DE1036949B

DE1036949B - Airtight connection between two identical, rectangular waveguides

Info

Publication number: DE1036949B
Application number: DEI10678A
Authority: DE
Inventors: Leonard Lewin; John B Setchfield
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1951-01-12
Filing date: 1952-01-07
Publication date: 1958-08-21

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine luftdichte Verbindung zwischen zwei gleichen rechteckigen Hohlleitern, bei der zwischen den Hohlleitern eine dünne rechteckige Platte aus hochwertigem, für Mikrowellen durchlässigem Dielektrikum vorgesehen ist. Die Erfindung bezieht sich auf Kompensationsmaßnahmen für die durch die Platte verursachten Unstetigkeiten.The invention relates to an airtight connection between two identical rectangular waveguides between the waveguides is a thin rectangular plate made of high-quality, microwave-permeable Dielectric is provided. The invention relates to compensation measures for the discontinuities caused by the plate.

Es sind bereits verschiedene Ausführungen solcher dielektrischen Fenster bekannt, die als Auslaßorgane eines Magnetrons oder Witterungsschutz von Hohlleitern oder auch zum luftdichten Abschluß von Hohlleitern dienen.Various designs of such dielectric windows are already known, which are used as outlet organs a magnetron or weather protection of waveguides or for the airtight closure of waveguides to serve.

Zur Kompensation der durch derartige Fenster verursachten Unstetigkeitsstellen, die an einer bestimmten Stelle im Hohlleiter wirksamen Blindkomponenten gleichkommen, werden nach bisher üblicher Weise entsprechende Blindkomponente mit entgegengesetzten Vorzeichen in Form von Abstimmstümpfen, dielektrischen Scheiben oder Membranen angebracht. Mit dieser Methode läßt sich die Un- -^ Stetigkeit jedoch nur für ein relativ schmales Frequenzband kompensieren.To compensate for the points of discontinuity caused by such windows, which are equivalent to reactive components acting at a certain point in the waveguide, corresponding reactive components with opposite signs in the form of tuning stumps, dielectric disks or membranes are attached in the usual manner. ^ Continuity but only compensate for a relatively narrow frequency band - With this method, the UN leaves.

Gemäß dem wachsenden Bedürfnis für Übertragungsanlagen für relativ breite Frequenzbänder wird mit der Erfindung eine andere breitbandigere Kornpensationsmethode angegeben. Es liegen dabei folgende Überlegungen zugrunde: Eine kleine Unstetigkeit in einem Hohlleiter kommt in ihrer Wirkung der Einfügung einer kleiner Blindkomponente an einem bestimmten Punkte im Hohlleiter gleich. Weiterhin entspricht eine kleine Induktivität, in Serie zum Hohlleiter geschaltet, praktisch einer parallel zum Hohlleiter geschalteten Kapazität und umgekehrt. So kann jede Unstetigkeit als eine in einem bestimmten Punkt wirkende negative Blindkomponente (Blindleitwert bzw. Blindwiderstand) aufgefaßt werden, und zu ihrer Kompensation kann an derselben Stelle eine dem Betrag nach gleich große, aber positive Blindkomponente angebracht werden. Eine derartige Kompensation ist breitbandig. Umgekehrt kann eine zwangläufig auftretende Unstetigkeit im Hohlleiter, die einer Serienoder Parallelinduktivität oder Kapazität entspricht, durch geeignete Einfügung einer negativen Blindkomponente an der Stelle kompensiert werden.According to the growing need for transmission systems for relatively wide frequency bands with the invention specified another broader compensation method. There are the following Considerations: A small discontinuity in a waveguide comes in its effect of the insertion a small reactive component at a certain point in the waveguide. Furthermore corresponds a small inductance, connected in series to the waveguide, practically one parallel to the waveguide switched capacitance and vice versa. So every discontinuity can be considered to be one at a certain point acting negative reactive component (reactance or reactance) can be understood, and to their At the same point, compensation can have a reactive component that is equal in magnitude but positive be attached. Such compensation is broadband. Conversely, an inevitably occurring Discontinuity in the waveguide that corresponds to a series or parallel inductance or capacitance, be compensated by suitable insertion of a negative reactive component at the point.

Mit herkömmlichen Maßnahmen zur Feststellung der Welligkeit kann im gewünschten Frequenzband der Ort der einer Unstetigkeit entsprechenden Blindkomponente im Hohlleiter ermittelt werden.Conventional measures for determining the ripple can be used in the desired frequency band the location of the reactive component corresponding to a discontinuity in the waveguide can be determined.

Zum Verständnis dieser Methode ist es wichtig, klar zu unterscheiden zwischen einem negativen Blindwiderstand bzw. Blindleitwert und einem negativen Blindwiderstands- bzw. Blindleitwerts-Schaltelement. Wie bekannt, läßt sich ein negativer Blindleitwert durch eine positive Kapazität darstellen, also durch Luftdichte Verbindung zwischen zwei
gleichen, rechteckigen HohlleiternTo understand this method, it is important to clearly distinguish between a negative reactance or reactance value and a negative reactance or reactance value switching element. As is known, a negative susceptance value can be represented by a positive capacitance, i.e. by an airtight connection between two
same, rectangular waveguides

Anmelder:
InternationalApplicant:
International

Standard Electric Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)Standard Electric Corporation,
New York, NY (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42Representative: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, patent attorney,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 12. Januar 1951Claimed priority:
Great Britain 12 January 1951

Leonard Lewin, Albert E. PethickLeonard Lewin, Albert E. Pethick

und John B. Setchfield, London,and John B. Setchfield, London,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

einen Kondensator. Ein negativer Blindwiderstand kann auch durch eine negative Induktivität dargestellt werden, diese jedoch kann nicht durch ein gegenständliches Schaltelement verwirklicht werden, obgleich, wie schon beschrieben, die Wirkung einer kleinen negativen Induktivität durch ein entsprechend gelegenes, tatsächliches Schaltelement erzielt werden kann. Ein negativer Blindleitwert läßt sich entweder durch eine positive Induktivität oder durch eine nicht gegenständliche negative Kapazität darstellen.a capacitor. A negative reactance can also be represented by a negative inductance but this cannot be achieved by an objective switching element, although, as already described, the effect of a small negative inductance by a correspondingly located, actual switching element can be achieved. A negative susceptance can be either by a positive inductance or by a non-objective negative capacitance.

Bei einer luftdichten Verbindung zwischen zwei rechteckigen Hohlleitern, bei der zwischen den beiden Hohlleitern eine dünne, für elektromagnetische Wellen durchlässige rechteckige Platte aus hochwertigem Dielektrikum vorgesehen ist, sind erfindungsgemäß eine oder mehrere hohle, mit dem Innern der Hohlleiter in der Nachbarschaft der Platte in Verbindung stehende und den Umfang des Hohlleiters mindestens teilweise umgebende und so bemessene Kammern vorgesehen, daß diese in Serie mit den Hohlleitern gemeinsam eine Kompensationsinduktivität ergeben.In the case of an airtight connection between two rectangular waveguides, in the case of the one between the two Waveguides are a thin rectangular plate made of high quality, permeable to electromagnetic waves Dielectric is provided, according to the invention are one or more hollow, with the interior of the waveguide in the vicinity of the plate in connection and the circumference of the waveguide at least partially surrounding and dimensioned chambers provided that they are in series with the waveguides together result in a compensation inductance.

Zweckmäßig sind die Kammern derart angeordnet, daß sie mit dem Inneren der Hohlleiterteile über die Kante der Platte in Verbindung stehen. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens enden die gegenüberliegenden Enden der Hohlleiterteile in Flanschen, welche zusammen befestigt sind, und die Flansche sind so aufgebaut, daß sie einen oder mehrere Hohlräume umschließen, die in direkter Verbindung mit der Kante der Platte stehen.The chambers are expediently arranged in such a way that they are connected to the interior of the waveguide parts via the The edge of the panel. In a further development of the inventive concept, the opposite ends Ends of the waveguide parts in flanges which are fastened together, and the flanges are designed to enclose one or more cavities that are in direct communication with the edge of the plate.

809 598/389809 598/389

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, which shows an exemplary embodiment.

Fig. 1 und 2 zeigen Schnittansichten einer Druckabdichtung für einen Hohlleiter, und zwar1 and 2 show sectional views of a pressure seal for a waveguide, namely

Fig. 1 eine Querschnittsansicht längs der Linie von 6-6 von Fig. 2 undFig. 1 is a cross-sectional view taken along line 6-6 of Figs

Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie 7-7 von Fig. 1.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 7-7 of FIG. 1.

Bekanntlich entspricht die durch das dielektrische Fenster verursachte Unstetigkeit einer kleinen Kapazität parallel zum Hohlleiter, so daß ein Scheinleitwert an der Unstetigkeit Y = Y₀ + ja>C vorhanden ist, wobei F₀ der Übertragungsleitwert des Hohlleiters und ro die Kreisfrequenz der mittleren Betriebsfrequenz ist.As is known, the discontinuity caused by the dielectric window corresponds to a small capacitance parallel to the waveguide, so that an admittance value is present at the discontinuity Y = Y ₀ + ja> C , where F _{0 is} the transmission conductance of the waveguide and ro is the angular frequency of the mean operating frequency.

Der entsprechende Scheinwiderstand ist dann für kleine <oC angenähertThe corresponding impedance is then approximated for less than <oC

Y Y₀-YY ₀ -

wobei Z₀ = -=y ist.where Z ₀ = - = y .

Der Blindwiderstandsausdruck kann also als kleine negative Induktivität CZ₀ aufgefaßt werden, zu deren vollständiger Kompensation eine positive Induktivität CZ₀ zum Hohlleiter in Serie geschaltet wird.The reactance term can thus be understood as a small negative inductance CZ ₀ , for the complete compensation of which a positive inductance CZ _{0 is} connected in series with the waveguide.

In Fig. 1 ist ein Teil der Verbindung von zwei Hohlleiterteilen 18, 19 von beliebiger Länge gezeigt. Zwischen diesen Teilen ist ein Blatt 20 aus transparentem Material, wie z. B. Glimmer, festgeklemmt. Die Dicke dieses Blattes ist aus Darstellungsgründen stark übertrieben dargestellt worden. Die Flansche 21, 22 an dieser Verbindungsstelle sind vergrößert, um einen Hohlraum 23 zu schaffen, welcher den Hohlleiter in der Form eines rechteckigen Ringes umgibt. Die äußeren Ränder der zwei Hohlleiterteile 21 und 22 sind über einen metallischen Ring 24 (welcher vorzugsweise etwas dünner als das Glimmerblatt 20 ist) mittels Schraubbolzen und Muttern 25, 26 zusammen befestigt. Das Ganze wird dadurch fest zusammengeklammert und das Glimmerblatt 20 festgeklemmt.In Fig. 1 a part of the connection of two waveguide parts 18, 19 of any length is shown. Between these parts is a sheet 20 of transparent material, such as. B. mica, clamped. The thickness of this sheet has been shown greatly exaggerated for reasons of illustration. The flanges 21, 22 at this connection point are enlarged in order to create a cavity 23, which the waveguide in the shape of a rectangular ring surrounds. The outer edges of the two waveguide parts 21 and 22 are via a metallic ring 24 (which is preferably slightly thinner than the mica sheet 20) fastened together by means of bolts and nuts 25, 26. The whole thing is thereby firmly clamped together and the mica sheet 20 clamped.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des Flansches 22. Der innere Teil 28 des Hohlleiters ist von einem Kanal 29 in Form eines rechteckigen Ringes umgeben. Dieser Kanal bildet eine Wand des Hohlraumes 23 (Fig. 1). Die andere Wand wird durch einen genau gleichen Kanal im Flansch 21 gebildet. Der Ring 24 hat praktisch einen Querschnitt, der gleich ist dem äußeren Rand 30 des Flansches. Der Rand 30 weist Durchbohrungen 27 zur Aufnahme der Schraubbolzen auf.2 shows a cross section of the flange 22. The inner part 28 of the waveguide is of a channel 29 surrounded in the form of a rectangular ring. This channel forms a wall of the cavity 23 (Fig. 1). The other wall is formed by an exactly identical channel in the flange 21. The ring 24 has practical a cross-section which is the same as the outer edge 30 of the flange. The edge 30 has through bores 27 to accommodate the screw bolts.

Die Wellen im Hohlleiter durchdringen den Schlitz, der durch das Glimmerblatt gebildet wird, und gelangen in den Hohlraum 23, welcher so aufgebaut ist, daß er als eine kleine Induktivität wirkt, die in Serie mit dem Hohlleiter liegt. Gemäß der Erfindung ist dieser Hohlraum so dimensioniert, daß die Induktivität gleich der durch das Glimmerblatt 20 verursachten negativen Serieninduktivität ist. Wie schon erläutert, ist eine derartige Kompensation der Unstetigkeit unabhängig von der Frequenz.The waves in the waveguide penetrate the slot formed by the mica sheet and arrive into cavity 23, which is constructed to act as a small inductor that is in series with the waveguide lies. According to the invention, this cavity is dimensioned so that the inductance is equal to the negative series inductance caused by the mica sheet 20. As already explained, such a compensation of the discontinuity is independent of the frequency.

Die Kapazität zwischen den Stoßkanten der Hohlleiterteile, zwischen die das Glimmerblatt 20 festgeklemmt ist, kann merklich sein und kann z. B. verringert werden durch Einfügung von Isoliermaterialringen niedriger Dielektrizitätskonstante auf jeder Seite des Glimmerblattes.The capacitance between the abutting edges of the waveguide parts between which the mica sheet 20 is clamped is, can be noticeable and can e.g. B. can be reduced by inserting rings of insulating material low dielectric constant on each side of the mica sheet.

Es ist natürlich nicht wesentlich, daß der Hohlraum 23 den Umfang des Hohlleiters vollständig umgibt. Der Kanal 29 könnte an einem oder mehreren Punkten unterbrochen sein, wodurch ein oder mehrere getrennte Hohlräume entstehen und jeder mit dem Hohlleiter über die Kante des Glimmerblattes 20 in Verbindung steht.It is of course not essential that the cavity 23 completely surround the circumference of the waveguide. The channel 29 could be interrupted at one or more points, whereby one or more separate cavities arise and each with the waveguide over the edge of the mica sheet 20 in Connection.

Obgleich es zweckmäßig ist, den Kompensationshohlraum in der Form eines hohlen Raumes zwischen den zwei Flanschen zu schaffen, könnte er auch in anderer Weise hergestellt werden. Zum Beispiel könnte eine kleine getrennte Kammer vorgesehen sein, die mit dem Hohlleiter über einen Teil des von dem Glimmerblatt eingenommenen Schlitzes in Verbindung steht.Although it is convenient, the compensation cavity in the form of a hollow space between To create the two flanges, it could also be made in other ways. For example could a small separate chamber may be provided, which is connected to the waveguide over part of the of the Mica sheet occupied slot is connected.

Claims

Patent claims:

1. Airtight connection between two identical rectangular waveguides, where between the two waveguides a thin rectangular plate permeable to electromagnetic waves made of high quality dielectric is provided, characterized by one or more hollow, with related to the interior of the waveguide in the vicinity of the plate and the perimeter of the waveguide at least partially surrounding and dimensioned chambers that these in Series together with the waveguides result in a compensation inductance.

2. A compound according to claim 1, characterized in that the chamber or chambers so are arranged that they are connected to the interior of the waveguide parts over the edge of the plate stand.

3. A compound according to claim 1 or 2, characterized in that the opposite ends the waveguide parts end in flanges which are fastened together, and that the flanges are constructed so that they enclose one or more cavities that are in direct communication stand with the edge of the plate.

Considered publications:

Swiss Patent No. 265 683;
French Patent No. 984,968;
"Elektrotechnik", January 1948, p. 7;
Colling, GB, "Microwave Magnetrons," New York, 1948, pp. 487 to 489.

Legacy Patents Considered:
German Patent No. 871 324.

1 sheet of drawings

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