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Nichtreziproke Koaxialleitung Es sind bereits koaxiale Leitungen bekannt,
die insbesondere für sehr kurze elektromagnetische Wellen richtungsabhängige übertragungseigenschaften
aufweisen. Das Beispiel einer solchen Leitung ist im Längs- und Querschnitt in Fig.
1 der Zeichnung dargestellt. Aus der bei A und B eintretenden koaxialen
Leitungswelle entsteht wegen der rotationsunsymmetrischen Belastung durch das Dielektrikum
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eine Hohlleiterwelle mit axialer Magnetfeldkomponente, die je nach
ihrer Fortpflanzungsrichtung (A
nach B oder umgekehrt) von den auf ihre ganze
Länge in radialer Richtung mittels des Permanentmagneten P magnetisierten Ferritstäben
F geeigneter Materialeigenschaften und Größe unterschiedlich bedämpft wird. Das
Dielektrikum läuft dabei zur Vermeidung von einer Reflexionsdämpfung nach beiden
Seiten hin konisch aus.
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Die geschilderte bekannte Koaxialleitung weist den Nachteil großer
räumlicher Aufwendigkeit für den Magneten auf, dessen hohes Gewicht und immer vorhandenes,
mehr oder weniger starkes Streufeld sowie schließlich der durch die endliche Wandstärke
des Außenleiters und den Durchmesser des Innenleiters bedingte große Luftspalt nebst
dem damit verbundenen Feldverlust sich weiter unvorteilhaft auswirken. Die Möglichkeit
eines Einflusses des Magnetstreufeldes auf etwaige in der Nähe vorgesehene magnetisch
fokussierte Elektronenröhren (Bildröhren, Wanderfeldröhren und Rückwärtswellenröhren)
sowie umgekehrt die Gefahr, daß durch äußere Einflüsse die Magnetisierung der Ferrite
verändert wird und damit unerwünschte Amphtudenschwankungen der Hochfrequenzenergie
entstehen, schränkt die Anwendbarkeit der Anordnung ein.
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Diese Nachteile sind bei einer nichtreziproken Koaxialleitung zur
übertragung hochfrequenter elektromagnetischer Wellen, wobei der Raum zwischen dem
Innen- und Außenleiter teilweise mit einem Dielektrikum ausgefüllt ist, auf dessen
radiale Begrenzungsflächen von magnetischen Kraftlinien radial durchsetzte Ferritstreifen
angeordnet sind, erfindungsgemäß durch Unterbringung der Quelle für die magnetischen
Kraftlinien im Innenleiter und durch magnetischen Rückschluß durch den Außenleiter
hindurch behoben. Der vorzugsweise zu verwendende Permanentmagnet wird entweder
als Flachkeil in den aus magnetisch nicht leitendem Metall bestehenden Innenleiter
der Koaxialleitung einbezogen, oder dieser besteht selbst zumindest auf die Länge
der Ferrite aus quermagnetisiertem permanentmagnetischem Material. Bei solchen Anordnungen
kann der schädliche Luftspalt wesentlich verkleinert und außerdem durch den direkten
Rückschluß der magnetischen Kraftlinien über den Außenleiter der Koaxialleitung
das innerhalb der Ferrite benötigte magnetische Feld mit kleinstem Aufwand dargestellt
werden. Ein nennenswertes Streufeld außerhalb der Koaxialleitung kann wegen des
niedrigen magnetischen Widerstandes des zylindrischen Außenleiters nicht entstehen.
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Es ist zwar bereits eine Anordnung bekanntgeworden, die Rechteckferrite
mit einem vernachlässigbaren Demagnetisierungsfaktor verwendet, bei der das Magnetfeld
innerhalb der Koaxialleitung geschlossen ist. Jedoch ist diese Anordnung nach dem
heutigen Stand der Technik in ihrer Isolatorwirkung mit magnetisch weichen Ferriten
nicht vergleichbar. Für breitbandige Isolatoren bei sehr kurzen elektromagnetischen
Wellen war man daher nach wie vor gezwungen, äußere Zusatzfelder aufzubauen. Gegenüber
den bisher bekannten Anordnungen ist daher durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Unterbringung des Permanentmagneten im Inneren des Innenleiters und magnetischen
Rückschlusses durch den Außenleiter ein wesentlicher technischer Fortschritt vermittelt.
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In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann der flachkeilförmige
Permanentmagnet aus mehreren aneinanderliegenden Magnetelementen bestehen, die als
längsmagnetisierte, sich entlang ihrer benachbarten Mantellinien berührenden zylinderförmigen
Magnetelemente oder als quermagnetisierte Flachkeile ausgebildet sind und gleiche
oder verschieden hohe, um einen Mittelwert gestaffelte Feldstärken aufweisen. Diese
Aufteilung der gesamten Magnetlänge in Teilmagneten empfiehlt sich besonders in
Koaxialleitungen großen Querschnittes, da die Herstellung kleiner Teilmagneten weniger
empfindlich ist als die eines
einzigen Permanentmagneten mit Querrnagnetisierung.
Weisen die Teilmagneten auch noch, wie bereits angedeutet wurde. um einen Mittelwert
gestaffelte Feldstärken auf, so läßt sich mit schmalbandigen Ferriten ein relativ
breiter Frequenzbereich mit guter Richtdämpfung überdecken. In ähnlicher Weise kann
eine größere Bandbreite der Anordnung auch durch Verwendung mehrerer längs der Leitungsachse
liegender Ferritelemente mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen und Linienbreite
erzielt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung
an Hand der Zeichnung erläutert. In ihrer Fig. 2 ist der Längs- und Querschnitt
einer solchen Koaxialleitung wiedergegeben. Die Fig. 3 bis 5 zeigen
im Längsschnitt bzw. in der Draufsicht sowie in Querschnittsdarstellung weitere
Ausführungsbeispiele für die Ausgestaltung der flachen Permanentmagnetanordnung.
Aus Fig. 6 ist schließlich ein Beispiel für eine mögliche Aufteilung zweier
Ferritstreifen in Längs- und Querschnittsdarstellung gezeigt.
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In Fig. 2 ist eine Einwegleitung mit einem als Flachkeil ausgebildeten
und in den Innenleiter 1 der Koaxialleitung einbezogenen Permanentmagneten
2 veranschaulicht. Die Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten ist so gewählt,
daß die magnetischen Kraftlinien die Ferritstäbe 3 in derselben Weise durchsetzen,
wie es bereits an Hand der Fig. 1 erläutert worden ist. Der magnetische Kreis
wird in der dargestellten Weise über die Ferrite 3 und den magnetisch gut
leitenden Außenleiter 4 der Koaxialleitung geschlossen. Das Dielektrikum
5 ist halbschalenförmig ausgebildet, doch läßt sich das geschilderte Prinzip
auch auf die bekannten Einfach- und Doppelkeile .ins Dielektrikum anwenden.
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Nach Fia. 3 ist der Innenleiter (2 in Fig. 2) selbst als quermägnetisierter
Permanentmagnei 6 ausgebildet. In den Fig. 4 und 5 sind die Pernnanentmagneten
als zylindrische -Magnetelernente 7 oder als flache Teilma-nete
8 in den Innenleiter 1 eingebettet.
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Nach Fig. 6 sind die Ferritstreifen 9 längs der Achse
der Leitunu in Elemente von EinzeLferritstreifen unterschiedlicher Resonanzfrequenz
und/oder Linienbreite aufgeteilt. Die Anordnung ist sonst die gleiche wie nach Fia.
2.
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