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Die
Erfindung betrifft einen Mikrowellengenerator, umfassend wenigstens
einen Resonator bestehend aus zwei einander gegenüberliegenden
Resonatorelektroden, die über
eine bei Anliegen einer Hochspannung durchschlagende Funkenstrecke
getrennt sind.
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Die
Funktion eines solchen Mikrowellengenerators beruht darauf, dass
eine Hochspannungsquelle, etwa eine gemäß dem Prinzip der Marx'schen Stoßspannungsschaltung
parallel aufgeladene und dann in Serie geschaltene Kondensatorbatterie, über eine
Funkenstrecke kurzgeschlossen und damit entladen wird. Infolge des
Kurzschlusses entstehen stark oszillierende Entlade- oder Kurzschlussströme mit steiler
Flanke, die eine Mischung sehr hoher Frequenzen enthalten, die in
der Regel über
eine Antenne als Mikrowellenenergie mit einem breitbandigen, vom
Frequenzgemisch abhängigen
Spektrum abgestrahlt werden. Dieses breitbandige Mikrowellenspektrum
weist eine so hohe Energiedichte auf, dass in der Umgebung eines
solchen Mikrowellengenerators der Funkverkehr zumindest beeinträchtigt und Eingangskreise
elektronischer Schaltungen aufgrund von Resonanzeffekten gestört oder
sogar zerstört werden
können.
Alternativ zur Verwendung einer Marx'schen Stoßspannungsschaltung kann auch
ein explosionsstoffgetriebener Hochspannungsgenerator eingesetzt
werden, der im Vergleich mit herkömmlichen Hochspannungsgeneratoren
einen einzelnen Hochspannungspuls mit extrem hoher Pulsenergie zur
Verfügung
stellen kann.
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Die
Abstrahlung der Mikrowellenenergie beruht auf einem entladungsbedingten
Resonanzeffekt. Den Zündelektroden,
zwischen denen die Funkenstrecke ausgebildet ist, sind weitere resonierende Elektroden-
oder Leiterstrukturen zugeordnet, in denen der beim Durchschlagen
erzeugte Entladestromimpuls zu kräftigen Sprungoszillationen
führt,
deren Frequenzgemisch eine Resonanzüberhöhung nach Maßgaben der
momentanen elektrisch wirksamen Geometrie des Resonators bzw. der
Resonatorstruktur ist.
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Der
Mikrowellengenerator weist wie ausgeführt einen "damped sinusoid"-Resonator
bestehend aus einer koaxialen Kapazität, die über eine Funkenstrecke entladen
wird, auf. Die Kapazität
bildet in Zusammenhang mit den physikalischen Eigenschaften des
Schalterplasmas, das beim Zünden
in der Funkenstrecke erzeugt wird, sowie der elektrischen Verschaltung
einen Schwingkreis, der aus R, L und C besteht. Die Kapazität wird über eine
Ladeimpedanz R, L auf Spannungen zwischen 100 kV bis in den MV-Bereich
aufgeladen. Die zunehmende Ladespannung führt schließlich, dem Paschengesetz folgend, zum
Durchbruch der Funkenstrecke, also zum Schließen des Plasmaschalters (spark
gap). Der Durchbruch der Funkenstrecke kann auch gezielt durch einen
geeigneten Triggermechanismus herbeigeführt werden. Die physikalischen
Eigenschaften der Funkenstrecke (Durchbruchspannung, Umgebungsdruck,
Elektroden- oder Gapabstand etc.) bestimmen maßgeblich das Schalt- oder Zündverhalten der
Entladung und damit die Anstiegszeit und Pulsform, respektive die
unterschiedlichen Frequenzanteile des erzeugten Hochspannungspulses.
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Typischerweise
werden Resonatoren der beschriebenen Art im Bereich von einigen
100 kV bis einigen MV mit Entladeströmen im Bereich einiger kA bis
einigen 10–100
kA betrieben. Die erzeugten Pulsbreiten liegen typischerweise im
Bereich von einigen wenigen bis einigen 10 ns. Die extrem hohen
Ströme und
Spannungen sowie die im Schalterplasma durch die Eigenimpedanz des
Plasmas absorbierte Energie führen
zu einer erheblichen lokalen Erosion an den Elektrodenflächen der
Funkenstrecke. Eine übliche Elektrodenkonfiguration
zeigt eine erste Elektrode, die an der in diesem Bereich z.B. kappen-
oder halbkugelförmig
gerundeten inneren Resonatorelektrode ausgebildet ist, sowie eine
zweite Elektrode an der äußeren Resonatorelektrode
zumeist in Form eines kleinen, kugelkappenförmigen Vorsprungs, wobei sich
die beiden Elektroden bevorzugt unmittelbar mit geringem Abstand
von z. B. wenigen Millimetern gegenüberliegen. Besonders stark
korrodieren die Stellen der Elektrodenflächen, die gegeneinander den geringsten
Abstand haben. Da die gegenwärtige Konfiguration
der Elektroden wie beschrieben aus zwei halbkugelförmigen Elektroden
besteht und sich damit die Entladung auf einen sehr eng begrenzten Bereich
minimalen Abstands der Elektrodenoberflächen beschränkt, ist die Elektrodenerosion
stark ausgeprägt
und gegenwärtig
das lebensdauerbegrenzende Element des Resonatorsystems. Die Energieankopplung
durch das Schaltplasma auf die Elektrodenoberfläche führt zu lokalen Aufschmelzungen
an "hot spots" an der Elektrodenoberfläche, wobei
die Verlustleistung des Funkenstrecken-Schalters zu einer zusätzlichen
Erhöhung
der Elektrodentemperatur, die die Erosionsrate weiter erhöht, führt. Der
starke Abbrand der Elektroden führt
zwangsläufig
zu einer Erhöhung
des Funkenstreckenabstands und damit zu einer Veränderung
der Durchbruchscharakteristik, was gleichzeitig eine Erhöhung der
Puls-Anstiegszeit
und damit eine Änderung
des abgestrahlten Frequenzspektrums nach sich zieht. Konstante Verhältnisse über längere Zeit
können
infolge der eintretenden Erosion nicht erreicht werden.
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Der
Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, einen Mikrowellengenerator
anzugeben, bei dem die Erosionsrate an den Funkenstreckenelektroden
verringert und ein stabiler und zuverlässiger Betrieb möglich ist.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist bei einem Mikrowellengenerator der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Resonatorelektroden im Bereich der Funkenstrecke derart
ausgebildet sind, dass sich ein zwei- oder dreidimensionaler Abschnitt
mit im Wesentlichen konstanten, minimalen Elektrodenabstand ergibt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Mikrowellengenerator
ist die Elektrodenoberfläche,
die der Entladung zur Verfügung
steht, gegenüber
der bisher bekannten Geometrie, bei der es infolge der halbkugelförmigen Elektrodenausbildung
letztlich nur einen Punkt minimalen Elektrodenabstands gibt, erheblich erhöht. Erfindungsgemäß ist ein
zwei- oder dreidimensionaler Abschnitt mit im Wesentlichen konstantem,
bezogen auf den gesamten Elektrodenabstand aber minimalem Elektrodenabstand, über dem
die Funkenstrecke ausgebildet ist, vorgesehen. Nachdem die Entladung,
abhängig
vom Umgebungsgasdruck, statistisch verteilt an den Flächen der
Elektroden mit dem kürzesten
Elektrodenabstand zündet, steht
infolge der erfindungsgemäßen Elektrodenausbildung
eine wesentlich größere Elektrodenfläche zur Verfügung, über die
die Zündung
erfolgen kann. Selbst wenn es infolge eines Zündvorgangs in dem Bereich,
in dem die Zündung
erfolgte, zur Erosion kommt und folglich in diesem Bereich die ursprünglichen
geometrischen Voraussetzungen nicht gegeben sind, stehen infolge
der größeren Elektrodenabschnitte,
zwischen denen der minimale Elektrodenabstand realisiert ist, noch
ausreichend weitere Zündmöglichkeiten
mit optimierter Elektrodengeometrie zur Verfügung. Durch die statistische
Verteilung der Entladung auf eine größere Elektrodenfläche wird
folglich die Standzeit der Elektrodenkonfiguration und damit die
Lebensdauer und Zuverlässigkeit der
Zündfunkenstrecke
deutlich erhöht.
Erosionseffekte spielen folglich kaum noch eine Rolle, infolge der
auch auf längere
Betriebsdauer gesehen konstanten Verhältnisse innerhalb der Funkenstrecke kommt
es auch zu keinen Veränderungen
in der Durchbruchscharakteristik und daraus resultierend des gesamten
Generatorbetriebs.
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Nach
einer ersten Erfindungsausgestaltung weist wenigstens eine Resonatorelektrode
eine vorspringende Ringstruktur auf, wobei auch mehrere zentralsymmetrische
Ringstrukturen unterschiedlicher Radien, die also ineinanderliegen,
vorgesehen sein können,
wobei diese jeweils im gleichen Abstand zur gegenüberliegenden
Resonatorelektrode liegen, mithin also die Zündung sowohl über die
eine als auch die andere Ringstruktur zur gegenüberliegenden Elektrode erfolgen
kann.
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Während eine
oder mehrere Ringstrukturen nur an einer Resonatorelektrode vorgesehen
sein können,
beispielsweise an der äußeren Elektrode, und
die gegenüberliegende
innere Resonatorelektrode in dem Bereich der Ringstruktur(en) beispielsweise
ebenflächig
zur Einhaltung des konstanten, minimalen Elektrodenabstands ausgebildet
ist, ist es alternativ denkbar, an beiden Resonatorelektroden wenigstens
eine oder gegebenenfalls mehrere zentralsymmetrische Ringstrukturen
vorzusehen. In diesem Fall können
die jeweiligen Ringstrukturen den gleichen Radius aufweisen und
einander unmittelbar gegenüberliegen,
die Funkenstrecke wäre
also über
die einander unmittelbar gegenüberliegenden
Stirnflächen
der Ringstrukturen realisiert. Alternativ ist es auch denkbar, dass
die Ringstrukturen unterschiedliche Radien aufweisen und die eine
in die andere eingreift, so dass sich die Funkenstrecke primär über die Seitenflächen der
Ringstrukturen erstrecken würde.
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Alternativ
zur Verwendung von vorspringenden Ringstrukturen an beiden Resonatorelektroden ist
es auch denkbar, eine solche Ringstruktur nur an einer Resonatorelektrode
vorzusehen und an der anderen eine ringförmige Vertiefung auszubilden,
in die die Ringstruktur eingreift. Ist die Geometrie der Ringstruktur
wie auch der Vertiefung so gewählt, dass
beide über
die gesamte Eingriffstiefe konstanten, minimalen Abstand zueinander
aufweisen, lässt sich
eine sehr große
Zündfläche realisieren.
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Dabei
kann sich generell eine Ringstruktur – und gegebenenfalls auch die
ringförmige
Vertiefung – zum
freien Ende – bzw.
zum Vertiefungsgrund hin – verjüngen.
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Alternativ
zur Verwendung einer oder mehrerer Ringstrukturen ist es auch möglich, an
einer Resonatorelektrode eine zapfen- oder stempelartige vorspringende
Struktur vorzusehen, die in eine Ausnehmung an der gegenüberliegendenden
Resonatorelektrode eingreift. Die Struktur ist zweckmäßigerweise
rotationssymmetrisch, die Ausnehmung hohlzylindrisch. Bei einer
zapfenförmigen
Struktur sollte sich die Struktur und die Ausnehmung zu ihrem freien Ende
bzw. zum Ausnehmungsgrund hin verjüngen, worüber sich unerwünschte Feldüberhöhungen,
die zu einer unerwünschten
Lokalisierung der Entladung und damit einer erhöhten Erosion führen würden, vermeiden
lassen. Bevorzugt ist die zapfenförmige Struktur und die Ausnehmung
an ihrem freien Ende bzw. im Ausnehmungsgrund gerundet ausgeführt.
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Eine
stempelartige Struktur kann beispielsweise zylindrisch ausgeführt sein,
die Ausnehmung ist in diesem Fall hohlzylindrisch, wobei hier bevorzugt
die Funkenstrecke über
die gesamte Mantelfläche
der stempelartigen Struktur und der Innenfläche der hohlzylindrischen Ausnehmung
realisiert ist. Alternativ ist es auch denkbar, die stempelartige
Struktur im Wesentlichen T-förmig
auszubilden, wobei der den größten Radius
aufweisende Ansatz der Struktur den geringsten Abstand zur hohlzylindrischen
Ausnehmung aufweist und in diesem Bereich die Funkenstrecke realisiert
ist.
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Eine
Alternative zur Verwendung einer Ausnehmung, die in eine insgesamt
geschlossene, bevorzugt aus Vollmaterial bestehende Resonatorelektrode
eingebracht ist, sieht vor, bei einer hohlen Resonatorelektrode
eine kreisförmige
Ausnehmung, also eine Durchbrechung vorzusehen, in die die zylindrische
zapfenartige Struktur eingreift bzw. die von dieser durchsetzt wird.
In diesem Fall bildet sich die Funkenstrecke zwischen der Berandung
der kreisförmigen
Ausnehmung und der gegenüberliegenden Seitenfläche der
zapfenartigen Struktur aus. Der die Ausnehmung begrenzende Elektrodenrand
kann dabei querschnittlich gesehen abgerundet ausgeführt sein.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der
Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Mikrowellengenerators,
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2 eine
Teilansicht der Elektrodenausbildung im Bereich der Funkenstrecke
einer ersten Ausführungsform,
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3 eine
Ausbildung der Elektroden im Bereich der Funkenstrecke nach einer
zweiten Ausführungsform,
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4 eine
Ausbildung der Elektroden im Bereich der Funkenstrecke einer dritten
Ausführungsform,
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5 eine
Ausbildung der Elektroden im Bereich der Funkenstrecke nach einer
vierten Ausführungsform,
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6 eine
Ausbildung der Elektroden im Bereich der Funkenstrecke nach einer
fünften
Ausführungsform,
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7 eine
Ausbildung der Elektroden im Bereich der Funkenstrecke nach einer
sechsten Ausführungsform,
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8 eine
Ausbildung der Elektroden im Bereich der Funkenstrecke nach einer
siebten Ausführungsform,
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9 eine
Ausbildung der Elektroden im Bereich der Funkenstrecke nach einer
achten Ausführungsform,
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10 eine
Ausbildung der Elektroden im Bereich der Funkenstrecke nach einer
neunten Ausführungsform,
und
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11 eine
Ausbildung der Elektroden im Bereich der Funkenstrecke nach einer
zehnten Ausführungsform.
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1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Mikrowellengenerator 1,
bestehend aus einem Gehäuse 2 aus
Fiberglas oder dergleichen, in dem ein Resonator 3 vorgesehen
ist. Der Resonator 3 besteht aus einer keulenförmigen inneren
Resonatorelektrode 4 und einer diese radial beabstandet übergreifenden
topfförmigen äußeren Resonatorelektrode 5.
Die innere Resonatorelektrode 4 verjüngt sich zu ihrem linken Ende
hin und ist mit einem konischen Abstrahlelement 6, über das
die erzeugten Mikrowellen abgestrahlt werden, verbunden. Vorgesehen
ist ferner eine Hochspannungsquelle 7, z.B. ein Marx'scher Stoßspannungsgenerator, über den
die Hochspannung an den koaxialen Resonator 3 angelegt
wird.
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Die
beiden Resonatorelektroden 4, 5 sind über eine
Funkenstrecke 8 voneinander getrennt, wobei die Funkenstrecke über ein
im Inneren des Gehäuses 2 befindliches
gasförmiges
Dielektrikum, bevorzugt SF6/N2-Gas
isoliert ist. Die Funkenstrecke wird über zwei Funkenstreckenelektrodenabschnitte 9, 10 gebildet,
wobei der Funkenstreckenelektrodenabschnitt 9 integraler
Teil der inneren Resonatorelektrode 4 ist und in 1 an
deren rechten Ende vorgesehen ist, während der Funkenstreckeelektrodenabschnitt 10 integraler
Teil der topfförmigen äußeren Resonatorelektrode 5 ist.
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Um
nun Mikrowellen abzustrahlen, wird über die Hochspannungsquelle 7 die
erforderliche Hochspannung angelegt, so dass die gegebene koaxiale Kapazität des Resonators 3 aufgeladen
wird. Wird die Durchbruchsspannung der Funkenstrecke 8 erreicht,
so zündet
diese in dem Bereich, in dem die beiden Funkenstreckenelektrodenabschnitte 9, 10 den
minimalen Abstand zueinander aufweisen. Infolge des Kurzschlusses
entstehen stark oszillierende Entlade- oder Kurzschlussströme, es kommt durch entsprechende
Anpassung des Impedanzverhältnisses
des Resonators zu einer gedämpften
Sinusschwingung und der Abstrahlung der Mikrowellen über das
Abstrahlelement 6.
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Die
Geometrie der Resonatorelektroden 4, 5 im Bereich
der Funkenstrecke 8 kann zur Vermeidung erosionsbedingter
Nachteile unterschiedlich gewählt
sein.
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2 zeigt
eine erste Ausführungsform.
Die innere Resonatorelektrode 4, bei der es sich z. B.
um ein Vollmaterialbauteil handeln kann, ist an ihrem freien Ende
halbkugelförmig
gerundet ausgeführt.
Die äußere Resonatorelektrode 5 weist
eine Ringstruktur 11 auf, die zur inneren Resonatorelektrode 4 vorspringt.
Die Ringstruktur 11 verjüngt sich zu ihrem freien Ende
hin. Die Funkenstrecke ist zwischen der freien Stirnkante der Ringstruktur 11 und
der gegenüberliegenden
Elektrodenoberfläche
ausgebildet, nachdem die beiden Elektroden 4, 5 in
diesem Bereich den minimalen Abstand zueinander einnehmen, wobei
dieser Abstand aber über
die gesamte Länge
der Ringstruktur konstant ist. Es ergibt sich hier ein zweidimensionaler
Abschnitt mit konstantem Elektrodenabstand, nachdem die Ringstruktur 11 sich
verjüngt
und an ihrem freien Ende rundlich ausgeführt ist.
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2 zeigt
die Abstandsverhältnisse,
die zwischen den Elektroden gegeben sind. d1 bezeichnet
den radialen Abstand der Resonatorelektroden 4, 5 zueinander.
d2 bezeichnet den Elektrodenabstand zwischen
dem Boden der Resonatorelektrode 5 und der Elektrodenoberfläche der
Resonatorelektrode 4, d3 bezeichnet
den minimalen Elektrodenabstand zwischen der Stirnkante der Ringstruktur 11 und
der gegenüberliegenden
Elektrodenoberfläche,
während
d4 den Elektrodenabstand zur Seite hin beschreibt.
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Generell
sind d1, d2, d3 und d4 frei wählbar, sie
können
je nach Ausführung
auch gleich sein. In jedem Fall sind sie aber größer als d3,
das heißt,
d1, d2, d4 > d3. Der Elektrodenabstand d3 ist
aber in jedem Fall unter Berücksichtigung
des Paschengesetzes zu wählen.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Resonatorelektroden 4, 5, wobei auch hier die entsprechenden
Abstände
eingetragen sind. Die Ausführung
der Resonatorelektrode 5 entspricht im Wesentlichen der
aus 2, auch hier ist eine Ringstruktur 11 vorgesehen,
die sich jedoch etwas weiter in das Elektrodeninnere erstreckt.
An der Resonatorelektrode 4 ist eine zweite Ringstruktur 12 vorgesehen,
die entgegengesetzt vorspringt und deren Radius kleiner als der
der Ringstruktur 11 ist. 3 zeigt
ersichtlich, dass die beiden Ringstrukturen 11, 12 ineinander
eingreifen. Der minimale Abstand d3 ergibt
sich hier im Bereich der Mantel- oder Seitenflächen der Ringstrukturen 11, 12,
soweit diese einander gegenüberliegen.
Auch hier gilt, dass d1, d2, d4 > d3 ist. Je nach Ausführung der Ringstrukturen 11, 12 ergibt
sich auch hier ein zweidimensionaler Abschnitt minimalen Elektrodenabstands,
also letztlich ein Kreisring minimalen Abstands. Sind die Ringstrukturen 11, 12 jedoch
im Bereich ihrer. Seitenflächen
ebenflächig
ausgeführt,
ist es denkbar, einen dreidimensionalen großflächigen Abschnitt gleichen Abstands
zu realisieren.
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4 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Resonatorelektroden 4, 5, wobei auch hier an beiden
Resonatorelektroden 4, 5 die aus 3 bekannten Ringstrukturen 11, 12 vorgesehen
sind, jedoch ist an der Resonatorelektrode 5 eine mittige
Erhebung 13 vorgesehen, so dass sich letztlich zwischen
der Ringstruktur 11 und der Erhebung 13 eine ringförmige Vertiefung 14 ergibt,
in die die Ringstruktur 12 zum Teil eingreift. Auch hier
sind wiederum die Abstandsverhältnisse
eingezeichnet, wobei auch hier grundsätzlich wieder gilt, dass d1, d2, d4 > d3 ist.
An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass der minimale Elektrodenabstand
d3 nicht oder nicht nur zwischen den beiden
Ringstrukturen 11, 12 realisiert sein kann, vielmehr
kann er auch zwischen der mittigen Erhebung 13 und der
Ringstruktur 12 realisiert sein, je nach geometrischer
Auslegung.
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5 zeigt
eine weitere Elektrodenkonfiguration. Die Resonatorelektrode 5 weist
eine Ringstruktur 11 auf, während an der Resonatorelektrode 4 eine
Vertiefung 15 realisiert ist, die im gezeigten Beispiel
im Wesentlichen der sich verjüngenden Form
der Ringstruktur 11 entspricht. Die Ringstruktur 11 greift
mit ihrem freien Ende zum Teil in die Vertiefung 15 ein.
Sofern die geometrischen Verhältnisse derart
sind, dass der Abstand zwischen Ringstruktur 11 und der
die Vertiefung 15 begrenzenden Elektrodenoberfläche über den
gesamten Bereich des Eingriffs konstant ist, kann hier eine sehr
große
Elektrodenfläche
minimalen Abstands realisiert werden. Auch hier sind die entsprechenden
Abstandsverhältnisse
eingezeichnet, wobei auch hier gilt, dass d1,
d2, d4 > d3 ist.
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6 zeigt
eine alternative Elektrodenkonfiguration im Vergleich zu den bisher
beschriebenen Ringstrukturen. An der äußeren Elektrode 5 ist
eine zylindrische stempelartige Struktur 16 konstanten Durchmessers
vorgesehen, die lediglich im Bereich ihres freien Endes randseitig
abgerundet ist. Diese stempelartige Struktur greift in eine hohlzylindrische Ausnehmung 17 an
der Resonatorelektrode 4, die ebenfalls konstanten Innendurchmesser
aufweist, ein. Der minimale Elektrodenabstand d3 ist
hier über eine
große
Fläche
realisiert. Auch hier sind wiederum die Abstandsverhältnisse
eingezeichnet, wobei hier zusätzlich
der Abstand d5, der den Abstand der freien Stirnfläche der
Struktur 16 zur gegenüberliegenden Bodenfläche der
hohlzylindrischen Ausnehmung 17 angibt, eingezeichnet ist.
Auch hier gilt, dass d1, d2,
d4 und d5 frei und
im Extremfall sogar gleich gewählt werden
können,
in jedem Fall muss aber realisiert werden, dass d1,
d2, d4, d5 > d3 ist.
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7 zeigt
schließlich
eine weitere Ausführungsform
mit einer stempelartigen Struktur 18, die im Wesentlichen
T-förmig
im Querschnitt ist und einen oberen Ansatz 19 größeren Durchmessers
aufweist. Die Struktur 18 greift auch hier in eine hohlzylindrische
Ausnehmung 17 an der Resonatorelektrode 4 ein.
Die randseitige Kante des Ansatzes 19 ist gerundet oder
verjüngt
ausgeführt,
so dass sich infolge der Wölbung
ein Punkt auf der gewölbten
Fläche, an
dem der minimale Abstand d3 gegeben ist.
Hier wäre
also auch ein quasi zweidimensionaler Ringabschnitt minimaler Elektrodenabstands
realisiert. Eine größere Fläche gleichen
Abstands kann bei einer planen Ausführung des Randes des Ansatzes 19 erreicht
werden.
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8 zeigt
eine weitere Ausführungsform
einer Elektrodenkonfiguration. An der Resonatorelektrode 5 ist
eine zapfenartige Struktur 20 vorgesehen, die in eine entsprechende
Ausnehmung 21 der vollen Resonatorelektrode 4 eingreift.
Die zapfenartige Struktur 20 ist sich leicht verjüngend halbkugelförmig ausgeführt, die
Form der Ausnehmung 21 ist entsprechend gewählt, so
dass sich über
die gesamte Eingriffstiefe der minimale Elektrodenabstand d3 realisieren lässt. Auch hier sind, wie üblich, die
Abstände eingetragen,
wobei auch hier generell gilt, dass d1,
d2, d4 > d3 ist.
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Eine
weitere alternative Elektrodenkonfiguration zeigt 9.
Auch hier ist eine zapfenartige Struktur 20 sowie eine
gegenüberliegende
Ausnehmung 21 vorgesehen, diese sind jedoch formmäßig nicht
aneinander angepasst. Je nachdem, wie die beiden Elektroden im Übergriffsbereich
zwischen zapfenförmiger
Struktur 20 und Ausnehmung 21 ausgeführt sind,
ergibt sich eine mehr oder weniger große Fläche konstanten minimalen Elektrodenabstandes.
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10 zeigt
eine weitere Elektrodenkonfiguration. Die Resonatorelektrode 4 ist
hier als Hohlelektrode ausgeführt.
Sie weist eine kreisrunde Ausnehmung 22, also eine Durchbrechung,
auf, die von der zapfenartigen, endseitig gerundeten Struktur 20 durchsetzt
wird. Die innere Randfläche 23,
die die Ausnehmung 22 begrenzt, ist hier im Wesentlichen flächig ausgeführt, so
dass sich ein großflächiger Abschnitt
konstanten Elektrodenabstands, über
den gezündet
werden kann, ergibt.
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Eine ähnliche
Ausführungsform
zeigt 11, jedoch ist hier die Berandungsfläche 23 gerundet
ausgeführt,
so dass sich hier nur ein umlaufender zweidimensionaler Kreisring
konstanten Elektrodenabstands ergibt.
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Die
beschriebenen Ausführungsbeispiele sind
nicht beschränkend.
Grundlegend für
die vorliegende Erfindung ist, dass die jeweilige Elektrodenkonfiguration
so gewählt
ist, dass sich nicht nur ein eindimensionaler Punkt minimalen Elektrodenabstands, über den
die Funkenstrecke zündet,
ergibt, sondern dass sich ein zwei- oder dreidimensionaler Abschnitt
konstanten Elektrodenabstands ergibt, über den gezündet werden kann. Kommt es
hier zu Erosionseffekten, stehen noch hinreichende weitere Abschnittsbereiche
minimalen und damit optimalen Elektrodenabstands zur Verfügung, über die
nachfolgende Zündvorgänge ablaufen
können.