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Mikrowellenumschalter
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25 von Viertelwellenlänge in einen Hohlleiter 27 von voller Höhe über. Der Anschlusshohlleiter 4 ist nach dem Schaltraum mittels eines doppeltgeknickten rechteckigen Knies 29 und eines Absatzes 26 von Viertelwellenlänge an einen Hohlleiter 28 von voller Höhe angeschlossen. Die Achse des Abschnittes 27 von voller Höhe des Anschlusshohlleiters 3 fällt mit der Achse des gemeinsamen Hohlleiters 1 zusammen, während der Abschnitt 28 von voller Höhe des Anschlusshohlleiters 4 zur Achse des gemeinsamen Hohlleiters 1 senkrecht liegt.
Die Umschaltung wird durch in Reihen angeordnete Schaltstäbe 5 und 6 bzw. 7 und 8 bewirkt. Bei der dargestellten Lage des Umschalters sind die Schaltstäbe 5 und 6 in den Raum des Anschlusshohlleiters 4 eingeschoben, während die Schaltstäbe 7 und 8 aus dem Raum des Anschlusshohlleiters 3 herausgezogen sind. Demgemäss ist der Anschlusshohlleiter 3 eingeschaltet und der Anschlusshohlleiter 4 ausgeschaltet.
Es muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass zwischen den in den Hohlleiterraum eingeschobenen Schaltstäben und der Metalltrennplatte 2 bzw. der Breitseite des Hohlleiters ein guter Kontakt vorhanden sei. Um zwischen den Schaltstäben und der Metalltrennplatte 2 einen guten Kontakt zu gewährleisten, sind auf der Metalltrennplatte 2 Kontaktzapfen 9 und 10 bzw. 11 und 12 angebracht, wobei die Schaltstäbe in aufgeschlitzten Hülsen auslaufen. Beim Einschieben der Schaltstäbe in den Hohlleiterraum dringen die Kontaktzapfen in die Hülsen ein und ergeben einen guten Kontakt. Die andern ebenfalls aufgespalteten Enden der Schaltstäbe stehen ebenfalls in elastischer Berührung mit der Hohlleiterwand. Ist der Kontakt an den Enden der Schaltstäbe nicht gut, so wird die Dämpfung in der Richtung des ausgeschalteten Anschlusshohlleiters nicht genügend hoch sein.
Nach Herausziehen der Schaltstäbe bleiben in der Hohlleiterwand geringe Bohrungen zurück. Sowohl diese, wie auch die Kontaktzapfen rufen im eingeschalteten Anschlusshohlleiter nur eine unerhebliche Reflexion hervor. Es muss aber darauf geachtet werden, dass über diese Bohrungen keine Energie aus den Hohlleitern in den Umgebungsraum entweicht. Um dies zu verhindern, setzen sich die in der Hohlraumwand befindlichen Bohrungen in kleinen Rohren 13 und 14 bzw. 15 und 16 fort. Die Schaltstäbe des einzuschaltenden Anschlusshohlleiters müssen nicht nur aus dem Hohlleiterraum, sondern auch aus den Bohrungen und zum Teil auch aus den Rohren 13 - 16 herausgezogen werden.
Auf diese Weise wirken die Bohrungen und die kleinen Rohre an der Hohlleiterwand als Dämpfer unterhalb der Grenzfrequenz, die verhindern, dass eine erhebliche Energie in den Umgebungsraum entweicht.
Auf der Breitseite des Hohlleiters können in den zur Hohlleiterachse senkrechten Ebenen in je einer Reihe mehrere Schaltstäbe angeordnet und eine Anzahl derartiger Stabreihen verwendet werden, damit eine entsprechende Dämpfung der Mikrowellen in Richtung des ausgeschalteten Anschlusshohlleiters erreicht wird. Bestehen der Dämpfung gegenüber geringe Forderungen, so kann auch die Anzahl der Schaltstäbe gering sein. Es wird Fälle geben, wo selbst ein einziger Schaltstab genügt. Wenn dagegen eine starke Dämpfung erforderlich ist, müssen mehrere Schaltstäbe vorgesehen werden. Es ist aber nicht zweckmässig, die Anzahl der in derselben Reihe vorgesehenen Schaltstäbe über drei zu steigern. Vielmehr soll dann die Anzahl der Stabreihen erhöht werden. Auf diese Weise kann somit eine gleichsam beliebige Dämpfung erreicht werden.
Zwei dreigliedrige Stabreihen bewirken z. B. eine Dämpfung von mehr als 60 dB.
Im eingeschalteten Zustand werden die Anschlusshohlleiter 3 bzw. 4 mittels Transformatoren 17 bzw.
18 von Viertelwellenlänge und in Reihe angeordneter Anpassstäbe 19 bzw. 20 an den gemeinsamen Hohlleiter l angepasst. Die Anpasselemente sind im Schaltraum zwischen den Reihen von Schaltstäben angeordnet, wodurch die Baulänge des Mikrowellenumschalters erheblich verringert wird. Die Transformatoren 17 und 18 von Viertelwellenlänge sind verschiebbar eingebaut, damit die zur Anpassung erforderliche Lage eingestellt werden kann. In den mit den Transformatoren 17 bzw. 18 versehenen Abschnitten der Anschlusshohlleiter 3 bzw. 4 ist deren Höhe um etwa 30 % kleiner als vor und nach diesen Abschnitten. Die der Verzweigungsstelle zugekehrten Enden der Transformatoren 17 und 18 liegen von dieser Stelle annähernd in einem Abstand von annähernd Viertelwellenlänge.
Auf diese Weise werden die Wellenwiderstände der Anschlusshohlleiter von halber Höhe durch die Transformatoren 17 und 18 von Viertelwel- lenlänge derart umgewandelt, dass an der Verzweigungsstelle die umgewandelten Impedanzen mit dem Wellenwiderstand des gemeinsamen Hohlleiters übereinstimmen. Selbst dann wird aber eine gute Anpassung durch andere Effekte, die Reflexion verursachen, gehindert.
Einerseits kann die erste Reihe von den jeweils andern Anschlusshohlleiter von halber Höhe ausschal - tenden Schaltstäben nicht genau an die Verzweigungsstelle gelegt werden, so dass die Impedanz des ausgeschalteten Hohlleiters an der Verzweigungsstelle nicht auf Null sinkt, wie dies erforderlich wäre. Eine Reflexion wird anderseits auch durch Sprungkapazitäten verursacht. Zur Behebung dieser beiden letztgenannten Reflexionsquellen dienen die in Reihe angeordneten Anpassstäbe 19 und 20. Diese Stabreihen be-
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stehen aus je zwei verschiedenen Stäben. Der eine Anpassstab ist fest angeordnet und verbindet die beiden Breitseiten des Hohlleiters, während der andere Anpassstab nur zum Teil in den Hohlleiterraum eindringt, wobei die Eindringtiefe veränderlich ist.
Die Anpassung des Umschalters ist stark frequenzabhängig, so dass eine gute Anpassung nur in einem engen Bereich von + 1 go der gewählten Frequenz erreicht werden kann.
Der Abstand zwischen den Reihen von Schaltstäben 5 und 6 bzw. 7 und 8 beträgt ungefähr einen dreiviertel Teil der Wellenlänge, da die durch die Schaltstäbe erreichbare Dämpfung dann am wirksamsten ist. Die Stabreihen sind auf die Tragplatten 21 bzw. 22 ausgebildeten Halterungen befestigt, wobei zwecks Vermeidung von Überbestimmtheit die Befestigung elastisch ausgeführt ist. Ausserhalb des Hohlleiters sind die Tragplatten 21 und 22 miteinander starr verbunden, so dass die Schaltstäbe durch einen einzigen Stab betätigt werden können. Dieser Stab wird durch einen kleinen Elektromagneten bewegt.
Weder die Art der Verbindung, noch der Betätigungsstab und der Elektromagnet sind in der Zeichnung dargestellt.
Durch den Abschluss des auszuschaltenden Anschlusshohlleiters mit den Stäben wird im eingeschalteten Anschlusshohlleiter kein Verlust hervorgerufen, da die Energie durch die Stäbe zur Gänze reflektiert wird. Anderseits wird durch die Schaltstäbe auch die aus der Richtung des ausgeschalteten Anschlusshohlleiters kommende Energie zur Gänze reflektiert. Dies bedeutet, dass der ausgeschaltete Anschlusshohlleiter nicht angepasst abgeschlossen ist, was in manchen Fällen nachteilig sein kann.
Um dies zu vermeiden, wird zweckmässig das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 verwendet. Hier dienen Abschlussstäbe 23 bzw. 24 zum annähernd angepassten Abschliessen des ausgeschalteten Anschlusshohlleiters. Die Abschlussstäbe 23. und 24 bestehen aus Mikrowellendämpfungsmaterial, wobei sie in den Hohlleiter eingetaucht den überwiegenden Teil der Energie verzehren (absorbieren). Die Eintauchtiefe der Abschlussstäbe 23 und 24 ist veränderlich, wodurch eine geeignete Anpassung erreicht werden kann.
Durch Erhöhung ihrer Anzahl kann die Passung weiter gefördert werden.
Der oben in Einzelheiten beschriebene Mikrowellenumschalter hat ausser Behebung der Unzulänglichkeiten der bekannten Vorrichtungen ähnlicher Art verschiedene Vorteile. Die Hohlleiterverzweigung von halber Höhe verringert wesentlich die Abmessungen und die Verstellungslänge der Schaltstäbe. Durch Verringerung des Verstellungsbereiches ist es möglich, einen Elektromagneten von verhältnismässig ge- ringeren Abmessungen und geringerer Leistung zum Betätigen der Schaltstäbe zu verwenden, wobei auch die Umschaltdauer verringert wird.
Durch geeignete Wahl der Stabzahl kann in der Richtung des ausgeschalteten Hohlleiters eine beliebige Dämpfung erreicht werdenJm eingeschalteten Hohlleiter bewirkt das Herausziehen der Schaltstäbe keine wesentlichen Reflexionen, da in der Hohlleiterwand nur geringe Bohrungen erforderlich sind, um die Schaltstäbe herausziehen zu können. Die Elemente, durch welche die Anschlusshohlleiter an den gemeinsamen Hohlleiter angepasst werden, sind im Raum zwischen den Schaltstäben angeordnet, wodurch die Baulänge des Mikrowellenumschalters beträchtlich abnimmt. Der Abschluss des ausgeschalteten Anschlusshohlleiters kann durch verlustreiche Abschlussstäbe gewährleistet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mikrowellenumschalter zum abwechselnden Anschliessen von zwei Anschlusshohlleitern an einen gemeinsamen Hohlleiter an einer Verzweigungsstelle eines Mikrowellenhohlleiters von rechteckigem Querschnitt, wobei die Umschaltung mittels Metallstäben erfolgt, die in den Innenraum des Hohlleiters geschoben und aus diesem herausgezogen werden können, dadurcH gekennzeichnet, dass der gemeinsame Hohlleiter (1) zwecks Bildung einer Hohlleiterverzweigung durch eine Metalltrennplatte (2), die zu den breiten Seitenwänden des gemeinsamen Hohlleiters parallel liegt und entlang der Mittellinien der schmalen Seitenwände des gemeinsamen Hohlleiters mit diesen in metallischem Kontakt steht, in zwei Anschlusshohlleiter (3, 4) von halber Höhe unterteilt ist, wobei die Schaltmetallstäbe (5, 6, 7,8)
an den breiten Seitenwänden der infolge der Unterteilung entstandenen Anschlusshohlleiter von halber Höhe angebracht sind.