DE1541025B1

DE1541025B1 - Klystron

Info

Publication number: DE1541025B1
Application number: DE19661541025
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Schmidt
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1966-12-09
Filing date: 1966-12-09
Publication date: 1970-06-18
Also published as: BE707691A; AT282005B; CH477757A; GB1189640A; NL6716505A; US3509413A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Klystron, ins- liegenden Stirnfläche des Hohlraumresonators derbesondere Hochleistungsklystron für Fernsehsender, artig dicht gegenüberliegt, daß die durch die Absatzunter anderem bestehend aus je einer in einen ausgestaltung der Innenwandung verursachte indukevakuierten Klystronkammerraum mündenden Spalt- tive Änderung im Hohlraumresonator durch die zu- und Triftelektrode, die axial zueinander ausgerichtet 5 sätzliche kapazitive Belastung wieder aufgehoben sind, von denen mindestens eine in den evakuierten wird. Auch aus dieser Literaturstelle konnte keine Klystronkammerraum hineinragt und die zwischen Lösung der Aufgabe, wie oben genannt, entnommen ihren in den Klystronkammerraum mündenden bzw. werden.The invention relates to a klystron, in particular an end face of the cavity resonator High-performance klystron for television stations, nicely opposed to the fact that the through the paragraph below others consisting of one induced evacuated in a configuration of the inner wall Cleavage change in the cavity resonator opening into the klystron chamber due to the and drift electrode, which are axially aligned with one another, lifted the additional capacitive load are, of which at least one is in the evacuated. Neither could there be any from this reference Klystronkammerraum protrudes and the between solution of the problem, as mentioned above, removed their opening into the klystron chamber space.

in diesem liegenden Enden einen sogenannten Die Erfindung gibt dagegen eine Lösung der Auf-HF-Spalt bilden, ίο gäbe durch Maßnahmen an, durch die nur eine Bekanntlich besteht ein Klystron z. B. aus min- unerhebliche Volumenänderung des evakuierten destens zwei Klystronkammern, an die z. B. über Klystronkammerraumes notwendig ist. Sie schafft Elektroden auf dem einen Ende ein Elektronenstrahl- also eine Anordnung, die bei gleichen Elektrodenerzeugungssystem und auf dem anderen Ende ein abständen im evakuierten Klystronkammerraum Kollektor angeordnet sind. Die Klystronkammer 15 einen größeren Frequenzdurchstimmbereich und selbst besteht z. B. aus einem evakuierten Klystron- größere Güte des Klystrons ergibt und ist dadurch kammerraum, in den die Elektroden, z. B. Trift- oder gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden auch Spaltelektroden genannt, hineinragen. von einer induktiv wirkenden Verlängerungselektrode Diese Elektroden sind axial zueinander ausgerich- umgeben ist, deren Durchmesser und Höhe klein tet und derart angeordnet, daß zwischen ihnen in 20 gegen die axiale Klystronkammerabmessung ist. dem evakuierten Klystronkammerraum ein mehr oder Dabei kann die Verlängerungselektrode aus dem weniger großer Spalt, als HF-Spalt oder Wechsel- gleichen Werkstoff wie die von ihr umgebene Elekwirkungsraum bezeichnet, verbleibt. Um diesen eva- trode bestehen oder auch einseitig an einem Klystronkuierten Klystronkammerraum erstrecken sich nicht flansch befestigt sein. Die Verlängerungselektrode evakuierte Klystronkammerräume, in denen auch 25 kann auch als den Klystronflansch gleichzeitig durch-Teile zur Abstimmung der Klystronkammer angeord- setzender(e) Polschuh(e) ausgebildet sein. Dieser(e) net sein können. Polschuh(e) ist (sind) aus Weicheisen, also aus einem Der Frequenzdurchstimmbereich und die Güte anderen Werkstoff wie die Trift-und Spaltelektrode, einer derartigen Klystronkammer, bestehend also Er (sie) dienen dazu, dem magnetischen Feld in der unter anderem aus dem evakuierten und dem oder 30 Klystronkammer eine besondere Richtung zu geben, den nicht evakuierten Klystronkammerräumen, sind In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die abhängig von der Größe der wirksamen Spalt- Ausdehnung der Verlängerungselektrode in axialer kapazität, mit der die Klystronkammer belastet ist. Richtung größer als in radialer Richtung sein. Bei kleiner Belastung durch die wirksame Spalt- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der kapazität sind Güte und Frequenzdurchstimmbereich 35 Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher der Klystronkammer groß. Eine Vergrößerung des beschrieben.in this lying ends a so-called The invention, however, gives a solution to the on-HF gap form, ίο would indicate through action through which only one As is known, there is a klystron z. B. from min- insignificant volume change of the evacuated at least two klystron chambers to which z. B. is necessary via the klystron chamber. She creates Electrodes on one end of an electron beam - an arrangement that uses the same electrode generation system and on the other end a gap in the evacuated klystron chamber Collector are arranged. The klystron chamber 15 has a larger frequency tuning range and even consists z. B. from an evacuated klystron results in greater quality of the klystron and is thereby chamber space in which the electrodes, e.g. B. Trift- or characterized in that at least one of the electrodes also called slit electrodes, protrude. from an inductive extension electrode These electrodes are axially aligned with one another and their diameter and height are small tet and arranged so that between them in 20 is against the axial dimension of the klystron chamber. the evacuated klystron chamber space a more or The extension electrode from the less large gap than HF gap or alternately the same material as the electrical space it surrounds referred to, remains. To this evatrode exist or also on one side of a klystronkuierten The klystron chamber does not extend to be flange-mounted. The extension electrode evacuated klystron chambers, in which also 25 can also be used as the klystron flange at the same time through-parts Pole shoe (s) arranged to coordinate the klystron chamber be designed. This can be net. Pole shoe (s) is (are) made of soft iron, i.e. made of a different material such as the drift and gap electrodes, Such a klystron chamber, consisting thus He (they) serve to control the magnetic field in the among other things to give a special direction from the evacuated and the or 30 klystron chamber, the non-evacuated klystron chamber spaces are. In a further embodiment of the invention, the depending on the size of the effective gap expansion of the extension electrode in the axial direction capacity with which the klystron chamber is loaded. Direction to be greater than in the radial direction. With a small load by the effective gap- An embodiment of the invention is in the capacity, quality and frequency tuning range are shown in the drawing and are explained in more detail below the klystron chamber large. An enlargement of the described.

HF-Spaltes durch Abstandsvergrößerung der Trift- In der Figur ist mit 1 eine Spaltelektrode und mit oder Spaltelektroden im evakuierten Klystron- 2 eine Triftelektrode bezeichnet, die durch die bekammerraum ergibt eine Verkleinerung der wirk- treffenden Klystronflansche 3 und 4 hindurchragen samen Spaltkapazität und damit eine geringere Be- 40 und zueinander axial ausgerichtet sind. Die Klystronlastung der Klystronkammer. Eine Abstandvergröße- flansche 3 und 4 sind gegeneinander durch z. B. ein rung der Elektroden führt jedoch infolge der dann Keramikrohr 5 isoliert und über dieses miteinander ansteigenden Kopplungsverluste zu einem erheb- fest verbunden. Der evakuierte Klystronkammerraum liehen Abfall der Leistungsverstärkung und des Wir- ist mit 6 bezeichnet. In diesen evakuierten Klystronkungsgrades des Klystrons. . 45 kammerraum 6 ragen die Enden 7 der Spaltelektrode 1 Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Belastung und 8 der Triftelektrode 2 hinein und bilden zwider Klystronkammer durch die wirksame Spalt- sehen sich einen HF-Spalt 9. Je größer der Abstand kapazität herabzusetzen und damit auch die wirk- der Enden 7 und 8 voneinander ist, desto größer same Spaltkapazität selbst zu verkleinern, ohne den ist der HF-Spalt und auch der Frequenzdurchstimm-Abstand der Elektroden im evakuierten Klystron- 50 bereich des Klystrons, aber desto kleiner sind auch kammerraum zu vergrößern. dann der Wirkungsgrad und die LeistungsverstärkungHF gap by increasing the distance between the drifts. In the figure, 1 is a gap electrode and 1 is a gap electrode or slit electrodes in the evacuated klystron- 2 denotes a drift electrode that passes through the chamber space results in a reduction in size of the effective klystron flanges 3 and 4 protruding through seed gap capacity and thus a lower loading 40 and are axially aligned with one another. The klystron load the klystron chamber. A distance enlarging flanges 3 and 4 are mutually arranged by z. B. a tion of the electrodes, however, as a result of the then ceramic tube 5 is isolated and over this with each other increasing coupling losses to a substantial- firmly connected. The evacuated klystron chamber lent drop in power gain and we are denoted by 6. In these evacuated degrees of clystration of the klystron. . 45 chamber space 6, the ends 7 of the gap electrode 1 protrude The object of the invention is therefore to insert the load 8 and 8 of the drift electrode 2 and form both Klystron chamber through the effective gap- see an HF gap 9. The greater the distance Reduce the capacity and thus also the effective ends 7 and 8 of each other, the greater the same gap capacity itself, without which is the HF gap and also the frequency tuning distance of the electrodes in the evacuated klystron area of the klystron, but also the smaller to enlarge chamber space. then the efficiency and the power gain

Diese Aufgabe ist jedoch nicht dadurch lösbar, des Klystrons.However, this task cannot be solved by using the klystron.

daß, wie z. B. aus der USA.-Patentschrift 2 480 462 Nach der Erfindung kann die eine Spaltelektrode 1that, such as B. from US Pat. No. 2,480,462. According to the invention, the one gap electrode 1

zur Fequenzänderung eines Magnetronoszillators mit einer Verlängerungselektrode 10 und auch diefor changing the frequency of a magnetron oscillator with an extension electrode 10 and also the

oder für Reflexklystrone aus der USA.-Patentschrift 55 Triftelektrode 2 mit der Verlängerungselektröde 10or for reflex klystrons from US Pat. No. 55, trift electrode 2 with extension electrode 10

2 815 467 bekannt ist, in den oder die Kammerräume umgeben sein.2 815 467 is known to be surrounded in the chamber or chambers.

Teile zur Volumenändertmg des Schwingungsraumes Diese Verlängerungselektrode ist bei ringförmigerParts for changing the volume of the oscillation space This extension electrode is ring-shaped

eingebracht werden, weil durch diese bekannten Ausbildung der Spalt- und Triftelektrode 1 und 2be introduced because this known design of the gap and drift electrodes 1 and 2

Maßnahmen zwar die Frequenz geändert, aber nicht ringförmig ausgestaltet und, wie in der Figur dar-Measures changed the frequency, but not designed in a ring and, as shown in the figure

<äie Güte und der Frequenzdurchstimmbereich der 60 gestellt, mit den Elektroden 1 und 2 und denThe quality and the frequency tuning range of the 60 are set, with electrodes 1 and 2 and the

Klystronkammer bei gleichbleibenden Kopplungs- Klystronflanschen 3 und 4 verbunden,Klystron chamber connected with constant coupling klystron flanges 3 and 4,

eigenschaften im HF-Spalt bzw. Wechselwirkungs- Bei gegebenem HF-Spalt 9 wird nach der Erfin-properties in the HF gap or interaction With a given HF gap 9, according to the invention

raum vergrößert werden können. dung durch Einfügung mindestens einer Verlange-space can be enlarged. by inserting at least one request

Es ist weiterhin andererseits ein Reflexklystron rungselektrode 10 der FrequenzdurchstimmbereichOn the other hand, it is also a reflex klystron electrode 10 of the frequency tuning range

bekannt, in deren Hohlraumresonator auf Grund 65 der Klystronkammer wesentlich erhöht, weil nämlichknown, in whose cavity resonator due to 65 the klystron chamber increased significantly, because namely

der Konstruktion der Elektronenkanone die innere durch die Vergrößerung der Spaltelektrodeninduk-the construction of the electron gun increases the

Wandung einen Absatz aufweist. Dieser Absatz bil- tivität, die einer elektrischen Verlängerung der Spalt-Wall has a paragraph. This paragraph bil-

det eine ringförmige Stirnfläche, die der gegenüber- elektrode entspricht, durch diese Verlängerungs-det an annular end face, which corresponds to the opposite electrode, through this extension

elektroden 10 die wirksame Spaltkapazität, mit der die Klystronkammer belastet wird, herabgesetzt wird. Im Ersatzschaltbild ist die gesamte Klystronkammer, also der evakuierte Klystronkammerraum und der bzw. die an diesen angeschlossene(n) nicht evakuierte(n) Klystronkammerraum(räume), mit der Spaltkapazität belastet, die in Reihe mit der Induktivität der Spaltelektroden, also hier der Spaltelektrode 1 und der Triftelektrode 2, liegt.electrodes 10 the effective gap capacity with which the klystron chamber is loaded, is reduced. The equivalent circuit diagram shows the entire klystron chamber, i.e. the evacuated klystron chamber and the or The non-evacuated klystron chamber space (s) connected to this (s), with the fissure capacity loaded in series with the inductance of the gap electrodes, so here the gap electrode 1 and the Drift electrode 2, lies.

Die Verlängerungselektroden 10 können auch die äußersten Enden der Polschuhe eines Magnetsystems darstellen, die in den evakuierten Klystronkammerraum hineinragen und das Magnetfeld in dem evakuierten Klystronkammerraum in der gewünschten Weise formen.The extension electrodes 10 can also be the outermost ends of the pole pieces of a magnet system represent, which protrude into the evacuated klystron chamber space and the magnetic field in the evacuated Shape the klystron chamber in the desired manner.

Claims

Patent claims:

1. Klystron, especially high-performance klystron for television broadcasters, consisting of, among other things from one split and one drift electrode each opening into an evacuated klystron chamber, which are axially aligned with each other, of which at least one in the evacuated Klystron chamber space protrudes and the one between them into the evacuated klystron chamber space opening ends or ends in this form a so-called HF gap, thereby characterized in that at least one of the electrodes (1, 2) by an inductively acting Extension electrode (10) is surrounded, the diameter and height of which is small compared to the axial Klystron chamber dimension is.

2. Klystron according to claim 1, characterized in that the extension electrode (10) consists of the same material as the electrode (1, 2) it surrounds.

3. Klystron according to one or both of the preceding claims, characterized in that that the extension electrode (10) is attached on one side to a klystron flange (3, 4).

4. Klystron according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the extension electrode (10) at the same time as the klystron flange (3, 4) penetrating ^) Pole shoe (s) is (are) formed.

5. Klystron according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the expansion of the extension electrode (10) in the axial direction is greater than in the radial direction Direction is.

1 sheet of COPY drawings