DE976580C - Verstaerkeranordnung mit einer Wanderfeldroehre - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 5. DEZEMBER 1963

S62222 IX d/21a*

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkeranordnung mit einer Wanderfeldröhre, deren Verzögerungsleitung in eine Antenne übergeht.

Die in den letzten Jahren bekanntgewordenen Wanderfeldröhren bestehen aus einem Leitungsstück, in dem eine elektromagnetische Welle geführt ist und in dessen Innenraum sich ein Elektronenstrahl befindet. Durch besondere Ausgestaltung des Leiters ist dafür gesorgt, daß die Geschwindigkeit, mit der die Welle in der Wanderfeldröhre weitergeleitet wird, etwa ebenso groß ist wie die Geschwindigkeit des Elektronenstrahls. Es ist auf diese Weise möglich, durch Wechselwirkung zwischen der Welle und dem Elektronenstrahl eine Verstärkung der Energie der Welle zu erzielen. In Übertragungsanlagen, die mit Zentimeter- und Dezimeterwellen arbeiten, muß wegen der beschränkten Reichweite dieser Wellen in bestimmten Abständen jeweils eine Verstärkeranlage aufgestellt werden, welche die über einen Streckenabschnitt ao ankommende Energie mittels einer Empfangsantenne auffängt, verstärkt und mittels einer weiteren Antenne in den nächsten Streckenabschnitt ausstrahlt. Es geschieht dies bisher in der Weise, daß der Eingang und der Ausgang der Wanderfeldröhre über je eine Hochfrequenzleitung mit der zugehörigen Antenne verbunden werden. In der Praxis geben diese Leitungen wegen ihrer teils erheblichen Länge leicht zu Störungen Anlaß, weil es sehr schwer ist, jeweils an beiden Enden der einzelnen Leitungen eine zufriedenstellende Anpassung zu gewährleisten. Auch sind diese Anordnungen räumlich relativ aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, auf dem es möglich ist, diesen Schwierigkeiten in einfacher Weise zu begegnen.

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Diese Aufgabe ist bei einer Verstärkeranordnung mit einer Wanderfeldröhre, deren Verzögerungsleitung in eine Antenne übergeht, gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß die Verzögerungsleitung mit einem ihrer Endabschnitte an der Ein- oder Auskopplungsstelle eine Hohlspiegelantenne in ihrer Achse durchdringt und vor einem Reflektor mit gegebenenfalls davor angeordneter Erregerantenne ausläuft, in dessen Strahlungsschatten

ίο elektronisch wirksame Teile der Wanderfeldröhre angeordnet sind. Die Verstärkeranordnung ist in einer besonderen Ausführung in der Weise durchgebildet, daß ein Empfangssystem und ein Sendesystem dieser Art unter Verwendung der gleichen Wanderfeldröhre zu einem Zwischenfrequenzverstärker zusammengebaut sind.

Zweckmäßig besteht die Verzögerungsleitung aus einem von einem Metallmantel umschlossenen Rohr aus dielektrischem Material mit höherer Dielektriztätskonstante als der des freien Raumes. Im Inneren des Rohres befindet sich der Elektronenstrahl. Der das Rohr umschließende Metallmantel kann in vorteilhafter Weise als Metallüberzug hoher elektrischer Leitfähigkeit auf die Oberfläche des Rohres aufgebracht sein. Auf die Stirnflächen des Rohres, dessen Wandung zweckmäßig am Ende verdickt ist, kann der Reflektor ebenfalls als aufmetallisierter Belag aufgebracht werden.

Um eine Verringerung der Geschwindigkeit der elektromagnetischen Welle innerhalb der Wanderfeldröhre zu erzielen, können außer den bereits erwähnten dielektrischen Stoffen mit höherer Dielektrizitätskonstante als der des leeren Raumes auch solche mit erhöhter Permeabilität verwendet werden. Als weitere vorteilhafte Maßnahme zur Verringerung der Wellengeschwindigkeit kann man die Vergrößerung der die Fortleitung der Welle besorgenden Oberflächen der Wanderfeldröhre anwenden.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung erhält man, wenn man als \^rerzögerungsleitung eine Lecherleitung verwendet, zwischen deren Drähten der Elektronenstrahl geführt ist. Die Lecherleiter sind in diesem Fall in Form einander parallel laufender Wendeln ausgeführt oder können durch aufgesetzte Rippen oder durch Einschnitte vergrößerte Oberflächen aufweisen.

Die Verwendung einer solchen Lecherleitung ermöglicht einen sehr einfachen Anschluß der Leitung für die elektromagnetische Welle an die Antennen, da die Lecherleiter unmittelbar an dort angeordnete Dipole angeschlossen werden können. Im einfachsten Fall werden die Lecherleiter selbst durch rechtwinkeliges Abbiegen zur Bildung der Dipole benutzt.

An Hand zweier Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden.

Fig. ι zeigt die Anwendung der Verstärkeranordnung nach der Erfindung bei einer Station für Dezimeter- oder Zentimeterrichtverbindungen. Die Empfangsantenne 41 und die Sendeantenne 42 sind als Hohlspiegel ausgeführt, zwischen denen ein Hohlleiter als metallische Umhüllung 43 angeordnet ist, der gleichzeitig die Außenhülle einer Wanderfeldröhre darstellt. Er enthält ein Rohr 44 aus dielektrischem Material, das eine höhere Dielektrizitätskonstante als die des leeren Raumes besitzt. Im Inneren 45 dieses Rohres verläuft der Elektronenstrahl 46. Die Erhöhung der Dielektrizitätskonstante im Bereich der Wanderfeldröhre durch Verwendung des Rohres 44 dient der Verringerung der Fortleitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Welle in der Wanderfeldröhre. Auf die Stirnseiten dieses Rohres, dessen Wandung an beiden Enden stark aufgeweitet und gegebenenfalls nach wellenoptischen Gesichtspunkten geformt ist, sind Metallflächen 47 und 48 als Reflektoren aufgebracht. Durch diese Reflektoren werden die aus der Wanderfeldröhre austretenden elektromagnetischen Wellen auf die Oberfläche der Antenne geworfen bzw. umgekehrt die auf der Empfangsantenne auftreffenden Wellen in das Innere der Röhre gesammelt. Zwischen der metallischen Umhüllung 43 der Wanderfeldröhre und den Reflektoren 47 und 48 ist daher auf beiden Seiten eine Aussparung in der metallischen Umhüllung des Rohres 44 aus Dielektrikum vorgesehen, so daß die Strahlen hier aus der Röhre aus- bzw. eintreten können. Im Strahlungsschatten des Reflektors 47 ist die Kammer 48 α angebracht, in der Kathode 49 und Beschleunigungselektrode 50 für den Elektronenstrahl, im Strahlungsschatten des Reflektors 48 ist die Kammer 51 angeordnet, in der die Auffangelektrode 52 für den Elektronenstrahl 46 sich befindet. Der zwischen den Antennen 41 und 42 liegende Teil der Wanderfeldröhre ist von einer konzentrierenden Magnetspule 53 umgeben.

Auch die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Verstärkeranordnung arbeitet mit Hohlspiegelantennen, von denen die mit 61 bezeichnete als Empfangs- und die mit 62 bezeichnete als Sendeantenne dient. An die Antenne unmittelbar angesetzt ist die Hülle 63 der Wanderfeldröhre 64, die durch die Einschmelzungen 65 und 66 stirnseitig abgedichtet ist. In die Einschmelzungen 65 und 66 sind Rohre 67 und 68 aus dielektrischem Material eingesetzt, die an ihren Enden die Reflektoren 69 und 70 tragen. Diese Reflektoren sind gleichzeitig Teile der Wandung der Kammern 71 und 72, von denen die erstere Kathode 73 und Beschleunigungselektrode 74 für den Elektronenstrahl 75, die letztere die Auffangelektrode 76 enthält. Der Elektronenstrahl 75 wird im Inneren der Röhre 64 zwischen zwei ein Lechersystem bildenden Drähten jy und 78 geführt. Die Oberfläche dieser Drähte ist durch Einschnitte oder aufgesetzte Rippen vergrößert, um die Geschwindigkeit der an ihnen fortgeleiteten elektromagnetischen Welle zu verringern. Die Drähte yj und 78 setzen sich durch die Einschmelzungen 65 und 66 nach außen fort und bilden dort im Innern der Empfangsantenne 61 den Dipol 79, im Innern der Sendeantenne 62 den Dipol 80. Die beiden Dipole dienen zur Einkopplung der ankommenden Welle in der Wanderfeldröhre bzw. zur Auskopplung der verstärkten Welle aus dieser.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE:
   ι. Verstärkeranordnung mit einer Wanderfeldröhre, deren Verzögerungsleitung in eine Antenne übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung mit einem ihrer Endabschnitte an der Ein- oder Auskopplungsstelle eine Hohlspiegelantenne in ihrer Achse durchdringt und vor einem Reflektor mit gegebenenfalls davor angeordneter Erregerantenne ausläuft, in dessen Strahlungsschatten elektronisch wirksame Teile der Wanderfeldröhre angeordnet sind.
2. 2. Verstärkeranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Empfangssystem und ein Sendesystem nach Anspruch 1 unter Verwendung der gleichen Wanderfeldröhre zu einem Zwischenfrequenzverstärker zusammengebaut sind.
3. 3. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung aus einer Lecherleitung in Form zweier parallel zueinander laufender Wendeln besteht, die von einem Metallmantel umschlossen ist.
4. 4. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung aus einer von einem Metallmantel umschlossenen Lecherleitung besteht, deren Leiteroberflächen durch Einschnitte oder aufgesetzte Rippen vergrößert sind.
5. 5. Verstärkeranordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drähte der Lecherleitung unmittelbar an die als Dipol ausgebildete Erregerantenne angeschlossen sind.
6. 6. Verstärkeranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dipol aus den Drahtenden der Lecherleitung besteht.
7. 7. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung aus einem von einem Metallmantel umschlossenen Rohr aus dielektrischem Material besteht, dessen Dielektrizitätskonstante höher als die des freien Raumes ist.
8. 8. Verstärkeranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallmantel vor dem jeweiligen Ende der Verzögerungsleitung endet und zusammen mit dem Reflektor innerhalb des Hohlspiegels nach wellenoptischen Gesichtspunkten derart geformt ist, daß die Welle aus- bzw. eintreten kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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