DE1118286B

DE1118286B - Non-reciprocal quadrupole

Info

Publication number: DE1118286B
Application number: DES65265A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Eberhard Schuegraf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-09-30
Filing date: 1959-09-30
Publication date: 1961-11-30

Description

NichtreziprokerVierpol Die Erfindung bezieht sich auf einen nichtreziproken Vierpol für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend aus einem Hohlleiter kreisförmigen Querschnitts, in dem ein vorzugsweise durch ein äußeres Magnetfeld vormagnetisiertes, mittels dielektrischem Material im Hohlleiter gehaltenes gyromagnetisches Material vorgesehen ist.Non-reciprocal quadrupole The invention relates to a non-reciprocal Quadrupole for very short electromagnetic waves, consisting of a waveguide circular cross-section in which a preferably by an external magnetic field pre-magnetized gyromagnetic material held in the waveguide by means of dielectric material Material is provided.

Nichtreziproke Vierpole dieser Art, die auch als Faraday-Dreher bezeichnet werden, dienen beispielsweise in Verbindung niit Polarisationsweichen zur übertragungsrichtungsabhängigen Polarisationsdrehung von elektromagnetischen Wellen in Richtungsweichen bzw. Zirkulatoren. Betrachtet man das elektrische Verhalten derartiger Anordnungen in einem größeren Frequenzbereich, so zeigt sich, daß die Polarisationsdrehung frequenzabhängig ist, und zwar nimmt die Polarisationsdrehung mit zunehmender Frequenz zu. Dieser Effekt beruht darauf, daß mit zunehmender Frequenz das gyromagnetische Material zunehmend als Wellenführung wirkt und das Feld demnach zunehmend in sich konzentriert. Der Grund hierfür ist in der relativ hohen Dielektrizitätskonstante des gyromagnetischen Materials im Vergleich zu dem dieses umgebende Medium zu suchen. Um diesem Nachteil zu begegnen, ist es bekannt, das gyromagnetische Material in ein Dielektrikum mit von Eins verschiedener relativer Dielektrizitätskonstante einzubetten, wobei dieses z. B. die Form einer auf der Hohlleiterinnenseite anliegenden Hülse hat, gegen deren Innenfläche das gyromagnetische Material mit Stützscheiben aus dielektrischem Material abgestützt ist. Vor allem bei der Verwendung eines derart aufgebauten nichtreziproken Vierpols in einerRichtungsweiche zeigt sich jedoch, daß eine störende Verkopplung für unter 901 zueinander liegenden Polarisationen gegeben ist bzw. daß eine elliptische Polarisation am Eingang des nichtreziproken Vierpols auftritt.Non-reciprocal quadrupoles of this type, which are also referred to as Faraday rotators, are used, for example in connection with polarization switches, for the direction-dependent polarization rotation of electromagnetic waves in direction switches or circulators. If one considers the electrical behavior of such arrangements in a larger frequency range, it is found that the polarization rotation is frequency-dependent, and that the polarization rotation increases with increasing frequency. This effect is based on the fact that, with increasing frequency, the gyromagnetic material increasingly acts as a wave guide and the field therefore increasingly concentrates in itself. The reason for this is to be found in the relatively high dielectric constant of the gyromagnetic material compared to the medium surrounding it. To counter this disadvantage, it is known to embed the gyromagnetic material in a dielectric with a relative dielectric constant different from one, this z. B. has the shape of a sleeve resting on the inside of the waveguide, against the inner surface of which the gyromagnetic material is supported with support disks made of dielectric material. Especially when using a non-reciprocal quadrupole constructed in this way in a directional switch, however, it becomes apparent that there is a disruptive coupling for polarizations below 901 to one another or that an elliptical polarization occurs at the entrance of the non-reciprocal quadrupole.

Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung ist in der schlechten Ableitung der durch Verluste im gyromagnetischen Körper entstehenden Wärme zu sehen. Abgesehen davon, daß Phasenschieber dieser Bauart nur geringen Belastungen ausgesetzt werden können, ist ihr elektrisches Verhalten auch in hohem Maße belastungsabhängig, weil die Temperatur im gyromagnetischen Körper den Drehwinkel der Polarisation stark beeinflußt.Another disadvantage of this arrangement is the poor drainage to see the heat generated by losses in the gyromagnetic body. Apart from that from the fact that phase shifters of this type are exposed to only low loads can, their electrical behavior is also highly load-dependent because the temperature in the gyromagnetic body strongly influences the angle of rotation of the polarization influenced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, auf dem es möglich ist, unter anderem gerade diesen Schwierigkeiten in einfacher Weise zu begegnen.The invention is based on the object of providing a way which it is possible to deal with, among other things, precisely these difficulties in a simple manner to meet.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem nicht-Te-7:ip-£z'ken Vierpol für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend aus einem Hohlleiter kreisförmigen Querschnitts, in dem ein vorzugsweise durch ein äußeres Magnetfeld vormagnetisiertes gyromagnetisches Material vorgesehen ist, das unmittelbar von einer längshomogenen I-Iülse aus dielektrischem Material mit geringer relativer Dielektrizitätskonstante umschlossen ist, die ihrerseits in einer die Verbindung zur Innenseite der Hohlleiterwandung herstellenden Hülse aus einem dielektrischem Material mit größerer relativer Dielektrizitätskonstante als das der inneren Hülse gehalten ist, wobei die Wärmeleitfähigkeit des Materials der äußeren Hülse sehr viel größer als die der Luft ist, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wärmeleitfähigkeit auch der inneren Hülse sehr viel größer als die Wärmäleitfähigkeit der Luft gewählt ist.This task is based on a non-Te-7: ip- £ z'ken quadrupole for very short electromagnetic waves, consisting of a waveguide circular Cross-section in which a preferably pre-magnetized by an external magnetic field gyromagnetic material is provided, which is directly from a longitudinally homogeneous I-sleeve made of dielectric material with a low relative dielectric constant is enclosed, which in turn in a connection to the inside of the waveguide wall producing sleeve made of a dielectric material with a larger relative dielectric constant than that of the inner sleeve is held, the thermal conductivity of the material the outer sleeve is much larger than that of the air, according to the invention solved that the thermal conductivity of the inner sleeve is much greater than that Thermal conductivity of the air is selected.

Es sind zwar Faraday-Dreher bekannt, bei denen der Ferritstab unmittelbar von einer Schaumstoffhülle umgeben ist, die wiederum in einer sie umschließenden, den Innenraum des kreisrohrförmigen Wellenleiters ausfüllenden Hülse aus dielektrischem Material gehalten ist. Derartige Anordnungen vermögen jedoch das Problem einer guten Ableitung der Wärme des gyromagnetischen Körpers nicht zu lösen. Außerdem ist die Struktur von Schaumstoffen im allgemeinen nicht in dem für solche Anwendungsfälle gewünschtem Maße homogen, so daß ähnliche Störungen (90'-Verkopplung, ellyptische Polarisation) wie bei Anordnungen mit Stützscheiben zu befürchten sind.Faraday rotators are known in which the ferrite rod is directly is surrounded by a foam sleeve, which in turn is enclosed in a, the interior of the circular tubular waveguide filling sleeve made of dielectric Material is held. Such arrangements, however, have the problem of being good Dissipation of the heat of the gyromagnetic body cannot be solved. Besides, the The structure of foams in general is not suitable for such applications homogeneous to the desired extent, so that similar disturbances (90 'coupling, elliptical Polarization) as are to be feared with arrangements with support disks.

Bei der Erfindung wird von folgenden überlegungen ausgegangen. In der Fig. 1 der Zeichnung ist ein bekannter Faraday-Dreher, bestehend aus einem Hohlleiter 1 kreisförmigen Querschnitts und einem an den Enden spitz auslaufenden Stab 2 aus gyromagnetischem Material, beispielsweise einem Ferrit, gezeigt. Zur Kompensation der mit der Frequenz zunehmenden Wellenführungseigenschaften des Stabes 2 aus ,-yroma2netischem Material ist aui der Linenwand des Hohlleiters 1 dielektrisches Material in Form einer Hülse 3 vorgesehen. Zwischen dem Stab 2 aus cyromagnetischem Material und dieser Hülse 3 ist ein Zwischenraum belassen. Gegen die Innenwand der Hülse 3 ist der Stab durch Zentrier- bzw. Stützscheiben 4, 4' abgestützt. Wird in eine derartige Anordnung in Richtung des am einen Ende der Hohlleitung eingezeichneten Pfeiles eine linear polarisierte Welle Ei eingespeist, und ist das gyromagnetische Material 2 entsprechend vormagnetisiert, so tritt bis zu der Stützscheibe 4 eine Polarisationsdrehung um den Winkel 19, ein. Die Polarisationsrichtung , der Welle liegt dann in der durch die Ausbreitungsrichtung und den eingezeichneten PfeilE, festgelegten Polarisationsebene. Diese Stützscheibe 4 hat, wenn von umständlichen Kompensationsmaßnahmen, wie Eindrehungen u. dgl., abgesehen wird, eine gewisse Reßexion der Welle Ei zur Folge, so daß zum Ein gang der Anordnung eine Welle zurückwandert, deren Betrag E,' sei. Am Ort der Reflexion decken sich die Polarisationsebenen von Ei und E,'. Durch die nichtreziproken übertragungseigenschaften des Faraday-Drehers erscheint E,' am Eingang um den doppelten Winkel, also um 2 0-, gegenüber der Ausgangslage von Ei gedreht. Die reflektierte Welle kommt also mit einer Polarisationslage an, wie sie an der Einspeisungsstelle mit E, bezeichnet ist. Diese reflektierte Komponente verfälscht demnach das Wellenbild am Eingang der Anordnung. Einen ähnlichen Beitrag liefert noch die am anderen Ende der Hohlleitung vorgesehene Stützscheibe 4'.The invention is based on the following considerations. 1 of the drawing shows a known Faraday rotator consisting of a waveguide 1 of circular cross-section and a rod 2 made of gyromagnetic material, for example a ferrite, tapering to a point at the ends. To compensate for the waveguiding properties of the rod 2 made of pyrometal material, which increase with the frequency, dielectric material in the form of a sleeve 3 is provided on the line wall of the waveguide 1. A gap is left between the rod 2 made of cyromagnetic material and this sleeve 3. The rod is supported against the inner wall of the sleeve 3 by centering or supporting disks 4, 4 '. If a linearly polarized wave Ei is fed into such an arrangement in the direction of the arrow drawn at one end of the hollow line, and the gyromagnetic material 2 is correspondingly premagnetized, a polarization rotation by the angle 19 occurs up to the support disk 4. The polarization direction of the shaft is then obtained by the propagation direction and the arrows in the drawing, defined polarization plane. This support disc 4 has, if cumbersome compensation measures, such as indentations and the like., A certain Reßexion of the shaft Ei result, so that a wave migrates back to the input of the arrangement, the amount of which is E, ' . At the point of reflection, the planes of polarization of Ei and E, 'coincide. Due to the non-reciprocal transmission properties of the Faraday rotator, E, 'appears at the entrance rotated by twice the angle, i.e. by 2 °, compared to the initial position of Ei. The reflected wave thus arrives with a polarization position as it is designated with E at the feed point. This reflected component accordingly falsifies the wave pattern at the entrance to the arrangement. A similar contribution is made by the support disk 4 'provided at the other end of the hollow line.

Wie die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen weiterhin gezeigt haben, läßt sich diesen Schwierigkeiten dadurch begegnen, daß zur Halterung des Stabes 2 aus gyromagnetischem Material ein über die Gänge des Stabes längshomogenes Dielektrikum verwendet wird. Hierdurch läßt sich aber nicht nur die störende Bildung in der Polarisation gedrehter reflektierter Wellen wirksam unterbinden, sondern zugleich läßt sich durch besondere Wahl dieses dielektrischen Materials eine wesentliche Erhöhung der Unabhängigkeit der übertragungseigenschaften von der Belastung erreichen. Hierfür ist es erforderlich, daß einerseits die Dielektrizitätskonstante der inneren Hülse geringer ist als die Dielektrizitätskonstante des Materials für die äußere Hülse und daß auch für die innere Hülse ein Material verwendet wird, welches eine möglichst gute Wärmeleitfähigkeit hat. Als besonders vorteilhaft hat sich hierfür das Material Polytetrafluoräthylen für die innere Hülse erwiesen. Für die äußere Hülse kann das Material beispielsweise Polystyrol, besser jedoch Quarz sein. Es ist auch die Verwendung des Materials Polytetrafluoräthylen für die innere Hülse und Polystyrol für die äußere Hülse möglich, um diesen Effekt, wenn auch nicht so ausgeprägt wie bei Verwendung der Kombination Polytetrafluoräthylen-Quarz, zu erreichen.As the studies on which the invention is based continue have shown, these difficulties can be countered by the fact that the bracket of the rod 2 made of gyromagnetic material a longitudinally homogeneous over the corridors of the rod Dielectric is used. This not only eliminates the disruptive education effectively prevent the polarization of rotated reflected waves, but at the same time, a particular choice of this dielectric material allows an essential Achieve an increase in the independence of the transmission properties from the load. For this it is necessary that on the one hand the dielectric constant of the inner Sleeve is less than the dielectric constant of the material for the outer Sleeve and that a material is used for the inner sleeve, which a has the best possible thermal conductivity. This has proven to be particularly advantageous the material polytetrafluoroethylene proved for the inner sleeve. For the outer The material can be, for example, polystyrene, or quartz, for example. It is also the use of polytetrafluoroethylene for the inner sleeve and polystyrene for the outer sleeve possible to get this effect, if not so as pronounced as when using the combination of polytetrafluoroethylene-quartz.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Fig. 2 gezeigL In dem Rundhohlleiter 1 ist eine äußere Hülse 3 vorgesehen, die vorzugsweise aus Polystyrol, z. B. mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 2,5, besteht. In der Hülse ist eine weitere, innere Hülse 5 über Endscheiben 6, 6', ge-Jagert, die in ihrem Inneren einen Ferritstab 2 trägt. Die Länge der Hülse 5 ist derart groß gewählt, daß sie über die Enden des Ferritstabes 2 jeweils um ein Achtel der mittleren Betriebswellenlänge im Hohlleiter 1 hervorsteht. Die Stärke der Hülse 5 ist längs ihrer Gesamterstreckung relativ gering, so daß sie hinsichtlich der übertragungseigenschaften praktisch nicht in Erscheinung tritt. Die Endscheiben 6, 6' haben jedoch in diesem Fall eine besondere Wirkung, die darin besteht, daß die durch sie verursachten Querkapazitäten im Hohlleiter jeweils in Verbindung mit dem Leitungsabschnitt zwischen der Scheibe und dem benachbarten Ferritstabende als zusätzliches Anpassungsglied dienen. Außerdem hat die Hülse den großen Vorteil, daß die Bruchgefahr für das gyromagnetische Material bzw. beim Ausführungsbeispiel den Ferritstab 2 wesentlich verringert wird. Die Wandstärke der Hülse 3 ist beim Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit vom Durchmesser des Ferritstabes und von der Stärke der Hülse 5 derart gewählt, daß sich innerhalb des Betriebsbereiches der Anordnung eine konstante Polarisationsdrehung ergibt.An embodiment of the subject invention is shown in FIG. 2 gezeigL In the circular waveguide 1, an outer sleeve 3 is provided, preferably made of polystyrene, for example. B. with a relative dielectric constant of 2.5 exists. In the sleeve is another, inner sleeve 5 via end disks 6, 6 ' , which carries a ferrite rod 2 in its interior. The length of the sleeve 5 is selected to be so great that it protrudes beyond the ends of the ferrite rod 2 by one eighth of the mean operating wavelength in the waveguide 1. The thickness of the sleeve 5 is relatively small along its overall extent, so that it is practically not apparent in terms of the transmission properties. The end disks 6, 6 ' , however, have a special effect in this case, which is that the transverse capacitances caused by them in the waveguide serve as an additional adapter in connection with the line section between the disk and the adjacent ferrite rod end. In addition, the sleeve has the great advantage that the risk of breakage for the gyromagnetic material or, in the exemplary embodiment, the ferrite rod 2 is significantly reduced. The wall thickness of the sleeve 3 is selected in the embodiment as a function of the diameter of the ferrite rod and the thickness of the sleeve 5 such that a constant polarization rotation results within the operating range of the arrangement.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 ist die innere Hülse 5 derart stark gewählt, daß sie eine unmittelbare Verbindung vom Ferritstab 2 zu der äußeren Hülse 3 herstellt. Auch in diesem Fall ist es erforderlich, für die Hülse 5 ein Material zu verwenden, daß zwar eine gute Wärmeleitfähigkeit, aber eine kleinere Dielektrizitätskonstante hat als die Hülse 3. Besonders günstig sind für die Erfüllung dieser Forderung die Materialien Polystyrol, Polytetrafluoräthylen und Quarz. Betrachtet man die Stoffe Luft, Polystyrol, Polytetrafluoräthylen und Quarz hinsichtlich der gestellten Probleme, so zeigt sich, daß diese folgende Eigenschaften haben: Wärmeleitung er t9 Öl cal grad - cm - sec Luft ........... 1 10-5 5,7.10--, Polystyrol ...... 2,5 10-3 38 Polytetrafluor- äthylen ...... 2,0 2-10-4 98 -10-5 Quarz ......... 3,78 10-4 320 -10-5 Hieraus läßt sich erkennen, daß die Kombination Quarz-Polytetraftuoräthylen besonders gut die gestellten Forderungen erfüllt. Das ist deshalb von Bedeutung, weil beim Betrieb eines Faraday-Drehers zwangläufig im gyromagnetischen Material Hochfrequenzenergie in Wärme umgesetzt wird. Diese Wärme führt zu einer Aufheizung des gyromagnetischen Materials, das damit seine elektrischen Eigenschaften im Hohlleiter ändert.In the embodiment according to FIG. 3 , the inner sleeve 5 is selected to be so strong that it establishes a direct connection from the ferrite rod 2 to the outer sleeve 3 . In this case, too, it is necessary to use a material for the sleeve 5 that has a good thermal conductivity but a lower dielectric constant than the sleeve 3. The materials polystyrene, polytetrafluoroethylene and quartz are particularly favorable for meeting this requirement. If one considers the substances air, polystyrene, polytetrafluoroethylene and quartz with regard to the problems posed, it becomes apparent that they have the following properties: Conduction he t9 oil cal degree - cm - sec Air ........... 1 10-5 5,7.10--, Polystyrene ...... 2.5 10-3 38 Polytetrafluoro- ethylene ...... 2.0 2-10-4 98 -10-5 Quartz ......... 3.78 10-4 320 -10-5 It can be seen from this that the combination of quartz and polytetrafluoroethylene meets the requirements set particularly well. This is important because when operating a Faraday rotator, high-frequency energy is inevitably converted into heat in the gyromagnetic material. This heat causes the gyromagnetic material to heat up, which changes its electrical properties in the waveguide.

Wird beispielsweise bei einem konstanten äußeren Magnetfeld die Temperatur gegenüber einer Ausgangstemperatur verändeM so ergibt sich ein Verhalten, wie es in der Fig. 4 gezeigt ist. In dem Schaubild der Fig. 4 ist hierzu auf der Abzisses die Temperaturänderung A T in ' C aufgetragen, während die Ordinate einen Maßstab für die Änderung J 19 in Winkelgrad der Verringerung der Polarisationsdrehung trägt. Man sieht hieraus, daß mit zunehmender Temperatur die pro Längeneinheit erreichbare Polarisationsdrehung zurückgeht. Man könnte an sich durch Nachregelung des äußeren Magnetfeldes, welches in an sichbekannter Weise zur Vormagnetisierung des gyromagnetischen Materials dient, die Änderung A (9 zu Null machen, doch würde dies für eine derart exakte Nachregelung einen außergewöhnlich großen Aufwand erfordern. Wesentlich einfacher ist es jedoch, einer derartigen temperaturabhängigen Drehwinkeländerung dadurch zu begegnen, daß eine Ausbildung für die Anordnung gewählt wird, die von dem Prinzip der in der Fig. 3 dargestellten Anordnung Gebrauch macht. Obwohl die Wärmeleitung in Quarz im Vergleich zu der in Metallen nicht sonderlich gut ist, tritt trotzdem eine wirksame Vermeidung einer Aufheizung des Stabes 2 aus gyromagnetischem Material ein, und zwar deshalb, weil die Fläche, über die die Wärme nach außen abgeführt wird, relativ groß ist.If, for example, in the case of a constant external magnetic field, the temperature changes in relation to an initial temperature, a behavior as shown in FIG. 4 results. In the diagram of FIG. 4, the temperature change A T in 'C is plotted on the abscissa, while the ordinate bears a scale for the change J 19 in degrees of the reduction in the polarization rotation. It can be seen from this that the polarization rotation that can be achieved per unit length decreases with increasing temperature. By readjusting the external magnetic field, which is used to premagnetize the gyromagnetic material in a manner known per se, one could make the change A (9 to zero, but this would require an extraordinarily great effort for such an exact readjustment. However, it is much simpler To counter such a temperature-dependent change in the angle of rotation by choosing a design for the arrangement which makes use of the principle of the arrangement shown in Fig. 3. Although the heat conduction in quartz is not particularly good compared to that in metals, it occurs nevertheless an effective avoidance of heating of the rod 2 made of gyromagnetic material, namely because the area over which the heat is dissipated to the outside is relatively large.

Um ein Beispiel für die Wirkung der erfindungsgemäßen Ausbildung hinsichtlich der Temperaturabhängigkeit der übertragungseigenschaften des nichtreziproken Vierpols zu geben, ist in der Fig. 5 in Abhängigkeit von der im gyromagnetischen Material absorbierten Leistung N in Watt die Temperaturänderung des Stabes 2 aus gyromagnetischem Material aufgetragen, und zwar für mehrere Materialzusammenstellungen. Für alle gezeigten Kurven ist der gleiche Ferritstab und die gleiche Gesamtpolarisationsdrehung zugrunde gelegt. Für die Kurve a ist der Ferritstab von Luft umgeben, und im radialen Abstand vom Ferritstab schließt sich eine Hülse aus Polystyrol an, welche die Verbindung zur Hohlleiterwand 1 herstellt. Bei der Kurve b sind eine innere Hülse und eine äußere Hülse aus Polystyrol vorausgesetzt, die beide schlüssig aneinanderliegen und von denen die innere sich an den Ferritstab und die äußere an die Hohlleiter-Innenwandung anschmiegt. Für die Kurve c ist angenommen, daß die an den Ferritstab sich anschmiegende innere Hülse aus Polytetrafluoräthylen besteht, an die sich zur HohReiter-Innenwand hin eine Hülse aus Polystyrol anschließt. Für die Kurve d ist der Ferritstab wiederum durch eine Hülse aus Polytetrafluoräthylen umschlossen. Die schlüssige Verbindung zur Hohlleiter-Innenwand stellt jedoch eine Hülse aus Oarz her. Die Abmessungen der einzelnen Hülsen und des Stabes 2 aus gyromagnetischem Material, in Radialrichtung betrachtet, sind in Abhängigkeit von den Dielektrizitätskonstanten der verwendeten Materialien derart gewählt, daß die Polarisationsdrehung praktisch unabhängig von der Betriebswellenlänge innerhalb des Betriebsbereiches ist. Aus der Fig. 5 ist erkennbar, daß bei gleicher im Ferritstab absorbierter Leistung die absolute Erwännung des gyromagnetischen Materials von der Kurve a nach der Kurve d hin stetig abnimmt, so daß z. B. zur Erzielung gleicher Erwärmung bei einer Zusammenstellung, wie sie für die Kurve d maßgebend ist, eine etwa 17mal so hohe Hochfrequenzleistung in dem Faraday-Dreher übertragen werden kann, im Vergleich zu einer Zusammenstellung, wie sie der Kurve a zugrunde liegt.To give an example of the effect of the design according to the invention with regard to the temperature dependence of the transmission properties of the non-reciprocal quadrupole, the temperature change of the rod 2 made of gyromagnetic material is plotted in FIG. 5 as a function of the power N absorbed in the gyromagnetic material in watts for several material combinations. All curves shown are based on the same ferrite rod and the same total polarization rotation. For curve a, the ferrite rod is surrounded by air, and a polystyrene sleeve connects at a radial distance from the ferrite rod, which makes the connection to the waveguide wall 1 . In the case of curve b , an inner sleeve and an outer sleeve made of polystyrene are required, both of which lie tightly against one another and of which the inner one clings to the ferrite rod and the outer one to the inner wall of the waveguide. For curve c, it is assumed that the inner sleeve, which clings to the ferrite rod, consists of polytetrafluoroethylene, to which a sleeve made of polystyrene adjoins the HohReiter inner wall. For curve d , the ferrite rod is in turn enclosed by a sleeve made of polytetrafluoroethylene. The close connection to the inner wall of the waveguide is made by an Oarz sleeve. The dimensions of the individual sleeves and of the rod 2 made of gyromagnetic material, viewed in the radial direction, are selected as a function of the dielectric constant of the materials used so that the polarization rotation is practically independent of the operating wavelength within the operating range. From Fig. 5 it can be seen that with the same power absorbed in the ferrite rod, the absolute Erwännung of the gyromagnetic material decreases steadily from curve a to curve d , so that, for. B. to achieve the same heating in a composition as it is decisive for curve d, about 17 times as high a high frequency power can be transmitted in the Faraday rotator, compared to a composition as it is based on curve a.

Ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind bei der Anordnung nach der Fig, 3 Querkapazitäten im Hohlleiter vorgesehen, die sich im Abstand von etwa einem Achtel der mittleren Hohlleiterwellenlänge von den Enden des Stabes 2 entfernt befinden. Diese Querkapazitäten werden durch Endscheiben 6, 6' gebildet, die zugleich dem Abschluß der Hülse 5 dienen und ebenso wie diese aus entsprechend gewähltem dielektrischem Material bestehen.As in the embodiment according to FIG. 2, in the arrangement according to FIG. 3, transverse capacitances are provided in the waveguide, which are located at a distance of approximately one eighth of the mean waveguide wavelength from the ends of the rod 2. These transverse capacitances are formed by end disks 6, 6 ' , which at the same time serve to terminate the sleeve 5 and, like these, are made of appropriately selected dielectric material.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Non-reciprocal quadrupole for very short electromagnetic waves, consisting of a waveguide of circular cross-section in which a gyromagnetic material is provided, preferably pre-magnetized by an external magnetic field, which is directly enclosed by a longitudinally homogeneous sleeve made of dielectric material with a low relative dielectric constant, which in turn is held in a sleeve that makes the connection to the inside of the waveguide wall made of a dielectric material with a greater relative dielectric constant than that of the inner sleeve, the thermal conductivity of the material of the outer sleeve being much greater than that of the air, characterized in that the thermal conductivity the inner sleeve is also much greater than the thermal conductivity of air.

2. Non-reciprocal quadrupole according to claim 1, characterized in that the outer sleeve is made of quartz or polystyrene and the inner sleeve is made of polytetrafluoroethylene. 3. Non-reciprocal quadrupole according to claim 1 or 2, characterized in that the inner sleeve protrudes over the rod-shaped gyromagnetic material about an eighth of the operating wavelength in the waveguide on both sides and has a smaller outer diameter than the inner diameter of the outer sleeve and that the inner sleeve is supported at the ends against the outer sleeve by end plates forming capacities. 4. Non-reciprocal quadrupole according to claim 1 or 2, characterized in that the inner sleeve lying firmly on the inside of the outer sleeve protrudes by about an eighth of the operating wavelength in the waveguide over the ends of the gyromagnetic material and that at these ends of the inner sleeve means for Formation of a transverse capacitance in the waveguide, preferably end plates made of dielectric material, are provided. References considered: ARE Transactions en Microwave Theory and Techniques ", 1956, October, pp. 211-213.