DE841311C - Wanderfeldroehre mit einer von der Gefaesswand distanzierten Wendel - Google Patents

Description

• Wanderfeldröhre mit einer von der Gefäßwand distanzierten Wendel Die genaue Halterung der Wendel in Wanderfeldwendelröhren bereitet große Schwierigkeiten. Der Hochfrequenzstrom läuft auf der gesamten Drahtoberfläche entlang, so daß jeder an den Draht lokal herangebrachte Haltekörper eine Störung der Ausbreitung der Welle längs der Wendel hervorruft. Zur Vermeidung solcher Fehler kann man die Wendel kontinuierlich haltern, z. B. dadurch, daß man sie mit etwas Reibung in ein gut passendes Glas-, Quarz- oder Keramikrohr einsetzt. Nachteilig ist, daß dadurch Stoffe mit beträchtlicher Dielektrizitätskonstante und mit beträchtlichen dielektrischen Verlusten gerade in das Gebiet großer elektrischer Feldstärken gelangen, was zu starken Änderungen der Wendeleigenschaften führt. Außerdem erfüllt die Halterung durch Reibung bei Wendellängen von etwa 30 cm nicht immer alle mechanischen Anforderungen. Eine größere mechanische Sicherheit erhält man durch gekerbte Keramikstäbe, in die die Wendel eingeklemmt wird. Die Ausbreitungsstörungen durch eine solche Anordnung können jedoch beträchtlich werden. Mit wesentlich geringeren Störungen hat man bei der Methode der Dimpels zu rechnen; die Dimpels sind kleine Einbuchtungen in der zylindrischen Glas-oder Quarzwand der Röhre, die gegen die Wendel drücken, während sich die Glas- oder Quarzwand selbst in einem Abstand von etwa i mm von der \\'endel befindet. Es ist sehr schwer, dieses Verfahren mit genügender Präzision technisch durchzuführen.
• Die Ertindung betrifft nun derartige Wanderfeldwendelröhren mit einer von der Gefäßwand distanzierten Wendel. Erfindungsgemäß werden zur Halterung der Wendel metallische Stützen verwendet, die mit der Wendel mechanisch fest verbunden sind. Die Erfindung beruht auf Untersuchungen, die angestellt wurden, um festzustellen, wie sich verschiedene Metallstützen auswirken, die mit der U'endel fest verbunden sind. Es wurde bei diesen Untersuchungen der Faktor der stehenden Welle, das ist das Verhältnis von Umi" zu Um.,, auf der Wendel in einem großen Frequenzbereich gemessen. Ohne metallische Stützen ließ sich die Ankopplung rin die Wendel so einstellen, daß der Faktor der stehenden Welle in einem großen Frequenzbereich etwa 0,8 betrug. Wurden nun auf die Wendel zwei oder drei Metallstifte radial nach außen aufgesetzt, dann zeigte es sich, daß in demselben Frequenzbereich an bestimmten Stellen der Faktor der stehenden Welle kleiner als o,5 wurde. Durch Verändern der Stiftlänge verschoben sich die Frequenzen, bei denen der Faktor der stehenden Welle kleiner als o,5 wurde. Für eine vorgegebene Wellenlänge ließ sich somit die Störung dadurch genügend klein halten, daß man den Stiften eine bestimmte Länge gab. Je nach dem Abstand zwischen den Stiften führte es in manchen Fällen zu einer Verkleinerung der Störung, wenn man je zwei Stifte in einem bestimmten Abstand von der Wendel mit einem Kurzschlußbügel überbrückte. Es bedurfte aber eines großen Aufwands, solche Verbesserungen jeweils optimal einzustellen und sie über einem größeren Frequenzbereich wirksam zu machen. Erst wenn die Stiftlänge auf etwa 1/e der Länge eines Wellenzugs in Achsrichtung verkleinert wurde, konnte ohne zusätzliche Maßnahmen keine meßbare Verschlechterung des Faktors der stehenden Welle durch Einsetzung der Stifte über einen Frequenzbereich von etwa i : 2 bis i : 3 festgestellt werden. Andererseits ist jedoch das Hochfrequenzfeld in einer Entfernung von der Wendel um 1/8 der Länge eines Wellenzugs in Achsrichtung schon so stark abgeklungen, daß die Gefäßwand dort nur noch einen geringen Einfluß durch ihre Dielektrizitätskonstante und ihre dielektrischen Verluste hat, so daß für einen großen Teil der Anwendungen diese Stiftlänge genügt.
• Der Abstand der Wendel yon der Gefäßwand erscliw ert aber die Ankopplung an die Wendel und die Anbringung von Dämpfungskeilen, wie sie bei Röhren mit an der Gefäßwand anliegenden Wendeln üblich ist. Durch den relativ großen Abstand von der Wendel, der durch den Aufbau gegeben ist, kann die Kopplung nicht genügend festgemacht werden. Bei der Verwendung von metallischen Stützen zur Halterung der Wendel hat man nun i»ehrere Möglichkeiten, diese Schwierigkeiten zu vermeiden. Man kann i. B. die Glaswand an den Stellen, an denen die Kopplung enger werden soll, nach innern einbiegen. -Man muß dabei aber berücksichtigen, daß der plötzlich veränderte Gefäßwanddurchmessen bereits eine beträchtliche Störung ergeben kann. Man vermeidet sie zweckmäßig dadurch, daß man den Gefäßwanddurchmesser kontinuierlich verkleinert, zweckmäßig längs einer Strecke, die etwa gleich der Länge eines Wellenzugs in Achsrichtung ist. Die metallischen Stützen ermöglichen dabei, diesen Übergang mechanisch sehr präzise und stabil auszuführen. Konstruktiv noch günstiger kann es sein, den Gefäßwanddurchmesser konstant zu halten und den notwendigen Mindestabstand von der Wendel dadurch zu erzielen, daß man den Durchmesser der Wendel an diesen Stellen vergrößert. Die Vergrößerung des Wendeldurchmessers an den Wendelenden hat dabei den Vorteil, daß der schädliche Strom zur Wendel, der an den Wendelenden meist besonders groß ist, beträchtlich herabgesetzt wird. Man muß auch hierbei, um Störungen zu vermeiden, dafür Sorge tragen, daß die Durchmesservergrößerung kontinuierlich längs einer Strecke erfolgt, die mindestens etwa gleich der Länge eines Wellenzugs in Achsrichtung ist.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Abbildung. Es ist dort eine Wanderfeldröhre mit einer durch die metallischen Stifte i von der Gefäßwand 2 distanzierten Wendel 3 dargestellt. Die Gesamtlänge der Wendel ist so bemessen, daß etwa 16 Wellenzüge längs der Wendel untergebracht werden können. Die Länge der Stifte beträgt etwa den 128. Teil der axialen Gesamtlänge der Wendel. Die Stifte sind in dem Ausführungsbeispiel in die Wendel fest eingeschraubt. Die Verbindung mit der Gefäßwand erfolgt durch die einfachen Verschmelzungen 4, die nicht vakuumdicht zu sein brauchen, da es nicht nötig ist, die Stifte durch die Gefäßwand durchzuführen. Am Wendelanfang 5 und am Wendelausgang 6 ist der Wendeldurchmesser so weit vergrößert, daß die Wendel dort mit mehreren Windungen an der Gefäßwand anliegt. Längs der WiZ'iclungsteile 7 und 8 mit konischem Querschnitt wird der Durchmesser der Wendel kontinuierlich vergrößert. Die Wendelenden sind im Ausführungsbeispiel galvanisch mit den Innenleitern g und io der konzentrischen Zu- und Abführungen für die Hochfrequenz verbunden, während deren Außenleiter i i und 12 mit dem zur Wendel gehörenden Außenleiter 13 verbunden sind. Die Ankopplung der Außenleiter an die Wendel erfolgt über die als Kapazitäten gegenüber der Wendel auffaßbaren metallischen Scheiben 14 und 15. In dem Ausführungsbeispiel ist ferner zur Unterdrückung von Eigenschwingungen ein auf der Gefäßwand befindlicher Dämpfungsbelag 16_ vorgesehen, der z. B. aus einer dünnen Graphitschicht bestehen kann. Damit dieser Graphitbelag genügend stark wirksam wird, ist der Durchmesser der Wendel an der Stelle 17 erweitert, so daß die Wendel hier an der Gefäßwand anliegt. Außerdem ist auch hier durch die konischen Wendelteile 18 und ig für einen stoßfreien Übergang gesorgt.
• Die Wendel wird in üblicher Weise vom Elektronenstrahl 2o durchschossen, der aus der Elektronrnkatione 21 stammt. Die Elektronen werden nach dem Durchtritt durch die Wendel von der Auffangelektrode 22 gesammelt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: t. \Vanderfeldröhre mit einer von der Gefäßwand distanzierten Wendel, dadurch gekennzeichnet, daß zur Halterung der Wendel metallische Stützen vorgesehen sind, die mit je einer Windung der Wendel mechanisch fest verbunden und an der Gefäßwand isoliert gehaltert sind.
2. 2. Wanderfeldröhre nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte gleich oder kürzer als '/e der Länge eines Wellenzugs der sich in Richtung der Achse der Wendel ausbreitenden Welle sind.
3. 3. Wanderfeldröhre nach Anspruch r oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Wendel und Gefäßwand an der Stelle der Ein- oder Auskopplung und/oder an der Stelle einer zusätzlichen Dämpfungsschicht auf der Gefäßwand kleiner ist als an den übrigen Teilen der Wendel.
4. Wanderfeldröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsverkleinerung zwischen Wendel und Gefäßwand dadurch hervorgerufen wird, daß der Wendeldurchmesser an den betreffenden Stellen erweitert wird.
5. 5. Wanderfeldröhre nach Anspruch 3 oder q., dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen den verschiedenen Abständen allmählich erfolgt, vorzugsweise längs einer Ausdehnung in axialer Richtung, die gleich oder größer als die Länge eines Wellenzugs in axialer Richtung ist.