DE1116285B - Breitbandabsorber fuer sehr kurze elektromagnetische Wellen - Google Patents

Description

• Breitbandabsorber für sehr kurze elektromagnetische Wellen Die Erfindung bezieht sich auf einen Breitbandabsorber für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend aus wabenförmig nebeneinander angeordneten und ineinander verschachtelten bedämpften Wellenleitern verschiedener Länge, die wenigstens annähernd in Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen verlaufen.
• Derartige Absorber, auch Schachtabsorber genannt, sind bekannt und werden unter anderem für Meßräume benötigt, die der Untersuchung der Strahlung hochfrequenter Einrichtungen und Anlagen dienen. Der Absorber erfüllt hierbei die Aufgabe, den freien Raum nachzubilden, d. h. die von der zu untersuchenden Einrichtung abgestrahlte elektromagnetische Energie bei möglichst geringer Reflexion zu absorbieren. Schachtabsorber sind sehr breitbandig und lassen sich mit geringem Aufwand auch noch bis zu verhältnismäßig tiefen Frequenzen herab realisieren. Sie eignen sich deshalb in hervorragender Weise zur Auskleidung von Meßräumen der verschiedensten Art, da deren vielseitige Verwendung Absorber mit sehr großem Absorptionsbereich wünschenswert erscheinen läßt.
• Im allgemeinen wird der Schachtabsorber in drei Stufen ausgeführt, deren Länge jeweils wenigstens ein Neuntel der Wellenlänge der größten noch zu absorbierenden elektromagnetischen Welle beträgt. Ein bekanntes Ausführungsbeispiel eines dreistufigen Schachtabsorbers zeigt die Fig. 1 in perspektivischer Darstellung. Zur besseren Veranschaulichung sind die unmittelbar aufeinanderfolgenden Stufen 1, 2 und 3 etwas auseinandergezogen. Hinsichtlich ihres Aufbaus unterscheiden sie sich lediglich durch die Feinheit der Unterteilung. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Stufe 2 doppelt so fein unterteilt wie die Stufe 1, aber nur halb so fein wie die Stufe 3. Zur Dämpfung der einzelnen Schächte sind die beispielsweise aus Hartpapier bestehenden Zwischenwände mit einer Schicht aus wellenabsorbierendem Material überzogen.
• Der Spannungsreflexionsfaktor von Schachtabsorbern durchläuft in Abhängigkeit der Frequenz ein engbegrenztes Maximum, dessen Wert in der Regel 1O 1/o übersteigt. Diese Reflexionsspitze wirkt sich mitunter außerordentlich störend aus, weil bei zahlreichen Anwendungen ein maximaler Spannungsreflexionsfaktor S < 10 °/a (1% Energiereflexion) für den ganzen Absorptionsbereich verlangt wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Absorber der genannten Art hinsichtlich des Verlaufs seines Reflexionsfaktors in Abhängigkeit der Frequenz wesentlich zu verbessern. Für einen Breitbandabsorber, bestehend aus wabenförmig nebeneinander angeordneten und ineinander verschachtelten bedämpften Wellenleitern verschiedener Länge, die wenigstens annähernd in Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen verlaufen, wird erfindungsgemäß die Aufgabe dadurch gelöst, daß sich der Absorber aus mehreren aneinandergrenzenden Absorbereinheiten mit vorzugsweise gleich großen Absorberflächen zusammensetzt und daß die Absorbereinheiten wechselseitig derart gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß ihre absorbierenden Oberflächen mit zwei zueinander parallelen Ebenen zusammenfallen, deren gegenseitiger Abstand ein Viertel der oberen Grenzwellenlänge der bedämpften Wellenleiteranordnungen beträgt.
• Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das bei Absorbern der einleitend beschriebenen Art auftretende Maximum des Reflektionsfaktors stets beim Fünffachen der unteren Grenzfrequenz des Absorbers auftritt. Die erfindungsgemäße Anordnung bewirkt nun, daß bei einem gegenseitigen Versatz der Teilabsorber um ein Viertel der Wellenlänge entsprechend der unteren Grenzfrequenz des Absorptionsbereiches bzw. um fünf Viertel der Wellenlänge entsprechend dem Fünffachen der unteren Grenzfrequenz eine Auslöschung dieses störenden Maximums des Reflektionsfaktors eintritt und der Absorptionsbereich in Richtung auf längere Wellen erweitert wird. Die erfindungsgemäße Anordnung hat darüber hinaus den Vorteil, daß der mittlere Reflexionsfaktor im gesamten Absorptionsbereich vermindert wird, weil bei jedem ungeradzahligen Vielfachen einer mit dem Versatz der Teilabsorber übereinstimmenden Viertelwellenlänge ein Minimum des Reflexionsfaktors auftritt. Zur Erzielung einer optimalen Wirkung ist es zweckmäßig, die absorbierende Gesamtoberfläche aller in einer Ebene angeordneten Teilabsorber gleich der aller in der anderen Ebene angeordneten Teilabsorber zu machen.
• An Hand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden.
• Die Fig. 2 zeigt einen aus Teilabsorbern a und b aufgebauten großflächigen Absorber. Die Teilabsorber a und b sind hierbei in ihrem Aufbau völlig gleich und haben die Tiefe B, die etwa gleich einem Drittel der Wellenlänge der größten Welle ist, die vorn Absorber gerade noch absorbiert werden soll. Die Teilabsorber können beispielsweise eine Struktur wie die in der Fig. 1 dargestellte bekannte Ausführungsform haben. Aus der Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Teilabsorber a und die Teilabsorber b jeweils für sich in einer Ebene angeordnet sind, die zueinander parallel verlaufen und den gegenseitigen Abstand A haben. Dieser Abstand beträgt, wie bereits ausgeführt, ein Viertel der Wellenlänge, entsprechend der unteren Grenzfrequenz der Teilabsorber.
• Da die Teilabsorber a und b gleich groß sind und außerdem in den beiden Ebenen gleich viele Teilabsorber a bzw. b angeordnet sind, ist eine optimale gegenseitige Kompensation der vom Absorber reflektierten Teilwellen bei übereinstimmung des Abstandes A mit einem Viertel der Wellenlänge entsprechend der unteren Absorbergrenzfrequenz und einem ungeradzahligen Vielfachen davon gewährleistet.
• An Stelle der schachbrettartigen Anordnung der Teilabsorber a und b können selbstverständlich auch beliebige andere Anordnungen verwendet werden. Beispielsweise kann man jeweils die in einer Längs-oder einer Querreihe angeordneten Teilabsorber in einer Ebene anordnen und einen Reihenversatz vornehmen. Auch kann es mit Rücksicht auf besondere Raumverhältnisse mitunter von Vorteil sein, die Teilabsorber a und b hinsichtlich ihrer Abmessungen unterschiedlich auszubilden oder aber, was auf das gleiche hinausläuft, die absorbierende Gesamtoberfläche der in der einen Ebene angeordneten Teilabsorber kleiner bzw. größer als die der in der anderen Ebene angeordneten Teilabsorber zu machen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Breitbandabsorber für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend aus wabenförmig nebeneinander angeordneten und ineinander verschachtelten bedämpften Wellenleitern verschiedener Länge, die wenigstens annähernd in Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Absorber aus mehreren aneinandergrenzenden Absorbereinheiten mit vorzugsweise gleich großen Absorberflächen zusammensetzt und daß die Absorbereinheiten wechselseitig derart gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß ihre absorbierenden Oberflächen mit zwei zueinander parallelen Ebenen zusammenfallen, deren gegenseitiger Abstand ein Viertel der oberen Grenzwellenlänge der bedämpften Wellenleiteranordnungen beträgt. z. Breitbandabsorber nach Anspruch l., dadurch gekennzeichnet, daß die absorbierende Gesamtoberfläche aller in einer Ebene angeordneten Teilabsorber gleich der aller in der anderen Ebene angeordneten Teilabsorber ist. 3. Breitbandabsorber nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine gerade Anzahl gleich großer Teilabsorber, von denen die eine Hälfte in der einen und die andere Hälfte in der anderen Ebene angeordnet ist. 4. Breitbandabsorber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Teilabsorber wenigstens ein Drittel der Wellenlänge der größten noch zu absorbierenden Welle ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1029 433; Patentschrift Nr. 4536 des Amtes für Erfindungs-und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands.