DE1017229B - Daempfungsglied fuer Wellenleiter im Gebiet sehr hoher Frequenzen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Dämpfungsglied im Gebiet sehr hoher Frequenzen, insbesondere in oder an Wanderfeld-Verstärkerröhren od. dgl. unter Verwendung von auf eine Wendelleitung einwirkenden halbleitenden Dämpfungselementen, die Ferrite oder ähnliche magnetisierbare Stoffe solcher Art enthalten, daß unter geeigneten Magnetisierungsverhältnissen für verschiedene, insbesondere entgegengesetzte Fortpflanzungsrichtungen der hochfrequenten Signale unterschiedliche Dämpfungswerte erzielbar sind (Gyrator).

Bekanntlich besitzt eine Reihe von Stoffen, beispielsweise aus der Gruppe der Ferrite, die Eigenschaft, bei entsprechender Vormagnetisierung die Polarisationsebene einer linear polarisierten Welle unabhängig von der Übertragungsrichtung stets in der gleichen Drehrichtung um einen vorgegebenen Winkel zu drehen. Es beruht dies darauf, daß die links und die rechts zirkulär polarisierte Wellenkomponente, aus denen sich bekanntlich eine linear polarisierte Welle zusammensetzt, infolge eines gyromagnetischen Resonanzeffektes unterschiedliche Ausbreitungsbedingungen in dem Stoff vorfinden, so daß die eine der Wellenkomponenten darin scheinbar schneller fortschreitet als die andere. Von dieser als Faradayeffekt bezeichneten Erscheinung wird im Gebiet der sehr kurzen Wellen meist in der Weise Gebrauch gemacht, daß beispielsweise im Innern einer Hohlrohrleitung kreisförmigen Querschnitts ein in Leitungsrichtung vormagnetisierter Ferritstab angeordnet wird.

Bei einer Koaxialleitung versagt jedoch diese Maßnahme; denn man erhält eine Einrichtung, deren Übertragungseigenschaften zwar durch die Magnetisierung des Ferritkörpers geändert werden können, deren Übertragungseigenschaften jedoch unabhängig von der Übertragungsrichtung sind. Nun besteht vielfach die Notwendigkeit, Verstärker für Höchstfrequenzen, die z. B. nach dem Wanderfeldprinzip arbeiten, von den anschließenden Bauelementen zu entkoppeln, vor allem, wenn es sich um lange koaxiale Zuleitungen, z. B. zu einer Antenne, handelt. Hier hat man bisher durch das zwischengeschaltete Dämpf ungsglied einen großen Leistungsverlust in Kauf nehmen müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, der es ermöglicht, in einfacher Weise auch koaxiale Leitungen richtungsabhängig zu bedampfen. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, für das Dämpfungsglied mit richtungsabhängigen Ubertragungseigenschaften eine Koaxialleitung mit gewendeltem Innenleiter vorzusehen und einen vormagnetisierten Stoff, der den gyromagnetischen Effekt besitzt, im Feldbereich dieser Koaxialleitung Dämpfungsglied für Wellenleiter
im Gebiet sehr hoher Frequenzen

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Werner Eichin, München,
ist als Erfinder genannt worden

anzuordnen. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß eine Koaxialleitung mit gewendeltem Innenleiter im Gegensatz zu einer normalen Koaxialleitung eine zirkulär polarisierte Wellenkomponente besitzt, deren Drehsinn von der Übertragungsrichtung abhängt und die daher für eine Gyratorwirkung ausgenutzt werden kann.

Es ist zwar bekannt, daß eine normale Wendelleitung ohne Außenleiter für einen derartigen Zweck benutzt werden kann, doch handelt es sich hierbei um ein Leitungssystem, das vornehmlich für die Übertragung sehr kurzer Wellen geeignet ist, beispielsweise Zentimeterwellen, da bei längeren Wellen das Feld einer derartigen Wendelleitung sich in radialer Richtung zu weit in den Außenraum erstreckt. Es ist daher bei dieser bekannten Leitungsart, die im Gegensatz zu der beim Erfindungsgegenstand verwendeten kein Doppelleitersystem, sondern ein Einleitersystem darstellt, nicht mehr gewährleistet, daß der den gyromagnetischen Effekt besitzende Stoff ausreichend mit dem Feld der zu übertragenden Wellen gekoppelt ist. Beim Erfindungsgegenstand ist auch nach längeren Wellen hin eine praktisch stets gleichbleibende Kopplung gegeben.

An Hand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 veranschaulicht ein Dämpfungsglied im Zug einer Koaxialleitung. Dabei bedeutet 9 zwei beiderseits angebrachte koaxiale Anschlußstecker, 10 den Innenleiter der Koaxialleitung, der im Zwischenbereich als Wendel 11 ausgebildet ist, 12 ein an beiden Enden konisch aufgeweitetes Ferritröhrchen und 13 einen zur Magnetisierung des Ferritkörpers dienenden Elektromagneten, z. B. eine stromdurchflossene Spule.

709' 700/303

An Stelle einer stronidurchfiossenen Spule können bei derartigen Dämpfungselementen auch Dauermagnete verwendet werden. Dies ist in den Fällen zu bevorzugen, in denen man für beide Richtungen die gewünschten Dämpfungswerte festgelegt hat. Durch Anbringen eines magnetischen Nebenschlusses können aber auch hier die absoluten Dämpfungswerte verändert werden. Bei Verwendung einer stromdurchflossenen Feldspule kann dieses Dämpfungselement auch als Modulator verwendet werden, wenn die Erregungsströme zeitliche Änderungen erfahren. Bei Anlegen einer Wechselspannung an die Feldspule wird das Höchstfrequenzsignal entsprechend der angelegten Wechselspannung mehr oder weniger stark bedämpft.

Fig. 2 zeigt zwei Hohlleiter 14, die durch eine koaxiale Leitung miteinander gekoppelt sind. 15 sind die Ein- und Auskoppeldipole, 16 ist der wendeiförmige Teil der Koaxialleitung, 17 der Ferritkörper und 18 der diesen magnetisierende Magnet. Die zur Anpassung der Koaxialleitung an die nachfolgenden Höchstfrequenzleitungen erforderlichenfalls notwendigen Anpassungsglieder sind in den Fig. 1 und 2 der einfacheren Darstellung halber weggelassen. Es können hier an sich bekannte Anordnungen verwendet werden.

Es hat sich nun herausgestellt, daß man eine besonders geringe Dämpfung in Durchlaßrichtung bei vorgegebenem Dämpfungswert in der Gegenrichtung durch eine besondere Formgebung des Ferrits oder ähnliche magnetisierbare Stoffe enthaltenden Körpers erhält. Es kommt dabei darauf an, daß ein vorzugsweise im wesentlichen rotationssymmetrisch gestalteter Hohlkörper mit in seiner Mitte befindlichem engsten, sich nach den Enden hin kontinuierlich erweiternden Innenquerschnitt ausgebildet ist. Eine solche Ausführungsform ist schematisch in Fig. 3 veranschaulicht, wobei, ebenso wie in den folgenden Figuren, lediglich der wendeiförmige Innenleiter der Koaxialleitung und der diesen umgebenden Ferritkörper dargestellt ist. Der Querschnitt des in Fig. 3 dargestellten Röhrchens ist in der Mitte am größten und nimmt kontinuierlich nach beiden Enden hin ab. Eine ähnliche Anordnung ist in Fig. 4 veranschaulicht, bei der jedoch noch ein Stäbchen im Innern des rohrförmigen Körpers vorgesehen ist, wobei der wendeiförmige Innenleiter sich zwischen den beiden Körpern befindet. Bei solcher Gestaltung der Dämpfungselemente gelingt es, bei vorgegebener Dämpfung in einer bestimmten Fortpflanzungsrichtung in der Gegenrichtung keine oder keine nennenswerte Dämpfung zu erhalten.

An Stelle eines einzigen Ferrite oder ähnliche magnetisierbare Stoffe enthaltenden Körpers können auch mehrere derartige Körper längs der Verzögerungsleitung angebracht sein. Ein solcher Fall ist in Fig. 5 veranschaulicht, bei dem drei rohrförmige Körper 6. 7 und 8 hintereinander vorgesehen sind. Dadurch kann man bei gegebenem Frequenzgebiet optimale Daten hinsichtlich der Größe der Dämpfung und Ventilwirkung erreichen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Dämpfungsglied für Wellenleiter im Gebiet sehr hoher Frequenzen, insbesondere in oder an Wanderfeld-Verstärkerröhren od. dgl., unter Verwendung von auf eine Wendelleitung einwirkenden halbleitenden Dämpfungselementen, die Ferrite oder ähnliche magnetisierbare Stoffe solcher Art enthalten, daß unter geeigneten Magnetisierungsverhältnissen für verschiedene, insbesondere entgegengesetzte Fortpflanzungsrichtungen der hochfrequenten Signale unterschiedliche Dämpfungswerte erzielbar sind (Gyrator), dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelleitung den Innenleiter einer Koaxialleitung bildet.

2. Dämpfungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente als im wesentlichen rotationssymmetrische Hohlkörper ausgebildet sind und die Querschnittsfläche zwischen Außen- und Innendurchmesser in der Mitte am größten ist und zu den Enden hin kontinuierlich abnimmt.

3. Dämpfungsglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper den Innenleiter konzentrisch umschließt.

4. Dämpfungsglied nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Hohlkörpers, durch den Innenleiter von ihm getrennt, ein weiterer halbleitender Körper vorgesehen ist.

5. Dämpfungsglied nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Innenleiters mehrere Dämpfungselemente angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 841 311, 898 190;

französische Patentschriften Nr. 983 107,1 075 518;

The Bell System Technical Journal, November 1953, S. 1368 und 1369 und Januar 1955, S. 85;

Proceedings of the J. R. E... Januar 1955, S. 100 und 101.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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