DE969867C - Hohlraumresonator mit veraenderlicher Eigenfrequenz - Google Patents

Description

Es ist bekannt, bei Hohlraumresonatoren die Eigenfrequenz dadurch zu ändern, daß man die Wandungen nachgiebig, z. B. als Federungskörper, ausbildet oder daß man auf einandergleitende Wandteile, ähnlich einem Kolben in einem Zylinder, vorsieht. Die erste Art der Ausbildung ist teuer und in der Herstellung mit Unsicherheiten behaftet, die zweite hat den Nachteil von Kontaktschwierigkeiten, da über die Wandteile im allgemeinen Ströme geleitet werden müssen. Außerdem haben beide Anordnungen im Falle der Feinabstimmung den Nachteil, daß außerordentlich kleine Verschiebungen bereits relativ große Frequenzänderungen zur Folge haben.

Anordnungen, welche diese Nachteile vermeiden, lassen sich nun dadurch gewinnen, daß erfindungsgemäß zum Verändern der Eigenfrequenz in das Innere des Hohlraumresonators ein mindestens an seiner Oberfläche leitender Körper eingebracht wird, der Feldraum verdrängt, und daß dieser Körper im Innern des Hohlraumes zum Verstellen der Eigenfrequenz bewegt wird. Beim Bewegen des Verdrängungskörpers aus einer Zone mit überwiegend elektrischer Feldenergie in Richtung nach einer Zone mit überwiegend magnetischer Feldenergie wird die Eigenfrequenz des Hohlraumresonators gesteigert. Soll umgekehrt die Frequenz erniedrigt werden, so ist der im Innern des Hohlraumes vorhandene Verdrängungskörper aus einer Zone überwiegend magnetischer Feldenergie zu entfernen und in Richtung nach einer Zone mit überwiegend elektrischer Energie zu bewegen.

In Fig. ι ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, ι ist der Außenleiter, 2 der Innenleiter einer an beiden Enden durch Wände 3 und 4 kurzgeschlossenen konzentrischen Lecherleitung. Der durch die

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Wände ι, 2, 3 und 4 eingeschlossene Hohlraum der Länge Xj 2 besitzt in der Mitte eine Zone überwiegend elektrischer Feldenergie. An beiden Enden, in der Nähe der Schirme 3 und 4, befinden sich Zonen überwiegend magnetischer Feldenergie. Im Innern des Hohlraumes ist ein koaxial angeordneter Ring 5 vorgesehen, der mindestens an seiner Oberfläche aus Metall besteht und von endlichem Querschnitt ist. Er verdrängt also an der Stelle, an der er sich befindet, ein endliches Volumen von Feldraum. Dieser Ring ist durch Stäbe aus Isolationsmaterial 6, vorzugsweise Keramik, gehaltert und kann durch eine Mutter 7 mit drehbarer Spindel 8 in axialer Richtung translatorisch verschoben werden. Hierbei gelangt er aus der gezeichneten Lage 5, d. h. aus der Zone vorwiegend magnetischen Feldes, in die gestrichelt gezeichnete Lage 9, also in die Zone überwiegend elektrischen Feldes. Ein derartiger feldverdrängender Körper bewirkt in der Zone überwiegend

_ao magnetischer Feldenergie eine Verringerung der Induktivität L und in der Zone überwiegend elektrischen Feldes eine Erhöhung der Kapazität C. Infolgedessen nimmt bei Verschieben des Verdrängungskörpers aus der Lage S in die Lage 9 sowohl Induktivität als auch Kapazität kontinuierlich zu, damit aber auch ihr Produkt. Infolgedessen nimmt die Eigenfrequenz des Resonators kontinuierlich ab.

In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der

Erfindung, und zwar für einen Hohlraum ohne Innenleiter, angegeben. Der Hohlraum ist als ein Rechtflach ausgebildet. Dieses Rechtflach soll z. B. derart angeregt werden, daß der elektrische Vektor in Richtung der eingezeichneten Pfeile in der x-Richtung schwingt und für alle Punkte mit gleichem Wertepaar y, ζ einen von χ unabhängigen Wert hat. Die elektrischen Feldlinien verlaufen also alle parallel zur x-Richtung, d. h., die elektrische Feldstärke hat nur eine Λτ-Komponente. Die magnetischen Feldlinien verlaufen dagegen, wie im Seitenriß der ys-Ebene angedeutet, als geschlossene ellipsenähnliche Kurven, die mit zunehmender Größe schließlich mit dem Rechteck, der Begrenzung des Rechtflachs, zusammenfallen. Die elektrische Feldenergie konzentriert sich also vorwiegend in der Symmetrieachse der Längsrichtung des Rechtflachs, d. h. in der x-Richtung, während die magnetische Feldenergie überwiegend in der Nähe der Wandungen sitzt. Zum Verstimmen der Eigenfrequenz wird nun ein Verdrängungskörper, z. B. ein Kreiszylinder 11, dessen Höhe parallel zur x-Achse verläuft, im Innern des Rechtflachs 10 derart angeordnet, daß er um eine exzentrische und ebenfalls zur Λτ-Achse parallele Achse 12 frei drehbar ist. Inder eingezeichneten Lage 11 verdrängt er vorzugsweise magnetische Feldlinien. Dreht man die Achse um i8o°, so daß der Körper 11 in die Lage 13 kommt, so verdrängt er vorzugsweise elektrische Feldlinien. Hat der Verdrängungskörper die Lage 11, so ist die Eigenfrequenz des Resonators also höher als bei An-Wesenheit des Verdrängungskörpers in der Lage 13. Die Achse 12, um die der Körper 11 drehbar ist, ist aus Isoliermaterial, vorzugsweise Keramik, gebildet. Es kann eine größere Zahl derartiger Körper im Innern des Rechtflachs vorgesehen werden, die sich in ihrer Wirkung auf die Eigenfrequenz unter- 6g stützen.

Dadurch, daß sowohl in Fig. 1 wie in Fig. 2 die Bewegung des Feldraum verdrängenden Körpers durch Stäbe oder Achsen aus Isoliermaterial bewirkt wird und daß diese Stäbe oder Achsen durch relativ kleine öffnungen in der Nähe eines Spannungsknotens in den Hohlraum eingreifen, wird an der Innenwand des Hohlraumes weder der Stromfluß noch die Ladungsverteilung in störender Weise beeinflußt.

Falls der Hohlraumresonator in seinem Innern mit Rücksicht auf Elektronenströmungen evakuiert ist, kann die Bewegung des verdrängenden Körpers durch die Einwirkung von magnetischen Feldern oder vermittels von Federungskörpern geschehen.

Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 für einen Hohlraum ohne Innenleiter gemäß Fig. 2 dargestellt. Mit 14 sei die Wand zwischen Hochvakuum und Atmosphäre bezeichnet. Die Achse 12 ist durch das Lager 15 in der Wand 14 und durch das Lager 16 in der Buchse 20 gehaltert. Diese Lager brauchen keinen vakuumdichten Abschluß zu gewährleisten. Die Achse 12 ist an dem nach der Atmosphäre weisenden Ende geknickt und kann an diesem Ende 17 analog einer Kurbel gedreht werden. Um nun unbeschadet dieser Drehung die Hochvakuumdichtigkeit zu gewährleisten, ist ein Federungskörper 18 vorgesehen, der die Kurbel 17 nach der Art eines Strumpfes umgibt und an ihrem Ende eine Lagerung 19 aufweist. Faßt man nun dieses an der Stirnseite abgeschlossene Lager 19 an und versetzt es in eine kreisende Bewegung, so dreht man damit die Kurbel 17 und auch die Welle 12 und kann beliebig feine Einstellungen des im Innern des evakuierten Hohlraumes angeordneten Verdrängungskörpers bewirken.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hohlraumresonator mit veränderlicher Eigenfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verändern der Eigenfrequenz ein mindestens an seiner Oberfläche elektrisch leitender und Feldraum verdrängender Körper im Innern no des Hohlraumes aus einer Zone überwiegend magnetischer Feldenergie entfernt und in eine Zone überwiegend elektrischer Feldenergie hineinbewegt wird, oder umgekehrt.

2. Hohlraumresonator mit veränderlicher Eigenfrequenz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldraum verdrängende Körper translatorisch bewegt wird.

3. Hohlraumresonator mit veränderlicher Eigenfrequenz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldraum verdrängende Körper durch Drehen um eine Achse bewegt wird.

4. Anordnung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse exzentrisch am Verdrängungskörper angeordnet ist.

5. Hohlraumresonator mit veränderlicher Eigenfrequenz nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Wandung des Hohlraumes geführten Teile, die die Bewegung des Feldraum verdrängenden Körpers bewirken, weder den Stromfluß noch die Ladungsverteilung auf der Wand des Hohlraumes stören.

6. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die von außen vorgenommene Bewegung des Verdrängungskörpers im Innern des evakuierten Hohlraumes unter Zwischenschaltung der an sich bekannten Dichtungsmittel, wie z. B. Federungskörper, erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 540 338, 704 924,

910784; französische Patentschrift Nr. 802 728; USA.-Patentschriften Nr. 2 107 387, 2 129 712,

2 132208; »Hochfrequenztechnik und Elektroakustik«, 1939,

Bd. 54, S. 176.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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