Verfahren zur Herstellung einer Wanderfeldröhre mit einer durch Halterungsstäbe aus dielektrischem Material fixierten Verzögerungsleitung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Wanderfeldröhre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Eine Wanderfeldröhre mit einer innerhalb einer metallisierten Vakuumhülle der Röhre untergebrachten wendelartigen Verzögerungsleitung und einer Anzahl parallel zueinander längs Mantellinien der Leitung angeordneten Halterungsstäben, die im Innenquerschnitt der Vakuumhülle in ihrer Lage fixiert sind, ist aus der DE-A-1 937 704 bekannt.

[0003] Darüber hinaus geht aus der DE-A-2 137 795 ein Wanderfeldklystron und ein Verfahren zur Herstellung des Wanderfeldklystrons als bekannt hervor. In den Resonatorkammern sind zur Erzielung einer ausgedehnten Wechselwirkung mit dem Elektronenstrahl Verzögerungsstrukturen vorgesehen, wobei zumindest die Verzögerungswendeln der ausgangsseitigen Leitungskammern über an ihrem Umfang verteilte massive Isolierelemente guter Wärmeleitfähigkeit an in durchgehende Gewindebohrungen in den Kammerwänden eingesetzte Schrauben gelötet sind. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Wendel mit den daran angelöteten Isolierelementen mittels eines Zentrierdorns zur Achse der Resonatorkammer so zentriert, dass die Isolierelemente fluchtend zu den Achsen der Gewindebohrungen liegen, wobei in die Gewindebohrungen von aussen die Schrauben mit den eingesetzten Lotringen auf Anschlag mit den freien Enden der Isolierelemente eingeschraubt werden und an den Kontaktstellen Lotmaterial vorgesehen ist.

[0004] Da bei Wanderfeldröhren immer grössere Lei- . stungen gefordert werden, spielt auch das Problem der Wärmeableitung eine immer grössere Rolle.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weniger aufwendiges und einfach durchführbares Verfahren zur Herstellung einer Wanderfeldröhre zu schaffen, um bei dieser Röhre die in der Verzögerungsleitung auftretende Wärme optimal über die Halterungsstäbe auf die massive Vakuumhülle abzuleiten.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren zur Herstellung einer Wanderfeldröhre mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

[0007] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche 2 bis 6.

[0008] Die Erfindung weist folgende Vorteile auf:

[0009] In die Vakuumhülle werden Bohrungen eingebracht, und zwar z. B. durch Bohren, Stanzen, Funkenerosion oder Ätzen. Die in ihrem Durchmesser vorzugsweise auf die Ring- bzw. Wendelbreite abgestimmten Halterungsstäbe können direkt oder nachdem sie durch ein gut wärmeleitendes Material verlängert worden sind, in die Bohrungen gesteckt, bis auf Anschlag eingeschoben und mit Spanndraht befestigt in die Vakuumhülle eingelötet werden. Es wird eine optimale Wärmeableitung von der Verzögerungsleitung zur Vakuumhülle erreicht.

[0010] Die thermischen Ausdehnungsunterschiede zwischen den Halterungsstäben und der Vakuumhülle können, im Gegensatz zu bekannten Anordnungen mit längs zur Verzögerungsleitung verlaufenden Halterungsstäben, nicht wirksam werden. Ausserdem wird ein besserer Koppelwiderstand erreicht. Die Verzögerungsleitung kann als Wendel-, Ring-Steg- oder anderer Leitungsstruktur vorliegen.

[0011] Die optimale Wärmeableitung von der Verzögerungsleitung zur Vakuumhülle wird dadurch ermöglicht, dass zwischen Verzögerungsleitung und Halterungsstäben bzw. zwischen Halterungsstäben und Vakuumhülle eine einwandfreie Verbindung, vorzugsweise Lötverbindung, durchgeführt wird. Dies wird durch radial zur Verzögerungsleitung führende Halterungsstäbe (Isolierstäbe) erreicht (sogenannte Igeltechnik). Entsprechend der auftretenden Leistung kann eine Dreier- oder Vierer-Teilung gewählt werden.

[0012] Im einzelnen geschieht dies folgendermassen:

[0013] Die z. B. aus Kupfer bestehende Vakuumhülle (Mantelrohr) wird entsprechend der Leitungssteigung (z.B. Wendelsteigung) in einer Dreier- oder Vierer-Teilung durchbohrt. Der Bohrungsdurchmesser richtet sich nach dem Durchmesser der Halterungsstäbe oder deren Verlängerungen. Die Löcher können ausser durch Bohren auch durch andere Verfahren eingebracht werden, z. B. durch Stanzen, Funkenerosion oder Ätzen. Entsprechend der Steigung der Löcher wird dann entlang der Vakuumhülle eine Vertiefung (Rille) eingestochen.

[0014] Die Halterungsstäbe, die vorzugsweise aus Aluminiumoxid, Berylliumoxid oder Diamant bestehen, sind im Durchmesser auf die Ring- bzw. Wendelbreite der Verzögerungsleitung abgestimmt. Die Halterungsstäbe können direkt oder nachdem sie durch ein gut wärmeleitendes Material (z.B. Kupfer) verlängert werden, in die Vakuumhülle eingelötet werden. Die Halterungsstäbe werden auf beiden Seiten metallisiert. Dafür kann sowohl das Mo Mg Si-, das TiMoCu- oder beliebig anderes Metallisierungsverfahren angewandt werden. Auf die Metallisierung wird anschliessend z. B. ca. je 10µrn Kupfer und Gold bzw. Nickel und Gold aufgetragen, welches als Lot dient. Das Aufbringen dieser Schicht kann z. B. galvanisch, durch Sputtern oder ein anderes Verfahren erfolgen. Die Verzögerungsleitung selbst kann aus Wolfram, Molybdän oder Kupfer hergestellt sein. Sollte die Verzögerungsleitung aus Molybdän oder Wolfram bestehen, wird sie mit einer Kupferschicht überzogen.

[0015] Die Montage der Verzögerungsleitung erfolgt zweckmässig in einer Montage-Lötlehre. Bei der Montage steht die Vakuumhülle mit der zentrisch gehaltenen Verzögerungsleitung senkrecht. Dann werden die Halterungsstäbe bzw. die Halterungsstäbe mit Verlängerung in die Bohrungen der Vakuumhülle gesteckt. Werden alle Halterungsstäbe (Isolierstäbe) bis auf Leitungsanschlag geschoben, sollten sie ca. 0,1 mm über den Kerndurchmesser der Gewinderille des Mantelrohres (Vakuumhülle) stehen. Anschliessend wird am Anfang befestigter Spanndraht mit ca. 0,2 mm Durchmesser über die überstehenden Halterungsstäbe in die Gewinderille gewickelt. Verwendung findet ein vergoldeter bzw. verkupferter Draht, der einen hohen Schmelzpunkt und vor allem einen geringen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, d.h. vorzugsweise Molybdän oder Molybdän-Legierungen. Dabei ist auf die richtige Vorspannung des Drahtes zu achten. Wie am Anfang wird der Draht auch am Ende festgelegt. Entsprechend dem Spanndraht wird nun in die Rille ein Lotdraht gewickelt. Als Lot findet vorzugsweise Gold-Kupfer bzw. Gold-Nickel Verwendung. Das Lot zwischen Verzögerungsleitung und Halterungsstab bildet das zwischen den beiden Kupfer- bzw. Nickelschichten liegende Gold.

[0016] Nach der Montage von Anschlussflanschen sowie Ein- und Auskopplungen wird das ganze Gebilde im Lötofen auf ca. 960°C erhitzt. Durch die geringe Ausdehung des Spanndrahtes gegenüber der Verzögerungsleitung und den Halterungsstäben wird während des Lötprozesses das System zusammengehalten und die Lötung erfolgt unter einem bestimmten Druck. Bei richtiger Dimensionierung der Lotmenge bildet sich zwischen der Verzögerungsleitung und den Halterungsstäben eine leichte Lothohlkehle und am Mantelrohr werden die Halterungsstäbe innerhalb der Rille einschliesslich des Spanndrahtes mit Lot eingeschwemmt. Dieses vakuumdicht gelötete Mantelrohr stellt die Röhrenhülle, d.h. die Vakuumhülle, dar.

[0017] Werden Halterungsstäbe mit Verlängerungen verwendet, kann die Mantelhülle (Vakuumhülle) auf einen genauen Aussendurchmesser abgedreht werden. Dieses Leitungsrohr kann dann in ein dünnes Mantelrohr oder in eine Polschuh integrierte Leitungshülle eingeschrumpft bzw. eingelötet werden.

[0018] Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Teile, die nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung beitragen, sind in den Figuren unbezeichnet oder weggelassen.

[0019] Es zeigen:

Fig. 1 die Verzögerungsleitung der Wanderfeldröhre mit den radial angeordneten Halterungsstäben schematisch teilweise im Schnitt und

Fig. 2 eine wendelartige Verzögerungsleitung mit den radial angeordneten Halterungsstäben schematisch teilweise im Längsschnitt.

[0020] In Fig. 1 ist eine Verzögerungsleitung 1 dargestellt, die innerhalb einer massiven metallischen Vakuumhülle 3 angeordnet ist und von einer Anzahl dielektrischer Halterungsstäbe 2 längs der Mittelachse der Vakuumhülle 3 fixiert wird. Die Halterungsstäbe 2 verlaufen radial zur Verzögerungsleitung 1 und sind an dieser sowie an der Vakuumhülle 3 vorzugsweise durch Löten befestigt. Die Halterungsstäbe 2 sind dabei durch Bohrungen 4 in der Vakuumhülle hindurchgesteckt. Der Einfachheit halber sind in Fig. 1 vier Ausführungsformen der Ausbildung der Halterungsstäbe dargestellt. Ein einfacher Halterungsstab ist mit 2a bezeichnet. Mit 2b ist ein Halterungsstab mit metallischer Verlängerung (Koronaring) bezeichnet. 2c bezeichnet einen Halterungsstab, der stumpf verlängert ist, wobei die metallische Verlängerung einen grösseren Durchmesser aufweist. Bei der Ausführungsform des Halterungsstabes 2d hat die metallische Verlängerung den gleichen Durchmesser wie der Halterungsstab. Mit dem Bezugszeichen 5 ist der Spanndraht versehen, der beim Lötprozess verwendet wird.

[0021] Fig. 2 zeigt eine wendelförmige Verzögerungsleitung 1, die mit den radial angeordneten Halterungsstäben 2 fixiert wird. Die Halterungsstäbe 2, die in diesem Ausführungsbeispiel der Ausführungsform 2d nach Fig. 1 entsprechen, sind sowohl mit der Verzögerungsleitung 1 als auch mit der Vakuumhülle 3 verlötet. In der Vakuumhülle 3 sind zum Hindurchstecken und Verlöten der Halterungsstäbe 2 Bohrungen 4 vorgesehen. Der zum Lötprozess verwendete Spanndraht 5 ist in einer in der Vakuumhülle 3 vorgesehenen Rille um die Aussenenden der Haltestäbe 2 gewickelt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Wanderfeldröhre mit einer innerhalb einer massiven metallischen Vakuumhülle der Röhre angeordneten Verzögerungsleitung in Form einer Wendel- oder Ring-Steg-Leitung und einer Anzahl dielektrischer Halterungsstäbe, die radial zur Verzögerungsleitung verlaufend, diese längs der Mittelachse der Vakuumhülle fixieren und mit dieser verlötet werden, wobei die Vakuumhülle (3) zur Aufnahme der Halterungsstäbe (2) mit durchgehenden Bohrungen (4) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungsstäbe (2) bis auf Anschlag durch die Bohrungen (4) mit ihren Innenenden gegen die zentrisch gehaltene Leitung (1) geschoben werden, und dass ein Spanndraht (5) und ein Lotdraht über die Aussenenden der Halterungsstäbe (2) und die Vakuumhülle (3) gewickelt werden, so dass der Spanndraht einen radialen Druck auf die Halterungsstäbe ausübt, und dass anschliessend das ganze Gebilde in einem Lötofen erhitzt wird, wobei die Halterungsstäbe (2) mit der Vakuumhülle (3) verlötet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungsstäbe (2) aus Berylliumoxid, Aluminiumoxid oder Diamant bestehen und auf ihren beiden Stirnseiten metallisiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Spanndraht (5) ein vergoldeter Draht aus einem Material mit hohem Schmelzpunkt und geringem Ausdehnungskoeffizienten verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumhülle (3) entsprechend der Steigung der Verzögerungsleitung (1) in Dreier- oder Vierer-Teilung mit durchgehenden Bohrungen (4) versehen wird, in die die Halterungsstäbe (2) eingefügt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Halterungsstäbe (2) der Ring- bzw. Wendelbreite der Verzögerungsleitung (1) entspricht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Aussenmantelfläche der Vakuumhülle (3) entsprechend der Steigung der Verzögerungsleitung (1) zur Aufnahme des Spanndrahtes (5) eine gewinderillenförmige Vertiefung eingestochen wird.

Claims

1. A method of producing a travelling wave tube comprising a delay line with a sturdy vacuum-tight metal sleeve, with a helical or ring-flange line, and a number of dielectric support rods which extend radially in relation to the delay line, fix the delay line along the central axis of the vacuum-tight sleeve and are soldered thereto, the vacuum-tight sleeve (3) serving to accommodate the support rods (2) in throughgoing bores (4), characterised in that the support rods (2) have their inner ends pushed through the bores (4) towards the centrally-supported line (1) until they bear against the line, that a tension wire (5) and a soldering wire are wound over the outer ends of the support rods (2) and the vacuum-tight sleeve (3) so that the tension wire exerts a radial pressure on the support rods, and that then the entire structure is heated in a soldering furnace, whereby the support rods (2) are soldered to the vacuum-tight sleeve (3).

2. A method as claimed in Claim 1, characterised in that the support rods (2) consist of beryllium oxide, aluminium oxide or diamond, and are metallised at their two end faces.

3. A method as claimed in Claims 1 or 2, characterised in that the tension wire (5) consists of a gold-plated wire made of a material having a high melting point and a low expansion coefficient.

4. A method as claimed in one of Claims 1 to 3, characterised in that in accordance with the gradient of the delay line (1) the vacuum-tight sleeve (3) is provided with throughgoing bores (4) in triple or quadruple spacing into which the support rods (2) are inserted.

5. A method as claimed in one of Claims 1 to 4, characterised in that the diameter of the support rods (2) corresponds to the width of the rings or helix of the delay line (1).

6. A method as claimed in one of Claims 1 to 5, characterised in that a threaded-groove recess is punched into the outer surface of the vacuum-tight sleeve (3) in accordance with the gradient of the delay line (1) for the accommodation of the tension wire (5).

Revendications

1. Procédé pour la fabrication d'un tube à ondes progressives, comprenant une ligne à retard disposée à l'intérieur d'une enveloppe à vide métallique massive du tube, sous forme d'une ligne hélicoïdale ou en anneaux reliés par des entretoises, de même qu'un certain nombre de barreaux diélectriques de maintien qui, en étant orientés radialement par rapport à la ligne à retard, fixent la ligne sur l'axe de l'enveloppe à vide, les barreaux étant brasés à la ligne, l'enveloppe à vide (3) étant pourvue de trous (4) traversants pour la réception des barreaux de maintien (2), caractérisé en ce que l'on enfile les barreaux de maintien (2) dans les trous (4), jusqu'à ce qu'ils viennent buter par leurs extrémités intérieures contre la ligne (1), maintenue centrée, que l'on enroule un fil de serrage (5) et un fil de brasure sur les extrémités extérieures des barreaux de maintien (2) et autour de l'enveloppe à vide (3), de manière que le fil de serrage exerce une pression radiale sur les barreaux de maintien et que, ensuite, on chauffe l'ensemble dans un four à braser, ce qui produit le brasage des barreaux de maintien (2) à l'enveloppe à vide (3).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les barreaux de maintien (2) sont en oxyde de béryllium, oxyde d'aluminium ou diamant et sont métallisés sur leurs deux faces d'extrémités.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on utilise, en tant que fil de serrage (5), un fil doré d'un matériau à haut point de fusion et faible coefficient de dilatation thermique.

4. Procédé selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on forme des trous traversants (4) dans l'enveloppe à vide (3) selon le pas de la ligne à retard (1), trous dans lesquels on introduit les barreaux de maintien (2), à raison de trois ou quatre trous répartis circonférentielle- ment par spire ou par anneau de la ligne à retard.

5. Procédé selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le diamètre des barreaux de maintien (2) correspond à la largeur des anneaux ou de l'hélice de la ligne à retard (1).

6. Procédé selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on forme, par défonçage, un creux sous forme d'une rainure hélicoïdale dans la surface latérale extérieure de l'enveloppe à vide (3), suivant le pas de la ligne à retard (1), en vue de la réception du fil de serrage (5).

Zeichnung