DE933352C

DE933352C - Traveling wave tubes with a helical conductor arranged in the vacuum space

Info

Publication number: DE933352C
Application number: DEN6579A
Authority: DE
Inventors: Harold Hutchinson; Norman Wright Robinson; Alexander Turpie
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1952-01-01
Filing date: 1953-01-01
Publication date: 1955-09-22
Also published as: GB764681A; US2757310A; NL84206C; NL174893B; CH310060A; CH305265A; FR1078434A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wanderwellenröhre, die mit einer leitenden Wendel versehen ist, die von einem oder mehreren langgestreckten Halteorganen getragen wird, die die Wendel an einer geringen Anzahl von Punkten jeder Windung berühren.The invention relates to a traveling wave tube provided with a conductive helix is, which is carried by one or more elongated holding members that the Touch the helix at a small number of points on each turn.

Eine bekannte Bauart hat eine Anzahl isolierender Stäbe, die in regelmäßiger Verteilung längs des Wendelumfangs angeordnet und einander gegenüber fixiert sind. Eine andere Bauart besteht aus einem Glas-, Quarz- oder Keramikrohr mit vieleckigem Querschnitt.A known design has a number of insulating rods, which are arranged in regular distribution along the Are arranged around the helix and fixed opposite one another. Another type consists of a glass, quartz or ceramic tube with a polygonal cross-section.

Die bekannten Bauarten haben den Vorteil, daß die Menge des im Wendelfelde befindlichen Isoliermaterials mit verhältnismäßig hoher dielektrischer Konstante möglichst gering ist, so daß eine möglichst geringe Feldverzerrung auftritt.The known designs have the advantage that the amount of insulating material in the helical field with a relatively high dielectric constant is as low as possible, so that a possible low field distortion occurs.

Für wendeiförmige Leiter kleinen Durchmessers ist es häufig schwierig, die bekannten Bauarten auf einfache Weise durchzuführen, insbesondere wenn die Wendel von der Innenseite her abgestützt wird. In diesem Falle wandert das ringförmige Elektronenbündel längs der Außenseite.For helical conductors of small diameter, it is often difficult to use the known types easy to carry out, especially if the helix is supported from the inside. In this case, the ring-shaped electron beam migrates along the outside.

Eine Röhre für laufende Wellen mit einem im Vakuumraum angeordneten wendeiförmigen Leiter, der isoliert abgestützt und von dem Halteorgan nur an einer geringen Anzahl von Punkten berührt wird, hat, gemäß der Erfindung, einen Haltekörper,A tube for moving waves with a helical conductor arranged in the vacuum space, which is supported in isolation and only touches a small number of points by the holding member has, according to the invention, a holding body,

dessen Berührungspunkte mit den Windungen der Wendel auch selber in einer Schraubenlinie liegen.whose points of contact with the turns of the helix themselves also lie in a helical line.

Die Bauart nach der Erfindung ermöglicht, dieThe design according to the invention enables the

Menge des im Wendelfelde befindlichen Isoliermaterials möglichst gering zu halten.Amount of insulating material in the helical field to be kept as low as possible.

Der Haltekörper kann aus einem langgestreckten, flachen Streifen bestehen, der schraubenförmig um seine Mittellinie oder um eine der kurzen Seiten gewunden ist. Es ergeben sich dabei zwei Berührungspunkte bzw. ein Berührungspunkt an jeder Windung. Der Streifen kann aus keramischem Material bestehen und während des Spritzvorgangs gedreht werden. Der Haltekörper kann auch aus. einem schraubenförmig gewundenen Glasrohr oder Stab bestehen. Wenn der wendeiförmige Leiter verhältnismäßig lang ist, kann die schraubenförmige Stütze mit einer Versteifung aus Isoliermaterial versehen sein; das Versteifungsorgan kann ein Zylinder sein, wenn die Wendel von der Außenseite her abgestützt wird, oder ein Stab, wenn die Wendel auf der Innenseite gehalten wird. Wenn die leitende Wendel H₁ Windungen hat und die Stütze W₂ Windungen aufweist, wobei die gegebenenfalls innere Stütze eine einfache Wendel bildet, beträgt die Anzahl von Berührungspunkten je Windung (n_± — n_z)/n_v wenn die Wendeln beide links- oder rechtsgängig sind; diese Anzahl beträgt (%'+ W₂)M₁, wenn die eine Wendel rechts- und die andere linksgängig gewunden ist.The holding body can consist of an elongated, flat strip which is wound helically around its center line or around one of the short sides. There are two points of contact or one point of contact on each turn. The strip can be made of ceramic material and rotated during the spraying process. The holding body can also be made from. consist of a helically wound glass tube or rod. If the helical conductor is relatively long, the helical support can be provided with a stiffener made of insulating material; the stiffening member can be a cylinder if the helix is supported from the outside, or a rod if the helix is held on the inside. If the conductive coil H has ₁ turns and the support W has ₂ turns, the possibly inner support forming a simple coil, the number of contact points per turn is (n _± - n _z ) / n _v if the coils are both left or are right-handed; this number is (% '+ W ₂ ) M ₁ if one helix is right-handed and the other left-handed.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der dieThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which the

Fig. ι und 2 sich auf eine Wanderwellenröhre mit innerer Wendelstütze beziehen, die für Anschluß an hohlen Wellenleitern bestimmt ist, und Fig. 3 sich auf eine Röhre bezieht, die für Anschluß in gleichaehsige Kabel bestimmt ist, und die Fig. 4 bis 9 sich auf eine innere Stütze beziehen, die aus einem flachen, gewundenen Streifen besteht. In den Fig. 1 und 3 ist die Wand der Röhre für laufende Wellen mit 1, die ringförmige Kathode mit 2 und die Fokussierungselektrode mit 3 bezeichnet. Die erste Anode 4 besteht aus einer durchlochten Scheibe und hat zwei nach innen vorstehende Ansätze 5 zum Stützen '•des leitenden Zylinders 6; dieser Hohlzylinder wird auch von der Haltescheibe 7 abgestützt. Der Strom wird den Elektroden durch eine Anzahl von Durchführungsstiften im Boden 8 zugeführt, von denen einer, der mit 9 bezeichnet ist, und zwar der Durchführungsstift, für die Elektrode 3 dargestellt ist. An dem von der Kathode abgewendeten Ende der Röhre sind ein leitender Hohlzylinder io, zwei Halteringe 11 und 12, die mit gleichen Ansätzen wie die Anode 4 versehen sind, und eine Fangelektrode 13 angebracht, die mit einem Durchführungsstift 14 in der Spitze der Röhre 15 verbunden ist. Die Scheiben 4 und 11 sind mit zylindrischen Flanschen von der Länge einer Viertelwelle der mittels der Röhre zu erzeugenden oder zu verstärkenden Schwingungen versehen, wie in der Figur mit d angegeben ist. Von den Zylindern 6 und 10 wird eine Wendel aus Isoliermaterial 16, in diesem Fall aus Glas, gehalten. Diese Wendel 16 aus Isoliermaterial stützt den wendeiförmigen Leiter 17, dessen innere Zylinderfläche mit der äußeren Zylinderfläche der Wendel 16 übereinstimmt. Die Schweißverbindungen zwischen den Zylindern 6 und 10 und den Wendeln liegen innerhalb dieser Zylinder. Mit 19 ist die Elektronenbahn gestrichelt angegeben.Fig. 1 and 2 relate to a traveling wave tube with an inner helical support, which is intended for connection to hollow waveguides, and Fig. 3 relates to a tube which is intended for connection in identical cables, and Figs. 4 to 9 themselves refer to an inner support made up of a flat, twisted strip. 1 and 3, the wall of the traveling wave tube is indicated by 1, the annular cathode is indicated by 2, and the focusing electrode is indicated by 3. The first anode 4 consists of a perforated disc and has two inwardly projecting lugs 5 for supporting the conductive cylinder 6; this hollow cylinder is also supported by the holding disk 7. The current is supplied to the electrodes through a number of feed-through pins in the base 8, one of which is indicated by 9, namely the feed-through pin, for the electrode 3 is shown. At the end of the tube facing away from the cathode, a conductive hollow cylinder io, two retaining rings 11 and 12, which are provided with the same shoulders as the anode 4, and a collecting electrode 13, which is connected to a feed-through pin 14 in the tip of the tube 15 is. The disks 4 and 11 are provided with cylindrical flanges the length of a quarter wave of the vibrations to be generated or amplified by means of the tube, as indicated in the figure with d. A coil made of insulating material 16, in this case made of glass, is held by the cylinders 6 and 10. This helix 16 made of insulating material supports the helical conductor 17, the inner cylindrical surface of which coincides with the outer cylindrical surface of the helix 16. The welded connections between the cylinders 6 and 10 and the coils lie within these cylinders. The electron path is indicated by dashed lines at 19.

Die.Röhre nach Fig. 3 ist der nach Fig. 1 sehr ähnlich, so daß entsprechende Einzelteile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Zylinder 6 und 10 sind in diesem Falle in die Röhrenwand eingeschmolzen und brauchen also nicht abgestützt zu werden. Daher hat die Anodenscheibe 20 keine Ansätze. Mit 22 ist die Isolierung des Anodenzuführungsdrahtes gegen die Fokussierungselektrode 3 bezeichnet. Bei 23 ist angegeben, wie die Steigung der leitenden Wendel an den Enden allmählich zunimmt, um in einen Leiter 24 überzugehen, der mit den Zylindern 6 und 10 das Eingangs- bzw. Ausgangskabel bildet.The tube of FIG. 3 is very much that of FIG similar, so that corresponding items are denoted by the same reference numerals. The cylinders 6 and 10 are in this case melted into the tube wall and therefore do not need to be supported to become. The anode disk 20 therefore has no lugs. At 22 is the insulation of the anode lead wire against the focusing electrode 3. At 23 it is indicated how the slope of the conductive coil gradually increases at the ends increases to merge into a conductor 24, which with the cylinders 6 and 10, the input or output cable forms.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine leitende Wendel 30, die von einem flachen, keramischen Streifen 31 gehalten wird. Die Fig. 5 und 6 sind Schnitte durch die Punkte B und C in Fig. 4. Die Fig. 7, 8 und 9 unterscheiden sich nur für so weit von den drei vorangehenden Figuren, daß der keramische Streifen 32 in diesem Falle die doppelte Breite hat.4, 5 and 6 show a conductive coil 30 held by a flat ceramic strip 31. FIGS. 5 and 6 are sections through points B and C in FIG. 4. FIGS. 7, 8 and 9 differ only so far from the three preceding figures that the ceramic strip 32 in this case is twice the width Has.

Die Glaswendel in den Röhren 1, 2 und 3 kann folgendermaßen hergestellt werden. Ein rostfreier stählerner Stab oder ein mit Kupfer bekleideter Wolframstab wird schraubenlinienförmig mit einem Glasstab umwunden. Gegebenenfalls nach Auflösung des Kupfers wird der Stab aus der Wendel entfernt. Ist die Glaswendel für eine äußere Abstützung auf größeren Längen bestimmt, so kann ein Glaszylinder um sie herum angebracht werden, der nach Erweichung etwas ausgereckt wird und sich dabei um die Windungen der Glaswendel herumlegt. Ist die Glaswendel für innere Abstützung eines wendeiförmigen Leiters bestimmt, so kann sie z. B. durch ein Kunstharz oder ein natürliches Harz ausgefüllt werden, um einen Zylinder zu bilden, der in einer Schleifmaschine mit hoher Geschwindigkeit oder auf andere Weise genau nach Maß geschliffen werden kann.The glass helix in tubes 1, 2 and 3 can can be produced as follows. A stainless steel rod or one clad with copper A glass rod is wound around the tungsten rod in a helical manner. If necessary after dissolution of the copper, the rod is removed from the helix. Is the glass helix for external support intended for longer lengths, a glass cylinder can be attached around them, which is stretched out a little after softening and thereby around the windings of the glass coil laying around. If the glass helix is intended for the internal support of a helical conductor, then so can she z. B. be filled by a synthetic resin or a natural resin to form a cylinder to form that in a grinding machine at high speed or otherwise accurately Dimension can be ground.

Claims

Patent claims:

1. Traveling wave tube with a helical conductor arranged in the vacuum space, the is held by an insulating support, which the helix on only a small number of Touches points on every turn, in particular by an inner support, characterized in that that the holding member is designed such that the points of contact with the windings the helix itself also lie in a helical line.

2. traveling wave tube according to claim 1, characterized in that the holding member from consists of an elongated, flat strip that is helical around its center line or is turned around one of its short sides,

3. Traveling wave tube according to claim ι, characterized in that the strip consists of sprayed ceramic material that is wound during the spraying process.

4. traveling wave tube according to claim 1 or 2, characterized in that the helical or helical holding member itself on the inside or outside of a cylindrical Insulator is supported.

Cited publications: Fritz ViIbig, Textbook of High Frequency Technology, 4th ed., Vol. I, Leipzig 1945, p. 234.

1 sheet of drawings