DE1056211B - Non-reciprocal quadrupole - Google Patents

Non-reciprocal quadrupole

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DE1056211B
DE1056211B DES51779A DES0051779A DE1056211B DE 1056211 B DE1056211 B DE 1056211B DE S51779 A DES51779 A DE S51779A DE S0051779 A DES0051779 A DE S0051779A DE 1056211 B DE1056211 B DE 1056211B
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Dr Rer Nat Josef Deu Dipl-Phys
Dr Rer Nat Wolfgang Haken
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/32Non-reciprocal transmission devices

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  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf einen temperaturkompensierten nichtreziproken Vierpol für elektromagnetische Wellen, bestehend aus einem Abschnitt einer Hochfreqenzleitung, in deren Feldraum ein Stoff mit gyromagnetischen Eigenschaften angeordnet ist, der durch ein äußeres Magnetfeld vormagnetisiert wird.The invention relates to a temperature-compensated non-reciprocal quadrupole for electromagnetic Waves, consisting of a section of a high frequency line, in whose field space a substance is arranged with gyromagnetic properties, which is premagnetized by an external magnetic field will.

Derartige Anordnungen finden vor allem in der Technik der sehr kurzen elektromagnetischen Wellen dazu Verwendung, Schaltelemente zu schaffen, die richtungsabhängige Übertragungseigenschaften besitzen. Bei einer bekannten Ausführungsform dieser Anordnungen ist beispielsweise in einem Hohlleiter rechteckförmigen Querschnitts im Inneren, nahe einer schmalen Wandseite des Hohlleiters und etwa parallel zu dieser verlaufend, eine Platte aus gyromagnetischem Material, beispielsweise Ferrit, eingefügt. Die Hohlleitung dient zur richtungsabhängigen Übertragung von elektromagnetischen Wellen in der H30-Wellenform. Die richtungsabhängigen Eigenschaften erhält diese Anordnung dadurch, daß senkrecht zu den breiten Seiten der Hohlleitung der Ferritkörper mittels eines außen an der Hohlleitung anliegenden Permanentmagneten vormagnetisiert wird. Je nach der Stärke dieser Vormagnetisierung liegt die gyromagnetische Resonanzfrequenz unterhalb oder in der Nähe oder über der Frequenz der in der Hohlleitung zu übertragenden Wellen, Wenn lediglich eine richtungsabhängige Phasenlaufzeit erreicht werden soll, wird die gyromagnetische Resonanzfrequenz niedriger oder höher eingestellt als die Frequenz der zu übertragenden Wellen, Wird hingegen eine richtungsabhängige Absorption gewünscht, so wird für die Übertragungsrichtung, in der die Absorption auftreten soll, die gyromagnetische Resonanzfrequenz wenigstens angenähert gleich der Frequenz der zu übertragenden Wellen gewählt. Mit diesen Bemessungsbedingungen lassen sich auch sogenannte Feldverzerrungsvorrichtungen schaffen, bei denen von der Tatsache Gebrauch gemacht wird, daß das elektromagnetische Feld der zu übertragenden Wellen durch das gyromagnetische Material richtungsabhängig konzentriert wird. In der Praxis hat sich gezeigt, daß sich die Übertragungseigenschaften derartiger Vierpole während des Betriebes der Einrichtung unter Umständen beträchtlich ändern. Dieser Nachteil stellt in manchen Fällen die Anwendbarkeit von Anordnungen, die gyromagnetische Wirkungen ausnutzen, unter Umständen gänzlich in Frage.Such arrangements are mainly used in the technology of very short electromagnetic waves to create switching elements that have direction-dependent transmission properties. In a known embodiment of these arrangements, for example, a plate made of gyromagnetic material, for example ferrite, is inserted in a waveguide with a rectangular cross section inside, near a narrow wall side of the waveguide and running approximately parallel to it. The hollow line is used for the direction-dependent transmission of electromagnetic waves in the H 30 waveform. This arrangement obtains the direction-dependent properties from the fact that the ferrite body is premagnetized perpendicular to the broad sides of the hollow pipe by means of a permanent magnet lying on the outside of the hollow pipe. Depending on the strength of this bias, the gyromagnetic resonance frequency is below, near or above the frequency of the waves to be transmitted in the hollow line.If only a direction-dependent phase delay is to be achieved, the gyromagnetic resonance frequency is set lower or higher than the frequency of the waves to be transmitted Waves If, on the other hand, direction-dependent absorption is desired, the gyromagnetic resonance frequency is selected to be at least approximately equal to the frequency of the waves to be transmitted for the direction of transmission in which the absorption is to occur. With these dimensioning conditions, so-called field distortion devices can also be created, in which use is made of the fact that the electromagnetic field of the waves to be transmitted is concentrated in a direction-dependent manner by the gyromagnetic material. In practice it has been shown that the transmission properties of such four-pole terminals change considerably during operation of the device. In some cases, this disadvantage calls into question the applicability of arrangements which utilize gyromagnetic effects.

Der Erfindung liegt die Aufgabe, zugrunde, einen Weg zu weisen, auf dem es möglich ist, nichtreziproke Vierpole, wie derartige Anordnungen auch bezeichnet werden, gerade hinsichtlich dieser Schwierigkeiten wesentlich zu verbessern.The invention has for its object to provide a way in which it is possible, non-reciprocal Quadrupole, as such arrangements are also called, precisely with regard to these difficulties to improve significantly.

Niclitreziproker VierpolNiclitreziproker quadrupole

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2
Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin and Munich,
Munich 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Josef Deutsch,
München-Großhadem,
und Dr. rer. nat. Wolfgang Haken, München,
sind als Erfinder genannt worden
Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Josef German,
Munich-Großhadem,
and Dr. rer. nat. Wolfgang Haken, Munich,
have been named as inventors

Diese Aufgabe wird bei einem nichtreziproken Vierpol der einleitend beschriebenen Art gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß die Vormagnetisierung in Abhängigkeit von der Temperatur derart geändert wird, daß die bei Änderung der Temperatur des gyromagnetischen Stoffes auftretenden Änderungen der gyromagnetischen Eigenschaften, z. B. der gyromagnetischen Resonanzfrequenz, wenigstens nahezu ausgeglichen werden.This object is achieved with a non-reciprocal quadrupole of the type described in the introduction according to the invention solved in such a way that the bias is changed as a function of the temperature is that the changes that occur when the temperature of the gyromagnetic substance changes gyromagnetic properties, e.g. B. the gyromagnetic resonance frequency, at least almost be balanced.

Bei der Erfindung wird davon ausgegangen, daß ferromagnetische Stoffe, also solche, die den gyromagnetischen Resonanzeffekt besitzen, eine Magnetisierungskurve besitzen, wie sie in der Fig. 1 a schematisch dargestellt ist. Auf der Abszisse des Diagramms in Fig. la ist die absolute Temperatur des gyromagnetischen Materials, bezogen auf die Curie-Temperatur, aufgetragen und in der Ordinate, die zugehörige Sättigungsmagnetisierung. Unter der Curie-Temperatur wird dabei die Temperatur verstanden, oberhalb deren die Sättigungsmagnetisieruing M des Materials Null ist. Dieser Zustand des Materials entspricht dem Wert > 1 der Abszisse. Bei einigen Ferritsorten wird M bereits unterhalb der Curie-Temperatur an einem Punkt Null (Inversionspunkt). M hat dann zwischen dieser Inversionstemperatur und der Curie-Temperatur negative Werte (s. Fig. lb). Die magnetischen Teile der üblichen den Ferromagnetismus ausnutzenden Einrichtungen, wie Transformatoren, usw., arbeiten stets in dem Bereich, in dem das Verhältnis der absoluten Temperatur zu Curie-Temperatur so gering ist, daß sich die Magnetisierung M nur unwesentlich innerhalb des Betriebstemperaturbereiches ändert. Wie Untersuchungen gezeigt haben, besitzen demgegenüber Ferrite und ferromagnetische Oxyde Curie-Temperaturen, die wesentlich niedrigerIn the invention it is assumed that ferromagnetic substances, that is to say those which have the gyromagnetic resonance effect, have a magnetization curve as shown schematically in FIG. 1a. The absolute temperature of the gyromagnetic material, based on the Curie temperature, is plotted on the abscissa of the diagram in FIG. 1 a, and the associated saturation magnetization is on the ordinate. The Curie temperature is understood to mean the temperature above which the saturation magnetization M of the material is zero. This state of the material corresponds to the value> 1 on the abscissa. With some types of ferrite, M is already below the Curie temperature at a point zero (inversion point). M then has negative values between this inversion temperature and the Curie temperature (see FIG. 1b). The magnetic parts of the usual devices using ferromagnetism, such as transformers, etc., always work in the range in which the ratio of the absolute temperature to the Curie temperature is so low that the magnetization M changes only insignificantly within the operating temperature range. As studies have shown, in contrast, ferrites and ferromagnetic oxides have Curie temperatures, which are significantly lower

909 508306909 508306

liegen als die der sonst gebräuchlichen ferromagnetischen Stoffe, so daß der Betriebsbereich in einem Teil der Magnetisierungskurve liegt, indem sich die Sättigungsmagnetisierung M bei Änderung der Betriebstemperatur Tabs bereits sehr wesentlich ändert. Das ist offenbar die Ursache für die starke Temperaturabhängigkeit der gyromagnetischen Eigenschaften dieser Stoffe, denn die gyromagnetische Resonanzfrequenz ist durch die Magnetisierung mitbestimmt. Diesem Nachteil kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dadurch abgeholfen werden, daß ein magnetischer Haupt- oder Nebenschluß zu der Vormagnetisierungsvorrichtung vorgesehen, wird, der aus einem Material besteht, das ebenfalls eine stark temperaturabhängige Magnetisierung besitzt. Es ist dies ein Material, dessen Curie-Temperatur im Vergleich zu dem der üblichen ferromagnetischen Stoffe relativ niedrig liegt.lie than those of the otherwise common ferromagnetic substances, so that the operating range lies in part of the magnetization curve in that the saturation magnetization M changes very significantly when the operating temperature T abs changes. This is obviously the cause of the strong temperature dependence of the gyromagnetic properties of these substances, because the gyromagnetic resonance frequency is also determined by the magnetization. According to one embodiment of the invention, this disadvantage can be remedied by providing a main or shunt magnetic circuit to the premagnetization device, which consists of a material which also has a strongly temperature-dependent magnetization. It is a material whose Curie temperature is relatively low compared to that of conventional ferromagnetic materials.

Es ist an sich bekannt, die Temperaturabhängigkeit von nichtreziproken Vierpolen zu kompensieren, und zwar in der Weise, daß in den verschiedenen Temperaturbereichen unterschiedlich ansprechende nichtreziproke Vierpole hintereinandergeschaltet werden. Die Vierpole sind dabei für sich unkondensiert. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist derart, daß in einem ersten Temperaturbereich, beispielsweise der erste nichtreziproke Vierpol in Aktion tritt, in einem benachbarten Temperaturbereich der darauffolgende nichtreziproke \/ierpol usw. Beim Erfindungsgegenstand hingegen werden die bei einer Änderung der Temperatur des gyromagnetischen Stoffes auftretenden Änderungen der gyromagnetischen Eigenschaften in sich ausgeglichen. Dies führt zu einem besseren Ausgleich und auch zu geometrisch und elektrisch einfacheren Anordnungen.It is known per se to compensate for the temperature dependence of non-reciprocal quadrupoles in such a way that differently responding non-reciprocal quadrupoles are connected in series in the different temperature ranges. The quadrupoles are uncondensed for themselves. The effect of this arrangement is such that occurs in a first temperature range, for example, the first non-reciprocal four in action, in an adjacent temperature range of the subsequent non-reciprocal \ / ierpol etc. In the subject invention, however, the changes of the occurring of the gyromagnetic material at a change of temperature gyromagnetic properties balanced in itself. This leads to a better balance and also to geometrically and electrically simpler arrangements.

Es ist weiterhin bekannt, einen nichtreziproken Vierpol, der in bekannter Weise temperaturkompensiert ist, aus einem einzigen Körper aus gyromagnetischem Material aufzubauen und unterschiedliche gyromagnetische Resonanzfrequenzen für die einzelnen Abschnitte des gyromagnetischen Stoffes durch ein in Achsrichtung des gyromagnetischen Materials abgestuftes Magnetfeld wenigstens näherungsweise herbeizuführen. Dieser Anordnung haften, im Vergleich zum Erfindungsgegenstand, dieselben Mängel an wie der bereits erwähnten bekannten temperaturkompensierten Anordnung.It is also known, a non-reciprocal quadrupole that compensates for temperature in a known manner is to be built from a single body of gyromagnetic material and different gyromagnetic resonance frequencies for the individual sections of the gyromagnetic material at least approximately a magnetic field graduated in the axial direction of the gyromagnetic material bring about. In comparison to the subject matter of the invention, this arrangement has the same defects on like the already mentioned known temperature-compensated arrangement.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist ein Hohlleiter 1 rechteckförmigen Querschnitts vorgesehen, der zur Übertragung elektromagnetischer Wellen in der H10-Wellenform dient. Im Inneren des Hohlleiters 1 sind zwei Ferritplatten 2 und 3 angeordnet. Die Ferritplatten verlaufen wenigstens angenähert parallel zu den schmalen Wandseiten der Hohlleitung 1. Zur Vormagnetisierung dient ein Permanentmagnet 4, der mit zwei Polschuhen 5 und 6 yersehen ist und außen auf der einen Breitseite an der Hohlleitung 1 anliegt. Auf der gegenüberliegenden Breitseite der Hohlleitung^l sind zwei weitere Polstücke 7 und 8 vorgesehen,. die über ein Zwischenstück 9 aus ferromagnetischem Material magnetisch leitend verbunden sind. Es wird so erreicht, daß die Ferritplatten 2, 3 gegensinnig vormagnetisiert werden. Dies ist erforderlich, .weil bei den angenommenen Ausbreitungsbedingungen. *der Wellen in der Hohlleitung 1 die zirkulär oder elliptisch polarisierten Magnetfeldkomponenten iri,'den Bereichen der Platten 2, 3 gegensinnigen Drehsinn .besitzen. Zur Kompensation des Temperatur'efnnusses ist "in Anwendung der Lehre nach der Erfindung ein magnetischer Neben-In the embodiment of FIG. 2, a waveguide 1 of rectangular cross section is provided, which is used to transmit electromagnetic waves in the H 10 waveform. In the interior of the waveguide 1 , two ferrite plates 2 and 3 are arranged. The ferrite plates run at least approximately parallel to the narrow wall sides of the hollow conduit 1. A permanent magnet 4, which is provided with two pole pieces 5 and 6 and rests on one broad side of the hollow conduit 1 on the outside, is used for premagnetization. On the opposite broad side of the hollow line ^ l two further pole pieces 7 and 8 are provided. which are connected in a magnetically conductive manner via an intermediate piece 9 made of ferromagnetic material. It is thus achieved that the ferrite plates 2, 3 are premagnetized in opposite directions. This is necessary, because under the assumed propagation conditions. * of the waves in the hollow conduit 1, the circular or elliptically polarized magnetic field components in the areas of the plates 2, 3 have opposite directions of rotation. To compensate for the temperature control, "in application of the teaching according to the invention, a magnetic secondary

Schluß vorgesehen, der aus zwei längsstegartigen Teilen 10 und 11 aus Material besteht, dessen Sättigungsmagnetisierung stark temperaturabhängig ist. Die Teile 10 und 11 sind weiterhin zur Vervollständigung des Nebenschlusses über ein Zwischenstück 12 aus ferromagnetischem Material magnetisch leitend verbunden. Die Teile 5, 6, 7, 8, 9 und 12 sind beispielsweise aus üblichem Weicheisen, während die Teile 10 und 11 etwa aus dem unter dem Handelnamen » Thermoflux« der Vakuumschmelze Hanau bekannten Material oder aus einem Ferrit mit niedriger Curie-Temperatur bestehen.End provided, which consists of two longitudinal web-like parts 10 and 11 made of material whose saturation magnetization is highly temperature-dependent. The parts 10 and 11 are furthermore connected in a magnetically conductive manner via an intermediate piece 12 made of ferromagnetic material to complete the shunt. Parts 5, 6, 7, 8, 9 and 12 are made of standard soft iron, while parts 10 and 11 are made from the material known under the trade name "Thermoflux" from the Hanau vacuum melt or from a ferrite with a low Curie temperature.

Die Abmessungen der Teile 10, 11 und 12 werden bei vorgegebenen Abmessungen der übrigen Teile der Magnetanordnung und der Ferritplatten 2, 3 so gewählt, daß innerhalb eines weiten Temperaturbereiches die bei Zunehmen der absoluten Temperatur der Ferritplatten 2, 3 eintretende Verschiebung der gyromagnetischen Resonanzfrequenz wenigstens nahezu kompensiert wird.The dimensions of the parts 10, 11 and 12 are chosen for given dimensions of the remaining parts of the magnet arrangement and the ferrite plates 2, 3 so that within a wide temperature range the shift in the gyromagnetic resonance frequency occurring when the absolute temperature of the ferrite plates 2, 3 increases, at least almost is compensated.

Der temperaturabhängige magnetische Nebenschluß wird durch einen temperaturabhängigen Hauptschluß ersetzt, wenn die Ferritplatten in der Hohlleitung 1 parallel zu den Breitseiten liegen. Den Grund hierfür kann man darin erblicken, daß sich bei derartiger Anordnung das innere magnetische Gleichfeld bei Temperaturänderung relativ stark ändert, und zwar mit steigender Temperatur zunimmt. Ein Ausführungsbeispiel für einen Hauptschluß zeigt die Fig. 3, bei der im Hohlleiter 1 vier in Leitungsrichtung verlaufende Ferritplatten 13, 14, 15 und 16 flach auf den Breitseiten des Hohlleiters aufliegend, vorgesehen sind. Die Magnetisierung erfolgt wiederum gegensinnig, und zwar so wie durch die im Hohlleiter eingezeichneten beiden Richtungspfeile angedeutet. Die Wellenausbreitungsbedingungen sind gleichartig zu denen, der Anordnung nach Fig. 2 angenommen. Die Vormagnetisierung erfolgt über den nach Art eines in der Mitte längsgeteilten Rohres ausgebildeten Permanentmagneten 17. In Reihe mit den beiden Rohrhälften sind die magnetischen Hauptschlüsse 18, 19, 20 und 21 vorgesehen, die beim Ausführungsbeispiel aus länglichen Platten, z. B. von » Thermoflux« oder Ferrit, bestehen können. Durch Wahl der Stärke sowie der Breitenabmessung der einzelnen Platten 18 bis 21 lassen sich auch hier die magnetischen Eigenschaften nach der Theorie für übliche magnetische Kreise derart wählen, daß die gyromagnetische Resonanzfrequenz der Ferritplatten 13 bis 16 über einen weiten Temperaturbereich wenigstens angenähert konstant bleibt.The temperature-dependent magnetic shunt is replaced by a temperature-dependent main circuit when the ferrite plates in the hollow pipe 1 are parallel to the broad sides. The reason for this can be seen in the fact that, with such an arrangement, the internal constant magnetic field changes relatively strongly when the temperature changes, and increases with increasing temperature. An exemplary embodiment for a main circuit is shown in FIG. 3, in which four ferrite plates 13, 14, 15 and 16 extending in the line direction are provided in the waveguide 1 , lying flat on the broad sides of the waveguide. The magnetization takes place in the opposite direction, as indicated by the two directional arrows drawn in the waveguide. The wave propagation conditions are similar to those assumed for the arrangement according to FIG. The premagnetization takes place via the permanent magnet 17, which is designed in the manner of a tube which is longitudinally divided in the middle. In series with the two tube halves, the main magnetic circuits 18, 19, 20 and 21 are provided. B. of »Thermoflux« or ferrite, can exist. By choosing the thickness and width of the individual plates 18 to 21 , the magnetic properties can be selected according to the theory for conventional magnetic circuits such that the gyromagnetic resonance frequency of the ferrite plates 13 to 16 remains at least approximately constant over a wide temperature range.

Bei den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen wird man im allgemeinen in an sich bekannter Weise die Querschnitte der Hohlleitungen 1 möglichst schmal bemessen, damit der magnetische Widerstand zwischen gegenüberliegenden Polen, die einen TeiLder Hohlleitung zwischen sich einschließen, nicht zu groß wird. Die Lehre nach der Erfindung ist indes auch bei anderen von dieser Bemessung abweichenden Formen von Hohlleitern und Leitungen anwendbar, die mit gyromagnetischem Material versehen sind. Zwei Ausführungsbeispiele hierfür sind in den Fig. 4 und 5 dargestellt, wobei es sich in beiden Fällen um Einrichtungen zur Drehung der Polarisationsebene linear polarisierter Wellen handelt, die in einer Hohlleitung, kreisförmigen Querschnitts geführt werden. Zur Drehung der Polarisationsebene der linear polarisierten Wellen dient ein an den Enden in Kegelspitzen auslaufender Ferritstab 22, der mittels eines die Hohlleitung 1 umschließenden rohrförmigenIn the exemplary embodiments shown in FIGS. 2 and 3, the cross-sections of the hollow lines 1 are generally dimensioned as narrow as possible in a manner known per se, so that the magnetic resistance between opposing poles which enclose a part of the hollow line between them does not become too great. The teaching according to the invention can, however, also be used for other shapes of waveguides and lines which deviate from this dimensioning and which are provided with gyromagnetic material. Two exemplary embodiments for this are shown in FIGS. 4 and 5, both of which are devices for rotating the plane of polarization of linearly polarized waves which are guided in a hollow conduit with a circular cross section. To rotate the plane of polarization of the linearly polarized waves, a ferrite rod 22 which ends at the ends in conical tips is used, which by means of a tubular that encloses the hollow line 1

Claims (6)

Permanentmagneten 23 in Achsrichtung der Hohlleitung 1 vormagnetisiert ist. Bei der Anordnung nach Fig. 4 erfolgt die Temperaturkompensation mittels eines magnetischen Nebenschlusses, der die Form eines Rohres 24 besitzt, das im Inneren des rohrförmigen Permanentmagneten 23 angeordnet ist. Durch im jeweiligen Fall entsprechende gewählte Länge und Stärke des den Nebenschluß bewirkenden Rohres 24 sowie durch geeignete Wahl des hierfür verwendeten Materials läßt sich eine weitgehende Temperaturkompensation für die gyromagnetischen Eigenschaften erzielen. Bei der Anordnung nach Fig. 5 ist der rohrförmige Permanentmagnet in drei Rohrabschnitten 24', 24'', 24"' in Längsrichtung der Leitung unterteilt. Aufein anderfolgende Rohrabschnitte sind über ringartig ausgebildete Zwischenstücke 25, 26 aus in der Sättigungsmagnetisierung stark temperaturabhängigem Material verbunden. Die Temperaturkompensation hinsichtlich der gyromagnetischen Eigenschaften im Betriebsbereich, beispielsweise der gyromagnetischen Resonanzfrequenz, ist demnach bei sämtlichen Anordnungen anwendbar, die Material mit gyromagnetischen Eigenschaften verwenden und die durch Permanentmagnetfelder vormagnetisiert sind. Bei Anordnungen, die zumindest teilweise mit Elektromagneten arbeiten, z. B. Ferritmodulatoren, ist die Anwendung der Lehre nach der Erfindung ebenfalls möglich, indem gleichartig wie bei Anordnung mit Permanentmagneten magnetische Haupt- oder Nebenschlüsse vorgesehen werden, die teilweise aus einem in der Sättigungsmagnetisierung vorzugsweise stark temperaturabhängigen Material bestehen, oder indem der Elektromagnet unmittelbar über eine Steuerschaltung geregelt wird, die aus der Änderung der gyromagnetischen Resonanzfrequenz bei Temperaturänderung ein Regelkriterium in an sich bekannter Weise ableitet. Die Anwendung der Lehre nach der Erfindung ist auch nicht auf sogenannte Faraday-Dreher, von denen die Fig. 4 und 5 Ausführungsbeispiele zeigen, beschränkt, sondern sie kann auch·, wie die Ausführungsbeispiele der Fig. 2 und 3 zeigen, bei Anordnungen Anwendung finden, die eine gyromagnetische Resonanzabsorption, eine gyromagnetische Phasenschiebung oder eine auf gyromagnetische Wirkungen beruhende Feldverzerrung ausnutzen. Letzteres kann beispielsweise bei den Anordnungen nach den Fig. 2 und 3 dadurch erreicht werden, daß die Ferritplatten beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 an einer der der Leitungsmitte zugewandten Schmalseite mit wellenabsorbierendem Material überzogen werden. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 könnten zum gleichen Zweck Blättchen aus wellenabsorbierendem Material an der Stelle und in Richtung der eingezeichneten Richtungspfeile vorgesehen werden. Die vorstehenden Ausführungsbeispiele betreffen im wesentlichen den Fall, daß die Temperaturänderungen des gyromagnetischen Materials durch die Außentemperatur bestimmt werden. In der Praxis kann jedoch auch der Fall auftreten, daß das gyromagnetische Material, insbesondere bei hohen Leistungen, durch Wellenabsorption erwärmt wird. Auch in diesem Fall ist die Lehre nach der Erfindung anwendbar, indem unmittelbar von der Materialerwärmung aus die magnetische Feldstärke im kompensierenden Sinne beeinflußt wird, die zur Vormagnetisierung des Materials mit den gyromagnetischen Eigenschaften dient. Beispielsweise kann dies bei einer Anordnung ähnlich der in.Fig. 3 gezeigten, in der Weise geschehen, daß das »Thermoflux«vMaterial 18 bis 21 durch die Hohlleiteranwendung hindurchgeführt und zweckmäßig gut wärmeleitend mit den Ferrirplatten bis 16 in Verbindung gebracht wird (Hauptschluß). Ein anderer Lösungsweg (Nebenschluß) besteht beispielsweise darin, daß der Teil der Hohlleiterbreitseite (n), der im Nebenschluß zu dem (den) Permanentmagneten liegt, aus entsprechend bemessenem und temperaturabhängigem ferromagnetische™, Material ausgebildet wird, beispielsweise aus »ThermofLux«. Gegebenenfalls empfiehlt sich die Anwendung^ von Wärmeisolatoren, um einen möglichst großen Teil der im Ferrit erzeugten Wärme der Kompensationsvorrichtung zukommen zu lassen. Patentansprüche:Permanent magnet 23 is premagnetized in the axial direction of the hollow line 1. In the arrangement according to FIG. 4, the temperature compensation takes place by means of a magnetic shunt which has the shape of a tube 24 which is arranged in the interior of the tubular permanent magnet 23. Extensive temperature compensation for the gyromagnetic properties can be achieved by the length and thickness of the tube 24 causing the shunt being selected accordingly in each case, as well as by a suitable choice of the material used for this. In the arrangement according to FIG. 5, the tubular permanent magnet is divided into three tube sections 24 ', 24 ", 24"' in the longitudinal direction of the line. The temperature compensation with regard to the gyromagnetic properties in the operating range, for example the gyromagnetic resonance frequency, can therefore be used in all arrangements which use material with gyromagnetic properties and which are premagnetized by permanent magnetic fields. the application of the teaching according to the invention is also possible in that, in the same way as in the case of an arrangement with permanent magnets, magnetic main or shunts are provided, some of which consist of a saturation magnetization preferably strongly temperature-dependent pending material, or by regulating the electromagnet directly via a control circuit which derives a control criterion in a manner known per se from the change in the gyromagnetic resonance frequency when the temperature changes. The application of the teaching according to the invention is also not limited to so-called Faraday rotators, of which FIGS. 4 and 5 show exemplary embodiments, but can also be used in arrangements, as the exemplary embodiments in FIGS. 2 and 3 show utilizing gyromagnetic resonance absorption, gyromagnetic phase shift, or field distortion based on gyromagnetic effects. The latter can be achieved, for example, in the arrangements according to FIGS. 2 and 3 in that the ferrite plates in the embodiment according to FIG. 2 are coated with wave-absorbing material on one of the narrow side facing the middle of the line. In the embodiment of FIG. 3, for the same purpose, leaflets made of wave-absorbing material could be provided at the location and in the direction of the directional arrows shown. The above exemplary embodiments essentially relate to the case in which the temperature changes of the gyromagnetic material are determined by the external temperature. In practice, however, it can also happen that the gyromagnetic material is heated by wave absorption, especially at high powers. In this case, too, the teaching according to the invention can be used, in that the heating of the material directly influences the magnetic field strength in the compensatory sense, which serves to premagnetize the material with the gyromagnetic properties. For example, in the case of an arrangement similar to that in FIG. 3, done in such a way that the "Thermoflux" material 18 to 21 is passed through the waveguide application and is expediently connected to the ferrite plates up to 16 with good thermal conductivity (main circuit). Another solution (shunt) is, for example, that the part of the waveguide broad side (s) which is in the shunt to the permanent magnet (s) is made of appropriately sized and temperature-dependent ferromagnetic ™ material, for example "ThermofLux". It may be advisable to use heat insulators in order to allow the largest possible part of the heat generated in the ferrite to pass to the compensation device. Patent claims: 1. Ternperaturkompensierter nichtreziproker Vierpol für elektromagnetische Wellen, bestehend aus einem Abschnitt einer Hochfrequenzleitung, in deren Feldraum ein Stoff mit gyromagnetischen Eigenschaften angeordnet ist, der durch ein äußeres Magnetfeld vormagnetisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisierung in Abhängigkeit von der Temperatur derart geändert wird, daß die bei Änderung der Temperatur des gyromagnetischen Stoffes auftretenden Änderungen der gyromagnetischen Eigenschaften, z. B. der gyromagnetischen Resonanzfrequenz, wenigstens nahezu ausgeglichen werden.1. Temperature-compensated non-reciprocal quadrupole for electromagnetic waves, consisting of from a section of a high-frequency line, in whose field space a substance with gyromagnetic Properties is arranged, which is pre-magnetized by an external magnetic field, characterized in that that the bias is changed as a function of the temperature in such a way that the change in the temperature of the gyromagnetic substance occurring changes in the gyromagnetic properties, z. B. the gyromagnetic resonance frequency, at least be almost balanced. 2. Nichtreziproker Vierpol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormagnetisierungskreis des gyromagnetischen Stoffes mit einem magnetischen Haupt- und/oder Nebenschluß versehen ist, der aus einem magnetischen Material mit stark temperaturabhängiger Sättigungsmagnetisierung besteht und dessen Abmessungen derart gewählt sind, daß die gyromagnetischen Eigenschaften des gyromagnetischen Stoffes im Betriebsbereich der Anordnung wenigstens angenähert konstant bleiben.2. Non-reciprocal quadrupole according to claim 1, characterized in that the bias circuit of the gyromagnetic material provided with a magnetic main and / or shunt is made of a magnetic material with strongly temperature-dependent saturation magnetization exists and its dimensions are chosen such that the gyromagnetic properties of the gyromagnetic substance in the operating range of the arrangement at least approximated stay constant. 3. Nichtreziproker Vierpol nach Anspruch 2 mit plattenförmig ausgebildetem gyromagnetischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vormagnetisierung der Platte aus gyromagnetischem Material in Richtung der Plattenebene das in der Magnetisierung stark temperaturabhängige Material im Nebenschluß zum Vofmagnetisierungsweg und abgeschirmt gegen das Wellenfeld angeordnet ist.3. Non-reciprocal quadrupole according to claim 2 with plate-shaped gyromagnetic Material, characterized in that, when the plate is premagnetized, it is made of gyromagnetic Material in the direction of the plane of the plate is the material that is strongly temperature-dependent in terms of magnetization Shunted to the magnetization path and shielded from the wave field is. 4. Nichtreziproker Vierpol nach Anspruch 2, bei dem das gyromagnetische Material plattenförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vormagnetisierung der gyromagnetischen Platte senkrecht zur Plattenebene das in der Magnetisierung stark temperaturabhängige Material im Hauptschluß zum Vormagnetisierungsweg und gegen das zu beeinflussende Wellenfeld abgeschirmt angeordnet ist.4. Non-reciprocal quadrupole according to claim 2, in which the gyromagnetic material is plate-shaped, characterized in that when the gyromagnetic plate is premagnetized perpendicular to the plane of the plate, the material, which is highly temperature-dependent in the magnetization, is arranged in the main circuit to the premagnetization path and shielded from the wave field to be influenced. 5. Nichtreziproker Vierpol nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Vormagnetisierungseinrichtung als rohrförmiger Permanentmagnet, der den FIochfrequenzleitungsabschnitt umschließt, im Inneren des rohrförmigen Permanentmagneten ein vorzugsweise ebenfalls ringförmiger Körper aus dem in der Magnetisierung stark temperaturabhängigem Material vorgesehen ist.5. Non-reciprocal quadrupole according to one of claims 2 to 4, characterized in that at Formation of the pre-magnetization device as a tubular permanent magnet that connects the high-frequency line section encloses, in the interior of the tubular permanent magnet, a preferably likewise annular body from the is provided in the magnetization highly temperature-dependent material. 6. Nichtreziproker Vierpol nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei6. Non-reciprocal quadrupole according to one of claims 2 to 5, characterized in that at
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1146147B (en) * 1961-10-05 1963-03-28 Telefunken Patent Temperature compensated non-reciprocal quadrupole

Non-Patent Citations (1)

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