-
Richtungsleitung für sehr kurze elektromagnetische WeRen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Richtungsleitung für sehr kurze elektromagnetische Wellen,
insbesondere für das Gebiet der längeren Dezimeterwellen, bestehend aus einem Rechteckhohlleiterabschnitt,
in dessen Innerem in axialer Erstreckung, senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung der
Wellen vormagnetisiertes, gyromagnetisches Material angeordnet ist.
-
Bei gyromagnetischen Anordnungen dieser Art, insbesondere Resonanzrichtungsleitungen,
werdenbekanntlich die in Sperrichtung der Richtungsleitung fortschreitenden elektromagnetischen
Wellen absorbiert. Hierbei entsteht im gyromagnetischen Material Wärme, die möglichst
rasch und in ausreichendem Umfang abgeführt werden muß. Hinzu kommt, daß bei Resonanzrichtungsleitungen
für das Gebiet der längeren Dezimeterwellen im allgemeinen nur gyromagnetische Werkstoffe
brauchbar sind, die eine verhältnismäßigniedrigeCurie-Temperaturhaben. Solche Werkstoffe
sind hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften in einem Maße temperaturabhängig,
daß sie sich nur dann ausreichend kompensieren lassen, wenn es gelingt, die unvermeidliche
Erwärmung des gyromagnetischen Materials in gewissen Grenzen zu halten.
-
Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, einen Weg
aufzuzeigen, die bei Richtungsleitungen der einleitend beschriebenen, Art durch
Ab-
sorption entstehende Wärme im gyromagnetischen Material wirksam abzuführen.
-
Bei einer Richtungsleitung für sehr kurze elektromagnetische Wellen,
insbesondere für das Gebiet der längeren Dezimeterwellen, bestehend aus einem Rechteckhohlleiterabschnitt,
in dessen Innerem in axialer Erstreckung, senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung der
Wellen vormagnetisiertes, gyromagnetisches Material angeordnet ist, wird erfindungsgemäß
die Aufgabe dadurch gelöst, daß der verbleibende freie Innenraum des Rechteckhohlleiterabschnitts
mit einem flüssigen, verlustarmen Dielektrikum, hoher Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise
öl, angefüllt ist, dessen relative DielektrMtätskonstante -, - 2
be-
trägt. Durch die deutsche Patentschrift 1018 118 sind zwar gyromagnetische
Anordnungen bekannt, die aus einem Rundhohlleiterabschnitt bestehen, in dessen Innerem
konzentrisch ein in Achsrichtung vormagnetisierter zylindrischer Ferritkörper angeordnet
ist und bei der der übrige freie Innenraum des Rundhohlleiterabschnitts ebenfalls
mit einem öl gefüllt ist. Derartige Hohlleiteranordnungen, auch Faradaydreher
genannt, unterscheiden sich von der erfindungsgemäßen Richtungsleitung grundsätzlich
in ihrem Aufbau und in ihrer Wirkungsweise. Außerdem weist das den Rundhohlleiterabschnitt
ausfüllende öl
eine relative Dielektrizitätskonstante E, auf, die,
den Wert 1 um ein mehrfaches übersteigt. Ferner ist durch die britische Patentschrift
781024 eine Richtungsleitung bekannt, die ebenfalls nach dem Prinzip der
Faradaydrehung arbeitet und bei der der Ferritkörper mittels eines ihn umspülenden
Luft- oder Flüssigkeitsstromes gekühlt wird. Auch diese Anordnung unterscheidet
sich in ihrem Aufbau wesentlich vom Erfindungsgegenstand. Darüber hinaus hat sie
den Nachteil, daß sie zur Absorption der in Sperrichtung voranschreitenden elektromagnetischen
Energie eines besonderen Abschlußwiderstandes bedarf, der gegebenenfaRs zusätzlich
in das Kühlsystern mit einbezogen werden muß.
-
Bei der mit flüssigem Dielektrikum angefüllten Richtungsleitung nach
der Erfindung kann die im
gyromagnetischen Material in Wärme umgesetzte elektromagnetische
Energie rasch auf die Hohlleiterwandung und damit an den Außenraum abgeführt werden,
weil das flüssige Dielektrikum mit der Hohlleiterwandung in unmittelbarer Berührung
steht. Für Richtungsleitungen, die größere Leistungen übertragen müssen, bietet
das öl darüber hinaus den, außerordentlichen Vorteil, daß es nach Art des
Wärmeaustauscherprinzips über einen Kühler umgepumpt werden kann. Ein weiterer Vorteil
des Erfindungsgegenstandes, der sich insbesondere bei Richtungsleitungen für das
Gebiet der längeren Dezimeterwellen sehr günstig auswirkt, besteht in den durch
das flüssige Dielektrikum
bedingten verkleinerten Abmessungen der
Anordnung im Verhältnis von ungefährfe-'n.
-
Für die Wahl des zu verwendenden flüssigen Dielektrikums sind außer
seinerrelativenDielektrizitätskonstante e, die Wärmeleitungseigenschaften und vor
allem der Verlustwinkeltgb von ausschlaggebender Bedeutung. Der Erfindung zugrunde
liegende umfangreiche und zeitraubende Untersuchungen haben diesbezüglich zu der
wichtigen, Erkenntnis geführt, daß Öl mit ein-er relätiven bielektrizitätskonstante
e,. - 2 die beste Eignung für die vorliegende Anwendung aufweist.
- -
An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll
die Erfindung im folgenden näher erläutert werden.
-
Die Zeichnung zeigt im Schnitt eine Richtungsleitung nach der Erfindung
in perspektivischer Darstellung. Die Richtungsleitung besteht aus einem Rechteckhohlleiterabschnitt
1, in dessen Innerem auf einander gegenüberliegenden Hohlleiterbreitseiten
zwei Ferritstreifen 2 angeordnet sind. Die Ferritstreifen 2 sind von einem außen
am Rechteckhohlleiterabschnitt 1 angelegten magnetischen Gleichfeld senkrecht
zur Hohheiterachse vormagnetisiert. Das magnetische Gleichfeld erzeugt ein U-förmiger
Permanentmagnet 3, der den Rechteckhohlleiterabschnitt 1 mit seinen
Schenkeln umspannt. Im Bereich der Ferritstreifen 2 bildet der Rechteckhohlleiterabschnitt
1 eine Kammer 4, die vollständig mit einem öl angefüllt ist. Das
öl weist bei einer relativen Die-lektrizitätskonstante, -, - 2 eine
hohe Wärmeleitfähigkeit und einen geringen Verlustwinkel auf. Die Kammer 4 ist auf
beiden Seiten von einem Festkörper aus dielektrischem Material begrenzt, die gegen
die sich auf beiden Seiten an die Kammer 4 anschließenden luftgefällten Teilbereiche
des Rechteckhohlleiterabschnitts 1 nach Art eines A/4-Transformators gestuft
sind und die ölgefüllte Kammer wellenwiderstandsmäßig an diese Teilbereiche anpassen.
Der Wärineausdehnung des Öls ist durch ein ölausgleichsgefäß 6 Rechnung getragen,
das außerhalb des RechteckhohReiterabschnitts 1 auf dessen oberer Breitseite
angeordnet ist und mit der Kammer 4 durch eine kleine öffnung 7 in Verbindung
steht.
-
Bei Richtungsleitungen, die größere Leistungen übertragen müssen,
beispielsweise eine Richtungsleitung in der Antennenzuleitung eines Fernsehsenders,
dürfte die Kühlung durch Wärineableitung an den Hohlleiter im allgemeinen nicht
mehr ausreichen. Für diesen Fall kann, wie bereits erwähnt, das öl über einen
Wärmeaustauscher in einem Kreislauf ständig durch die Richtungsleitung hindurchgepumpt
werden.