DE1031380B - Hohlrohrleitungsabschnitt mit einstellbarer Querschnittsverdrehung fuer Hohlleiter mit rechteckfoermigem Querschnitt - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hohlleite''-abschnitt rechteckförmigen Querschnitts, bestehend aus aufeinandergeschichteten, mittels einer Vorrichtung in vorgegebener Weise um die Hohlleiterachse gegeneinander verdrehbaren Metallscheiben, die dem Hohlleiterquerschnitt entsprechende Aussparungen besitzen.

Hohlleiterabschnitte dieser Art werden meist in der in Fig. 1 schematisch dargestellten Weise aufgebaut. Zwei feste Hohlleiterteile 1, 2, die mit je einer Metallscheibe 3, 4 starr verbunden sind, schließen eine Reihe weiterer Metallscheiben 6 zwischen sich ein. Die Metallscheiben 3, 4 und 6 besitzen Aussparungen, die dem Hohlleiterquerschnitt, einem quadratischen Querschnitt oder einem von der Form eines länglichen Rechtecks, entsprechen, also rechteckförmig sind. Die Scheiben 6 sind gegenseitig und auch gegen die Scheiben 3., 4 um die Längsachse der Anordnung drehbar. Durch geeignete Wahl der Abmessungen und entsprechend geringe Drehwinkel der einzelnen Scheiben läßt sich ein relativ ungehinderter Durchgang einer beispielsweise bei 1 eingespeisten Welle zur Leitung 2 feststellen. Sowie jedoch größere Drehwinkel gefordert werden, zeigen sich Reflexionen, die sich äußerst störend bemerkbar machen können, vor allem dann, wenn ein derartiges Hohlleiterstück zur Verbindung zweier Hohlleitungen dient, deren Polarisationsebenen gegeneinander verdreht sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hohlleiterabschnitt dieser Art unter anderem gerade hinsichtlich dieser Schwierigkeiten wesentlich zu verbessern.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, daß, ausgehend von einem Hohlleiterabschnitt der einleitend beschriebenen Art, die bei Verdrehung der Scheiben auftretende induktive Belastung des Hohlleiters durch eine vom Drehwinkel abhängige Vergrößerung der Breitenabmessung des Hohlleiters kompensiert wird.

Es wird hierbei von der Erkenntnis ausgegangen, daß, wie in Fig. 2 dargestellt, bei unverdrehtem Hohlleiterabschnitt die aufeinanderfolgenden Aussparungen in der gestrichelt dargestellten Position liegen. Bei Verdrehung bleibt beispielsweise eine mittlere Metallscheibe 6 in der gestrichelten Lage, während eine vorausgehende Scheibe in die Lage 6' übergeht und eine nachfolgende Scheibe in die Lage 6". Dadurch wird scheinbar der Querschnitt der Normallage 6 nach den Schmalseiten zu durch die gestrichelt angedeuteten Bereiche eingeengt, was sich, wie die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen gezeigt haben, wie eine stark induktive Belastung des Hohlleiters bemerkbar macht. Daraus erklärt sich auch das Verhalten der bekannten Leitungen, die bei Hohlrohrleitungsabschnitt
mit einstellbarer Querschnitts Verdrehung

für Hohlleiter
mit rechteckförmigem Querschnitt

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Helmut Laub, München,
ist als Erfinder genannt worden

sehr geringem Drehwinkel zwischen aufeinanderfolgenden Scheiben fast keine Störung besitzen, bei stärker werdendem Drehwinkel — wegen der induktiven Belastung — jedoch starke Reflexionen aufweisen.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels, welches in den Fig. 3 bis 6 dargestellt ist, näher erläutert. Von diesen Figuren zeigt die Fig. 3 die Vorderansicht einer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Metallscheibe 6, während die Fig. 4 einen Schnitt in der Ebene A-A' der Fig. 3 wiedergibt. Die Fig. 5 zeigt eine mögliche Ausführungsform für das die Hohlleiterschmalseite bildende Teil, und die Fig. 6 gibt eine Gesamtdarstellung eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Hohlleiters.

Wie aus den Fig. 3, 4 und 5 ersichtlich, besteht die Metallscheibe 6 aus zwei kreissegmentartigen Teilen 61 und 62, die sich mit ihren geraden Seiten im Abstand der schmalen Seite b der Hohlleitung gegenüberstehen. Die Schmalseiten 7 sind in Richtung der Breitenabmessung der Hohlleitung bewegbar ausgebildet und bestehen aus zwei der Führung dienenden, etwa U-förmigen Teilen 7', die in entsprechenden Aussparungen der Teile 61 und 62 schlittenartig geführt gleiten. Das die Hohlleiterschmalseite bildende Teil 7

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umfaßt ferner noch einen die Stärke der Metallscheibe besitzenden Abschnitt 7", der mit den Führungsorganen 7' ebenfalls starr verbunden ist und zügig zwischen die Teile 61 und 62 paßt. Die Stirnflächen der Führungsmittel T ruhen unter Zwischenlage von Druckfedern 8, beispielsweise Pfannenfedern, in den schlittenartig geführten Aussparungen der Teile 61 und 62. DieTeile 7 haben demnach das Bestreben, sich im Sinne einer Vergrößerung der Breitenabmessung des Hohlleiterquerschnitts zu bewegen. Diese einzelnen Metallscheiben, die sämtlich so ausgebildet sind, sind ihrerseits, wie aus der Fig. 6 ersichtlich, in einem Metallrohr 5 drehbar gelagert. Es ist hierbei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine Metallscheibe dargestellt. Das Führungsrohr 5 ist mit dem Hohlleiterflansch 2 über die Metallscheibe 3 starr und mit dem Hohlleiterflansch 1 über die Metallscheibe 4 drehbar verbunden. Um eine gleichzeitige Drehung der einzelnen Metallscheiben sicherzustellen, sind zwei Stangen 9 vorgesehen, die geringfügig in sich federn _ao und über Aussparungen 13 in den Metallscheiben einen kontinuierlich verteilten Drehwinkel zwischen den aufeinanderfolgenden, nicht näher dargestellten Metallscheiben 6 sicherstellen. DieLagerung der beiden Stäbe 9 in den Leitungszwischenstücken 3, 4 ist kugelgelenkartig ausgebildet, so daß bei Verdrehung der Endquerschnitte eine genügende Bewegungsmöglichkeit gesichert ist. An den Stabenden sind Kugelkalotten 10 angeordnet, denen die entsprechenden Mulden in den Teilen 3 und 4 zugeordnet sind. Schraubenfedern 11, die an allen Stabenden zwischen der Kalotte 10 und den abschließenden Metallscheiben 3, 4 eingelagert sind, bewirken eine spielfreie Übertragung der Drehbewegung der Flanschanschlußteile auf die einzelnen Metallscheiben. Um die dem jeweiligen Einstellwinkel der Endquerschnitte entsprechende Stablänge zwischen den Drehpunkten der Kalotte zur Verfügung zu haben, befindet sich in je einer Bohrung 19 des Leitungszwischenstückes 4 ein durch die Kugelkalotten hindurchragendes Stabende, auf das die Kugelkalotten verschiebbar aufgesetzt sind. Der Anschlußflansch 2, das Leitungsstück 3 und das Hüllrohr 5 sind, wie bereits erwähnt, fest miteinander verbunden. Demgegenüber ist der Anschlußflansch 1 mittels einer Überwurfmutter 17 lösbar mit dem Hüllrohr 5 verbunden. Nach Einstellung der Endquerschnitte des Hohlleiters durch Verdrehung des Anschlußflansches 1 gegen den Anschlußflansch 2 kann die Winkelstellung durch Anziehen der Überwurfmutter blockiert werden. Dabei wird durch Anpassen des Dichtungsringes 16 ein wasserdichter Anschluß erzielt. Das Leitungszwischenstück 4 ist über Mitnehmerstifte 14 mit dem Anschlußflansch 1 verbunden, so daß die Verdrehung des Flansches 1 über das Leitungsstück 4 und die Stäbe 9 auf samtliehe der geschichteten Metallscheiben übertragen wird. Durch mehrere zwischen dem Anschlußflansch 1 und dem Leitungszwischenstück 4 angeordnete Druckfedern 18 wird erreicht, daß auch bei gelöster Überwurfmutter eine unerwünschte Verstellung des Verdrehungswinkels vermieden wird. Ein am Hüllrohr 5 angeordneter Anschlagstift 15 begrenzt den Einstellwinkel der Endquerschnitte des Hohlleiters gegeneinander auf beispielsweise 90°.

Die Metallscheibe 6 ist in gleichartiger Weise ausgebildet, wie in den Fig. 3 bis 5 gezeigt. Im Innern der Metallhülle 5 sind zwei wulstförmige Streifen 12, 12' vorgesehen, deren Bedeutung sich an Hand der Fig. 4 erkennen läßt. Da nämlich die Teile 7 an ihrer Außenseite mit einer einem Kurventrieb dienenden Lauffläche versehen sind, werden sie bei Bewegung um die Hohlleiterlängsachse je nach der Stellung zu den Wülsten 12, 12' in Richtung der Hohlleiterbreitenabmessung zusammengepreßt. Die äußere Lauffläche der Teile 7 besitzt hierzu einen Krümmungsradius ς', der geringer als der Kreisradius ς der Metallscheiben gewählt ist. Die Wahl des Krümmungsradius ς', der über die Lauffläche keineswegs konstant sein muß, ist dadurch bestimmt, daß die induktive Belastung des Hohlleiters bei Verdrehen der einzelnen Metallscheiben kompensiert werden muß, und zwar durch eine Vergrößerung der Breitenabmessung a des Hohlleiters. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß es für übliche Forderungen an Reflexionsfreiheit ausreichend ist, wenn der Krümungsradius ς' über den Verdrehungsweg konstant und derart bemessen ist, daß in der Endstellung der möglichen Verdrehung die volle Kompensation wirksam wird. Bei einem üblichen Hohlleiter rechteckförmigen Querschnitts (Seitenverhältnis 1 :2) für das Frequenzband von 3,6 bis 4,2 GHz muß für einen Verdrehungswinkel von 90° (sechs Metallscheiben der elektrischen Länge 2/8 und zwei Metallscheiben [Endscheiben] der elektrischen Länge 2/16; in Achsrichtung des Hohlleiters betrachtet) jede der Schmalseiten einen Weg von etwa 1,4 mm zurücklegen, wenn von der Normalstellung in die Endstellung gedreht wird.

Beim vorstehenden Ausführungsbeispiel ist ein Kurventrieb für die drehwinkelabhängige Veränderung der Breitenabmessung der Hohlleitung vorgesehen. An Stelle dieses Kurventriebes können auch andere Getriebe Anwendung finden, beispielsweise Zahnradgetriebe, die zwischen aufeinanderfolgenden Metallscheiben wirksam werden. Diese Ausführungsformen sind zwar unter Umständen etwas aufwendiger, lassen sich aber in mechanischer Hinsicht mit noch größerer Präzision realisieren.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hohlrohrleitungsabschnitt, bestehend aus aufeinandergeschichteten, mittels einer Vorrichtung in vorgegebener Weise um die Hohlleiterachse gegeneinander verdrehbaren Metallscheiben, die dem rechteckförmigen Hohlleiterquerschnitt entsprechende Aussparungen besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Verdrehung der Scheiben auftretende induktive Belastung des Hohlleiters durch eine vom Drehwinkel abhängige Vergrößerung der Breitenabmessung des Hohlleiters kompensiert ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Metallscheibe aus zwei kreissegmentartigen Teilen besteht, die sich mit ihren geraden Seiten parallel und im Abstand der schmalen Hohlleiterseiten gegenüberstehen, und daß diese beiden kreissegmentartigen Teile über die Hohlleiterschmalseiten bildende Querstege verbunden sind, von denen wenigstens einer durch eine vom Drehwinkel der Metallscheibe abhängige Steuerung in Richtung der Hohlleiterbreitseite derart bewegbar ist, daß bei Verdrehung aus der Normallage (alle dem Hohlleiterquerschnitt entsprechenden Aussparungen der Scheiben decken sich) eine Vergrößerung der Breitenabmessung eintritt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegbare Quersteg mittels Federdruck in Richtung einer Hohlleiterbreit-

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Seitenvergrößerung vorgespannt und an der dem den bewegbaren Quersteg jeder Metallscheibe Hohlleiterquerschnitt abgewandten Seite mit einer einen feststehenden Nocken, beispielsweise eine Lauffläche für einen Kurventrieb versehen ist, und Wulst, besitzt, der auf der Kurventrieblauffläche daß eine die aufeinandergeschichteten Metall- des jeweiligen Querstegs bei einer Querschnittsscheiben umfassende Hülle vorgesehen ist, die für 5 Verdrehung des Hohlleiters gleitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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