DE1028638B - Nichtreziprokes UEbertragungssystem mit einer Hochfrequenzuebertragungsleitung mit zwei galvanisch getrennten Leitern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein nichtreziprokes Übertragungssystem, d. h. ein Übertragungssystem, das für Wellen in entgegengesetzter Richtung verschiedene Eigenschaften, z. B. eine verschiedene Dämpfung oder Fortpflanzungsgeschwindigkeit, hat.

Übertragungssysteme dieser Art sind bereits vorgeschlagen, bei denen in einem Hohlleiter an einer Stelle, an der ein magnetisches Drehfeld auftritt, ein streifenförmiger Körper aus magnetischem Material, z. IS. Ferrit, angeordnet ist. der in einer zur Drehebene des Magnetfeldes senkrechten Richtung magnetisch vorpolarisiert ist und der an einer Seite mit dielektrischem Material überzogen ist. Solche Übertragungssysteme sind aber in der Praxis nicht oder wenigstens schwer für niedrigere Frequenzen brauchbar, da dann die Abmessungen unpraktisch groß werden würden. Andererseits sind die Übertragungsleitung«!, wie sie normalerweise für niedrigere Frequenzen verwendet werden, mit zwei galvanisch getrennten, Leitern, wie z. B. koaxiale Leitungen oder Lecherleitung«!, für den beabsichtigten Zweck nicht ohne weiteres brauchbar, da hierbei keine Stellen vorhanden sind, an denen ein magnetisches Drehfeld auftritt, und das Magnetfeld keine longitudinalen Komponenten besitzt.

Die Erfindung schafft ein nichtreziprokes Übertragungssystem, das insbesondere für niedrige Frequenzen, z. B. Wellen mit einer Wellenlänge von der Größenordnung von 30 cm, geeignet ist. Diese Übertragungssysteme sind nicht mit den bekannten auf magnetischer Grundlage ruhenden Modulatoren zu vergleichen: Wenn auch hierbei ein. Körper aus ferromagnetischem Material verwendet ist, der in Richtung der elektrischen- Kraftlinien magnetisch vorpolarisiert ist, so fehlt ihnen ein magnetisches Drehfeld dabei".

Aufgabe der Erfindung-ist "es, bei Hochfrequenzübertragungsleitungen mit zwei galvanisch getrennten Leitern, zwischen denen wenigstens ein Körper aus ferromagnetischem Material, z. B. Ferrit, ange-" ordnet ist, der in Richtung der elektrischen Kraftlinien magnetisch \Orpolarisiert ist, ein magnetisches Drehfeld mit einfachen Mitteln zu schaffen, was erfindungsgemäß dadurch erreicht wird, daß zusätzlich zwischen den Leitern wenigstens ein Körper aus dielektrischem Material angeordnet ist, wobei sich die Körper in der Längsrichtung der Leiter erstrecken und die einander angrenzenden Seitenwände der Körper wenigstens nahezu parallel zur Richtung der elektrischen Kraftlinien gerichtet sind.

Die Erfindung wird an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In Fig. 1 ist eine konzentrische Übertragungs-Nichtreziprokes übertragungssystem

mit einer Hochfrequenzübertragungsleitung mit zwei galvanisch getrennten Leitern

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 22. Juli 1955

Antonius Arnoldus Theodorus Maria van Trier

und Gerrit de Vries, Eindhoven (Niederlande),

sind als Erfinder genannt worden

leitung mit einem äußeren Leiter 1 und einem inneren Leiter 2 im Schnitt dargestellt. Beim Auftreten einer Welle in einer solchen Übertragungsleitung sind die elektrischen Kraftlinien bekanntlich normalerweise radial gerichtet und die magnetischen Kraftlinien bilden konzentrische Kreise um den inneren Leiter 2 herum. Eine longitudinale Komponente des Magnetfeldes fehlt dabei, so· daß innerhalb einer konzentrischen Leitung normalerweise keine Stellen vorhanden-sind, an denen ein magnetisches Drehfeld auftritt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist. aber zwischen dem inneren Leiter 2 und dem äußeren Leiter 1 ein streifenförmig«· Körper 3 aus dielektrischem Material angeordnet, der sich über einen gewissen

40: Abstand j'ii der Längsrichtung der Leiter 1 und 2, d. h. senkrecht zur Zeichenebene, erstreckt. In dem Streifen 3 fließt ein dielektrischer Verschiebungsstrom in radialer Richtung, also zwischen dem inneren Leiter 2 und dem äußeren Leiter 1. Durch diesen Yerschiebungsstrom werden Komponenten des Magnetfeldes in der Längsrichtung der Leiter 1 und 2 erzeugt. Diese longitudinalen Komponenten sind beiderseits des Streifens 3 entgegengesetzt gerichtet und weisen einen Phasenunterschied von 90° gegenüber den tangentialen Komponenten des Magnetfeldes auf. Es tritt somit auf beiden Seiten des Streifens 3 ein magnetisches Drehfeld auf, dessen Drehrichtung beiderseits des Streifens entgegengesetzt ist und dessen Drehachse, radial gerichtet ist. An den Seiten

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des Streifens 3 sind streifenförmige Körper 4 α und 4b aus hochfrequenzmagnetischem Material, z.B. Ferrit, angeordnet, also an, der Stelle eines magnetischen Drehfeldes. Die Streifen 4a und 4.b sind vom Dauermagnet 6 magnetisch vorpolarisiert. Die Polarisationsrichtung ist in den Streifen 4α und 4& daher ■entgegengesetzt gerichtet, d. h. in einem Streifen in Richtung vom inneren Leiter 2 zum äußeren Leiter 1 und im anderen Streifen vom äußeren Leiter 1 zum inneren Leiter 2, und der Magnetkreis schließt sich über den inneren Leiter 2, der z. B. aus einem elektrisch leitenden magnetischen Material bestehen kann, welches außen versilbert ist. Für Wellen in entgegengesetzten Richtungen ist die konzentrische Leitung 1,2 in der Drehrichtung des Hochfrequenzmagnetfeldes in jedem Streifen entgegengesetzt. Da sowohl die Polarisationsrichtung als auch die Drehrichtung des Magnetfeldes in den beiden Streifen 4 a und 4fr einander entgegengesetzt sind, sind diese Richtungen daher gegenseitig immer auf gleicher Weise orientiert. Für Wellen in einer Richtung ist das Magnetfeld in den beiden Streifen, 4a und 4& somit rechtsdrehend gegenüber der Polarisationsrichtung und für Wellen in der anderen Richtung linksdrehend. Unter diesen Verhältnissen treten bekanntlich im magnetisehen Material verschiedene effektive Permeabilitäten auf. so daß auch die Übertragungseigenschaften, der konzentrischen Leitung für in entgegengesetzter Richtung laufende Wellen verschieden sind. Wenn die \^orpolarisation etwa gleich dem Wert gewählt wird, bei dem eine ferromagnetische Resonanz auftritt, so ist die effektive Permeabilität für Wellen, in einer Richtung nahezu gleich 1, so daß diese Wellen durch das Vorhandensein des ferromagnetischen Materials nahezu nicht beeinflußt werden, während für Wellen in der anderen Richtung die effektive Permeabilität eine starke imaginäre Komponente aufweist, so daß diese Wellen wesentlich abgeschwächt werden. Unter diesen Verhältnissen wirkt die Vorrichtung somit als ein einseitig durchlässiges Weilenfilter. Bei einem anderen Wert der Vorpolarisation ist die Dämpfung der Wellen verhältnismäßig gering, jedoch infolge der verschiedenen Permeabilität ist die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wellen in entgegengesetzter Richtung verschieden, so daß die Vorrichtung als nichtreziproker Phasenverschieber verwendbar ist.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 2 sind zwischen dem inneren Leiter 2 und dem äuJßeren Leiter 1 zwei Streifen 3 α und 3 b aus dielektrischem Material angeordnet, die einen radial gerichteten Verschiebungsstrom führen. Diese Verschiebungsströme erzeugen beiderseits der Streifen 3 α und 3 b ein magnetisches Drehfeld. Das Drehfeld auf der linken Seite des Streifens α hat. in absolutem Sinne gesehen, die gleiche Drehrichtung wie das Magnetfeld auf der linken Seite des Streifens 3 b. An diesen Stellen sind die Streifen 4a und 4ö aus hochfrequenzmagnetischem Material angeordnet, die vom Magnet N-S vorpolarisiert werden. Die Drehrichtung des Magnetfeldes in den Streifen a und 4 δ ist für sich in entgegengesetzter Richtung in den koaxialen Leitern 1, 2 fortpflanzende Wellen wieder entgegengesetzt, so daß diese Wellen auf verschiedene Weise durch das Vorhandensein des hochfrequenzmagnetischen Materials beeinflußt werden und die Vorrichtung in Abhängigkeit von der Stärke des Vorpolarisierungsfeldes als einseitig durchlässiges Übertragungssystem oder als nichtreziproker Phasendreher verwendbar ist.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Hochfrequenzübertragungsleitung mit zwei galvanisch getrennten Leitern,, zwischen denen wenigstens ein Körper aus ferromagnetischem Material, z. B. Ferrit, angeordnet ist, der in Richtung der elektrischen Kraftlinien magnetisch vorpolarisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zwischen den Leitern wenigstens ein Körper aus dielektrischem Material angeordnet ist, wobei sich die Körper in der Längsrichtung der Leiter erstrecken und die einander angrenzenden Seitenwände der Körper wenigstens nahezu parallel zur Richtung der elektrischen Kraftlinien gerichtet sind.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer koaxialen Übertragungsleitungauf beiden Seiten eines radial angeordneten Streifens aus dielektrischem Material Streifen a-tis magnetischem Material angeordnet sind, die in radialer Richtung entgegengesetzt vormagnetisiert sind.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer koaxialen. Übertragungsleitung auf beiden Seiten des inneren Leiters in Flucht miteinander zwei Streifen aus dielektrischem Material und zwei Streifen aus magnetischem Material angeordnet sind, wobei letztere auf den gleichen Seiten der zuerstgenannten Streifen liegen, und das Polarisierungsfeld sich senkrecht durch die Übertragungsleitung erstreckt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 806 150;
»Radio Mentor«, 1955, S. 403.

Entgegengehaltene ältere Rechte:
Deutsches Patent Nr. 962 182.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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