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Anordnung zur Einkopplung der Energie aus einer koaxialen
Leitung in einen Hohlleiter mit elliptischem oder ellipsenähnlichem Querschnitt
Zur Einkopplung von HF-Energie aus einer Koaxialleitung in einen elliptischen oder ellipsenähnlichen Hohlleiter benötigt man einen Übergang, welcher ausser einem möglichst kleinen Reflexionsfaktor bei grosser Bandbreite keine Anregungsmöglichkeiten für höhere Wellentypen und die bei elliptischen Hohlleitern unter Umständen mögliche unerwünschte Querpolarisation ergibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Anordnung zur Einkopplung der Energie aus einer koaxialen Leitung in einen Hohlleiter mit elliptischem oder ellipsenähnlichem Querschnitt zur Anregung der cHu- Welle gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass die auf der Hohlleiterbreitseite aufgesetzte Koaxialleitung mit ihrem Innenleiter bis zur Mitte des Hohlleiters reicht und mit zwei parallel zur grossen Querschnittsachse des Hohlleiters verlaufenden metallischen Stäben verbunden ist, die mit der Hohlleiterwand galvanischen Kontakt haben.
Unter der H -Welle soll im folgenden die der H-Welle des runden Hohlleiters entsprechende Welle im elliptischen Hohlleiter verstanden werden, deren elektrisches Feld senkrecht zur grossen Achse des ellipsenförmigen Hohlleiterquerschnittes verläuft. An Hand von Ausführungsbeispielen soll dies im folgenden näher erläutert werden :
In der Fig. 1 ist eine gemäss der Erfindung aufgebaute Anordnung dargestellt, wobei die Schnittebene parallel zu den metallischen Stäben verläuft. Diese Anordnung besteht aus einem elliptischen oder ellipsenähnlichen Hohlleiter 3, dessen grosse Achse mit a und dessen kleine Achse mit b bezeichnet ist.
Auf einer Breitseite des Hohlleiters 3 ist eine Koaxialleitung aufgesetzt, deren Aussenleiter 2 mit dem Hohlleiter galvanisch verbunden ist, während der Innenleiter 1 bis zur Mitte des Hohlleiters hineinragt. Zwei parallel zur grossen Achse des Hohlleiters 3 verlaufende metallische Stäbe 5 sind am Ende des Innenleiters 1 mit diesem galvanisch verbunden. Die Verbindungsstelle 4 des verlängerten Innenleiters der Koaxialleitung ist hiebei dicker ausgeführt als der Durchmesser des Innenleiters, wobei diese Verdickung vorzugsweise einen Durchmesser besitzt, der ungefähr 2/10 der grossen Achse a des ellipsenähnlichen Hohlleiters besitzt. Die metallischen Stäbe 5 erstrecken sich bis zu den Schmalseiten des Hohlleiters und sind mit der Hohlleiterwand galvanisch verbunden.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 nimmt der Querschnitt der metallischen Stäbe 5 von der Verbindungsstelle 4 aus in Richtung zur Hohlleiterwand hin zu. Der Verlauf dieser Querschnittsänderung kann konisch oder exponentiell erfolgen. Diese Ausführung der metallischen Stäbe ist besonders geeignet für ellipsenförmige Hohlleiter, deren Exzentrizität zwischen 0,65 und 0, 80 liegt. Die Exzentrizität berechnet sich hiebei nach der Formel
EMI1.1
Bei Hohlleitern, deren Exzentrizität kleiner als 0, 65 ist, empfiehlt es sich, die Querschnitte der metallischen Stäbe 5 von der Verbindungsstelle 4 aus in Richtung zur Hohlleizerwand hin konisch oder exponentiell abnehmen zu lassen.
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In der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der ellipsenähnliche Hohlleiter 3 isthiebeiwieder mit einer koaxialen Leitung verbunden, deren Aussenleiter 2 auf einer Breitseite des Hohlleiters aufsitzt, während der Innenleiter 1 bis zur Mitte des Hohlleiters verlängert ist. Die parallel zur grossen Achse des Hohlleiters verlaufenden metallischen Stäbe 5 und 6 sind an der Verbindungsstelle 4 mit dem Innenleiter 1 galvanisch verbunden. Bei dieser Ausführungsform besitzen die metallischen Stäbe 5 Eindrehungen 6, welche symmetrisch zur Verbindungsstelle 4 angeordnet sind. Die Breite der erwähnten Eindrehungen ist 1/10 der übertragenen Hohlrohrlänge, wobei der Abstand e der Mitten der Eindrehungen 6 zwischen 0, 15 und 0,25 der Hohlrohrwellenlänge beträgt.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verlauf vom Ende der Eindrehungen 6 zum normalen Durchmesser d der metallischen Stäbe 5 kontinuierlich vorgenommen. Der nicht eingedrehte Durchmesser der metallischen Stäbe 5 genügt vorzugsweise folgender Bedingung :
EMI2.1
wobei a die grosse Achse des ellipsenförmigen Hohlleiters ist.
Im Abstand von ungefähr einer Viertelwellenlänge von der Einkoppelstelle ist der Hohlleiter in seinem einen Ende kurzgeschlossen. Infolge der kapazitiven Belastung durch den verlängerten Innenleiter 1 mit den daran befestigten metallischen Stäben 5 liegt der experimentell festzulegende Abstand der Koppelvorrichtung von der erwähnten Kurzschlussebene ungefähr zwischen 0,15 und 0,22 der übertragenen Hohlrohrwellenlänge.
Durch eine gemäss der Erfindung aufgebaute Kopplungsanordnung zur Anregung der cHll-Welle lässt sich eine Frequenzbandbreite von $ 12ego, bezogen auf einen Reflexionsfaktor von 0, 015, erzielen. Zur weiteren Verminderung der Frequenzabhängigkeit besteht ausserdem die Möglichkeit, in der abgehenden Koaxialleitung zusätzlich eine an sich bekannte Kompensationsschaltung anzuordnen.
Zum Ausgleich von eventuell vorhandenen Fertigungstoleranzen ist es zweckmässig, im Abstand von ungefähr einer Achtelwellenlänge vor den metallischen Stäben 5 in Ausbreitungsrichtung der Wellen im elliptischen Hohlleiter eine zusätzliche Abgleichschraube vorzusehen.
Die erfindungsgemässe Anordnung kann sowohl quer als auch längsdicht ausgeführt werden. Die Dichtung der koaxialen Anschlussseiten erfolgt zweckmässig über eine am Innen- und Aussenleiter kompensierte Stützscheibe, bei welcher ein in der Symmetrielinie der Teile liegender Dichtungsgummi vorgesehen ist, der in einer Nut gehalten wird.
Ferner ist es möglich, eine Vorrichtung zum Einfüllen getrockneter Luft vorzusehen, was beispielsweise durch einen entsprechend ausgefüllten Einfüllstutzen in der Koaxialleitung oder in dem Hohlleiter erfolgen kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Einkopplung der Energie aus einer koaxialen Leitung in einen Hohlleiter mit elliptischem oder ellipsenähnlichem Querschnitt zur Anregung der CHll-Welle, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Hohlleiterbreitseite aufgesetzte Koaxialleitung mit ihrem Innenleiter bis zur Mitte des Hohlleiters reicht und mit zwei parallel zur grossen Querschnittsachse des Hohlleiters verlaufenden metalli- schen Stäben verbunden ist, die mit der Hohlleiterwand galvanischen Kontakt haben.