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Die Erfindung betrifft eine Hohlleitereinrichtung mit einem von elektrisch leitfähigen Hohlraumwänden begrenzten und Öffnungen aufweisenden Hohlraum, durch den sich eine elektromagnetische Welle ausbreiten kann, wobei in dem Hohlraum ein abstimmbares dielektrisches Material mit einer veränderbaren Permittivität angeordnet ist, und wobei in der Hohlleitereinrichtung mindestens eine mit einem unterschiedlichen elektrischen Potential beaufschlagbare Elektrode so angeordnet ist, sodass zwischen der Elektrode und einer auf einer gegenüberliegenden Seite des abstimmbaren dielektrischen Materials angeordneten Gegenelektrode ein elektrisches Feld erzeugt werden kann, mit welchem die Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials beeinflusst werden kann.
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Aus der Praxis sind verschiedene abstimmbare dielektrische Materialien bekannt, deren Permittivität oder andere Eigenschaften gezielt beeinflusst und verändert werden können, um die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen durch das abstimmbare dielektrische Material beeinflussen und in geeigneter Weise vorgeben zu können. Ein häufig verwendetes abstimmbares dielektrisches Material ist beispielsweise ein Flüssigkristallmaterial. Die einzelne Flüssigkristallmoleküle richten sich dabei in Abhängigkeit von einem elektrischen Feld aus. Mit Hilfe von geeignet ausgestalteten Grenzflächen kann zudem in einem angrenzenden Bereich des Flüssigkristallmaterials eine Ausrichtung der einzelnen Flüssigkristallmoleküle vorgegeben oder zumindest begünstigt werden. Eine räumlich wesentlich weitreichendere Ausrichtung kann beispielsweise in Abhängigkeit von einem von außen angelegtem elektrischem Feld vorgegeben werden, wobei in dem Wirkungsbereich des elektrischen Feldes innerhalb des Flüssigkristallmaterials eine in einem hohen Maße gleichgerichtete Ausrichtung der einzelnen Flüssigkristallmoleküle vorgegeben werden kann. Die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle wirkt sich auf die Permittivität des Flüssigkristallmaterials und dadurch auch auf die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen entlang einer Ausbreitungsrichtung innerhalb des Flüssigkristallmaterials aus.
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Es ist aus der Praxis bekannt, dass Flüssigkristallmaterialien die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen im sichtbaren Wellenlängenbereich beeinflussen können und deshalb für die Herstellung und Ansteuerung von Displays verwendet werden können. Es ist ebenfalls bekannt, dass mit Hilfe von Flüssigkristallmaterialien die Ausbreitungsgeschwindigkeit von elektromagnetischen Wellen entlang einer Signalübertragungsstrecke beeinflusst werden kann und dadurch für die Signalübertragung relevante Eigenschaften wie beispielsweise die Phasenbeziehung bei einer Signalausbreitung entlang einer Signalübertragungsstrecke beeinflusst werden kann. Es sind weiterhin Hohlleitereinrichtungen mit einem Hohlraum bekannt, mit denen die Signalausbreitung einer elektromagnetischen Welle innerhalb der Hohlleitereinrichtung beeinflusst werden kann.
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So werden Hohlleitereinrichtungen mit einem Hohlraumresonator oder mit mehreren hintereinander angeordneten Hohlraumresonatoren beispielsweise als Filtereinrichtung für die sich in der Hohlleitereinrichtung durch den Hohlraumresonator oder durch die mehreren Hohlraumresonatoren ausbreitenden elektromagnetischen Wellen verwendet.
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Um die Filterwirkung in Abhängigkeit von der Frequenz der sich ausbreitenden elektromagnetischen Wellen abstimmen, beziehungsweise vorgeben zu können ist es ebenfalls bekannt, dass in dem Hohlraum ein abstimmbares dielektrisches Material mit einer veränderbaren Permittivität angeordnet wird, sodass beispielsweise die Resonanzbedingungen für elektromagnetische Wellen innerhalb des Hohlraumresonators gezielt verändert und dadurch ein Durchlassen oder eine Unterdrückung von elektromagnetischen Wellen mit passenden oder unpassenden Wellenlängen bewirkt werden kann. Bei vielen Anwendungsbereichen wie beispielsweise bei der Datenübertragung oder Kommunikationstechnologie weisen die anwendungsrelevanten elektromagnetischen Wellen Frequenzen auf, die deutlich von den Frequenzen der elektromagnetischen Wellen im sichtbaren optischen Bereich abweichen und beispielsweise in einem Frequenzbereich zwischen 300 kHz und 10 THz liegen, sodass die Auswirkungen des abstimmbaren dielektrischen Materials auf elektromagnetische Wellen im optischen Wellenlängenbereich nicht von Bedeutung sind.
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Die Veränderung der Permittivität des in dem Hohlraum angeordneten abstimmbaren dielektrischen Materials folgt üblicherweise durch die Anlage eines elektrischen Feldes, welches auf das abstimmbare dielektrische Material einwirkt. Durch das von außen einwirkende elektrische Feld kann eine Ausrichtung einzelner Moleküle in dem abstimmbaren dielektrischen Material vorgegeben beziehungsweise erzwungen werden. Die Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials unterscheidet sich in Abhängigkeit von dem jeweils angelegten elektrischen Feld. Auf diese Weise können durch das Anlegen oder Abschalten eines das abstimmbare dielektrische Material durchdringenden elektrischen Feldes dessen Permittivität und damit die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer sich durch das abstimmbare dielektrische Material hindurch ausbreitenden elektrischen Welle und damit auch die Bedingungen der Wellenausbreitung innerhalb des Hohlraums beeinflusst werden. Damit können beispielsweise die Resonanzbedingungen in einem Hohlraumresonator gezielt so vorgegeben werden, dass eine Filterwirkung oder eine frequenzselektive Durchlasswirkung von elektromagnetischen Wellen vorgegeben werden kann. Dabei ist es von großer Bedeutung, dass die jeweilige Filter- oder Durchlasswirkung innerhalb von möglichst kurzen Abstimmungszeiten verändert werden kann.
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Während sich viele abstimmbare dielektrische Materialien und insbesondere Flüssigkristallmaterialien in sehr kurzer Zeit nach einem von außen angelegten elektrischen Feld ausrichten, dauert es üblicherweise sehr viel länger, bis die abstimmbaren dielektrischen Materialien nach dem Abschalten des elektrischen Feldes ihren nicht einheitlich ausgerichteten Ausgangszustand wieder einnehmen. Dies gilt in ähnlicher Weise auch für andere Anregungsmechanismen, mit welchen ein abstimmbares dielektrisches Material beeinflusst und dadurch die Permittivität verändert werden kann. Bei einer Verwendung eines derartigen abstimmbaren dielektrischen Materials in einer Hohlleitereinrichtung, mit welcher beispielsweise durch die Hohlleitereinrichtung übertragene elektromagnetische Wellen beeinflusst oder gefiltert werden sollen, werden dadurch die Schaltzeiten zwischen zwei verschiedenen Übertragungszuständen begrenzt und die Effizienz der jeweiligen Beeinflussung der sich in der Hohlleitereinrichtung ausbreitenden elektromagnetischen Wellen beschränkt.
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Es wird deshalb als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, eine Hohlleitereinrichtung der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, dass eine möglichst rasche und effiziente Beeinflussung der sich in der Hohlleitereinrichtung ausbreitenden elektromagnetischen Wellen erreicht werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Hohlleitereinrichtung eine Magnetfelderzeugungseinrichtung aufweist, mit der in dem abstimmbaren dielektrischen Material in dem Hohlraum ein magnetisches Feld erzeugt werden kann, sodass die Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials durch das magnetische Feld beeinflusst werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials durch zwei verschiedene Felder vorgegeben werden kann, die jeweils voneinander unabhängig das abstimmbare dielektrische Material beeinflussen können. Dadurch kann ein Zustand des abstimmbaren dielektrischen Materials und insbesondere dessen Permittivität für eine sich durch den Hohlraum ausbreitende elektromagnetische Welle mit einer sehr kurzen Reaktionszeit zwischen zwei unterschiedlichen Zuständen vorgegeben werden, die entweder durch das elektrische Feld oder durch das magnetische Feld dominiert sind. Es kommt deshalb nicht mehr auf eine für das betreffende abstimmbare dielektrische Material charakteristische Relaxationszeit an, innerhalb der das abstimmbare dielektrische Material nach Abschalten des elektrischen Feldes in einen Ausgangszustand zurückkehrt, der einer feldfreien Konfiguration entspricht. Da zwei unterschiedliche Ausrichtungszustände und damit zwei unterschiedliche Permittivitätseigenschaften alternativ durch das elektrische Feld oder das magnetische Feld vorgegeben werden können, wodurch sich die Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials kontrolliert in einer vorab bekannten Art und Weise einstellen lässt, kann eine über das abstimmbare dielektrische Material bewirkte Abstimmung des Hohlraums auf die sich darin ausbreitenden elektromagnetischen Wellen sehr rasch und effizient vorgegeben werden. Dadurch können mit einer erfindungsgemäßen Holleitereinrichtung deren angestrebte Funktionalität wie beispielsweise eine Filterwirkung oder eine kontrollierbare Phasenverschiebung für die sich durch den Hohlraum ausbreitenden elektromagnetischen Wellen mit sehr kurzen Schaltzeiten und Reaktionszeiten realisiert werden. Im Folgenden werden sämtliche Einflüsse der elektrischen und magnetischen Felder auf das abstimmbare dielektrische Material, die zu einer Veränderung der Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials führen, vereinfachend auch als Veränderung der Ausrichtung des abstimmbaren dielektrischen Materials bezeichnet.
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Die Magnetfelderzeugungseinrichtung kann innerhalb oder außerhalb der Hohlleitereinrichtung angeordnet sein. Eine Formgebung des Hohlraums kann dabei beliebig vorgegeben sein. In vielen Fällen kann es vorteilhaft sein, dass der Hohlraum über einen Abschnitt einer Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen hinweg eine gleichbleibende Querschnittsfläche aufweist und dass diese Querschnittsfläche kreisförmig oder rechteckig ausgebildet ist. In Abhängigkeit von den jeweiligen Abmessungen der von elektrisch leitfähigen Hohlraumwänden begrenzten Hohlleitereinrichtung und der Wellenlänge der sich darin ausbreitenden elektromagnetischen Wellen können sich in Hohlräumen mit einer kreisförmigen oder rechteckigen Querschnittsfläche bevorzugt entsprechende Moden ausbilden, die eine vorab ermittelbare und durch die Formgebung und Abmessungen zuverlässig vorgebbare Feldverteilung innerhalb des Hohlraums aufweisen. Das abstimmbare dielektrische Material kann dann innerhalb des Hohlraums gezielt in denjenigen Bereichen innerhalb des Hohlraums angeordnet sein, in denen die Auswirkungen einer Veränderung der Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials auf die elektromagnetischen Wellen besonders deutlich sind.
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Eine derartige Hohlleitereinrichtung kann in vorteilhafterweise als Hochfrequenz-Filtereinrichtung ausgestaltet sein und beispielsweise im Bereich der Telekommunikation und der Datenübertragung eingesetzt werden. Derartige Hohlleitereinrichtungen können auch und insbesondere für die Satellitenkommunikation verwendet werden. Von besonderer Bedeutung sind dabei elektromagnetische Wellen in einem Frequenzbereich zwischen 1 GHz und 300 GHz und gegebenenfalls bis hin zu mehreren THz.
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Um zwei möglichst deutlich voneinander abweichende Zustände der Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials vorgeben zu können ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Magnetfelderzeugungseinrichtungen so eingerichtet und angeordnet ist, dass in dem Hohlraum ein magnetisches Feld mit magnetischen Feldlinien erzeugt werden kann, die senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen in dem Hohlraum und senkrecht zu dem elektrischen Feld verlaufen. Dabei wird zweckmäßigerweise angestrebt, dass die magnetischen Feldlinien möglichst gleichförmig parallel und gradlinig durch das abstimmbare dielektrische Material verlaufen. Auf diese Weise kann durch das magnetische Feld ein sehr homogener Zustand des abstimmbaren dielektrischen Materials vorgegeben werden, dessen Permittivität sich besonders deutlich von einem anderen Zustand des abstimmbaren dielektrischen Materials unterscheidet, der durch die Anlegung eines elektrischen Felds vorgegeben wird.
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Das abstimmbare dielektrische Material kann jeden Aggregatzustand aufweisen, wobei Flüssigkeiten und Festkörper auf Grund einer oftmals hohen Permittivität eine besonders große Auswirkung auf die sich ausbreitenden elektromagnetischen Wellen aufweisen. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, dass das abstimmbare dielektrische Material ein Flüssigkristallmaterial ist, wobei sich Flüssigkristallmoleküle des Flüssigkristallmaterials in Abhängigkeit von einem elektrischen Feld und von einem magnetischen Feld räumlich ausrichten. Es sind Flüssigkristallmaterialien bekannt, die in Abhängigkeit von der Ausrichtung einzelner Flüssigkristallmoleküle besonders ausgeprägte richtungsabhängige Eigenschaften für elektromagnetische Wellen aufweisen, welche sich durch das Flüssigkristallmaterial ausbreiten. Zudem sind Flüssigkristallmaterialien bekannt, deren einzelne Flüssigkristallmoleküle sich besonders effektiv durch ein elektrisches Feld oder durch ein magnetisches Feld ausrichten lassen. Bevorzugt wird ein Flüssigkristallmaterial verwendet, dessen Permittivität für elektromagnetische Wellen im Hochfrequenzbereich und insbesondere im Bereich zwischen 1 GHz und 100 GHz besonders ausgeprägt ist. Dagegen kommt es nicht auf die Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials und insbesondere eines Flüssigkristallmaterials im Bereich sichtbarer Wellenlängen an.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass auf einer der Elektrode gegenüberliegenden Seite des abstimmbaren dielektrischen Materials eine von einer benachbarten Hohlraumwand isolierte Gegenelektrode angeordnet ist. Durch die Anordnung und Ausgestaltung der Elektrode und der gegenüberliegend angeordneten Gegenelektrode können das elektrische Feld und insbesondere der Verlauf der elektrischen Feldlinien durch das dazwischen angeordnete abstimmbare dielektrische Material so vorgegeben werden, dass die elektrischen Feldlinien möglichst gleichförmig parallel und gradlinig durch das abstimmbare dielektrische Material verlaufen. Auf diese Weise kann beispielsweise ein unerwünschter Einfluss von Streufeldern in Randbereichen des abstimmbaren dielektrischen Materials reduziert werden. Die Elektrode und die gegenüberliegende Gegenelektrode können gegebenenfalls auch unmittelbar mit dem abstimmbaren dielektrischen Material in Kontakt stehen. Beispielsweise bei der Verwendung von einem Flüssigkristallmaterial als abstimmbare dielektrische Material können die Elektrode und die gegenüberliegend angeordnete Gegenelektrode den für das Flüssigkristallmaterial vorgesehene Raum innerhalb des Hohlraums begrenzen und dadurch unmittelbar auf das abstimmbare dielektrische Material einwirken.
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In entsprechender Weise ist optional ebenfalls vorgesehen, dass die Magnetfelderzeugungseinrichtung mindestens zwei Magnete aufweist, die aufeinander gegenüberliegenden Seiten des in dem Hohlraum befindlichen abstimmbaren dielektrischen Materials so angeordnet sind, dass ein homogenes und gradliniges Magnetfeld in dem abstimmbaren dielektrischen Material erzeugt werden kann. Zweckmäßigerweise sind die Magnete der Magnetfelderzeugungseinrichtung relativ zu der Elektrode und der gegebenenfalls vorgesehenen Gegenelektrode so angeordnet, dass die Magnetfeldlinien zumindest bereichsweise senkrecht zu den Feldlinien des elektrischen Feldes verlaufen. Bei einem Hohlraum mit einer rechteckigen Querschnittsfläche verläuft das elektrische Feld von einer ersten Seitenkante zu einer gegenüberliegenden zweiten Seitenkante, während das Magnetfeld senkrecht dazu von einer dritten Seitenkante zu einer gegenüberliegenden vierten Seitenkante verläuft.
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Im Hinblick auf eine möglichst energieeffiziente Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hohlleitereinrichtung kann vorgesehen sein, dass die Magnetfelderzeugungseinrichtung mindestens zwei Permanentmagnete aufweist. Durch die auf gegenüberliegenden Seiten des abstimmbaren dielektrischen Materials angeordneten Permanentmagnete kann dauerhaft ein Magnetfeld erzeugt werden, welches das abstimmbare dielektrische Material durchdringt und dadurch beispielsweise eine Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen vorgibt. Das in einer anderen Richtung hierzu ausgerichtete elektrische Feld kann bei Bedarf eingeschaltet beziehungsweise erzeugt werden und verändert dadurch die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle und damit die Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Feldstärke des elektrischen Feld ausreichend hoch vorgegeben ist, sodass die Auswirkung des elektrischen Felds auf das abstimmbare dielektrische Material deutlich größer als die Auswirkungen des magnetischen Felds sind und sich die einzelnen Flüssigkristallmoleküle ganz überwiegend in Richtung des elektrischen Feldes ausrichten. Die Anzahl der Permanentmagnete ist dabei zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der Größe und Stärke der Permanentmagnete so vorgegeben, dass in dem abstimmbaren dielektrischen Material ein möglichst homogenes Magnetfeld erzeugt wird.
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Gemäß einer hiervon abweichenden Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann auch vorgesehen sein, dass die Magnetfelderzeugungseinrichtung mindestens zwei Elektromagnete aufweist. Die Elektromagneten können bei Bedarf eingeschaltet oder abgeschaltet werden. In einem abgeschalteten Zustand wird kein Magnetfeld erzeugt, sodass die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle und damit die Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials ausschließlich durch ein elektrisches Feld vorgegeben werden können. Auf diese Weise lassen sich mit dem magnetischen Feld einerseits oder dem elektrischen Feld andererseits zwei besonders deutlich unterschiedliche Zustände mit einer deutlich voneinander abweisenden Permittivität vorgeben. Bei Verwendung eines Flüssigkristallmaterials kann auf diese Weise ein die Orientierung der einzelnen Flüssigkristallmoleküle beschreibender Ordnungsparameter es von nahezu eins erreicht werden, die eine vollständig parallele Ausrichtung aller Flüssigkristallmoleküle und damit einem idealen Ausrichtungszustand entspricht.
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Die Magnete der Magnetfelderzeugungseinrichtung können innerhalb oder außerhalb des von den Hohlleiterwänden umgebenen Hohlraums angeordnet sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Magnetfelderzeugungseinrichtung verlagerbar angeordnete Magnete aufweist, deren Ausrichtung relativ zu einer Ausrichtung des elektrischen Feldes verändert werden kann. Auf diese Weise kann auch bei Verwendung von Permanentmagneten erreicht werden, dass die magnetischen Feldlinien einen durch das elektrische Feld vorgegebenen Zustand des abstimmbaren dielektrischen Materials nicht beeinträchtigen, sondern aufgrund eines Verlaufs der magnetischen Feldlinien parallel zu den elektrischen Feldlinien die von den elektrischen Feldlinien vorgegebene Abstimmung des abstimmbaren dielektrischen Materials verstärken oder aber bei einem abgeschalteten elektrischen Feld alleine durch die Ausrichtung der magnetischen Feldlinien vorgeben.
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Es sind verschiedene flüssige abstimmbare dielektrische Materialien bekannt, die sich für den erfindungsgemäßen Verwendungszweck in besonderer Weise eignen. Einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zu Folge ist deshalb vorgesehen, dass in dem Hohlraum ein Behälter aus einem elektrisch nichtleitenden Material angeordnet ist, in welchem das abstimmbare dielektrische Material enthalten ist. Der Behälter kann dabei vollständig innerhalb eines Hohlraums des Hohlraums angeordnet sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Behälter durch eine Öffnung in den elektrisch leitfähigen Hohlraumwänden von außen in den Hohlraum ragt. In dem Behälter kann ein beliebiges abstimmbares dielektrisches Material angeordnet sein. Ein derartiger Behälter eignet sich insbesondere für die Verwendung eines Flüssigkristallmaterials. Der Behälter ist zweckmäßigerweise aus einem Material hergestellt, welches für elektrische Felder und magnetische Felder möglichst transparent ist, sodass durch den Behälter der Verlauf des elektrischen Feldes oder des magnetischen Feldes nicht beeinflusst und dadurch nachteilig beeinträchtigt wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Magnetfelderzeugungseinrichtung auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Behälters jeweils mindestens einen Magnet aufweist. Die Magnete können dabei innerhalb des Hohlraums angeordnet sein. Die Magnete können auch als Teil einer Behälterwandung ausgebildet sein und verwendet werden.
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Insbesondere ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass eine Breite der Elektrode größer als eine Breite des Behälters ist. Auf diese Weise kann über das Gesamtvolumen des Behälters hinweg ein besonders gleichförmiges elektrisches Feld mit gradlinig und parallel zueinander verlaufenden Feldlinien erzeugt werden. Die Elektrode kann in einfacher Weise einstückig ausgebildet und einheitlich mit einem elektrischen Potential beaufschlagt werden, wodurch sich die Herstellung und der Betrieb der Elektrode und damit der Hohlleitereinrichtung vereinfachen lassen.
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In Abhängigkeit von einer Formgebung des Hohlraums kann optional vorgesehen sein, dass eine Hohlraumwand oder ein Hohlraumwandbereich des Hohlraums mit der daran ausgebildeten oder angeordneten Elektrode elektrisch isoliert von anderen, den Hohlraum umgebenden Hohlraumwänden oder Hohlraumwandbereichen ist, welche die Gegenelektrode bilden, sodass sich das elektrische Feld zwischen der mit einem elektrischen Potential beaufschlagten Elektrode und den anderen Hohlraumwänden ausbildet. Eine derartige Ausgestaltung des Hohlraums ist insbesondere für Hohlräume mit einer rechteckförmigen Querschnittsfläche relevant. Eine elektrische Isolierung einer Hohlraumwand oder eines Bereichs der Hohlraumwand, welche an einer Seitenfläche des Hohlraums die Elektrode bilden soll, kann derart ausgestaltet sein, dass die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen innerhalb des Hohlraums nicht oder nur geringfügig beeinflusst wird. Das elektrische Feld, welches sich zwischen der elektrisch isolierten Elektrode einerseits und den anderen Hohlraumwänden oder Hohlraumwandbereichen ausbildet, kann sich insbesondere in einem Volumenbereich vergleichsweise gleichförmig ausbilden, der einen zumindest geringen Abstand von der Hohlraumwand oder den Hohlraumwänden aufweist. Auf diese Weise kann über einen großen Volumenbereich innerhalb des Hohlraums hinweg ein gleichförmiges elektrisches Feld vorgegeben werden, sodass nur ein geringer Volumenanteil des Innenraums des Hohlraums nicht effektiv für die Beeinflussung der elektromagnetischen Wellen genutzt werden kann. Die den Hohlraum umgebenden Hohlraumwände, welche die Gegenelektrode bilden, können elektrisch geerdet sein, sodass durch die Anlage eines elektrischen Potentials an der Elektrode, die elektrisch isoliert von den weiteren umgebenden Hohlraumwänden ausgebildet, beziehungsweise angeordnet ist, in einfacher Weise das gewünschte elektrische Feld erzeugt werden kann.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass der Hohlraum ein elektrisch leitendes Bodenelement und ein elektrisch leitendes Deckelelement aufweist, dass das Bodenelement eine Anzahl von in Reihen und Zeilen matrixförmig angeordneten und von einer Bodenelementebene zum Deckelelement hin vorspringenden Ausformungen aufweist, deren Oberseite jeweils einen Deckelabstand zu dem darüber angeordneten Deckelelement aufweist, und dass das abstimmbare dielektrische Material längs einer Reihe der zum Deckelelement hin vorspringenden Ausformungen angeordnet ist und mindestens teilweise zwischen mindestens einer vorspringenden Ausformung und dem Deckelelement angeordnet ist. Es hat sich gezeigt, dass ein derart ausgestalteter Hohlraum ohne weiteres einen Spalt aus Luft oder aus einem elektrisch nicht leitenden Festkörpermaterial zwischen dem Deckelelement und dem Bodenelement aufweisen kann. Eine unerwünschte seitliche Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen wird bei einer geeigneten Ausgestaltung und Dimensionierung durch die mehreren Reihen und Zeilen der matrixförmig in regelmäßigen Abständen zueinander angeordneten Ausformungen aus einem elektrisch leitenden Material stark unterdrückt beziehungsweise nahezu vollständig verhindert. Auf diese Weise können das Bodenelement und das davon elektrisch isolierte Deckelelement einen Hohlraumresonator bilden, der mit sehr geringen Verlusten eine hohe und präzise definierte Filterwirkung oder andere Funktionen mit einer Beeinflussung der sich durch den Hohlraum hindurch ausbreitenden elektromagnetischen Wellen ausüben kann.
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Untersuchungen haben ergeben, dass bereits mit zwei Reihen von vorspringenden Ausformungen auf jeder Seite eines länglichen Hohlraumabschnitts eine unerwünschte seitliche Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen durch einen seitlichen Spalt zwischen dem Deckelelement und dem Bodenelement weitgehend unterdrückt und verhindert werden kann.
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Der Behälter für das abstimmbare dielektrische Material kann sich dabei über mehrere in einer Reihe angeordnete vorspringende Ausformungen hinweg erstrecken. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass entlang einer Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen vor und nach dem Behälter jeweils ein Anpassungsabschnitt mit einem sich verändernden Abstand und insbesondere mit einem sich verringernden Abstand zwischen dem Bodenelement und dem Deckelelement ausgebildet ist, um eine vorteilhafte Anpassung der sich ausbreitenden elektromagnetischen Wellen an einen Ausbreitungsabschnitt durch den Behälter zu ermöglichen.
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Die einzelnen vorspringenden Ausformungen sind zweckmäßigerweise aus elektrisch leitendem Material, welches ein durch die Magneten vorgegebenes Magnetfeld nicht nachteilig beeinflusst und beispielsweise im Bereich des abstimmbaren dielektrischen Materials schwächt oder ablenkt.
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Im Hinblick auf eine möglichst effiziente und raumsparende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hohlleitereinrichtung kann optional vorgesehen sein, dass die Hohlleitereinrichtung mehrere Hohlräume aufweist, in denen jeweils ein abstimmbares dielektrisches Material und mindestens eine Elektrode angeordnet ist, und wobei jedem Hohlraum eine Magnetfelderzeugungseinrichtung zugeordnet ist. Die Hohlräume können sowohl parallel als auch seriell angeordnet sein. Sofern jedem Hohlraum eine unabhängig von anderen Elektroden ansteuerbare Elektrode zugeordnet ist und jedem Hohlraum eine unabhängig von anderen Magnetfelderzeugungsvorrichtungen beeinflussbare Magnetfelderzeugungsvorrichtung zugeordnet ist, können für jeden Hohlraum die Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials und damit die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen in dem betreffenden Hohlraum individuell vorgegeben werden. Es ist ebenfalls möglich, dass für mehrere oder alle Hohlräume eine einzige Elektrode vorgesehen ist, mit welcher ein einheitliches elektrische Feld für mehrere oder alle Hohlraumen erzeugt wird. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass eine gemeinsame Magnetfelderzeugungsvorrichtung für mehrere oder alle Hohlräume vorgesehen ist, die ein einheitlich vorgegebenes Magnetfeld erzeugt. Das für mehrere oder alle Hohlräume einheitliche Magnetfeld kann bei Verwendung von mehreren Elektroden wieder individuell für jeden Hohlraum von einem für den betreffenden Hohlraum unabhängig von anderen Hohlraumen vorgegeben werden. Die Verwendung einheitlicher elektrischer oder magnetischer Felder kann in Abhängigkeit von dem jeweiligen Verwendungszweck der Hohlleitereinrichtung erhebliche Einsparungen bei der Herstellung sowie bei dem Betrieb der Hohlleitereinrichtung ermöglichen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann vorgesehen sein, dass der Hohlraum als Hohlraumresonator ausgestaltet ist und dass in den Hohlraum mündende erste und zweite Hohlleiterabschnitte so angeordnet und ausgestaltet sind, dass sich bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung der Hohlleitereinrichtung stehende elektromagnetische Wellen in dem Hohlraumresonator ausbilden können. Durch die mehrfachen Reflexionen und jeweils anschließend erneuten Ausbreitungen der elektromagnetischen Wellen durch das abstimmbare dielektrische Material können die Auswirkungen der jeweils vorgegebenen Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials auf die stehenden elektromagnetischen Wellen in dem Hohlraumresonator sehr effizient ausgenutzt werden. Mit einer als Hohlraumresonator betriebenen Hohlleitereinrichtung können beispielsweise Filtereinrichtungen mit einem vergleichsweise geringen Raumbedarf und einer gleichzeitig hohen Güte für Hochfrequenz-Komponenten bei der Datenübertragung oder in der Kommunikationstechnologie bereitgestellt werden.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Hohlraum und in den Hohlraum mündende erste und zweite Hohlleiterabschnitte so ausgestaltet sind, dass sich elektromagnetische Wellen von dem ersten Hohlleiterabschnitt durch den Hohlraum in den zweiten Hohlleiterabschnitt ausbreiten, sodass der Hohlraum mit dem darin angeordneten abstimmbaren dielektrischen Material als Phasenschieber betrieben werden kann. Zweckmäßigerweise sind die jeweiligen Mündungsbereiche der beiden Hohlleiterabschnitte in den Hohlraum so ausgestaltet, dass eine möglichst breitbandige und reflexionsarme Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen durch den Hohlraum hindurch begünstigt wird. Der Hohlraum kann dabei wie die beiden Hohlleiterabschnitte ausgestaltet sein und derart zwischen den beiden Hohlleiterabschnitten angeordnet sein, dass elektromagnetische Wellen sich übergangslos von dem ersten Hohlleiterabschnitt durch den Hohlraum in den zweiten Hohlleiterabschnitt ausbreiten. Über das abstimmbare dielektrische Material in dem Hohlraum kann dabei eine Phase der sich ausbreitenden elektromagnetischen Wellen kontrolliert beeinflusst werden, sodass die derart ausgelegte und ausgestaltete Hohlleitereinrichtung als Phasenschieber betrieben werden kann.
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Durch die Möglichkeit, die Permittivität sowohl durch das Anlegen eines elektrischen Feldes als auch durch ein Magnetfeld sehr kontrolliert vorgeben und gegebenenfalls sehr rasch beeinflussen und gezielt zwischen verschiedenen Zuständen verändert zu können, lässt sich die erfindungsgemäß ausgestaltete Hohlleitereinrichtung in verschiedenen Konfigurationen sehr vorteilhaft für unterschiedliche Anwendungsbereiche in der Hochfrequenztechnik einsetzen.
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Nachfolgend werden exemplarische Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens näher erläutert, die schematisch in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
- 1 eine Schnittansicht einer unteren Hälfte einer Hohlleitereinrichtung mit einem Hohlraum, in welchem ein darin angeordnetes abstimmbares dielektrisches Material mit einem elektrischen Feld und mit einem Magnetfeld beeinflusst werden kann,
- 2 eine Schnittansicht durch die vollständige Hohlleitereinrichtung mit einer Schnittebene längs einer Linie II-II in 1,
- 3 eine Schnittansicht gemäß 2 mit Feldlinien eines Magnetfelds,
- 4 eine Schnittansicht gemäß 3 mit Feldlinien eines Magnetfeldes und eines überlagerten elektrischen Feldes,
- 5 eine Schnittansicht gemäß 3 und 4 mit Feldlinien eines elektrischen Feldes ohne ein überlagerndes Magnetfeld,
- 6 eine perspektivische Ansicht eines abweichend ausgestalteten Hohlraums mit einem Bodenelement, auf welchem eine Anzahl von matrixartig in Reihen und Spalten angeordneten und nach oben vorspringenden Ausformungen sind, wobei ein im Abstand dazu angeordnetes Deckelelement zur Veranschaulichung nicht dargestellt ist,
- 7 eine Schnittansicht durch den in 6 dargestellten Hohlraum längs einer Linie VII-VII in 6, wobei das Deckelelement in 7 dargestellt ist, und
- 8 eine Schnittansicht durch den in 6 dargestellten Hohlraum längs einer Linie VIII-VIII in 6, wobei zusätzlich auch eine Magnetfelderzeugungseinrichtung dargestellt ist.
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In 1 ist schematisch eine exemplarische Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Hohlleitereinrichtung 1 in einer Schnittansicht dargestellt, wobei zur Veranschaulichung lediglich eine untere Hälfte der bezüglich der Schnittebene symmetrisch gestalteten Hohlleitereinrichtung 1 dargestellt ist. Die Hohlleitereinrichtung 1 weist einen Hohlraum 2 auf, der von elektrisch leitfähigen Hohlraumwänden 3 umgeben und begrenzt ist. Durch Hohlleiterabschnitte 4, 5 kann eine elektromagnetische Welle dem Hohlraum 2 zugeführt werden und aus dem Hohlraum abgeführt werden. In 1 ist eine beispielhafte Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen durch einen ersten Hohlleiterabschnitt 4, den Hohlraum 2 und durch einen zweiten Hohlleiterabschnitt 5 durch Pfeile 6 angedeutet.
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In dem Hohlraum 2 ist ein quaderförmiger Behälter 7 aus einem für elektrische Felder transparenten dielektrischen Festkörpermaterial angeordnet, wobei das Festkörpermaterial beispielsweise ein duroplastisches Laminat aus vernetztem Polystyrol sein kann. In dem Behälter 7 ist ein abstimmbares dielektrisches Material 8 angeordnet. Bei dem abstimmbaren dielektrischen Material 8 handelt es sich beispielsweise um ein Flüssigkristallmaterial, dessen Permittivität in Abhängigkeit von der Ausrichtung der einzelnen Flüssigkristallmoleküle unterschiedliche Werte für eine sich durch das Flüssigkristallmaterial hindurch ausbreitende elektromagnetische Welle aufweisen kann.
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Außerhalb des Hohlraums 2 ist eine Magnetfelderzeugungseinrichtung 9 mit zwei Permanentmagneten 10, 11, angeordnet, wobei die beiden Permanentmagneten 10, 11 auf einander gegenüberliegenden Seiten des Hohlraums 2 so angeordnet sind, dass die beiden Permanentmagneten 10, 11 ein Magnetfeld mit senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen 6 verlaufenden Feldlinien erzeugen. Das Magnetfeld durchdringt den Hohlraum 2 und den darin angeordneten Behälter 7 mit dem darin befindlichen abstimmbaren dielektrischen Material 8.
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In 2 ist eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Hohlleitereinrichtung 1 gezeigt. Innerhalb der elektrisch leitfähigen Hohlraumwände 3 des Hohlraums 2, jedoch außerhalb von dem Behälter 7 sind eine Elektrode 12 und eine Gegenelektrode 13 angeordnet. Die Elektrode 12 und die Gegenelektrode 13 sind jeweils als ebene Platte aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgestaltet und parallel zueinander ausgerichtet, sodass sich bei Anlegung einer elektrischen Potentialdifferenz ein homogenes elektrisches Feld zwischen der Elektrode 12 und der Gegenelektrode 13 ausbildet. Die elektrische Potentialdifferenz kann mit Hilfe einer Spannungsquelle 14 erzeugt werden, die elektrisch leitend mit der Elektrode 12 und der Gegenelektrode 13 verbunden ist. Eine Querschnittsfläche der Elektrode 12 und der Gegenelektrode 13 ist jeweils größer als eine Querschnittsfläche des dazwischen angeordneten Behälters 7, sodass sich innerhalb des Behälters 7 ein im Wesentlichen homogenes elektrisches Feld ausbildet.
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In den 3 bis 5 sind verschiedene Zustände der in den 1 und 2 exemplarisch abgebildeten Hohlleitereinrichtung 1 dargestellt. Im Folgenden wird lediglich auf die jeweiligen Unterschiede eingegangen, wobei die mit den 1 und 2 übereinstimmenden Merkmale nicht gesondert erwähnt werden und beispielsweise die Hohlraumwände 3 des Hohlraums 2 zur Verdeutlichung nicht dargestellt sind. Die Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen ist bei den Darstellungen der 3 bis 5 senkrecht zur Abbildungsebene gerichtet. Bei den in den 3 bis 5 jeweils gezeigten unterschiedlichen Konfigurationen ist eine resultierende Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle des abstimmbaren dielektrischen Materials 8 jeweils durch einen Pfeil 29 angedeutet.
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In 3 ist die erfindungsgemäße Hohleitereinrichtung 1 mit einem abgeschalteten elektrischen Feld zwischen der Elektrode 12 und der Gegenelektrode 13 dargestellt. Ein von den beiden Permanentmagneten 10, 11 der Magnetfelderzeugungseinrichtung 9 erzeugtes Magnetfeld verläuft bei der Darstellung gemäß 3 horizontal und homogen durch den Behälter 7. Die magnetischen Feldlinien sind mit gestrichelten Pfeilen 15 angedeutet. Das in dem Behälter 7 befindliche abstimmbare dielektrische Material 8, richtet sich im Wesentlichen vollständig an dem Magnetfeld aus. Beispielsweise bei einem Flüssigkristallmaterial richten sich die einzelnen Flüssigkristallmoleküle entlang der Magnetfeldlinien 15 ebenfalls im Wesentlichen horizontal aus. Dadurch nimmt das abstimmbare dielektrische Material 8 einen ersten Wert für die Permittivität bezüglich der sich durch den Behälter 7 und das abstimmbare dielektrische Material 8 hindurch ausbreitenden elektromagnetischen Wellen an.
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In 4 wird mit Hilfe der Spannungsquelle 14 eine elektrische Potentialdifferenz zwischen der Elektrode 12 und der Gegenelektrode 13 erzeugt. Dadurch bildet sich zwischen der Elektrode 12 und der Elektrode 13 ein im Wesentlichen homogenes elektrisches Feld aus, dessen elektrische Feldlinien in 4 mit durchgezogenen Pfeilen 16 angedeutet sind. Die Abmessungen der Elektrode 12 und der Gegenelektrode 13 sind derart an die Abmessungen des Behälters 7 angepasst, dass in Randbereichen in der Nähe zu den umgebenden Hohlraumwänden 3 auftretende Streufelder und Abweichungen von dem homogenen elektrischen Feld keine nennenswerten Auswirkungen auf das abstimmbare dielektrische Material 8 innerhalb des Behälters 7 haben. Durch das elektrische Feld wird eine andere Ausrichtung des abstimmbaren dielektrischen Materials 8 vorgegeben. Das elektrische Feld ist dabei ausreichend stark vorgegeben, sodass das elektrische Feld für die Ausrichtung des abstimmbaren dielektrischen Materials 8 dominant ist und sich beispielsweise die Flüssigkristallmoleküle in dem Flüssigkristallmaterial an den überlagerten magnetischen und elektrischen Feldern orientieren und sich weitgehend nach dem elektrischen Feld ausrichten. Je stärker das elektrische Feld im Vergleich zu dem magnetischen Feld ist, umso stärker ist die Ausrichtung des abstimmbaren dielektrischen Materials 8 durch das elektrische Feld dominiert, und umso größer ist eine Differenz zwischen dem dadurch vorgegebenen Wert der Permittivität gegenüber dem Wert der Permittivität ohne das extern vorgegebene elektrische Feld, bzw. gegenüber dem in 3 dargestellten Zustand.
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Es ist ebenfalls möglich, dass die Magnetfelderzeugungseinrichtung 9 an Stelle von zwei einander gegenüberliegend angeordneten Permanentmagneten 10, 11 zwei Elektromagnete 17, 18 aufweist, mit deren Hilfe ein abschaltbares Magnetfeld erzeugt werden kann. Die beiden Elektromagnete 17, 18 sind bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel vergleichbar mit den in den 3 und 4 gezeigten Permanentmagneten 10, 11 ausgestaltet und angeordnet. Falls die Elektromagneten 17, 18 ein Magnetfeld erzeugen und mit der Spannungsquelle 14 keine elektrische Potentialdifferenz zwischen der Elektrode 12 und der Gegenelektrode 13 erzeugt wird, stellt sich ein mit 3 vergleichbarer Zustand ein. Falls die Elektromagneten 17, 18 abgeschaltet sind und kein Magnetfeld erzeugen, kann mit dem elektrischen Feld eine im Wesentlichen vollständige und nicht durch ein überlagertes Magnetfeld beeinflusste Ausrichtung des abstimmbaren dielektrischen Materials 8 entlang der elektrischen Feldlinien 16 vorgegeben werden. Dadurch kann ein Wert für die Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials 8 vorgegeben werden, der sich noch stärker von dem entsprechenden Wert bei dem in 3 gezeigten Zustand unterscheidet, als es mit dem in 4 bei einer Überlagerung des magnetischen Feldes mit dem elektrischen Feld möglich ist.
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Durch das elektrische Feld und das magnetische Feld kann sehr rasch zwischen deutlich verschiedenen Ausrichtungen des abstimmbaren dielektrischen Materials 8 gewechselt werden, sodass die Reaktionszeiten für Schaltvorgänge sehr kurz sind. Mit der Verwendung von Permanentmagneten kann ein sehr energieeffizienter Betrieb der erfindungsgemäßen Hohlleitereinrichtung 1 ermöglicht werden. Mit der Verwendung von Elektromagneten kann eine besonders deutlich ausgeprägte Differenz der Werte für die Permittivität des abstimmbaren dielektrischen Materials 8 bei verschiedenen Schaltzuständen ermöglicht werden.
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In den 6 bis 8 sind verschiedene Ansichten einer abweichend ausgestalteten Hohlleitereinrichtung 1 dargestellt. Der Hohlraum 2 wird dabei von einem Bodenelement 19 und von einem parallel und in einem Abstand dazu angeordneten Deckelelement 20 gebildet und begrenzt. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des Bodenelements 19 ohne das darüber angeordnete Deckelelement 20. Die 7 und 8 zeigen zur Veranschaulichung jeweils eine Schnittansicht entlang der Linien VII-VII bzw. VIII-VIII in 6, wobei das Deckelelement 20 jeweils mit dargestellt ist.
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Der Hohlraum 2 wird bei dem in den 6 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel nicht mehr allseitig und vollständig von elektrisch leitenden Hohlraumwänden begrenzt, sondern weist seitliche Spalten 21 zwischen dem Bodenelement 19 und dem im Abstand dazu angeordneten Deckelelement 20 auf. Dies ermöglicht es, dass beispielsweise das Deckelelement 20 als Elektrode und das Bodenelement 19 als Gegenelektrode verwendet werden können und mit der Spannungsquelle 14 eine elektrische Potentialdifferenz zwischen dem Deckelelement 20 und dem vorzugsweise geerdeten Bodenelement 19 vorgegeben werden kann. Es sind demzufolge keine gesonderten Elektroden oder Gegenelektroden erforderlich, die ansonsten innerhalb des Hohlraums 2 angeordnet werden müssten.
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Das Bodenelement 19 weist eine Anzahl von in Reihen und Spalten angeordneten und in Richtung des Deckelelements 20 vorspringenden Ausformungen 22 auf. Die vorspringenden Ausformungen 22 sind jeweils quaderförmig ausgestaltet und in regelmäßigen Abständen zueinander über das Bodenelement 19 verteilt. Entlang einer Reihe von vorspringenden Ausformungen 22 ist ein Ausbreitungsabschnitt 23 für elektromagnetische Wellen vorgegeben. Dabei können die elektromagnetischen Wellen beispielsweise mit einer Einkoppeleinrichtung 24 durch das Deckelelement 20 hindurch in den Ausbreitungsabschnitt 23 eingekoppelt und mit einer beabstandet zu der Einkoppeleinrichtung 24 angeordneten Auskoppeleinrichtung 25 wieder aus dem Hohlraum 2 ausgekoppelt werden. Zwischen der Einkoppeleinrichtung 24 und der Auskoppeleinrichtung 25 ist das abstimmbare dielektrische Material 8 in dem Behälter 7 angeordnet. Die Ausrichtung des abstimmbaren dielektrischen Materials 8 kann durch das Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen dem Deckelelement 20 und dem Bodenelement 19 sowie durch ein magnetisches Feld beeinflusst und vorgegeben werden, wobei das magnetische Feld von den Permanentmagneten 10, 11 erzeugt wird, die zu beiden Seiten des Ausbreitungsabschnitts 23 zwischen den vorspringenden Ausformungen 22 oder außerhalb des Hohlraums 2 angeordnet sind.
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Der Ausbreitungsabschnitt 23 mit dem Behälter 7 und dem abstimmbaren dielektrischen Material 8 ist umgeben von den matrixförmig angeordneten und zum Deckelelement 20 vorspringenden Ausformungen 22. Durch die in Reihen und Zeilen regelmäßig angeordneten vorspringenden Ausformungen 22 wird ein durch die seitlichen Spalten 21 austretender Anteil der sich zwischen dem Bodenelement 19 und dem Deckelelement 20 ausbreitenden elektromagnetischen Wellen sehr stark unterdrückt, sodass der Hohlraum 2 trotz der seitlichen Spalten 21 und des Abstands zwischen dem Deckelelement 20 und dem Bodenelement 19 einen nahezu verlustfrei betreibbaren Wellenleiter für die elektromagnetischen Wellen bildet. Um möglichst vorteilhafte Randbedingungen zu ermöglichen und die Verluste durch die seitlichen Spalten 21 zu minimieren sind die Formgebung und Abmessungen der vorspringenden Ausformungen 22, deren Anordnung relativ zueinander und zu dem Ausbreitungsabschnitt 23 sowie der Abstand und die Anzahl der einzelnen Reihen und Spalten der vorspringenden Ausformungen 22 angepasst. Zudem ist ein Abstand des Deckelelements 20 von dem Bodenelement 19 und insbesondere ein Deckelabstand 26 von Oberseiten 27 der vorspringenden Ausformungen 22 zu dem Deckelelement 20 ebenfalls angepasst und in geeigneter Weise vorgegeben.
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Zwischen der Einkoppeleinrichtung 24 und der Auskoppeleinrichtung 25 weist der Ausbreitungsabschnitt 23 jeweils angrenzend an das abstimmbare dielektrische Material 8 zwei Anpassungsabschnitte 28 mit einem sich verjüngenden Abstand und mit einem sich wieder vergrößernden Abstand zwischen dem Bodenelement 19 und dem Deckelelement 20 auf. Dadurch wird ebenfalls eine bessere Anpassung der sich ausbreitenden elektromagnetischen Wellen an die jeweiligen Umgebungsbedingungen bewirkt. Die Formgebung des Behälters 7 und des darin ausgesparten Nutzraums für das abstimmbare dielektrische Material 8 sind ebenfalls so vorgegeben, dass mit dem elektrischen Feld und dem magnetischen Feld sowohl ein effizienter Betrieb der erfindungsgemäßen Hohlleitereinrichtung 1 ermöglicht als auch eine möglichst große Differenz der Permittivität und damit ein großer Abstimmungsbereich für die elektromagnetischen Wellen vorgegeben werden kann.
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Die in den 1 bis 5 exemplarisch und schematisch dargestellte Variante der erfindungsgemäßen Hohlleitereinrichtung 1 kann in vorteilhafter Weise als Hohlraumresonator betrieben werden. Die in den 6 bis 8 exemplarisch und schematisch dargestellte Variante kann vorzugsweise als Phasenschieber betrieben werden.
