DE1068772B - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Aussiebung und alleinigen Übertragung sehr kurzer elektromagnetischer Wellen der H_on-Schwingungsart, bestehend aus einem durch azimutale Schlitze unterteilten Hohlleiterabschnitt, beispielsweise einem Hohlleiterabschnitt aus in geringem Abstand aufeinanderfolgenden Metallringen oder einem Hohlleiterabschnitt aus einer Drahtwendel geringer Steigung, der mit einer Axialkomponenten des elektrischen Feldes absorbierenden Dämpfungsschicht umgeben ist, die aus einer karbonyleisenhaltigen Absorptionssubstanz besteht.

Für die Übertragung sehr kurzer elektromagnetischer Wellen in Hohlleitern, besonders über große Entfernungen, hat es sich gezeigt, daß die Schwingungsarten am brauchbarsten sind, bei denen keine in Ausbreitungsrichtung der Wellen liegende Komponenten des elektrischen Feldes (Axialkomponenten) vorkommen, sondern nur sogenannte Transversalkomponenten (Εφ-Komponenten). Diese Schwingungsarten werden als H_on-Schwingungsarten bezeichnet, und die bekannteste hiervon ist die i?₀₁-Schwingungsart. Es läßt sich indes nicht vermeiden, daß, z. B. bei der Anregung der H₀₁-Schwingungsart, auch andere Schwingungsarten entstehen, die in Ausbreitungsrichtung der Wellen liegende Komponenten der elektrischen Feldstärke aufweisen. Es sind das E-Wellen. Auch in Hohlleiterkrümmern oder Hohlleiterknicken entstehen leicht derartige störende Schwingungsarten. Bei Hohlleitern der einleitend beschriebenen Art beseitigt man diese Schwingungsarten im allgemeinen durch eine den azimutale Schlitze aufweisenden Hohlleiter umschließende Dämpfungsschicht aus Graphit und einem dielektrischen Bindemittel. In der Praxis zeigt sich jedoch, daß vor allem beim Übergang zu extrem kurzen elektromagnetischen Wellen, also bei Frequenzen größer als 10 bis 20 GHz, die Unterdrückung störender Schwingungsarten auf diese Weise nurmehr unzureichend erzielt werden kann. Man ist deshalb in diesem Frequenzgebiet gezwungen, andersartige Schwingungsartfilter zu verwenden, die jedoch durchweg einen wesentlich komplizierteren Aufbau haben und meistens nur für eng begrenzte Frequenzbereiche brauchbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, auf dem es möglich ist, unter anderem gerade diesen Schwierigkeiten in außerordentlich einfacher Weise zu begegnen.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Anordnung zur Aussiebung und alleinigen Übertragung sehr kurzer elektromagnetischer Wellen der H_m-Schwingungsart, bestehend aus einem durch azimutale Schlitze unterteilten Hohlleiterabschnitt, beispielsweise einem Hohlleiterabschnitt aus in gerin-Anordnung zur Aussiebung
und alleinigen übertragung
sehr kurzer elektromagnetischer Wellen
der Ho_w-Schwingungsart

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dr. rer. nat. Oskar Huber, München, ist als Erfinder genannt worden

gem Abstand aufeinanderfolgenden Metallringen oder einem Hohlleiterabschnitt aus einer Drahtwendel geringer Steigung, der mit einer Dämpfungsschicht umgeben ist, die aus einer karbonyleisenhaltigen Absorptionssubstanz besteht und die derart ausgebildet ist, daß sie die Axialkomponenten des elektrischen Feldes absorbiert, gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß die elektrische Dicke der Absorptionssubstanz längs des Hohlleiters, vorzugsweise periodisch, unterschiedlich ist und ihr mittlerer Betrag mit einem Viertel der mittleren Betriebs wellenlänge übereinstimmt.

Zur Beseitigung störender Schwingungsarten der einleitend beschriebenen Art ist es auch bekannt, eine den azimutale Schlitze aufweisenden Hohlleiter umgebende Schicht aus einer, karbonyleisenhaltigen Absorptionssubstanz zu verwenden. Ferner ist es bekannt, bei Anordnungen zur Übertragung von ült-rakurzen elektrischen Wellen, insbesondere Dezimeteroder Zentimeterwellen, in den Strahlenweg, auf dem mehrere Schwingungen verschiedener Wellenlänge übertragen werden, eine dielektrische Schicht einzuschalten, deren Dicke unter Berücksichtigung der Materialbeschaffenheit derart bemessen ^: ist, daß Schwingungen einer Wellenlänge, die nicht übertragen bzw. empfangen werden sollen, in der Schicht absorbiert werden. Je nach Anordnung der absorbierenden Schicht beträgt ihre elektrische Dicke vorzugsweise ein Viertel oder die Hälfte der zu absorbierenden Wellenlänge. Diese bekannten Anordnungen sind nicht geeignet, das der Erfindung zugrunde liegende Problem zufriedenstellend zu lösen, da sie

909 648/291

Claims (2)

bei der Übertragung extrem kurzer elektromagnetischer Wellen in Hohlleitern weder eine ausreichende Unterdrückung störender Schwingungsarten noch eine relativ breitbandige Wirkung der absorbierenden Schicht ermöglichen. Unter dem die Absorptionssubstanz bildenden Karbonyleisen wird dabei ein nach dem bekannten Karbonylverfahren pulverisiertes Eisen verstanden, das eine sehr geringe Korngröße besitzt. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, ein elektrisch isoliertes Eisenpulver zu verwenden, also ein Eisenpulver bei dem z. B. durch eine Mischung des Pulvers mit gewichtsmäßig 1% Phosphorsäure die einzelnen Eisenpulverteilchen gegenseitig isoliert sind. Vor allem empfiehlt es sich, ein Eisenpulver zu verwenden, daß eine Korngröße kleiner oder höchstens in der Größenordnung von zwei Tausendstel eines Millimeters hat. Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen den Hohlleiter bildenden Wendelleiter 1 sehr geringer Steigung. Der Durchmesser dieser Wendelleitung ist derart groß gewählt, daß sich die zur Übertragung vorgesehenen Wellen ungestört in der H01-Schwingungsart ausbreiten können. Da die Hohlleitung für ein breites Frequenzband brauchbar sein soll, sind vor allem für die kürzeren Betriebswellen die Anregungsbedingungen störender Schwingungsarten die den E-Schwingungsarten zuzurechnen sind, erfüllt. Die JS-Schwingungsarten besitzen im Gegensatz zu der in der Zeichnung angedeuteten J701-Schwingungsart sogenannte Ez-Komponenten, also in Ausbreitungsrichtung liegende Komponenten des elektrischen Feldes. Diese £2-Komponenten bilden sich zwischen benachharten Windungsteilen der Wendelleitung aus. Um diese störenden Schwingungsarten wirksam zu unterdrücken, ist die Wendelleitung mit einem rohrförmigen Mantel 2 aus Dämpfungsmaterial umgeben. Dieser Mantel besteht aus Karbonyleisenpulver mit einer durchschnittlichen Korngröße kleiner als 2>Ίοοοmm' ^as m^t Phosphorsäure in der vorerwähnten Weise isoliert ist und das in einem Bindemittel, das ausgehärtet ist, beispielsweise in einem Kunstharzbindemittel, als Träger gehalten ist. Um einen elektrisch dichten Hohlleiterabschnitt zu erhalten, ist die gesamte Anordnung von einem metallischen Mantel 3 umschlossen. Wie die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen gezeigt haben, ist die elektrische Stärke d der Dämpfungsschicht 2 von maßgebendem Einfluß für die Wirksamkeit der Dämpfungsschicht auf die störenden Schwingungsarten. Bei der gewählten mittleren elektrischen Dicke gleich einem Viertel der mittleren Betriebswellenlänge in dem Dämpfungsmaterial wird eine Absorption störender Schwingungsarten erreicht, die 90% überschreitet. Um die Anordnung in einem breiten Frequenzgebiet einsetzbar zu gestalten, ist, so wie in der Zeichnung gezeigt, die Dicke d der Dämpfungsschicht längs der Hohlleitung unterschiedlich gemacht. Vorteilhaft kann dies in der Weise geschehen, daß konus- förmig im Außendurchmesser sich verjüngende Abschnitte kurzer Länge in der dargestellten Weise aneinandergefügt werden. Der metallische Belag zur Führung der Hon-Welle, vorzugsweise der .H01-Welle, kann vorteilhaft entweder aus einer in der Absorptionssubstanz — die ein Festkörper ist — gehaltenen Wendel bestehen, oder es kann vorteilhaft ein Drehkörper aus der Absorptionssubstanz hergestellt werden, der innen und außen metallisiert wird, beispielsweise zunächst chemisch mit anschließender galvanischer Verstärkung. Die innere Metallisierung wird durch Eindrehen von feinen Reifen derart unterbrochen, daß eine geschlossene Leitfähigkeit nur in Umfangsrichtung des Hohlleiters existiert. Der äußere Mantel kann vorteilhaft auch aus Vollmaterial bestehen. Die als Ausführungsbeispiel beschriebene Anordnung, die auch als Schwingungsartreiniger bezeichnet wird, richtet sich in der Baulänge nach der pro Längeneinheit erzielbaren Dämpfung für die unerwünschten E-Schwingungsarten. Da diese Dämpfung pro Längeneinheit außerordentlich stark ist, genügen im allgemeinen kurze Abschnitte, die dann bequem in den Leitungszug von Hohlleitern an den Stellen eingeschaltet werden können, die hinter Anregungszentren unerwünschter Wellentypen der E-Schwingungsart liegen. Patentansprüche^

1. Anordnung zur Aussiebung und alleinigen Übertragung sehr kurzer elektromagnetischer Wellen der i7₀„-Schwingungsart, bestehend aus einem durch azimutale Schlitze unterteilten Hohlleiterabschnitt, beispielsweise einem Hohlleiterabschnitt aus in geringem Abstand aufeinanderfolgenden Metallringen oder einem Hohlleiterabschnitt aus einer Drahtwendel geringer Steigung, der mit einer Dämpfungsschicht umgeben ist, die aus einer karbonyleisenhaltigen Absorptionssubstanz besteht und die derart ausgebildet ist, daß sie die Axialkomponenten des elektrischen Feldes absorbiert, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Dicke der Absorptionssubstanz längs des Hohlleiters, vorzugsweise periodisch, unterschiedlich ist und ihr mittlerer Betrag mit einem Viertel der mittleren Betriebswellenlänge übereinstimmt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionssubstanz, rohrförmig ausgebildet, auf der Außenseite mit einem fugenlosen Metallüberzug und auf der Innenseite mit einem den Hohlleiter bildenden Metallüberzug versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 765 298;
USA.-Patentschrift Nr. 2 774 945;
»Radar System Engineering«, Ridenour McGraw Hill Book Company, 1947, S. 72;

CG. Montgomery, »Technique of Microwave Measurements«, New York, 1947, S. 742.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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