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DE1281041B - Klystron amplifier tubes - Google Patents

Klystron amplifier tubes

Info

Publication number
DE1281041B
DE1281041B DEV15680A DEV0015680A DE1281041B DE 1281041 B DE1281041 B DE 1281041B DE V15680 A DEV15680 A DE V15680A DE V0015680 A DEV0015680 A DE V0015680A DE 1281041 B DE1281041 B DE 1281041B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cavity resonator
inner cavity
leading
resonator
klystron amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEV15680A
Other languages
German (de)
Inventor
Robert Goode Rockwell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Varian Medical Systems Inc
Original Assignee
Varian Associates Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Varian Associates Inc filed Critical Varian Associates Inc
Publication of DE1281041B publication Critical patent/DE1281041B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/36Coupling devices having distributed capacitance and inductance, structurally associated with the tube, for introducing or removing wave energy

Landscapes

  • Microwave Tubes (AREA)

Description

Klystronverstärkerröhre Die Erfindung bezieht sich auf eine Klystronverstärkerröhre, deren Eingangs- und Ausgangsresonator je aus einem innerhalb der Vakuumhülle liegenden, koaxial zur Röhrenachse (Elektronenstrahlachse) angeordneten Hohlraumresonator (innerer Hohlraumresonator) besteht, der einen in axialer Richtung einseitig nach innen vorspringenden, vom Elektronenstrahl durchsetzten rohrförmigen Teil aufweist und über einen außerhalb der Vakuumhülle liegenden, kapazitiv abstimmbaren Hohlraumresonator (äußerer Hohlraumresonator) von im wesentlichen rechteckigem oder leicht ovalem Querschnitt, der mit der Röhre starr verbunden und mit dem inneren Hohlraumresonator fest gekoppelt ist, an einen der Zu- bzw. Abführung der Hochfrequenzenergie dienenden Rechteckhohlleiter ankoppelbar ist.Klystron intensifier tube The invention relates to a klystron intensifier tube, whose input and output resonator each consist of one located within the vacuum envelope, Cavity resonator arranged coaxially to the tube axis (electron beam axis) (inner Cavity resonator), which has a one-sided inward protruding in the axial direction, has penetrated by the electron beam tubular part and an outside the vacuum envelope, capacitively tunable cavity resonator (outer cavity resonator) of substantially rectangular or slightly oval cross-section, that with the tube is rigidly connected and firmly coupled to the inner cavity resonator, to one the supply and discharge of the high-frequency energy serving rectangular waveguide can be coupled is.

Derartige Klystronröhren sind grundsätzlich bekannt (vgl. z. B. die USA-Patentschrift 2 789 250). Die Erfindung betrifft nun eine insbesondere auch in fertigungstechnischer Hinsicht vorteilhafte Ausführungsform, bei der die Kopplung zwischen dem inneren und dem äußeren Hohlraumresonator besonders breitbandig ist.Such klystron tubes are known in principle (cf. e.g. U.S. Patent 2,789,250). The invention now relates in particular to one as well from a manufacturing point of view advantageous embodiment in which the coupling is particularly broadband between the inner and the outer cavity resonator.

Dies wird bei einer Klystronverstärkerröhre der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Ankopplung des äußeren Hohlraumresonators an den inneren Hohlraumresonator über einen Zwischenhohlraum erfolgt, der nach innen zu von der Außenwand eines rohrförmigen metallischen Teiles begrenzt wird, das die Wandung des inneren Hohlraumresonators mitbildet und mit einer zum inneren Hohlraumresonator führenden, vorzugsweise rechteckigen Blendenöffnung versehen ist, und nach außen zu von der Innenwand eines topfförmigen metallischen Teiles von vorzugsweise leicht ovaler Form, das mit seiner offenen Stirnseite an der vorgenannten Außenwand vakuumdicht befestigt ist und dessen Bodenteil eine zentral angeordnete, zum äußeren Hohlraumresonator führende, vorzugsweise ebenfalls rechteckige Blendenöffnung aufweist, die durch ein dielektrisches Fenster vakuumdicht abgeschlossen ist.In the case of a klystron intensifier tube, this is described at the outset Type achieved according to the invention in that the coupling of the outer cavity resonator to the inner cavity resonator via an intermediate cavity that goes inwards to is bounded by the outer wall of a tubular metallic part which the Wall of the inner cavity resonator also forms and with one to the inner cavity resonator leading, preferably rectangular aperture is provided, and to the outside to from the inner wall of a cup-shaped metallic part of preferably light oval shape, which is vacuum-tight with its open end face on the aforementioned outer wall is attached and its bottom part is a centrally arranged, to the outer cavity resonator leading, preferably also rectangular aperture opening through a dielectric window is sealed in a vacuum-tight manner.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das topfförmige metallische Teil in bezug auf die zum inneren Hohlraumresonator führende Blendenöffnung unsymmetrisch angeordnet ist.A preferred development of the invention provides that the cup-shaped metallic part in relation to the aperture leading to the inner cavity resonator is arranged asymmetrically.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der nach innen vorspringende rohrförmige Teil des eingangsseitigen inneren Hohlraumresonators sich zur Kathode hin, der nach innen vorspringende rohrförmige Teil des ausgangsseitigen inneren Hohlraumresonators dagegen sich zur Auffangelektrode hin erstreckt, und daß die zum ausgangsseitigen äußeren Hohlraumresonator führende Blendenöffnung in Höhe des ausgangsseitigen Wechselwirkungsspaltes angeordnet ist, wogegen die zum eingangsseitigen äußeren Hohlraumresonator führende Blendenöffnung in bezug auf den eingangsseitigen Wechselwirkungsspalt zur Auffangelektrode hin versetzt angeordnet ist.Another preferred embodiment of the invention provides that the inwardly projecting tubular part of the input-side inner cavity resonator towards the cathode, the inwardly projecting tubular part of the output side inner cavity resonator, however, extends to the collecting electrode, and that the aperture leading to the output-side outer cavity resonator in Height of the exit-side interaction gap is arranged, whereas the for input-side outer cavity resonator leading aperture with respect to the input-side interaction gap is arranged offset towards the collecting electrode is.

Die vorstehenden Merkmale und andere Zweckmäßigkeiten ergeben sich insbesondere aus der nachfolgenden Beschreibung in den Figuren. Von den Figuren bedeutet F i g. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Klystronverstärkerröhre, F i g. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung längs der Schnittlinie 2-2 der F i g. 1, F i g. 3 eine Schnittdarstellung längs der Schnittlinie 3-3 in F i g. 1, F i g. 4 eine Schnittdarstellung entsprechend der Linie 4-4 der F i g. 1.The foregoing features and other expediencies result in particular from the following description in the figures. From the figures means F i g. 1 shows a longitudinal section of a klystron amplifier tube according to the invention, F i g. FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along section line 2-2 of FIG G. 1, Fig. 3 shows a sectional view along the section line 3-3 in FIG. 1, F. i g. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG. 1.

Die erfindungsgemäße Anordnung besteht aus einem Mittelteil 1, der aus einem Metallblock besteht und eine Längsbohrung 2 besitzt, die einen ringscheibenförmigen Teil 3, der ein Driftrohr 4 trägt, aufnimmt. Das Driftrohr 4 ist mit Gittern 5 und 6 versehen. An gegenüberliegenden Wandungen des Mittelteiles 1 sind - axial versetzt - Blendenöffnungen 7 und 8 eingedreht.The arrangement according to the invention consists of a central part 1, which consists of a metal block and has a longitudinal bore 2 which receives an annular disk-shaped part 3 which carries a drift tube 4. The drift tube 4 is provided with grids 5 and 6. On opposite walls of the middle part 1 are - axially offset - screwed aperture openings 7 and 8.

Eine Anordnung 11 zur Erzeugung eines Elektronenstrahles umfaßt im wesentlichen eine konkave Kathode 14, eine Fokussierungselektrode 20 und eine Beschleunigungsanode 13. Mit 23 und 26 sind keramische Teile bezeichnet.An arrangement 11 for generating an electron beam essentially comprises a concave cathode 14, a focusing electrode 20 and an acceleration anode 13. With 23 and 26 ceramic parts are designated.

Die Anordnung 11 ist größtenteils von isolierendem Material 28, beispielsweise aus einem Silikon-Gummi bestehend, umschlossen. Die Anode 13 weist eine zylindrische Bohrung 29 auf und ist über das Teilstück 31 am Mittelteil 1 befestigt. Ein Gitter 33 ist parallel zum Gitter 5 an der Anode 13 befestigt und bildet zusammen mit diesem den Wechselwirkungsspalt 34' (F i g. 2) des eingangsseitigen inneren Hohlraumresonators 33'.The arrangement 11 is for the most part enclosed by insulating material 28, for example consisting of a silicone rubber. The anode 13 has a cylindrical bore 29 and is fastened to the central part 1 via the section 31. A grid 33 is attached to the anode 13 parallel to the grid 5 and together with it forms the interaction gap 34 '(FIG. 2) of the inner cavity resonator 33' on the input side.

Da die den Elektronenstrahl erzeugende Anordnung 11 mit dem Mittelteil 1 lediglich an der Peripherie des Anodenteilstücks 31 verbunden ist, ist es möglich, daß die Breite des Wechselwirkungsspaltes 34' durch Anwendung einer Axialkraft auf die Anordnung 11 nachträglich, d. h. nachdem die Röhre evakuiert worden ist, noch geändert, beispielsweise verringert werden kann, wobei dann das Teilstück 31, wie in F i g. 2 strichpunktiert angegeben, konvex ausgewölbt wird. Auf diese Weise kann der innere Hohlraumresonator 33' innerhalb des Abstandes C abgestimmt werden.Since the arrangement 11 generating the electron beam is connected to the central part 1 only at the periphery of the anode section 31, it is possible that the width of the interaction gap 34 'can be adjusted by applying an axial force to the arrangement 11 afterwards, ie after the tube has been evacuated, can still be changed, for example reduced, in which case the section 31, as in FIG. 2 indicated by dash-dotted lines, is convex. In this way, the inner cavity resonator 33 'can be tuned within the distance C.

Eine Auffangelektrode 35 ist mit dem anderen Ende des Mittelteiles 1 hart verlötet, und zwar längs der Peripherie des Endteiles 37. Der zylindrische Außenteil 38 der Auffangelektrode, an dem Kühlflügel 40 vorgesehen sind, ist mit dem Endteil 37 über einen Abschnitt 39 verbunden, welcher eine geringere Wandstärke besitzt. Ein Gitter 40' ist parallel zum Gitter 6 an dem inneren Ende der Auffangelektrode 35 vorgesehen und bildet zusammen mit diesem den Wechselwirkungsspalt 41' (F i g. 2) des ausgangsseitigen inneren Hohlraumresonators 41. Da die Auffangelektrode nur an ihrem Endteil 37 mit dem Mittelteil 1 verbunden ist, kann analog dem Wechselwirkungsspalt 34' die Breite des Wechselwirkungsspaltes 41' ebenfalls durch eine Axialkraft auf die Auffangelektrode 35 geändert werden. Die Axialkraft deformiert dabei den Endteil 37, so daß er beispielsweise eine konvexe Form annimmt (in F i g. 2 strichpunktiert eingezeichnet) und die Breite des Wechselwirkungsspaltes 41' verringert wird. Auf diese Weise kann eine Abstimmung des inneren Hohlraumresonators 41 bewirkt werden, nachdem die Röhre evakuiert worden ist.A collecting electrode 35 is brazed to the other end of the central part 1, namely along the periphery of the end part 37. The cylindrical outer part 38 of the collecting electrode, on which cooling blades 40 are provided, is connected to the end part 37 via a section 39, which is a has a smaller wall thickness. A grid 40 'is provided parallel to the grid 6 at the inner end of the collecting electrode 35 and together with this forms the interaction gap 41' (FIG. 2) of the inner cavity resonator 41 on the output side 1 is connected, the width of the interaction gap 41 'can also be changed by an axial force on the collecting electrode 35 analogously to the interaction gap 34'. The axial force deforms the end part 37 so that it assumes, for example, a convex shape (shown in phantom in FIG. 2) and the width of the interaction gap 41 'is reduced. In this way, tuning of the inner cavity resonator 41 can be effected after the tube has been evacuated.

Ein rohrförmiger Teil 42 ist quer zum Mittelteil 1 angeordnet und mit diesem fest verlötet. Er enthält einen topfförmigen metallischen Teil 43 ovalen Querschnitts, der beispielsweise aus Platin besteht und der eine rechteckige Blendenöffnung 44 besitzt, die mit einerwellendurchlässigenScheibe 45 vakuumdicht abgedeckt ist. Die Scheibe 54 kann aus Aluminiumoxyd-Keramik bestehen und mit dem topfförmigen Teil 43 verlötet sein. Der Teil 43 bildet mit dem Mittelteil 1 einen Zwischenhohlraum 45'. Ein Hohlleiterabschnitt 46 ist mit dem rohrförmigen Teil 42 fest verbunden und bildet einen äußeren Hohlraumresonator 47, welcher mit dem evakuierten inneren Hohlraumresonator 33' über den Zwischenhohlraum 45' fest gekoppelt ist. Zur Abstimmung ist im äußeren Hohlraumresonator 47 die Schraube 48 vorgesehen. Da die beiden Hohlraumresonatoren 47 und 33' fest miteinander gekoppelt sind, wirken sie wie ein einziger Resonator, so daß die Abstimmung des äußeren Hohlraumresonators 47 die Kombination der beiden Hohlraumresonatoren 47 und 33' abstimmt. Es ist daher ein Abstimmittel in Form einer üblichen Abstimmvorrichtung robuster Bauweise verwendbar. Da der Hohlraumresonator 47 nicht evakuiert ist, kann z. B. durch die Wandung des Hohlleiterabschnittes 46 eine übliche Schraube 48 eingeschraubt werden, die unter der Kraftwirkung einer durch eine Feder 50 und eine Kontermutter 51 vorgespannten Federanordnung steht. Da der innere Hohlraumresonator 33', abgesehen von den Abstimmaßnahmen während des Herstellvorganges, nicht abgestimmt wird, kann er von sehr robuster Bauart sein. Die Abstimmschraube 48 wird durch Gewindegänge 52 in dem Zylinderteil 49 gehalten. Ein ringförmiger Abschlußtei153 hat die Aufgabe, die Feder 50 in dem zylindrischen Teil 49 gespannt zu halten, so daß sich ein verhältnismäßig großer Widerstand gegen eine Verdrehung der Abstimmschraube 48 selbst bei erheblichen Erschütterungen ergibt.A tubular part 42 is arranged transversely to the central part 1 and firmly soldered to this. It contains a cup-shaped metallic part 43 oval Cross-section, which consists for example of platinum and which has a rectangular aperture 44, which is covered with a wave-permeable disk 45 in a vacuum-tight manner. The disc 54 can consist of aluminum oxide ceramic and with the cup-shaped Part 43 to be soldered. The part 43 forms an intermediate cavity with the central part 1 45 '. A waveguide section 46 is firmly connected to the tubular part 42 and forms an outer cavity resonator 47 which communicates with the evacuated inner Cavity resonator 33 'is fixedly coupled via the intermediate cavity 45'. To vote the screw 48 is provided in the outer cavity resonator 47. As the two cavity resonators 47 and 33 'are firmly coupled to each other, they act like a single resonator, so that the tuning of the outer cavity resonator 47 is the combination of the two Cavity resonators 47 and 33 'tunes. It is therefore a voting tool in the form of a usual tuning device of robust construction can be used. Because the cavity resonator 47 is not evacuated, z. B. through the wall of the waveguide section 46 a conventional screw 48 are screwed in, under the force of a is prestressed by a spring 50 and a lock nut 51 spring arrangement. Since the inner cavity resonator 33 ', apart from the tuning measures during the Manufacturing process, is not coordinated, it can be of a very robust design. The tuning screw 48 is held in the cylinder part 49 by threads 52. An annular terminating part 153 has the task of holding the spring 50 in the cylindrical To keep part 49 tense, so that there is a relatively large resistance to a rotation of the tuning screw 48 results even in the event of considerable vibrations.

An den Hohlleiterabschnitt 46 ist ein Flansch 54 hart angelötet, der eine bezüglich des Hohlleiterabschnittes 46 zentrale kreisrunde Öffnung 55 besitzt. Der Flansch 54 ist mit einem zweiten Flansch 56 verbunden, der eine ovale Öffnung 57 besitzt, die koaxial mit der Öffnung 55 des Flansches 54 liegt und als Anpassungslochblende wirkt. Der Flansch 56 besitzt dazu eine mit Gewinde versehene Bohrung, die eine Schraube 58 enthält, welche in die Blendenöffnung 57 eintaucht und durch eine Kontermutter 59 gesichert ist.A flange 54 is hard soldered to the waveguide section 46 and has a circular opening 55 which is central with respect to the waveguide section 46. The flange 54 is connected to a second flange 56 which has an oval opening 57 which is coaxial with the opening 55 of the flange 54 and which acts as an adjustment pinhole. For this purpose, the flange 56 has a threaded hole which contains a screw 58 which dips into the aperture 57 and is secured by a lock nut 59.

An dem ausgangsseitigen inneren Hohlraumresonator 41 ist eine entsprechende Kopplungsanordnung vorgesehen; einander entsprechende Teile sind durch entsprechende Bezugszeichen gekennzeichnet.A corresponding cavity resonator 41 is located on the output-side inner cavity resonator Coupling arrangement provided; Corresponding parts are replaced by corresponding Marked with reference symbols.

Die zu verstärkende Hochfrequenzenergie wird dem eingangsseitigen äußeren Hohlraumresonator 47 über die Kopplungsöffnungen 57 und 55 zugeführt und von dort durch die wellendurchlässige Scheibe 45 und die Blendenöffnung 44 in den inneren Hohlraumresonator 33' gekoppelt, wo an dem Wechselwirkungsspalt 34' das die Geschwindigkeitsmodulation des Elektronenstrahles bedingende Hochfrequenzfeld erzeugt wird. Beim Durchlaufen des Driftrohres 4 erfolgt dann in bekannter Weise der übergang in eine Dichtemodulation (Elektronenbündelung, Paketierung). Die Elektronenbündel geben dann beim Durchlaufen des Wechselwirkungsspaltes 41' die so verstärkte Hochfrequenzenergie an den inneren Hohlraumresonator 41 ab, von wo sie über den äußeren Hohlraumresonator 47" zu dem angeschlossenen Belastungskreis (nicht gezeigt) gelangt.The high-frequency energy to be amplified becomes the input-side outer cavity resonator 47 supplied via the coupling openings 57 and 55 and from there through the wave-permeable disc 45 and the aperture 44 into the inner cavity resonator 33 'coupled, where at the interaction gap 34' the The high-frequency field that causes the speed modulation of the electron beam is produced. When passing through the drift tube 4 then takes place in a known manner the transition to density modulation (electron bundling, bundling). The electron bundle then give the thus amplified high-frequency energy when passing through the interaction gap 41 ' to the inner cavity resonator 41, from where it passes through the outer cavity resonator 47 "reaches the connected load circuit (not shown).

Die erfindungsgemäßen Kopplungsanordnungen werden an zwei Stellen verwendet, nämlich erstens bei der Einkopplung der zu verstärkenden Hochfrequenzenergie von dem inneren Hohlraumresonator 47 in den inneren Hohlraumresonator 33' und zweitens bei der Auskopplung der verstärkten Hochfrequenzenergie von dem inneren HohIraumresonator 41 in den äußeren Hohlraumresonator 47". Die beiden Kopplungsanordnungen sind gleichartig ausgebildet und bestehen aus den topfförmigen Teilen 43 und 43" mit den rechteckigen BIendenöffnungen 44 und 44" und den wellendurchlässigen Scheiben 45 und 45". Infolge der günstigen Kopplung ergibt sich an dem ausgangsseitigen äußeren Hohlraumresonator 47" eine hohe Leistung. Es ließ sich eine Verstärkung von wenigstens 7,8 db in dem gesamten Frequenzbereich zwischen 9,4 bis 10 GHz erzielen. Es ist anzunehmen, daß diese hohe Verstärkung deshalb erreicht wurde, weil das elektrische Feld in den Wechselwirkungsspalten 34' und 41' sehr stark konzentriert ist und zusätzlich eine Aussonderung höherer unerwünschter Schwingungsformen erfolgt, die sonst durch höhere Harmonische des Elektronenstrahlstromes erregt würden.The coupling arrangements according to the invention are in two places used, namely firstly when coupling the high-frequency energy to be amplified from the inner cavity resonator 47 into the inner cavity resonator 33 'and second when decoupling the amplified high-frequency energy from the inner cavity resonator 41 into the outer cavity resonator 47 ". The two coupling arrangements are similar formed and consist of the cup-shaped parts 43 and 43 "with the rectangular End openings 44 and 44 "and the wave-permeable discs 45 and 45". As a result the favorable coupling results from the external cavity resonator on the output side 47 "a high performance. A gain of at least 7.8 db could be achieved in the achieve the entire frequency range between 9.4 to 10 GHz. It is assume that this high gain was achieved because the electrical Field in the interaction columns 34 'and 41' is very concentrated and in addition a separation of higher undesirable forms of oscillation takes place, which would otherwise be caused by higher harmonics of the electron beam current would be excited.

Einer praktischen Ausführungsform lagen die nachfolgenden Bemessungswerte zugrunde (vgl. F i g. 2): Der Abstand A von der inneren Fläche der wellendurchlässigen Scheibe 45" bis zur Blendenöffnung 8 in dem rohrförmigen Teil 1 betrug 2,54 mm ± 0,0125 mm. Die Dicke B der wellendurchlässigen Scheibe 45" betrug 1,07 mm -" 0,025 mm. Die Größe der rechteckigen Blendenöffnung 44" betrug 381 mm ± 0,025 mm zu 8,89 mm ± 0,25 mm. Als Material für die topfförmigen Teile 43 und 43" diente Platin. Wegen der ovalen Form derselben ergeben sich nämlich beträchtliche mechanische Spannungen an den Verbindungsstellen der topfförmigen Teile; um diese Spannungen herabzudrücken, ist das verhältnismäßig biegsame Platin gewählt worden, welches zudem einen Temperaturkoeffizienten besitzt, der dem der verwendenten Scheibenkeramik sehr nahe kommt. Optimale Wirkungsweise ergab sich bei Gleichheit der Wechselwirkungsspalte 34' und 41'. A practical embodiment was based on the following rated values (see FIG. 2): The distance A from the inner surface of the wave-permeable disk 45 "to the aperture 8 in the tubular part 1 was 2.54 mm ± 0.0125 mm. The thickness B of the wave-permeable disk 45 "was 1.07 mm -" 0.025 mm. The size of the rectangular aperture 44 " was 381 mm ± 0.025 mm to 8.89 mm ± 0.25 mm. Platinum was used as the material for the cup-shaped parts 43 and 43 ". Because of their oval shape, there are considerable mechanical stresses at the joints between the cup-shaped parts; of which the ceramic disc verwendenten comes very close. Optimum mode of action was found in case of equality of the interaction column 34 'and 41'.

Claims (6)

Patentansprüche: 1. Klystronverstärkerröhre, deren Eingangs-und Ausgangsresonator je aus einem innerhalb der Vakuumhülle liegenden, koaxial zur Röhrenachse (Elektronenstrahlachse) angeordneten Hohlraumresonator (innerer Hohlraumresonator) besteht, der einen in axialer Richtung einseitig nach innen vorspringenden, vom Elektronenstrahl durchsetzten rohrförmigen Teil aufweist und über einen außerhalb der Vakuumhülle liegenden, kapazitiv abstimmbaren Hohlraumresonator (äußerer Hohlraumresonator) von im wesentlichen rechteckigem oder leicht ovalem Querschnitt, der mit der Röhre starr verbunden und mit dem inneren Hohlraumresonator fest gekoppelt ist, an einen der Zu- bzw. Abführung der Hochfrequenzenergie dienenden Rechteckhohlleiter ankoppelbar ist. d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Ankopplung des äußeren Hohlraumresonators (47 bzw. 47") an den inneren Hohlraumresonator (33' bzw. 41) über einen Zwischenhohlraum (45' bzw. 45"i erfolgt, der nach innen zu von der Außenwand eines rohrförmigen metallischen Teiles (1) begrenzt wird, das die Wandung des inneren Hohlraumresonators (33' bzw. 41) mitbildet und mit einer zum inneren Hohlraumresonator (33' bzw. 41) führenden, vorzugsweise rechteckigen Blendenöffnung (7 bzw. 8) versehen ist, und nach außen zu von der Innenwand eines topfförmigen metallischen Teiles (43 bzw. 43") von vorzugsweise leicht ovaler Form, das mit seiner offenen Stirnseite an der vorgenannten Außenwand vakuumdicht befestigt ist und dessen Bodenteil eine zentral angeordnete, zum äußeren Hohlraumresonator (47 bzw. 47") führende, vorzugsweise ebenfalls rechteckige Blendenöffnung (44 bzw. 44") aufweist, die durch ein dielektrisches Fenster (45 bzw. 45") vakuumdicht abgeschlossen ist. Claims: 1. Klystron amplifier tube, the input and output resonator of which each consists of a cavity resonator (inner cavity resonator) located within the vacuum envelope and arranged coaxially to the tube axis (electron beam axis), which has a tubular part protruding inward on one side in the axial direction and penetrated by the electron beam and Via a capacitively tunable cavity resonator located outside the vacuum envelope (outer cavity resonator) of essentially rectangular or slightly oval cross-section, which is rigidly connected to the tube and firmly coupled to the inner cavity resonator, to a rectangular waveguide serving to supply or remove the high-frequency energy can be coupled. characterized in that the coupling of the outer cavity resonator (47 or 47 ") to the inner cavity resonator (33 'or 41) takes place via an intermediate cavity (45' or 45" i, which extends inwards from the outer wall of a tubular metallic part (1) which forms the wall of the inner cavity resonator (33 'or 41) and is provided with a preferably rectangular aperture (7 or 8) leading to the inner cavity resonator (33' or 41), and to the outside of the inner wall of a pot-shaped metallic part (43 or 43 ") of preferably slightly oval shape, which is attached vacuum-tight with its open end face to the aforementioned outer wall and whose bottom part has a centrally arranged, to the outer cavity resonator (47 or 47 ") leading, preferably also rectangular aperture (44 or 44"), which is closed vacuum-tight by a dielectric window (45 or 45 "). 2. Klystronverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das topfförmige metallische Teil (43 bzw. 43") in bezug auf die zum inneren Hohlraumresonator (33' bzw. 41) führende Blendenführung (7 bzw. 8) unsymmetrisch angeordnet ist. 2. Klystron amplifier tube according to claim 1, characterized in that the cup-shaped metallic part (43 or 43 ") is arranged asymmetrically with respect to the diaphragm guide (7 or 8) leading to the inner cavity resonator (33 'or 41). 3. Klystronverstärkerröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nach innen vorspringende rohrförmige Teil des eingangsseitigen inneren Hohlraumresonators (33') sich zur Kathode (14) hin, der nach innen vorspringende rohrförmige Teil des ausgangsseitigen inneren Hohlraumresonators (41) dagegen sich zur Auffangelektrode (35) hin erstreckt, und daß die zum ausgangsseitigen äußeren Hohlraumresonator(47") führende Blendenöffnung(44") in Höhe des ausgangsseitigen Wechselwirkungsspaltes (41') angeordnet ist, wogegen die zum eingangsseitigen äußeren Hohlraumresonator (47) führende Blendenöffnung(44) in bezug auf den eingangsseitigen Wechselwirkungsspalt (34') zur Auffangelektrode (35) hin versetzt angeordnet ist. 3. Klystron amplifier tube according to claim 1 or 2, characterized in that the inwardly projecting tubular part of the input-side inner cavity resonator (33 ') towards the cathode (14), the inwardly projecting tubular part of the output-side inner cavity resonator (41) against it extends towards the collecting electrode (35), and that the diaphragm opening (44 ") leading to the output-side outer cavity resonator (47") is arranged at the level of the output-side interaction gap (41 '), whereas the diaphragm opening (44 ") leading to the input-side outer cavity resonator (47) ) is arranged offset with respect to the input-side interaction gap (34 ') towards the collecting electrode (35). 4. Klystronverstärkerröhre nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das topfförmige metallische Teil (43 bzw. 43") aus einem Metall besteht, welches wenigstens annähernd den gleichen Temperaturkoeffizienten besitzt wie das dielektrische Fenster (45 bzw. 45"). 4. Klystron amplifier tube according to claim 1 or one of the following, characterized in that the cup-shaped metallic part (43 or 43 ") consists of a metal which has at least approximately the same temperature coefficient as the dielectric window (45 or 45"). 5. Klystronverstärkerröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das topfförmige metallische Teil (43 bzw. 43") aus Platin und das dielektrische Fenster (45 bzw. 45") aus Aluminiumoxyd-Keramik besteht. 5. Klystron amplifier tube according to claim 4, characterized characterized in that the cup-shaped metallic part (43 or 43 ") made of platinum and the dielectric window (45 or 45 ") consists of aluminum oxide ceramic. 6. Klystronverstärkerröhre nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Betriebsfrequenz von etwa 10 Ghz die (radial gesehen) Tiefe des Zwischenhohlraumes (45' bzw. 45"') etwa 2,5 mm und die Größe der zum äußeren Hohlraumresonator (47 bzw. 47") führenden rechteckigen Blendenöffnung (44 bzw. 44") etwa 3,8 X 8,8 mm beträgt. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 789 250, 2 798184.6. Klystron amplifier tube according to claim 1 or one of the following, characterized in that in one Operating frequency of about 10 Ghz the (viewed radially) depth of the intermediate cavity (45 'or 45 "') about 2.5 mm and the size of the to the outer cavity resonator (47 or 47 ") leading rectangular aperture (44 or 44") about 3.8 X 8.8 mm amounts to. References considered: U.S. Patents No. 2,789,250, 2 798184.
DEV15680A 1958-01-02 1958-12-27 Klystron amplifier tubes Pending DE1281041B (en)

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US1281041XA 1958-01-02 1958-01-02

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DE1281041B true DE1281041B (en) 1968-10-24

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ID=22433652

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DEV15680A Pending DE1281041B (en) 1958-01-02 1958-12-27 Klystron amplifier tubes

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2789250A (en) * 1952-07-30 1957-04-16 Varian Associates High frequency device
US2798184A (en) * 1955-08-18 1957-07-02 Varian Associates Electron tube apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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