DEW0013774MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 21. April 1954 Bekannitgemacht am 11. Oktober 1956Registration date: April 21, 1954. Published on October 11, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wanderfeldröhrenanordnung, bei welcher ein Elektronenstrahl .mit einer hochfrequenten elektromagnetischen Wellenbahn in Wechselwirkung tritt; insbesondere betrifft die Erfindung Wanderfeldröhrenanordnungen dieser Art, wobei die Wellen in einer Richtung entlang eines Wellenleiters stärker gedämpft werden als in der entgegengesetzten Längsrichtung.The invention relates to a traveling wave tube arrangement in which an electron beam . interacts with a high-frequency electromagnetic wave path; particularly concerns the invention traveling wave tube assemblies of this type, the waves in one direction along of a waveguide are attenuated more strongly than in the opposite longitudinal direction.

Nach bekannten Vorschlägen wurde die richtungsabhängige Dämpfung dadurch verwirklicht, daß in dem Übertragungsweg der elektromagnetischen Wellen elektronische Mittel angeordnet sind, welche die in einer Richtung entlang des '■ Übertragungsweges fortschreitenden Wellen beträchtlich mehr dämpfen als die Wellen, die in der entgegengesetzten Richtung entlang des Übertragungsweges fortschreiten.According to known proposals, the direction-dependent attenuation has been realized in that electronic means are arranged in the transmission path of the electromagnetic waves that the progressive in a direction along the '■ transmission path waves considerably more attenuate as the waves propagating in the opposite direction along the transmission path .

Zur Lösung des gleichen Problems geht die Erfindung einen anderen Weg und beruht auf folgenden Erwägungen: Bisher war es bei Wanderfeldröhren im allgemeinen notwendig, eine beträchtliche hochfrequente Dämpfung im bzw. längs des Übertragungsweges der fortschreitenden Welle vorzusehen, um Stabilität zu erhalten und StörungenTo solve the same problem, the invention takes a different approach and is based on the following Considerations: Up to now with traveling wave tubes it has generally been necessary, a considerable amount provide high-frequency attenuation in or along the transmission path of the advancing wave, to maintain stability and disruptions

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zu vermeiden. Der Grund hierfür liegt darin, daß es außerordentlich schwierig ist, eine genaue Impedanzanpassung zwischen dem Wanderfeldröhren-Wechselwirkungskreis und dem Signaleingangs- und -ausgangskreis in dem breiten Frequenzbereich, in dem die Röhre eine Verstärkung ermöglicht, zu gewährleisten. Bei einer Fehlanpassung werden die Teile des hochfrequenten Signals zusammen mit Rauschkomponenten entlang des Wechselwirkungskreises hin und her reflektiert. Derartige Teilwellen werden in aufeinanderfolgenden Vorwärtsdurchgängen entlang des Wechselwirkungskreises verstärkt und. können Schwingungen hervorbringen, die eine Instabilität der Röhre ergeben. Überdies wird die Signalwelle, wenn solche Teiiwellen zum Eingangsende des Wechselwirkungskreises reflektiert und hier der ankommenden Signalwelle überlagert.werden, entartet,,wobei sich eine Erscheinung ergibt, die man mit Impedanz-to avoid. The reason for this is that it is extremely difficult to accurately match the impedance between the traveling wave tube interaction circuit and the signal input and output circuit in the wide frequency range, in which the tube allows a gain to ensure. In the event of a mismatch are the parts of the high frequency signal along with noise components along the interaction circle reflected back and forth. Such partial waves are in successive Forward passages along the interaction circle are reinforced and. can vibrate which result in instability of the tube. Moreover, the signal wave if such Partial waves are reflected to the input end of the interaction circle and here the incoming one Signal wave are superimposed, degenerate, resulting in a phenomenon that can be compared with impedance

ao effekt langer Leitungen bezeichnen kann. Durch Anbringen einer Dämpfung im Übertragungsweg der fortschreitenden Welle werden die reflektierten Teiiwellen, die entgegengesetzt zur Richtung des Elektronenstrahls fortschreiten, absorbiert. Jedoch wird durch eine solche Dämpfung in gleichem Maße auch Energie der Signalwelle, die in Richtung des Elektronenstrahls fortschreitet, absorbiert. Eine gewisse Unterscheidung in den beiden Richtungen wird jedoch dadurch erreicht, daß sich die Signalmodulation im Elektronenstrahl nur in Richtung der Elektronenbahn bewegt. Im allgemeinen ist die Röhre stabil, wenn die Dämpfung im Übertragungsweg der fortschreitenden Welle bei Nichtvorhandensein des Elektronenstrahls die reine Wechselwirkungsverstärkung in Vorwärtsrichtung, d. h. im Sinne der in Richtung des Elektronenstrahls fortschreitenden Welle, bei allen Frequenzen übersteigt. Dies gilt mit folgender Ausnahme: Wenn der Wechselwirkungskreis räumlich harmonische Wellenkomponenten führt, entstehen Rückwärtswellenschwingungen bei Strahlstromwerten, , die für eine hohe Vorwärtsverstärkung vorteilhaft sind. Die Einschaltung einer Dämpfung in den Übertragungsweg der fortschreitenden Welle in der üblichen Art und Weise beeinträchtigt dann im allgemeinen in gleichem Maße die Fähigkeit zur Verstärkung und die Fähigkeit Schwingungen in der Rückwärtswellenform auszuführen, während nach der Erfindung die Neigung zur Schwingung in einer RückwärtswellenformHn wesentlichem Ausmaß verhindert ist und auf die Fähigkeit der Nutzverstärkung ein nur geringer Einfluß ausgeübt wird. Wenn auch das Anbringen einer Dämpfung im allgemeinen zur Unterdrückung von infolge innerer Reflexionen auftretenden Schwingungen nützlich ist, so vermindert sie doch auch die verfügbare Gesamtverstärkung, bringt also eine Verringerung des Gesamtwirkungsgrads, insbesondere bei Hochleistungsröhren, mit sich und bewirkt zusätzlich eine Verschlechterung der Rauschzahl, besonders bei Röhren mit kleinem Rauschen. Wenn die Dämpfung lokalisiert auf einer nur kurzen Strecke entlang des Wellenleiters angebracht ist, besteht überdies die Neigung, daß eine gewisse Reflexion von Energie an der Dämpfung auftritt, und außerdem wird eine Verschlechterung der Frequenzabhängigkeit der Röhre verursacht.ao can denote the effect of long lines. By applying damping in the transmission path of the advancing wave will be the reflected partial waves that are opposite to the direction of the Electron beam progress, absorbed. However, such damping is equally effective also absorbs energy of the signal wave propagating in the direction of the electron beam. A certain Differentiation in the two directions is achieved, however, that the signal modulation moves in the electron beam only in the direction of the electron path. In general, the Tube stable when the attenuation in the transmission path of the advancing wave is absent of the electron beam the pure interaction enhancement in the forward direction, d. H. in the Meaning the wave advancing in the direction of the electron beam, exceeds at all frequencies. This applies with the following exception: If the interaction circle is spatially harmonious Leads to wave components, backward wave oscillations arise at beam current values,,, are beneficial for high forward gain. The inclusion of attenuation in the transmission path the advancing wave in the usual way then affects in general to the same extent the ability to Gain and the ability to oscillate in the reverse waveform while according to the invention the tendency to oscillate in a backward waveform Hn to a substantial extent is prevented and only a slight influence is exerted on the ability of the useful reinforcement. Even if the application of a cushioning is generally used to suppress internal effects If the vibrations occurring in reflections is useful, it also reduces the available vibrations Overall gain, so brings a reduction in overall efficiency, especially with high-performance tubes, with itself and also causes a deterioration in the noise figure, especially in the case of tubes with low noise. When the cushioning localized only a short distance along the waveguide, there is also the tendency for some reflection of energy to occur at the attenuation, and furthermore causes deterioration in the frequency dependence of the tube.

Im Hinblick hierauf hat es sich die Erfindung zur speziellen Aufgabe gemacht, bei Wanderfeldröhren die Stabilität aufrechtzuerhalten und durch , die Leitungslänge bedingte Impedanzeinflüsse bei minimaler Auswirkung auf Verstärkung, Wirkungsgrad und Rauschzahl zu verringern.In view of this, the invention has made it a special task for traveling wave tubes to maintain the stability and by the impedance influences caused by the cable length minimal effect on gain, efficiency and noise figure.

Es sind bereits Stoffe bekannt, bei denen von gyromagnetischen Erscheinungen Gebrauch gemacht wird, um nichtreziproke Phasengeschwindigkeiten und Dämpfungskonstanten zu erhalten. Typisch für solche Erscheinungen sind der Halleffekt, die Zyklotronresonanz in einem Plasma, der ferromagnetische Faradayeffekt und die ferromagnetische Resonanz. Es ist bekannt, daß die beiden letzten Effekte bei einer Gruppe von ferromagnetischen Stoffen von besonderer Bedeutung sind, die als »Ferrite« bezeichnet werden. Ferrite sind verhältnismäßig homogene kristallinische chemische Verbindungen, welche aus den Reaktionsprodukten von Eisenoxyd und wenigstens einem anderen metallischen Oxyd bestehen, und welche in einem besonderen Magnetisierungszustand eine nichtreziproke Wirkung auf in ihnen fortschreitende zirkulär polarisierte Wellen haben.Substances are already known in which use is made of gyromagnetic phenomena to obtain non-reciprocal phase velocities and attenuation constants. Typical for such phenomena are the Hall effect, the cyclotron resonance in a plasma, the ferromagnetic Faraday effect and the ferromagnetic resonance. It is known that the last two Effects in a group of ferromagnetic substances are of particular importance, as "Ferrite" are called. Ferrites are relatively homogeneous crystalline chemical compounds, which consist of the reaction products of iron oxide and at least one other metallic oxide, and which in one special state of magnetization a non-reciprocal effect on advancing in them have circularly polarized waves.

Bezüglich einer mehr ins einzelne gehenden Beschreibung der maßgebenden Theorie wird auf einen Aufsatz im Bell System Technical Journal, Januar 1952, S.-i bis 31, mit dem Titel »The Ferromagnetic Faraday Effect at Microwave Frequencies and its Applications — The Microwave Gyrator« von C. L. Hog an verwiesen.For a more detailed description of the governing theory, see an article in the Bell System Technical Journal, January 1952, pp-i to 31, entitled "The Ferromagnetic Faraday Effect at Microwave Frequencies and its Applications - The Microwave Gyrator "by C. L. Hog on.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der ferromagnetischen Resonanz und des Faradayeffektes in ferromagnetischen Stoffen, wie Ferriten, um eine in einer Richtung vorherrschende Dämpfung längs eines Wellenleiters zu erhalten. Bei Wanderfeldröhren, bei denen die Verstärkung durch Wechselwirkung zwischen einem Elektronenstrahl und einer üblicherweise in Richtung des Elektronenstrahls fortschreitenden Welle (also in Vorwärtsrichtung) erreicht wird, wird die Dämpfung in Rückwärtsrichtung vorherrschend gemacht. Wenn die Verstärkung durch Wechselwirkung zwischen einem Elektronenstrahl und einer in entgegengesetzter Richtung (also in Rückwärtsrichtung) fortschreitenden Welle erzielt wird, wie es für Rückwärtswellenverstärker und Oszillatoren kennzeichnend ist, wird die Dämpfung in Vorwärtsrichtung vorherrschend gemacht.A feature of the present invention is the use of ferromagnetic resonance and of the Faraday effect in ferromagnetic materials, such as ferrites, around a predominant one in one direction To obtain attenuation along a waveguide. With traveling wave tubes where the amplification by interaction between an electron beam and one usually in the direction of the electron beam advancing wave (i.e. in the forward direction) is reached, the Rearward damping made predominant. If the reinforcement by interaction between an electron beam and one in the opposite direction (i.e. in the backward direction) advancing wave is achieved, as is the case for reverse wave amplifiers and oscillators is characteristic, attenuation is made predominant in the forward direction.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird ein Element aus Ferrit in der Nähe des Wellenleiters angeordnet, und zwar in einem Gebiet, wo die fortschreitenden hochfrequenten Wellen große, zirkulär polarisierte magnetische Komponenten aufweisen, d. h. in einem Gebiet, wo der hochfrequente magnetische Vektor einen Kreis beschreibt, wenn die Hochfrequenzwellen vorbeiziehen. Der Zustand der statischen Magnetisierung des Ferrits (Vormagnetisierung) wird dabei so eingestellt, daß dieAccording to one feature of the invention, an element made of ferrite is provided in the vicinity of the waveguide arranged in an area where the advancing high-frequency waves are large, circular have polarized magnetic components, d. H. in an area where the high frequency magnetic Vector describes a circle when the high frequency waves pass by. The state of static magnetization of the ferrite (premagnetization) is set so that the

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statischen magnetischen Kraftlinien senkrecht zur Rotationsebene der zirkulär polarisierten magnetischen Komponenten der hochfrequenten Wellen verlaufen, und zwar in einer Dichte, die ausreicht, um den Ferrit bis zu einem Bereich gyromagnetischer Resonanz vorzumagnetisieren. Auf diese Weise werden elektromagnetische Wellen, die entlang des Wellenleiters in der einen Richtung fortschreiten, beträchtlich gedämpft, während diestatic magnetic lines of force perpendicular to the plane of rotation of circularly polarized magnetic Components of the high-frequency waves run in a density that is sufficient to pre-magnetize the ferrite up to a range of gyromagnetic resonance. To this Way, electromagnetic waves traveling along the waveguide in one direction, considerably attenuated while the

ίο gleichen elektromagnetischen Wellen, die entlang des Wellenleiters in der entgegengesetzten Richtung fortschreiten, nur wenig gedämpft werden.ίο same electromagnetic waves running along of the waveguide progressing in the opposite direction are only slightly attenuated.

Die bei der Erläuterung der Erfindung in Verbindung mit den magnetischen Feldkomponenten der elektromagnetischen Welle benutzten Bezeichnungen »Polarisation« und »Polarisationsebene« beziehen sich auf die Drehung des magnetischen Vektors der Welle in einem gegebenen Punkt, wenn sich die Welle an diesem Punkt vorbeibewegt. Der magnetische Vektor rotiert mit einer durch die Frequenz der AVelle bestimmten Geschwindigkeit, und die Drehrichtung steht in Beziehung zur Fortpflanzungsrichtung der Welle. Unter »Polarisation« der Welle an einem bestimmten Punkt ist das von dem Vektor bestrichene und an diesem Punkt fixierte Muster zu verstehen. Die Ebene der durch den gegebenen Punkt verlaufenden Drehbewegung wird »Polarisationsebene« genannt.The explanation of the invention in connection with the magnetic field components the terms "polarization" and "plane of polarization" used for the electromagnetic wave refer to the rotation of the shaft's magnetic vector at a given point, when the wave moves past that point. The magnetic vector rotates with a speed determined by the frequency of the AVelle, and the direction of rotation is related the direction of propagation of the wave. Under "polarization" of the wave at a particular Point is to be understood as the pattern swept by the vector and fixed at this point. The level of given by the The point of rotation is called the »plane of polarization«.

Bei später im einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung dient ein weridelr förmiger Leiter als Wellenleiter, und ein hohler Zylinder aus Ferrit, der entgegen der axialen Richtung in Umgangsrichtung vormagnetisiert ist, umgibt die Wendel, um die gewünschte richtungsabhängige Dämpfung zu erzeugen. Man hat festgestellt, daß bei einer derartigen Anordnung das hochfrequente magnetische Feld außerhalb der Wendel elliptisch polarisiert ist, wobei die Polarisationsebenen im wesentlichen mit Ebenen durch die Achse der Wendel zusammenfallen. In durch die Wendelachse gehenden Ebenen besitzt demgemäß eine entlang der Wendel in einer Richtung fortschreitende Welle eine zirkulär polarisierte Komponente mit einem bestimmten Vorzeichen, während eine in der entgegengesetzten Richtung fortschreitende Welle eine zirkulär polarisierte Komponente mit entgegengesetztem Vorzeichen hat. (Es ist zweckmäßig, eine zirkuläre Polarisation, die sich bei Betrachtung eines vormagnetisierenden Vektors in Nord-Süd-Richtung im Uhrzeigersinn dreht, mit positiv zu bezeichnen, und mit negativ eine Polarisation, die sich gegen den Uhrzeigersinn dreht.) Da in einem Ferrit die Permabilitat für eine hochfrequente Welle, deren magnetische Feldstärke eine Richtung aufweist, die senkrecht zur Richtung der magnetischen Kraftlinien der Gleichstromvormagnetisierung des Ferrits liegt, durch das Vorzeichen der zirkulären Polarisation entgegengesetzt beeinflußt wird, wird die entlang der Wendel fortschreitende Welle beim Durchgang durch den Ferritzylinder um Beträge gedämpft, die von der Durchgangsrichtung abhängen.In embodiments of the invention described in detail later, a weridelr is used shaped conductor as a waveguide, and a hollow cylinder made of ferrite, which is opposite to the axial Direction is biased in the circumferential direction, surrounds the helix to the desired direction-dependent To generate damping. It has been found that with such an arrangement the high-frequency magnetic field outside the helix is elliptically polarized, with the planes of polarization substantially coincide with planes through the axis of the helix. In through The plane going along the helix axis accordingly has one along the helix in one direction advancing wave a circularly polarized component with a certain sign, while a wave traveling in the opposite direction was circularly polarized Component with opposite sign. (It is advisable to use a circular polarization, which when considering a biasing vector in north-south direction clockwise rotates, denoted by positive, and negative a polarization that is counterclockwise rotates.) Since in a ferrite the permeability for a high-frequency wave, its magnetic Field strength has a direction perpendicular to the direction of the magnetic lines of force DC bias of the ferrite is due to the sign of the circular polarization is influenced in the opposite direction, the wave advancing along the helix becomes when passing attenuated by the ferrite cylinder by amounts that depend on the direction of passage.

Bei jedem der beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele der Erfindung wird zur Fokussierung des Elektronenstrahls außerdem ein statisches magnetisches Längsfeld verwendet. Dazu empfiehlt es sich, eine Reihe von Ferritzylindern mit Abständen in Längsrichtung anzubringen, welche die Wendel umgeben und in Umfangsrichtung vormagnetisiert sind.In each of the specific embodiments of the invention described, for focusing of the electron beam also uses a static longitudinal magnetic field. To do this, recommends it is a matter of attaching a series of ferrite cylinders spaced longitudinally, which the Coil are surrounded and premagnetized in the circumferential direction.

Fig. ι zeigt die magnetischen Kraftlinien, die zu einer entlang einer Wendel fortschreitenden Welle gehören;Fig. Ι shows the magnetic lines of force that lead to belong to a wave advancing along a helix;

Fig. 2 zeigt einen eine Wendel umgebenden Ferritzylinder, der gemäß einem Erfindungsmerkmal in Umfangsrichtung vormagnetisiert ist, um entlang der Wendel fortschreitenden Wellen eine nichtreziproke Dämpfung zu verleihen;2 shows a ferrite cylinder surrounding a helix, which according to an inventive feature is premagnetized in the circumferential direction in order to create waves advancing along the helix impart non-reciprocal damping;

Fig. 3 und S zeigen Längsschnitte durch Wandelfeldröhren, bei denen erfindungsgemäß Ferritelemente verwendet sind;Fig. 3 and S show longitudinal sections through convertible field tubes, in which ferrite elements are used according to the invention;

Fig. 4 A bis 4D zeigen verschiedene mögliche Anordnungen, um in einem zylindrischen Ferritelement zur Durchführung der Erfindung ein magnetisches Feld in Umfangsrichtung zu erhalten.Figures 4A to 4D show various possible ones Arrangements to in a cylindrical ferrite element for carrying out the invention a magnetic Get field in the circumferential direction.

Es soll nun näher auf die Zeichnungen eingegangen werden. Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch die' Achse eines wendelförmig gewickelten Leiters 10, an dem entlang eine hochfrequente Welle fortschreitet. Man hat festgestellt, daß die zur fortschreitenden Welle gehörenden magnetischen Kraftlinien Schleifen sind, die nahezu in Ebenen durch die Wendelachse liegen. In Fig. 1 sind der Einfachheit halber die Schleifen der magnetischen Kraftlinien so dargestellt, als ob sie gänzlich in der mit der Zeichenfläche zusammenfallenden Ebene durch die Wendelachse liegen. In der Umgebung der Wendel hat die magnetische Feldstärke Komponenten, die elliptisch polarisiert sind. Man hat gefunden, daß die magnetische Feldstärke mit wachsendem Abstand von der Wendel abnimmt, wobei die hinsichtlich der Polarisation elliptische Form mit wachsendem Abstand von der Wendel mehr kreisförmig wird. Bei der Durchführung der Erfindung ist es vorteilhaft, das ferritische Material sowohl in einem Gebiet mit möglichst hoher magnetischer Feldstärke als auch in . einem Gebiet mit zirkularer Polarisation anzuordnen. Gewöhnlich ist jedoch festzustellen, daß es für den Betrieb von Wanderfeldwendelröhren besonders vorteilhaft ist, wenn der Ferritzylinder die Wendel so eng wie möglich umgibt. In Fig. 3 bis 5 ist die Wendel hinsichtlich des relativen Durchmessers kleiner dargestellt als es wirklich der Fall ist, um die Zeichnung zu vereinfachen und klarer zu gestalten. Die Drehrichtung der zirkulär polarisierten magnetischen Feldstärke hängt von der Richtung der Wellenfortpflanzung ab, sie ist für entgegengesetzte Richtungen der Wellenfortpflanzung entgegengesetzt. Zum Beispiel verläuft die Drehung für eine von links nach rechts fortschreitende Welle gegen den Uhrzeigersinn und für eine von rechts nach links laufende Welle im Uhrzeigersinn. Dies bedeutet lediglich, daß an einer gegebenen Stelle der magnetische Vektor im wesentlichen einen KreisThe drawings will now be discussed in more detail. Fig. 1 is a longitudinal section through the 'axis of a helically wound conductor 10 along which a high-frequency wave propagates. It has been found that the magnetic lines of force belonging to the advancing wave Loops are that are almost in planes through the helix axis. In Fig. 1 are simplicity for the sake of the loops of the magnetic lines of force shown as if they were entirely in the with the plane coinciding with the drawing surface lie through the helix axis. In the neighborhood the helix has the magnetic field strength components that are elliptically polarized. One has found that the magnetic field strength decreases with increasing distance from the filament, the shape being elliptical in terms of polarization with increasing distance from the helix becomes more circular. In carrying out the invention, it is advantageous to use the ferritic material both in an area with the highest possible magnetic field strength and in. an area with to arrange circular polarization. However, it is usually found that it is necessary for the operation of Traveling-field helical tubes are particularly advantageous when the ferrite cylinder is as tight as the helix possible surrounds. In Fig. 3 to 5, the helix is shown smaller in terms of the relative diameter than it really is, to simplify the drawing and make it clearer. the Direction of rotation of the circularly polarized magnetic field strength depends on the direction of the Wave propagation, it is opposite for opposite directions of wave propagation. For example, for a wave advancing from left to right, the rotation is opposite clockwise and clockwise for a wave moving from right to left. this means only that at a given point the magnetic vector is essentially a circle

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beschreibt, dessen Drehrichtung von der Fortpflanzungsrichtung der Welle abhängt. Erfindungsgemäß wird dieser Unterschied in der Drehrichtung der zirkulär polarisierten Komponenten der in entgegengesetzten Richtungen entlang eines wendeiförmigen Wellenleiters fortschreitenden Wellen dazu benutzt, um einen Unterschied in der Dämpfung in den beiden Richtungen zu erhalten. In Fig. 2 ist ein wendeiförmiger Leiter 11 dargestellt, der von einem hohlen Ferritzylinder 12 umgeben ist, der — wie dargestellt — in Umfangsrichtung vormagnetisiert ist, wobei die magnetischen Kraftlinien in Ebenen senkrecht zur Wendelachse liegen, in denen die hochfrequenten magnetischen Feldstärken große zirkulär polarisierte Komponenten aufweisen. Wenn das Ferrit in einer gegebenen Richtung vormagnetisiert ist, ändert sich bekanntlich die Dämpfung für eine hochfrequente Welle, deren magnetische Feldstärke in einer Richtung senkrecht zur Vormagnetisierungsrichtung zirkulär polarisiert ist, mit der Drehrichtung der zirkulären Polarisation, d. h. also in Fig. 2 mit der Fortpflanzungsrichtung der Welle. Wenn insbesondere das Ferrit auf einen Punkt, nahe der ferromagnetischen Resonanz vormagnetisiert ist, wird die nichtreziproke Eigenschaft der Dämpfung erheblich vergrößert. Gemäß einer speziellen Ausführung der Erfindung, die bei wendeiförmigen Wellenleiterkreisen anwendbar ist, wird das Ferrit so vormagnetisiert, daß es magnetische Kraftlinien in Ebenen senkrecht· zur Wendelachse aufweist. Dadurch, daß diese magnetischen Kraftlinien in Umfangsrichtung und konzentrisch zur Wendelachse verlaufen, wird die Bedingung des Senkrecht-Stehens in bezug auf in allen durch die Wendelachse gehenden Ebenen erfüllt. Bei Versuchen, die unter Verwendung eines Ferritzylinders mit der Zusammensetzung NiO₃, ZnO₇, Fe₂O₄ durchgeführt werden, hat man mit einem in Umfangsrichtung angelegten statischen Magnetfeld von 10 bis 20 Örsted beträchtliche nichtreziproke Dämpfungseffekte erzielt.describes the direction of rotation of which depends on the direction of propagation of the wave. According to the invention, this difference in the direction of rotation of the circularly polarized components of the waves traveling in opposite directions along a helical waveguide is used to obtain a difference in attenuation in the two directions. In Fig. 2 a helical conductor 11 is shown, which is surrounded by a hollow ferrite cylinder 12, which - as shown - is premagnetized in the circumferential direction, the magnetic lines of force lying in planes perpendicular to the helix axis in which the high-frequency magnetic field strengths large circularly polarized Have components. If the ferrite is pre-magnetized in a given direction, it is known that the attenuation for a high-frequency wave whose magnetic field strength is circularly polarized in a direction perpendicular to the pre-magnetization direction changes with the direction of rotation of the circular polarization, i.e. in Fig. 2 with the direction of propagation of the Wave. In particular, if the ferrite is biased to a point near ferromagnetic resonance, the non-reciprocal property of damping is greatly enhanced. According to a special embodiment of the invention, which can be used in helical waveguide circles, the ferrite is premagnetized in such a way that it has magnetic lines of force in planes perpendicular to the helix axis. Because these magnetic lines of force run in the circumferential direction and concentric to the helix axis, the condition of standing vertically is fulfilled with respect to all planes passing through the helix axis. In tests which are carried out using a ferrite cylinder with the composition NiO ₃ , ZnO ₇ , Fe ₂ O ₄ , considerable non-reciprocal damping effects have been achieved with a static magnetic field of 10 to 20 Örsted applied in the circumferential direction.

Es sei bemerkt, daß die Erfindung in gewissem Sinne einen Isolator ergibt, der aus einem wendelförmigen Leiter ein im wesentlichen nichtreziprokes Übertragungselement macht. Ein solches nichtreziprokes Wendelübertragungselement besitzt auch Anwendungsmöglichkeiten außerhalb des Gebiets der Wandelfeldröhren. Zum Beispiel kann es in Reihenschaltung in einen geeigneten Übertragungsweg eingeschaltet werden, um dem Weg nichtreziproke Übertragungseigenschaften zu verleihen. Zum Beispiel kann die Wendel in eine koaxiale j Übertragungsleitung eingeschaltet werden, wobei die AVendel als Fortsetzung des Innenleiters der Leitung ausgebildet ist, um der Leitung nichtreziproke Dämpfungseigenschaften zu verleihen. Wie später zu sehen ist, geschieht dieses im wesentlichen in der in Fig. 3 dargestellten Wanderfeldröhre.It should be noted that the invention provides in a sense an isolator made up of a helical shape Conductor makes a substantially non-reciprocal transmission element. Such a non-reciprocal helical transmission element also has Possible applications outside the field of convertible field tubes. For example, it can be in Series connection can be switched into a suitable transmission path in order to give the path non-reciprocal transmission properties. For example, the helix can be inserted into a coaxial transmission line, where the AVendel is designed as a continuation of the inner conductor of the line in order to make the line non-reciprocal To give damping properties. As will be seen later, this is essentially what happens in the traveling wave tube shown in FIG.

Dort wird zusätzlich ein Elektronenstrahl durch die Wendel geführt, um eine negative Dämpfung in einer bevorzugten Richtung zu erhalten. Andererseits kann die Wendel in Reihenschaltung zwischen zwei Wellenleiter geschaltet werden, wie es für die in Fig. 5 dargestellte Wanderfeldröhre kennzeichnend ist.There, an electron beam is also passed through the filament to create negative attenuation to get in a preferred direction. On the other hand, the coil can be connected in series between two waveguides are switched, as is characteristic of the traveling wave tube shown in FIG is.

Als Erläuterungsbeispiel ist die schematisch in Fig. 3 gezeigte Wanderfeldwendelröhre mit einer Dämpfung versehen, die gemäß dem oben angegebenen Erfindungsprinzip nichtreziprok ist. Die verschiedenen Röhrenelemente sind in einem Glaskolben 20 untergebracht. An einem Ende des Kolbens befindet sich die Elektronenstrahlquelle, die hier in einfacher Weise als Elektronen emittierende Kathode 21 dargestellt ist. Am gegenüberliegenden Ende des Kolbens ist eine Auffangelektrode 22 zum Sammeln der »verbrauchten« Elektronen angeordnet. Entlang der Bahn des Elektronenstrahls ist der wendeiförmige Leiter 23 vorgesehen, der als Wellenleiter zur Fortpflanzung einer »langsamen« elektromagnetischen Welle und zur Kopplung des Feldes mit dem Elektronenstrahl dient.As an explanatory example, the traveling-wave helical tube shown schematically in FIG. 3 is provided with a Provided attenuation, which is not reciprocal according to the inventive principle given above. the various tube elements are housed in a glass bulb 20. At one end of the The piston is where the electron beam source is located, here in a simple manner as an electron-emitting one Cathode 21 is shown. At the opposite end of the piston is a collecting electrode 22 arranged to collect the "used" electrons. Along the path of the electron beam the helical conductor 23 is provided, which acts as a waveguide for propagation a "slow" electromagnetic wave and to couple the field with the electron beam serves.

Zum Ein- und Auskoppeln der Wellenenergie bei einer Wanderfeldwendelröhre sind verschiedene. Anordnungen bekannt. Bei der als Beispiel verwendeten Anordnung werden die zu verstärkenden Wellen durch die koaxiale Leitung 24 zugeführt, die mit dem eingangsseitigen Ende der Wendel gekoppelt ist. Zu diesem Zweck ist der die Wendel bildende Leiter durch den Röhrenkolben geführt und elektrisch mit dem Innenleiter 24^ der koaxialen Leitung verbunden. Zur Impedanzanpassung ist es vorteilhaft, die Steigung der Wendel in einem Endgebiet 25 allmählich zu vergrößern und den Durchmesser des Kopplungsendes des Innenleiters der koaxialen Leitung auf die Größe des Durchmessers des die Wendel bildenden Leiters allmählich zu verkleinern. Der Außenleiter 24_ß der koaxialen Leitung ist vorteilhafterweise am Ende erweitert, um einen Bund 24^ zu bilden, der einen Teil des Röhrenkolbens umgibt. Am ausgangsseitigen Ende der Wendel werden die verstärkten AVellen einer koaxialen Leitung 26 zugeführt. Die Kopplung gleicht hier derjenigen am eingangsseitigen Ende, wobei der Innenleiter 26^ der koaxialen Leitung mit dem Leiter, der die Wendel bildet, mit Hilfe eines Impedanzanpaßteils 27, längs welchem die Wendelsteigüng allmählich zunimmt, verbunden ist und der Außenleiter 20_B der koaxialen Leitung als Bund 26_C ausgebildet ist, der einen Teil des Röhrenkolbens umgibt. Zusätzlich ist es üblich, entlang der Elektronenstrahlbahn ein magnetisches Längsfeld anzubringen, um den Strahl zylindrisch zu halten. Zu diesem Zweck umgibt den Röhrenkolben eine Zylinderspule 28.There are different ways of coupling the wave energy in and out in a traveling-field helical tube. Arrangements known. In the arrangement used as an example, the waves to be amplified are fed through the coaxial line 24 which is coupled to the input-side end of the helix. For this purpose, the conductor forming the helix is passed through the tubular piston and electrically connected to the inner conductor 24 ^ of the coaxial line. For impedance matching, it is advantageous to gradually increase the pitch of the helix in an end region 25 and gradually reduce the diameter of the coupling end of the inner conductor of the coaxial line to the size of the diameter of the conductor forming the helix. The outer conductor 24 _{ß of} the coaxial line is advantageously widened at the end to form a collar 24 ^ which surrounds part of the tube piston. At the end of the coil on the output side, the reinforced A-cells are fed to a coaxial line 26. The coupling here is similar to that at the input end, the inner conductor 26 ^ of the coaxial line being connected to the conductor that forms the helix with the aid of an impedance matching part 27, along which the helix rise gradually increases, and the outer conductor 20 _{B of} the coaxial line as Is formed collar 26 _C , which surrounds part of the tubular piston. In addition, it is customary to apply a longitudinal magnetic field along the electron beam path in order to keep the beam cylindrical. For this purpose, the tubular piston is surrounded by a solenoid 28.

Im vorausgegangenen sind kurz die Grundelemente einer üblichen Wanderfeldwendelröhre geschildert worden. Wie oben erklärt wurde, besteht ein Merkmal der vorliegenden Erfindung in einer Anordnung zum Einschalten einer Dämpfung in dem Wellenleiterweg der Röhre, welche die vom ausgangsseitigen zum eingangsseitigen Ende der AVendel laufenden Wellen beträchtlich mehr beeinflußt, als die vom eingangsseitigen zum ausgangs- seitigen Ende laufenden Wellen. Es ist im all-The basic elements of a conventional traveling-field helical tube are briefly described above been. As explained above, one feature of the present invention is one Arrangement for switching on an attenuation in the waveguide path of the tube, which the from Waves running from the outlet to the inlet end of the AVendel are influenced considerably more than those from the inlet to the outlet. lateral end running waves. It is in all-

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gemeinen erwünscht, einen Unterschied von wenigstens 40 Dezibel zwischen den beiden Übertragungsrichtungen zu haben. Zu diesem Zweck sind um den Röhrenkolben eine Reihe von hohlen Ferritzylindern oder Ringen 29 angeordnet, die sich sämtlich im Zustand einer in Umfangsrichtung verlaufenden A^ormagnetisierung, wie sie oben beschrieben wurde, befinden. Es ist zweckmäßig, statt eines langgestreckten Zylinders eine Reihe mit Abstand hintereinanderliegender Zylinder zu verwenden, wenn wie hier ein magnetisches Längsfeld zur Strahlfokussierung benutzt wird. Auf diese Weise dient die Reihe von nicht magnetischen Spalten 30 zwischen den Ferritzylindern dazu, den magnetischen Widerstand in der Zylinderreihe für das magnetische Längsfeld hoch zu halten. Dies ist vorteilhaft, um sowohl die Störung des axialen magnetischen Feldes im Gebiet des Elektronenstrahls als auch die des magnetischen Umfangsfeldes in den Ferritzylindern klein zu halten. Es kann vorteilhaft sein, die Spalte 30 mit einem geeigneten, nicht magnetischen Material auszufüllen, so daß die Ferritzylinderreihe eine Einheit bilden kann. Es ist zum Kleinhalten von Reflexionseffekten außerdem vorteilhaft, den äußeren Durchmesser der Ferritzylinder an den Wendelenden, wie in Fig. 3 dargestellt, zu verjüngen.generally desired, a difference of at least 40 decibels between the two transmission directions to have. For this purpose, a series of hollow ferrite cylinders or rings 29 are arranged around the tubular piston, which are all in the state of a circumferential magnetization, as described above was located. It is useful to have a row instead of an elongated cylinder to use cylinders lying one behind the other at a distance if, as here, a magnetic longitudinal field is used for beam focusing. In this way, the series serves as a non-magnetic Columns 30 between the ferrite cylinders to the magnetic resistance in the cylinder row for to keep the longitudinal magnetic field high. This is beneficial to both the disruption of the axial magnetic field in the area of the electron beam as well as that of the magnetic peripheral field to keep small in the ferrite cylinders. It may be advantageous to fill the column 30 with a suitable to fill in non-magnetic material so that the ferrite cylinder row form a unit can. In order to keep reflection effects small, it is also advantageous to use the outer diameter the ferrite cylinder at the helical ends, as shown in Fig. 3, to taper.

Zur Vormagnetisierung der Ferritzylinder in der gewünschten Umfangsrichtung sind verschiedeneThere are various ways of pre-magnetizing the ferrite cylinder in the desired circumferential direction

3°' Anordnungen möglich. Die einfachste technische Anordnung erhält man, wenn die Zylinder permanent magnetisiert sind. Wenn die Höhe der permanenten Eigenmagnetisierung des Ferritmaterials nicht ausreicht, kann es zweckmäßig sein, das gewünschte Ferritmaterial mit einem magnetischen Material hoher Koerzitivkraft zu mischen und der Mischung die permanente Vormagnetisierungsstärke zu geben, die zum Betrieb in dem dicht bei dem Punkt mit ferromagnetischer Resonanz liegenden Bereich notwendig ist, in welchem die nichtreziproke Dämpfungseigenschaft auftritt. Andererseits kann der Zylinder auch aus Schichten aus Ferrit und magnetischem Material zusammengesetzt sein. Dabei kann es zweckmäßig sein, große Druckkräfte zu verwenden, um das Ferrit auf den gewünschten Wert permanent vormagnetisieren zu können.3 ° 'arrangements possible. The simplest technical arrangement is obtained when the cylinders are permanent are magnetized. When the amount of permanent self-magnetization of the ferrite material is not sufficient, it may be useful to combine the desired ferrite material with a magnetic Mixing material with high coercive force and the permanent bias strength of the mixture to give that to operate in the one located close to the point of ferromagnetic resonance Area is necessary in which the non-reciprocal damping property occurs. on the other hand The cylinder can also be composed of layers of ferrite and magnetic material being. It can be useful to use large compressive forces to adjust the ferrite to the desired position To be able to permanently pre-magnetize the value.

Andererseits ist es möglich, das Vormagnetisierungsfeld mit Hilfe einer Spule zu erhalten. In Fig. 4 A ist ein Ferritzylinder 40 dargestellt, auf den eine Vormagnetisierungsspule 41 gewickelt ist, die bei Erregung ein magnetisches Feld in Umfangsrichtung in dem die Wendel 42 umgebenden Ferritzylinder erzeugt.On the other hand, it is possible to obtain the bias field with the aid of a coil. In Fig. 4A shows a ferrite cylinder 40 on which a bias coil 41 is wound, which, when excited, generate a magnetic field in the circumferential direction in which the coil 42 surrounds Ferrite cylinder generated.

Eine andere Anordnung zur Erzeugung des gewünschten Vormagnetisierungsfeldes ist in Fig. 4 B dargestellt. Hier wird dem Leiter 50, der axial durch den Ferritzylinder 51 geht, ein Erregungsgleichstrom zugeführt. Der Leiter kann, wie ge- zeichnet, aus der Wendel selbst bestehen oder einfach ein gerader Leiter sein.Another arrangement for generating the desired bias field is shown in FIG. 4B shown. Here, the conductor 50 axially passing through the ferrite cylinder 51 is supplied with a direct excitation current. The leader can, as draws, consist of the coil itself or simply be a straight conductor.

Eine weitere Anordnung ist in Fig. 4 C dargestellt. Hier ist der permanente Magnet 70 mit einem Ferritsektor 71 kombiniert, so daß ein die Wendel 7i_4 umgebender geschlossener Kreis entsteht.Another arrangement is shown in Fig. 4C. Here is the permanent magnet 70 with a Ferrite sector 71 combined, so that a closed circle surrounding the helix 7i_4 arises.

Ein weiteres Mittel, das angewendet werden kann, um in Umfangsrichtung vormagnetisierte Ferritelemente in ,Verbindung mit axialen magnetischen Fokussierungsfeidern benützen zu können, ist in Fig. 4D dargestellt. Das Ferritelement ist als Wendel 72 ausgebildet, die koaxial zum wendeiförmigen Wechselwirkungskreis 73 liegt. Dadurch wird das axiale magnetische Feld, indem es dem wendeiförmigen Weg des Ferrits folgt, in ein wendeiförmiges Feld umgewandelt, das eine Umfangskomponente hat, die senkrecht zu den Rotationsebenen der zirkulär polarisierten Komponenten der zu dem wendeiförmigen Wechselwirkurigs- · kreis gehörigen hochfrequenten magnetischen Felde liegt.Another means that can be used to circumferentially bias Ferrite elements in connection with axial magnetic focusing fields can be used, is shown in Figure 4D. The ferrite element is designed as a helix 72 which is coaxial with the helical interaction circle 73. Through this becomes the axial magnetic field by following the helical path of the ferrite converted helical field that has a circumferential component that is perpendicular to the planes of rotation of the circularly polarized components of the helical interaction high-frequency magnetic fields belonging to the circle.

Aus diesen verschiedenen Anordnungen ist zu ersehen, daß es zahlreiche Wege zur Erreichung des gewünschten statischen Magnetisierungszustandes in Umfangsrichtung für die die Wendel umgebenden Ferritelemente gibt.From these various arrangements it can be seen that there are numerous ways of achieving this the desired static magnetization state in the circumferential direction for the helix surrounding ferrite elements there.

Außerdem ist es auf Grund des erklärten Arbeitsprinzips offensichtlich, daß die Ferritelemente axial in den Bereich eingesetzt werden können, welcher durch den wendeiförmigen Leiter begrenzt ist, um auf das hochfrequente magnetische Feld in einem Bereich mit im wesentlichen zirkularer Polarisation einzuwirken, damit die gewünschten nichtreziproken Dämpfungseigenschaften erzielt werden.In addition, based on the principle of operation explained, it is obvious that the ferrite elements can be used axially in the area which is limited by the helical conductor is to respond to the high frequency magnetic field in an area with essentially circular To act polarization so that the desired non-reciprocal damping properties are achieved will.

Ferner ist in jüngerer Zeit ein Fokussierungsverfahren für einen Elektronenstrahl vorgeschlagen worden, bei dem ein längs des Elektronenstrahls periodisch sich änderndes statisches magnetisches Längsfeld verwendet wird. Zum Beispiel wird die Stärke der Signalwelle in Abhängigkeit von der Entfernung von dem Kreis für entgegengesetzte Signalfortpflanzungsrichtungen längs des Kreises unterschiedlich abnehmen. Demgemäß wird außerhalb des Kreises angeordnetes Verlustmaterial Wellen, die sich in entgegengesetzten Richtungen fortpflanzen, in unterschiedlichem Ausmaß dämpfen.Furthermore, a focusing method is recently has been proposed for an electron beam in which a periodically along the electron beam changing static magnetic longitudinal field is used. For example, the Strength of the signal wave as a function of the distance from the circle for opposite Signal propagation directions decrease differently along the circle. Accordingly, it becomes outside of the circle arranged waste material waves that move in opposite directions reproduce, dampen to varying degrees.

In Fig. 5 ist schematisch eine nach einem solchen Fokussierungsprinzip ausgeführte Wanderfeldröhre dargestellt, die im übrigen der Empfehlung der vorliegenden Erfindung entspricht. Die Wanderfeldröhre besteht in üblicher Form aus einem evakuierten Glaskolben 60, in dem an gegenüberliegenden Enden eine Elektronenquelle 61 und eine Auffangelektrode 62 untergebracht sind und einen wendeiförmigen Leiter 63, der entlang der Elektronen- strahlbahn angeordnet ist. Die zu verstärkenden Wellen werden der Röhre von einem Eingangswellenleiter 64 zugeführt, der an ein Ende des wendeiförmigen Leiters 63 angekoppelt ist; die verstärkten Wellen werden am gegenüberliegenden Ende abgenommen und in einen Ausgangswellenleiter 65 geleitet. Das periodisch sich ändernde statische magnetische Feld zur Fokussierung des Elektronenstrahls wird durch eine geeignete permanentmagnetische Anordnung erzielt, für die in Fig. 5 eine typische Form dargestellt ist. Eine ReiheA traveling wave tube designed according to such a focusing principle is schematically shown in FIG shown, which otherwise corresponds to the recommendation of the present invention. The traveling wave tube consists in the usual form of an evacuated glass bulb 60, in the opposite Ends an electron source 61 and a collecting electrode 62 are accommodated and a helical conductor 63, which runs along the electron beam path is arranged. The waves to be amplified are fed to the tube by an input waveguide 64 which extends at one end of the helical conductor 63 is coupled; the reinforced waves are on the opposite End removed and passed into an output waveguide 65. The periodically changing static magnetic field for focusing the electron beam is created by a suitable permanent magnetic Arrangement achieved for which in Fig. 5 a typical shape is shown. A row

609 657/317609 657/317

W 13774VIIIal21a*W 13774VIIIal21a *

von ringförmigen Elementen 66 aus magnetischem Material mit einer höheren Permeabilität als die des Ferrits, das zur Erzielung der nichtreziproken Dämpfungseigenschäften verwendet werden soll, z. B. aus weichem Eisen, ist um den Röhrenkolben herum angeordnet, und zwar in Abständen, so daß eine Reihe von Spalten 67 längs der Elektronenbahn gebildet wird. Jedes ringförmige Element 66 hat einen flanschartigen Teil 66_Λ, der sich quer zur Elektronenbahn erstreckt, und einen ringartigen Teil 66_B, der sich in Längsrichtung des Strahls erstreckt. Die innere Oberfläche des ringartigen Teils 66_ß ist mit einer ringförmigen Nut versehen, in der sich ein ringförmiges Ferritelement der oben beschriebenen Art befindet, d. h. in Umfangsrichtung vormagnetisiert ist, um auf elektromagnetische Wellen, die entlang des wendeiförmigen Leiters fortschreiten, eine nichtreziproke Dämpfung auszuüben. Die aufeinanderfolgenden magnetischen Elemente 66 dienen als Polschuhe, wobei benachbarte Elemente entgegengesetzte Polung aufweisen. Zu diesem Zweck sind die der Elektronenbahn abgewandten Enden der flanschartigen Teile 66 a benachbarter magnetischer Elemente 66 durch zylindrische, ringförmige permanente Magnete 69 überbrückt, die in axialer Richtung magnetisiert sind. Die Orientierung der Pole aufeinanderfolgender Magnete 69 ist jeweils umgekehrt, um benachbarte magnetische Elemente 66 entgegengesetzt zu polen.of annular elements 66 made of magnetic material with a higher permeability than that of the ferrite to be used to achieve the non-reciprocal damping properties, e.g. B. made of soft iron, is arranged around the piston tube, at intervals so that a series of gaps 67 is formed along the electron path. Each ring-shaped element 66 has a flange-like part 66 _Λ , which extends transversely to the electron path, and a ring-like part 66 _B , which extends in the longitudinal direction of the beam. The inner surface of the ring-like part 66 _β is provided with an annular groove in which an annular ferrite element of the type described above is located, that is, is circumferentially biased in order to exert a non-reciprocal attenuation on electromagnetic waves propagating along the helical conductor. The successive magnetic elements 66 serve as pole pieces, with adjacent elements having opposite polarity. For this purpose, the ends of the flange-like parts 66 a of adjacent magnetic elements 66 facing away from the electron path are bridged by cylindrical, ring-shaped permanent magnets 69 which are magnetized in the axial direction. The orientation of the poles of successive magnets 69 is reversed in order to polarize adjacent magnetic elements 66 in opposite directions.

Durch eine Anordnung dieser Art entsteht entlang der Elektronenbahn durch die Spalte 67 eine Folge von Gebieten mit magnetischem Längsfeld, dessen Richtung in aufeinanderfolgenden Gebieten umgekehrt ist. Der Elektronenstrahl kann durch ein derartiges magnetisches Feld, das seine Richtung in räumlicher Folge periodisch umkehrt, fokussiert werden. Dabei verläuft in den Gebieten, wo sich die Ferritelemente befinden, der magnetische Längsfluß fast ganz innerhalb des ringartigen Teils 66_ß eines jeden ringförmigen Elements 66, da der magnetische Widerstand dieses Weges beträchtlich kleiner ist als derjenige des Wegs durch die Ferritelemente. Auf diese Weise entsteht nur ein geringer Einfluß auf das statische magnetische Feld in Umfangsrichtung, mit dem jedes Ferritelement vormagnetisiert ist.An arrangement of this type results in a sequence of areas with a longitudinal magnetic field along the electron path through the gaps 67, the direction of which is reversed in successive areas. The electron beam can be focused by such a magnetic field which periodically reverses its direction in spatial sequence. In the areas where the ferrite elements are located, the longitudinal magnetic flux runs almost entirely within the ring-like part 66 _β of each ring-shaped element 66, since the magnetic resistance of this path is considerably smaller than that of the path through the ferrite elements. In this way, there is only a slight influence on the static magnetic field in the circumferential direction with which each ferrite element is premagnetized.

Es ist ferner bekannt, daß Ferrite bei geeignetem Magnetisierungszustand nichtrezipröke Fortpflanzungseigenschaften analog, den oben beschriebenenIt is also known that ferrites, given a suitable state of magnetization, have non-reciprocal propagation properties analogous to those described above

50· nichtreziproken Dämpfungseigenschaften zeigen. Es entspricht dem allgemeinen Prinzip der Erfindung, daß diese nichtreziproken Fortpflanzungseigenschaften durch Einfügung von Widerstandsmaterial in den Wellenleiterweg ausgenutzt wird, um nichtreziproke Gesamtdämpfungseigenschaften zu erzielen.50 · show non-reciprocal damping properties. It corresponds to the general principle of the invention, that these non-reciprocal propagation properties are due to the inclusion of resistance material in the waveguide path is used to achieve non-reciprocal overall attenuation properties to achieve.

Wenn auch die Erfindung mit spezieller Bezugnahme auf eine Ausführung mit einer Wanderfeldröhre, bei der als Wechselwirkungskreis eine Wendel verwendet wird, beschrieben würde, so ist das Prinzip selbstverständlich in gleicher Weise auf Wanderfeldröhren mit anderen Formen von Wechselwirkungskreisen anwendbar. Bei der Anwendung des Erfindungsprinzips auf andere Formen von Wechselwirkungskreisen soll man zunächst den Verlauf des zu diesen Kreisen gehörigen hochfrequenten magnetischen Feldes untersuchen, um ein Gebiet mit zirkularer Polarisation zu finden. Dann ordnet man dort ein Ferritelement mit einem solchen Magnetisierungszustand an, daß seine Vormagnetisierungskraftlinien senkrecht zu den zirkulär polarisierten Komponenten des hochfrequenten magnetischen. Feldes liegen.Although the invention with specific reference to an embodiment with a traveling wave tube, in which a helix is used as the interaction circle, would be described so is the principle of course in the same way on traveling wave tubes with other forms of Interaction circles applicable. When applying the principle of the invention to other forms of interaction circles one should first consider the course of the high frequency belonging to these circles magnetic field to find an area with circular polarization. A ferrite element is then placed there with such a magnetization state that its bias lines of force perpendicular to the circularly polarized components of the high frequency magnetic. Field.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Wanderfeldröhrenanordnung, bei der ein Elektronenstrahl mit hochfrequenten elektromagnetischen Wellen, die längs eines Wellenleiters geführt werden, in Wechselwirkung tritt,1. Traveling wave tube arrangement, in which an electron beam with high frequency electromagnetic Waves that are guided along a waveguide interacts, , wobei die Wellen in einer Richtung entlang des Wellenleiters stärker gedämpft werden als in der entgegengesetzten Richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtreziproke Dämpfung mittels eines statisch vormagnetisierten ferromagnetischen Materials verwirklicht wird, welches in der Nähe eines Gebietes mit zirkularpolarisierten magnetischen Komponenten der Wellen angeordnet ist, und zwar so, daß die statischen magnetischen Kraftlinien des vormagnetisierten Materials senkrecht zur Rotationseberie der magnetischen Komponenten der hochfrequenten Wellen verlaufen., whereby the waves are more attenuated in one direction along the waveguide than in the opposite direction, characterized in that the non-reciprocal damping is realized by means of a statically pre-magnetized ferromagnetic material, which is in the vicinity of an area with circularly polarized magnetic components of the Waves arranged in such a way that the static magnetic lines of force of the premagnetized Material perpendicular to the range of rotation of the magnetic components of the high frequency waves run. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Material unterhalb seines ferromagnetischen Resonanzpunktes magnetisiert ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the ferromagnetic material is below its ferromagnetic resonance point is magnetized. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter aus einer leitenden Wendel besteht und das magnetisierte Element aus ferromagnetischem Material ein Ferritzylinder ist, der in Umfangsrichtung magnetisiert ist und koaxial mit der Wendel angeordnet ist.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the waveguide consists of a conductive coil and the magnetized element made of ferromagnetic material is a ferrite cylinder magnetized in the circumferential direction and coaxial with the helix is arranged. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß um den Ferritzylinder eine Längsspule gewickelt ist und daß an die Spule eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, um den Zylinder in Umfangsrichtung zu magnetisieren. 4. Arrangement according to claim 3, characterized in that around the ferrite cylinder a Line coil is wound and that a DC voltage source is connected to the coil, to magnetize the cylinder in the circumferential direction. 5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritzylinder mit einem Längsspalt versehen ist und daß in dem Spalt ein permanenter Magnet angeordnet ist, um den Zylinder in Umfangsrichtung zu magnetisieren.5. Arrangement according to claim 3, characterized in that the ferrite cylinder with a Is provided longitudinal gap and that a permanent magnet is arranged in the gap to the To magnetize cylinder in the circumferential direction. 6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Ferritzylinders koaxial ein Leiter angeordnet ist und daß an den Leiter eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, um den Ferritzylinder in Umfangsrichtung zu magnetisieren.6. Arrangement according to claim 3, characterized in that that a conductor is arranged coaxially within the ferrite cylinder and that a direct voltage source is connected to the conductor is to magnetize the ferrite cylinder in the circumferential direction. 7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelenden an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen sind, um7. Arrangement according to claim 3, characterized in that the helical ends to a DC voltage source are connected to 657/317657/317 W 13774 VIIIal21a⁴ W 13774 VIIIal21a ⁴ den Ferritzylinder in Umfangsrichtung zu magnetisieren.to magnetize the ferrite cylinder in the circumferential direction. 8. Anordnung nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisierte Element aus ferromagnetischem Material aus einer Folge von Ferritelementen besteht, die in Abständen entlang des Wellenleiters von dessen Eingangsgebiet bis zu dessen Ausgangsgebiet angeordnet sind.8. Arrangement according to claim ι or 2, characterized in that the magnetized Element made of ferromagnetic material consists of a series of ferrite elements, which in Distances along the waveguide from its entry area to its exit area are arranged. 9. Wanderfeldröhrenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter eine Wendel ist und daß jedes der aufeinanderfolgenden Ferritelemente ein Zylinder ist, der die Wendel koaxial umgibt.9. traveling wave tube arrangement according to claim 8, characterized in that the Waveguide is a helix and that each of the successive ferrite elements is a cylinder which surrounds the helix coaxially. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen benachbarten Ferritzylindern von einem Zylinder aus nicht magnetischem Material eingenommen wird. 10. Arrangement according to claim 9, characterized in that that the space between adjacent ferrite cylinders is occupied by a cylinder made of non-magnetic material. 11. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Paar von aufeinanderfolgenden benachbarten Ferritzylindern ein permanentmagnetisches Element angeordnet ist, wobei aufeinanderfolgende magnetische Elemente einen Abstand voneinander aufweisen und entgegengesetzt magnetisiert sind, um auf dem Weg eine Folge von abwechselnd entgegengesetzt gerichteten magnetischen Längsfeldern zu erzeugen.11. The arrangement according to claim 9, characterized in that between each pair of successive adjacent ferrite cylinders arranged a permanent magnetic element is, wherein successive magnetic elements are spaced from one another and are oppositely magnetized to alternate along the way a sequence generate oppositely directed magnetic longitudinal fields. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 600 on, 836816, 841767.Considered publications:
German patent specifications No. 600 on, 836816, 841767. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings