, auf den Innenleiter 17 auftrifft.
Obwohl die einfache Bahnkurve in Fig. 2b durch das elektrische Weehselfeld der elektromagnetischen
Wellen in gewisser Weise beeinflußt wird, verläuft die Bahnkurve im wesentlichen wie beschrieben, so daß
dadurch die oben beschriebene Arbeitsweise erhalten bleibt. Das in dem Wellenleiterabschnitt gemäß
F i g. 1 erzeugte veränderbare Magnetfeld ermöglicht deshalb eine Multipaktor-Entladung mit veränderbarer
Intensität und Impedanz.
Claims (5)
1. Wellenleiterabschnitt mit zwei Leitern mit veränderbarer Impedanz zur Übertragung elektromagnetischer
Energie hoher Leistung, mit einer einen abgeschlossenen evakuierten Bereich teilweise
begrenzenden leitenden Wand, deren Obel·
fläche aus einem Material besteht, dessen Sekunr
däremissionsverhältnis größer als Eins für die elektromagnetische Energie in dem Bereich ist,
und welcher Bereich an eine Einrichtung zur Zufuhr hochfrequenter elektromagnetischer Energie angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das in dem Bereich auftretende Energieniveau zur Erzeugung einer Multipaktor-Entladung
entlang einer Bahn (28) ausreicht, von der mindestens ein Ende an der Wand (18) endet,
und daß eine Einrichtung (23, 24) zur Erzeugung eines senkrecht zu der Bahn verlaufenden Magnetfelds (B) vorgesehen ist, durch dessen Verände^
rung die Entladung beeinflußbar ist.
2. Wellenleiterabschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Bereich zugeführte
elektromagnetische Energie senkrecht zu der leitenden Wand (18) verlaufende elektrische
Feldkomponenten besitzt, und daß das Energie*- niveau in dem Bereich bei Fehlen des Magnetfelds
(B) zur Erzeugung der Multipaktor-Enfcladung ausreicht.
3. Wellenleiter abschnitt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende
Wand ein Außenleiter (18) ist, koaxial zu dem ein Innenleiter (17) angeordnet ist, daß die
Multipaktor-Entladung zwischen dem Außen- und dem Innenleiter unterhalten wird und daß
das Magnetfeld (B) parallel zur Achse des Wellenleiterabschnitts
(10) verläuft.
4. Wellenleiterabschnitt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Multipaktor-Entladung
durch eine genügend hohe Feldstärke des Magnetfelds (B) löschbar ist.
5. Wellenleiterabschnitt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke des
10
Magnetfelds (B) mindestens zwei verschiedene Werte annimmt und daß die Intensität der
Multipaktor-Entladung für die beiden Feldstärken sehr unterschiedlich ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 957 673;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1077 274.
Deutsche Patentschrift Nr. 957 673;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1077 274.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 619/204 9.68 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US255362A US3309561A (en) | 1963-01-31 | 1963-01-31 | Coaxial multipactor switch utilizing magnetic field to control impedance |
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DE1279145B true DE1279145B (de) | 1968-10-03 |
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ID=22967975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEG39627A Pending DE1279145B (de) | 1963-01-31 | 1964-01-10 | Wellenleiterabschnitt mit zwei Leitern mit veraenderbarer Impedanz |
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GB (1) | GB1074453A (de) |
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1964
- 1964-01-10 DE DEG39627A patent/DE1279145B/de active Pending
- 1964-01-28 BE BE643059D patent/BE643059A/xx unknown
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1074453A (en) | 1967-07-05 |
US3309561A (en) | 1967-03-14 |
BE643059A (de) | 1964-05-15 |
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