DE1125011B

DE1125011B - Waveguide modulator with a ferrite gyrator for microwave oscillators

Info

Publication number: DE1125011B
Application number: DER24278A
Authority: DE
Inventors: Willard W Mcleod Jun
Original assignee: Raytheon Manufacturing Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1957-10-30
Filing date: 1958-10-28
Publication date: 1962-03-08
Also published as: CH372353A; US2975379A; FR1215018A; GB883475A

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

R24278IXd/21a⁴ R24278IXd / 21a ⁴

ANMELDETAG: 28. 1958REGISTRATION DATE: 28th 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABEDER
AUSLEGESCHRIFT: 8. MÄRZ 1962 NOTICE
THE REGISTRATION
ANDOUTPUTE
EDITORIAL: MARCH 8, 1962

Die Erfindung betrifft Hohlleitermodulatoren mit einem Ferritgyrator für Mikrowellenoszillatoren.The invention relates to waveguide modulators with a ferrite gyrator for microwave oscillators.

Hohlleitersysteme mit Ferritgyratören sind bereits bekannt. Dabei wirkt der Ferritgyrator als richtungsabhängiger Übertrager. Infolge eines in dem Ferritkern erzeugten longitudinalen Magnetfeldes erfolgt nach dem Faraday-Effekt eine Drehung der Polarisationsebene einer linear polarisierten Welle, wobei die Richtung dieser Drehung von der Ausbreitungsrichtung der linear polarisierten Welle abhängig ist. Dabei wirkt der Ferritgyrator jeweils mit einem oder zwei T-Gliedern zusammen, deren verschiedene Zweige jeweils für Wellen durchlässig sind, deren Polarisationsrichtungen aufeinander senkrecht stehen.Waveguide systems with ferrite gyrators are already known. The ferrite gyrator acts as a direction-dependent one Transformer. As a result of a longitudinal magnetic field generated in the ferrite core a rotation of the plane of polarization of a linearly polarized wave according to the Faraday effect, where the direction of this rotation depends on the direction of propagation of the linearly polarized wave. The ferrite gyrator interacts with one or two T-links, their different ones Branches are each permeable to waves whose polarization directions are perpendicular to each other.

Bei bekannten Anordnungen sind die an den Ferritgyrator angeschlossenen T-Glieder mit rechteckförmigem Hohlleiterquerschnitt um denjenigen Winkelbetrag gegeneinander verdreht, um welchen die Polarisationsebene einer linear polarisierten Welle in dem Ferritgyrator verdreht wird. Normalerweise wählt man den Drehwinkel zu 45°. Die vom Mikrowellenoszillator herkommende Welle wird also um 45° gedreht und von dem Ausgangs-T-Glied an die Belastung abgegeben. Von der Belastung reflektierte Energieanteile werden in dem Ferritgyrator um 45° gedreht, wobei jedoch nach Durchgang durch denselben ihre Polarisation senkrecht auf derjenigen der Sendeenergie steht. Diese Wellen können in eine Zweigleitung des zwischen Mikrowellenoszillator und Ferritgyrator liegenden T-Gliedes eintreten und werden dort absorbiert, da die betreffende Zweigleitung entsprechend abgeschlossen ist. Durch ein derartiges Hohlleitersystem mit einem Ferritgyrator kann die Frequenzänderung des Oszillators weitgehend verhindert werden, wenn derselbe an eine nicht angepaßte Belastung angeschlossen ist.In known arrangements, the T-links connected to the ferrite gyrator are rectangular Waveguide cross-section rotated against each other by that angular amount by which the The plane of polarization of a linearly polarized wave is rotated in the ferrite gyrator. Normally the angle of rotation is chosen to be 45 °. So the wave coming from the microwave oscillator is reversed Rotated 45 ° and delivered to the load by the output T-member. Reflected from the strain Energy components are rotated by 45 ° in the ferrite gyrator, but after passing through the same their polarization is perpendicular to that of the transmission energy. These waves can turn into a Branch line of the T-element lying between the microwave oscillator and the ferrite gyrator will enter and become absorbed there, since the branch in question is terminated accordingly. By such a thing Waveguide system with a ferrite gyrator can largely prevent the oscillator from changing in frequency when connected to an unmatched load.

Die Erfindung ermöglicht unter Ausnutzung des Faraday-Effektes eine Amplituden-, Frequenz- oder gemischte Modulation des Mikrowellenoszillators unter Verwendung eines entsprechend gebauten Hohlleitersystems. Ein Hohlleitermodulator mit einem Ferritgyrator für Mikrowellenoszillatoren, wobei je eine Zweigleitung aufweisende T-Glieder zu beiden Seiten des Ferritgyrators angeschlossen sind und wobei die Zweigleitung des dem Mikrowellenoszillator zugelegten ersten T-Gliedes so angeordnet und abgeschlossen ist, daß an der Belastung reflektierte Wellenanteile absorbiert werden, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigleitung des zweiten T-Gliedes mit einer Kurzschlußplatte abgeschlossen und so an den Hauptzweig desselben angesetzt ist, daß die von dem Hohlledtermodulator mit einem Ferritgyrator für MikrowellenoszillatorenThe invention allows using the Faraday effect an amplitude, frequency or mixed modulation of the microwave oscillator using a suitably built Waveguide system. A waveguide modulator with a ferrite gyrator for microwave oscillators, T-links each having a branch line connected to both sides of the ferrite gyrator and where the branch line of the first T-section connected to the microwave oscillator is as follows arranged and completed so that wave components reflected by the load are absorbed, is characterized according to the invention that the branch line of the second T-member with a Short-circuit plate is completed and attached to the main branch of the same that the of the Hollow leather modulator with a ferrite gyrator for microwave oscillators

Anmelder:Applicant:

Raytheon Manufacturing Company,
Waltham, Mass. (V. St. A.)Raytheon Manufacturing Company,
Waltham, Mass. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Holzer, Patentanwalt,
Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14Representative: Dipl.-Ing. R. Holzer, patent attorney,
Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14th

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. Oktober 1957 (Nr. 694 699)Claimed priority:
V. St. v. America October 30, 1957 (No. 694 699)

Willard W. McLeod jun., Lexington, Mass.Willard W. McLeod, Jr., Lexington, Mass.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden(V. St. A.),
has been named as the inventor

Mikrowellenoszillator durch das Hohlleitersystem übertragene Hohlleiterwelle beim Fehlen eines Modulationssignals nicht in die Zweigleitung eintreten kann.Microwave oscillator Waveguide wave transmitted through the waveguide system in the absence of a modulation signal cannot enter the branch.

An die Erregerspule des Ferritgyrators kann neben einer Gleichstromquelle noch eine Wechselstromquelle angeschlossen sein, so daß in dem Ferritgyrator ein veränderliches Magnetfeld erzeugt werden kann. Die Drehung der Polarisationsebene in dem Ferritgyrator schwankt daher um einen Grundbetrag von beispielsweise 45°. Die um den Grundbetrag gedrehte Mikrowelle wird über den Hauptzweig des zweiten T-Gliedes an die Belastung weitergegeben. Der Hauptzweig des zweiten T-Gliedes kann auch Mikrowellen mit einer Polarisationsrichtung senkrecht zu derjenigen der um den Grundbetrag gedrehten Mikrowellen weiterleiten. Die Zweigleitung des zweiten T-Gliedes ist so angeordnet, daß die senkrecht zu den um den Grundbetrag gedrehten Wellen polarisierten Wellen, welche beim Vorhandensein einer Modulationsspannung auftreten, in die Zweigleitung eintreten.In addition to a direct current source, an alternating current source can also be connected to the excitation coil of the ferrite gyrator be connected so that a variable magnetic field can be generated in the ferrite gyrator. the Rotation of the plane of polarization in the ferrite gyrator therefore varies by a basic amount of, for example 45 °. The microwave rotated by the basic amount is via the main branch of the second T-link passed on to the burden. The main branch of the second T-link can also use microwaves with a Forward polarization direction perpendicular to that of the microwaves rotated by the basic amount. The branch of the second T-section is arranged so that the perpendicular to the by the basic amount rotated waves polarized waves that occur when a modulation voltage is present, enter the branch line.

Die Kurzschlußplatte in der Zweigleitung ist verschiebbar. Sie kann einerseits so eingestellt werden, daß die Zweigleitung eine rein Ohmsche Belastung für den Mikrowellenoszillator darstellt, wodurch eine Amplitudenmodulation der Oszillatorschwingung erzeugt wird. Andererseits kann die Kurzschlußplatte auch so eingestellt werden, daß sie eine rein imaginäre Belastung darstellt, wodurch eine Frequenzmodulation erzielt werden kann. Bei anderen Einstel-The short-circuit plate in the branch line can be moved. On the one hand, it can be set so that the branch line is a purely ohmic load for the microwave oscillator, whereby a Amplitude modulation of the oscillator oscillation is generated. On the other hand, the short-circuit plate can also be set so that it represents a purely imaginary load, creating a frequency modulation can be achieved. With other settings

209 518/292209 518/292

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hingen der Kurzschlußplatte erhält man eine ge- Bohrungen 29 Befestigungsmittel aufnehmen können, mischte Modulation. mit deren Hilfe der Hohlleitermodulator an festenhanging on the short-circuit plate, you get a hole that can accommodate 29 fasteners, mixed modulation. with the help of which the waveguide modulator at fixed

Wird beispielsweise der Grunddrehimg der Polari- Geräteteilen befestigt werden kann. In dem Flansch sationsebene um 45° durch eine Wechselspannung 28 ist ein Einsatzstück 30 befestigt, durch welches eine Drehung um ±1° überlagert, so gelangt ein 5 eine in einem Gewinde laufende Einstellschraube 31 entsprechender Anteil der Mikrowellenenergie in die hindurchgeführt ist. Dieselbe hält eine Kurzschlußkurzgeschlossene Zweigleitung des zweiten T-Gliedes platte 32, deren Einstellung den Scheinwiderstand der und wird von dort reflektiert. Die reflektierte Welle Belastung bestimmt.If, for example, the basic rotation of the Polari device parts can be attached. In the flange Sation level by 45 ° by an alternating voltage 28, an insert 30 is attached through which If a rotation of ± 1 ° is superimposed, a 5 reaches an adjusting screw 31 running in a thread corresponding proportion of the microwave energy into which is passed. The same holds a short-circuited branch line of the second T-member plate 32, the setting of the impedance and is reflected from there. The reflected wave load determines.

erfährt durch den Ferritgyrator eine solche Drehung Der Ferritgyrator 14 ist mittels eines Flansches 33experiences such a rotation by the ferrite gyrator. The ferrite gyrator 14 is by means of a flange 33

der Polarisationsebene, daß sie von dem ersten io an den Hauptzweig des T-Gliedes 12 angeschlossen. T-Glied zu dem Mikrowellenoszillator übertragen Zur Verbindung mit dem Flansch 34 dienen wird. Entsprechend der Einstellung der Kurzschluß- Schrauben 35.the polarization plane that it is connected from the first io to the main branch of the T-section 12. Transfer T-Link to Microwave Oscillator Serve to connect to flange 34 will. According to the setting of the short-circuit screws 35.

platte ändert sich die Phase der reflektierten Welle, Der Gyrator 14 enthält ein zylindrisches Ferrit-plate changes the phase of the reflected wave, the gyrator 14 contains a cylindrical ferrite

so daß die Kurzschlußplatte als reelle oder imaginäre element 36, welches in einem zylinderförmigen Belastung an dem Mikrowellenoszillator erscheint. 15 Wellenleiterabschnitt 38 mittels verlustarmer, dielek-Die Größe der Belastung schwankt im Rhythmus und irischer Körper 39 und 39 α gehalten ist. Die dielektrientsprechend der Modulationsspannung, so daß sich sehen Körper bestehen beispielsweise aus Teflon. Wie in bekannter Weise eine entsprechende Amplituden- aus der Zeichnung zu ersehen, kann das Ferritelement und/oder Frequenzmodulation des Mikrowellenoszil- in diese Teflonstücke eingeschoben werden. An Stelle lators ergibt. 20 von Teflon kann auch ein anderes dielektrischesso that the short-circuit plate as a real or imaginary element 36, which in a cylindrical Loading appears on the microwave oscillator. 15 waveguide section 38 by means of low-loss, dielectric-die The size of the load fluctuates in rhythm and Irish bodies 39 and 39 α is kept. The dielectric accordingly the modulation voltage, so that bodies are made of Teflon, for example. As In a known manner, a corresponding amplitude can be seen from the drawing, the ferrite element and / or frequency modulation of the microwave oscilloscope can be inserted into these Teflon pieces. Instead of lators results. 20 of Teflon can also be another dielectric

Mit einer derartigen Anordnung lassen sich die An- Material in einer beliebigen Weise für die Befestigung teile an Frequenz- oder Amplitudenmodulation nach des Ferritelementes 36 Verwendung finden. Wunsch einstellen. Bei der üblichen bekannten Eine Erregerspule 42 dient zur Erzeugung einesWith such an arrangement, the material can be used in any desired manner for fastening parts of frequency or amplitude modulation after the ferrite element 36 are used. Set wish. In the usual known an excitation coil 42 is used to generate a

Anodenmodulation von Mikrowellenoszillatoren er- longitudinalen Magnetfeldes in dem Ferritelement 36. gibt sich im allgemeinen immer eine Mischung von 25 Einerseits kann mittels einer Gleichspannungsquelle Frequenz- und Amplitudenmodulation, wobei das 44, welche in Serie mit einer Drossel 45 liegt, ein gegenseitige Verhältnis der beiden Modulationsarten magnetisches Gleichfeld erzeugt werden. Weiterhin nur schwer beeinflußbar ist. Dieser Nachteil ist also kann eine von einer Wechselspannungsquelle 46 erdurch die Erfindung vermieden. zeugte Wechselspannung über einen Sperrkonden-Anode modulation of microwave oscillators in the longitudinal magnetic field in the ferrite element 36. There is generally always a mixture of 25 On the one hand, a DC voltage source can be used Frequency and amplitude modulation, the 44, which is in series with a choke 45, a mutual relationship of the two types of modulation magnetic constant field are generated. Farther is difficult to influence. This disadvantage can therefore be caused by an alternating voltage source 46 the invention avoided. generated alternating voltage via a blocking condenser

Weiterhin kann eine verhältnismäßig große und 30 sator 47 der Gleichspannung überlagert werden. Die weitläufige Modulationseinrichtung und Energiezufüh- Erregerspule ist an den Klemmen 48 und 49 angerungseinrichtung, die normalerweise zur Erzeugung schlossen. Der Kondensator 47 verhindert, daß die einer Anodenmodulation benötigt wird, gemäß der Gleichstromquelle 44 über die Wechselstromquelle 46 Erfindung durch den nur eine verhältnismäßig ge- kurzgeschlossen wird, andererseits hält die Drossel ringe Leistung aufnehmenden einfachen Hohlleiter- 35 45 die Wechselspannung von der Gleichspannungsmodulator ersetzt werden. quelle fern. Infolge der Wirkung des dem magne-Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der tischen Gleichfeld überlagerten Wechselfeldes wird Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand die Drehung der Polarisationsebene der Mikrowellen der Figuren. Es stellt dar variiert.Furthermore, a relatively large and 30 capacitor 47 of the DC voltage can be superimposed. the extensive modulation device and energy supply exciter coil is at terminals 48 and 49, which normally closed to generation. The capacitor 47 prevents the anode modulation is required, according to the direct current source 44 via the alternating current source 46 Invention through which only one is relatively short-circuited, on the other hand the throttle holds Ringer power-consuming simple waveguide 35 45 the AC voltage can be replaced by the DC voltage modulator. source far. As a result of the action of the magne-details of the invention result from the alternating field superimposed on the tables DC field Description of an exemplary embodiment using the rotation of the polarization plane of the microwaves of the figures. It represents varies.

Fig. 1 eine Ansicht eines Hohlleitermodulators nach 40 Der andere Verbindungsflansch 34 a des Gyrators der Erfindung, die teilweise im Schnitt gezeichnet ist, 14 ist an den Flansch 51 des ersten T-Gliedes 16 an-Fig. 2 eine graphische Darstellung der Frequenz- geschlossen. Der Wellenleiterabschnitt 53 mit rechtabweichung des Mikrowellenoszillators nach der Er- eckigem Querschnitt ist um einen Winkel von 45° findung in Abhängigkeit von der rückwirkenden Be- gegenüber dem Wellenleiterabschnitt 26 mit rechtlastungund 45 eckigem Querschnitt verdreht. Die Zweigleitung 54Fig. 1 is a view of a waveguide modulator according to 40. The other connecting flange 34 a of the gyrator of the invention, which is partially drawn in section, 14 is attached to the flange 51 of the first T-member 16-Fig. 2 a graphical representation of the frequency closed. The waveguide section 53 with right deviation of the microwave oscillator according to the angular cross-section is at an angle of 45 ° Finding as a function of the retroactive loading with respect to the waveguide section 26 with right loading and 45 angular cross-section twisted. The branch line 54

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Abhängig- dieses T-Gliedes endigt in an sich bekannter Weise in keit der abgegebenen Leistung des Mikrowellenoszil- einen angepaßten Abschluß 55. Zwei Flansche 56 und lators nach der Erfindung von der Belastung. 57 halten mittels Schraubverbindungen 58 den Ab-3 shows a graphic representation of the dependence of this T-element ends in a manner known per se in speed of the output power of the microwave oscilloscope an adapted termination 55. Two flanges 56 and lators according to the invention from the load. 57 hold the barrier by means of screw connections 58

Der Hohlleitermodulator 10 besteht aus einem Schluß 55 an der Zweigleitung 54 fest. Der angepaßte ersten T-Glied 16, dessen Hauptzweig an einen Mikro- 50 Abschluß 55 enthält ein absorbierendes, nichtreflekwellenoszUlatorlS angeschlossen ist, einem Ferrit- tierendes Material 60, z. B. Polyiron. Der andere gyrator 14 und einem zweiten T-Glied 12. An Zweig des ersten T-Gliedes 16 ist über den Wellendieses letztere ist der Einlaßabschnitt 20 einer zu leiterabschnitt 59 unmittelbar an den Mikrowelleneiner auf einem Gestell 23 ruhenden Antenne 22 oszillator 18 angeschlossen.The waveguide modulator 10 consists of a connector 55 fixed to the branch line 54. The adapted first T-member 16, the main branch of which is connected to a micro-50 termination 55 contains an absorbing, non-reflective wave oscillator is connected, a ferritizing material 60, z. B. Polyiron. The other gyrator 14 and a second T-link 12. On branch of the first T-link 16 is above the shaft of this the latter is the inlet section 20 of a conductor section 59 directly to the microwave one On a frame 23 resting antenna 22 oscillator 18 connected.

führenden Wellenleitung angeschlossen. Diese Wellen- 55 Es kann selbstverständlich ein beliebiger Mikroleitung mündet vor der Antenne in den Auslaß- Wellenoszillator, beispielsweise ein Magnetron oder abschnitt 24. Die Antenne ist in der Zeichnung in ein Klystron, verwendet werden. Auch können bekleinerem Maßstab dargestellt. Der Wellenleiter- liebige Anpassungseinrichtungen zur Energieüberabschnitt 20 ist mittels eines Flansches 25 an den tragung vorgesehen sein, beispielsweise ein Ringrechteckigen Teil 26 des T-Gliedes 12 angeschlossen. 60 koppler, ein Viertelwellenlängentransformator, Iris-Die Zweigleitung 27 dieses T-Gliedes ist derart be- Wenden od. dgl., sofern diese Einrichtungen Mikromessen, daß die Hohlleiterwellen, welche in der wellen mit dem gewünschten Ausbreitungsmodus und Zweigleitung 27 und in dem in den Flansch 25 mün- der gewünschten Polarisation übertragen, denden Abschnitt auftreten können, senkrecht zuein- Die linear polarisierte Mikrowellenenergie tritt inleading waveguide connected. These shafts can of course be any micro-line opens in front of the antenna in the outlet wave oscillator, for example a magnetron or Section 24. The antenna is in the drawing in a klystron, to be used. Also can use smaller ones Scale shown. The waveguide - any adapting devices for the energy cross section 20 is provided on the support by means of a flange 25, for example a ring rectangular part 26 of the T-member 12 is connected. 60 couplers, a quarter-wave transformer, Iris-Die Branch line 27 of this T-member is to be used or the like, provided that these devices micromeasure, that the waveguide waves, which in the waves with the desired propagation mode and Branch line 27 and in which the desired polarization is transmitted into the flange 25, The linearly polarized microwave energy enters in

ander polarisiert sind. Eine in dem einen Zweig auf- 65 die Rechteckswellenleitung 53 ein und erreicht den tretende Welle kann also nicht in den anderen Zweig Ferritgyrator 14, wo ihre Polarisationsebene um einen übertreten. bestimmten Winkelbetrag, beispielsweise um 45°, ge-are polarized differently. One in the one branch on 65 enters the square wave line 53 and reaches the entering wave can not in the other branch ferrite gyrator 14, where their plane of polarization around a trespass. certain angular amount, for example by 45 °,

Die Zweigleitung 27 trägt einen Flansch 28, dessen dreht wird. Über den Rechteckswellenleiter 26 wirdThe branch line 27 carries a flange 28 which is rotated. About the rectangular waveguide 26 is

1 125 Oil1 125 Oil

die Mikrowellenenergie an die als Belastung wirkende Antenne 22 weitergegeben und abgestrahlt. In der umgekehrten Übertragungsrichtung sind die Belastung und der Mikrowellenoszillator entkoppelt. Die von der Belastung 22 reflektierte Energie wird in dem Gyrator 14 nochmals um 45° gedreht, so daß ihre Polarisationsebene beim Eintritt in den Wellenleiterabschnitt 53 senkrecht auf der Polarisationsebene der von dem Mikrowellenoszillator herkommenden Mikrowellenschwingung steht. Diese reflektierte Mikro- wellenenergie gelangt in die Zweigleitung 54 und wird in dem Abschluß 55 absorbiert.the microwave energy is passed on to the antenna 22 acting as a load and radiated. In the In the opposite direction of transmission, the load and the microwave oscillator are decoupled. The from the load 22 reflected energy is rotated again in the gyrator 14 by 45 °, so that their The plane of polarization when entering the waveguide section 53 is perpendicular to the plane of polarization microwave oscillation coming from the microwave oscillator. This reflected micro- Wave energy enters branch 54 and is absorbed in termination 55.

Wenn dem magnetischen Gleichfeld des Ferritgyrators 14 ein Wechselfeld überlagert ist, weicht die Drehung der Polarisationsebene von 45° ab. Daher tritt in dem Wellenleiterabschnitt 26 neben dem um den Grundwinkelbetrag gedrehten Anteil ein weiterer Mikrowellenenergieanteil auf, welcher zu dem erstgenannten Anteil senkrecht polarisiert ist. Dieser tritt in die Zweigleitung 27 ein und wird dort an der Kurzschlußplatte 32 reflektiert. Durch Einstellung der Kurzschlußplatte 32 kann die Phase der reflektierten Energie geändert werden, so daß diese Belastung als Wirk-, Schein- oder Blindwiderstand auf den Mikrowellenoszillator transformiert wird.If an alternating field is superimposed on the constant magnetic field of the ferrite gyrator 14, the Rotation of the plane of polarization from 45 °. Therefore, occurs in the waveguide section 26 adjacent to the basic angular amount rotated portion on a further microwave energy portion, which is to the first-mentioned Proportion is polarized vertically. This enters the branch line 27 and is there at the Short-circuit plate 32 is reflected. By adjusting the shorting plate 32, the phase of the reflected Energy can be changed so that this load acts as an active, impedance or reactance on the microwave oscillator is transformed.

Bekanntlich kann man bei vielen Mikrowellenoszillatoren mittels eines veränderlichen Blindwiderstandes eine Frequenzmodulation erzeugen. Infolgedessen kann die Kurzschlußplatte 32 so eingestellt werden, daß sie in bezug auf den Mikrowellenoszillator entweder einen Wirk- oder einen Blindwiderstand darstellt. Wird beispielsweise die Kurzschlußplatte 32 in bezug auf einen Nullpunkt auf einen Abstand von Einachtelwellenlänge eingestellt, so ergibt sich eine Ohmsche Belastung und somit eine Ampliratenmodulation. Bei Einstellung auf eine Viertelwellenlänge erhält man eine rein imaginäre Belastung und somit eine Frequenzmodulation. Der Modulationsgrad hängt von der Amplitude der Wechselspannung ab. Bei Zwischenwerten des Abstandes ergibt sich eine Mischung von Frequenz- und Amplitudenmodulation. Der Phasenwinkel des auftretenden Scheinwiderstandes und damit die Modulation sind ausschließlich eine Funktion der Stellung der Kurzschlußplatte. Bei einem Ausführungsbeispiel ergibt eine Wechselspannungsamplitude von etwa 1V in der Feldspule 42 eine Schwankung der Drehung der Polarisationsebene um 1°. Hierdurch wird die Frequenz des Mikrowellengenerators in der gewünschten Weise verändert. Wegen dieser verhältnismäßig kleinen Abweichung von der Grunddrehung von 45° wird nur ein kleiner Betrag der reflektierten Modulationsenergie in den angepaßten Abschluß 54 gelangen und von dort verlorengehen.It is known that in many microwave oscillators one can use a variable reactance generate a frequency modulation. As a result, the shorting plate 32 can be adjusted be that they are related to the microwave oscillator represents either an effective or a reactance. For example, the shorting plate 32 is set at a distance of one-eighth wavelength with respect to a zero point, so results an ohmic load and thus an amplitude modulation. If you set it to a quarter wavelength, you get a purely imaginary load and thus a frequency modulation. The degree of modulation depends on the amplitude of the alternating voltage away. In the case of intermediate values of the distance, there is a mixture of frequency and amplitude modulation. The phase angle of the occurring impedance and thus the modulation are solely a function of the position of the shorting plate. In one embodiment, results an alternating voltage amplitude of about 1V in the field coil 42 a fluctuation in the rotation of the Plane of polarization by 1 °. As a result, the frequency of the microwave generator is in the desired Way changed. Because of this relatively small deviation from the basic rotation of 45 ° only a small amount of the reflected modulation energy will enter the matched termination 54 and get lost from there.

Fig. 2 zeigt ein sogenanntes Rieke-Diagramm, welches die Abhängigkeit der Oszillatorfrequenz von dem Belastungswiderstand darstellt. Es ist ein rein imaginärer Belastungswiderstand angenommen, welcher einer bestimmten Stellung der Kurzschlußplatte entspricht. In diesem Fall wird die Frequenz des Mikrowellenoszillators moduliert, wobei die Modulationskurve im wesentlichen senkrecht zu den Frequenzcharakteristiken verläuft. Bei einem Ausführungsbeispiel ergibt eine Wechselspannung von etwa IV Amplitude und etwa 100 Hz eine maximale Frequenzabweichung von 5 kHz.Fig. 2 shows a so-called Rieke diagram, which shows the dependence of the oscillator frequency on represents the load resistance. A purely imaginary load resistance is assumed, which corresponds to a certain position of the shorting plate. In this case, the frequency of the Microwave oscillator is modulated, the modulation curve being essentially perpendicular to the frequency characteristics runs. In one embodiment, an AC voltage of about IV amplitude and about 100 Hz gives a maximum Frequency deviation of 5 kHz.

Fig. 3 zeigt die Zusammenhänge beim Erzeugen einer Amplitudenmodulation. Wenn die Kurzschlußplatte 32 auf eine einer Viertelwellenlänge entsprechende Stellung eingestellt ist, dann ändert sich der Belastungswiderstand senkrecht zu den Kurven konstanter Ausgangsleistung. Es sind die Kurven für AusgangsleistungenpO + 20%, pO + 10%, pO, pO-10% und pO-2O»/o angegeben. Durch Verstellung der Kurzschlußplatte kann man den Phasenwinkel des Belastungswiderstandes so einstellen, daß sich der Belastungswiderstand senkrecht zu den Kurven konstanter Leistung ändert. Dabei bleibt im wesentlichen die Mittelfrequenz /₀ konstant. Im allgemeinen wird diese Änderung parallel zu den Kurven konstanter Frequenz verlaufen, so daß tatsächlich keine Frequenzmodulation erfolgt, wenn der Mikrowellenoszillator mit einem rein Ohmschen Widerstand belastet ist.3 shows the relationships when generating an amplitude modulation. When the shorting plate 32 is set to a position corresponding to a quarter wavelength, the load resistance changes perpendicular to the constant output curves. The curves for output powers pO + 20%, pO + 10%, pO, pO-10% and pO-2O »/ o are given. By adjusting the shorting plate, the phase angle of the load resistance can be set so that the load resistance changes perpendicular to the curves of constant power. The mean frequency / ₀ remains essentially constant. In general, this change will run parallel to the curves of constant frequency, so that in fact no frequency modulation takes place when the microwave oscillator is loaded with a purely ohmic resistance.

Die oben beschriebenen Schaltungen dienen nur als Beispiel für die Anwendung des Erfindungsgedankens. Unter Benutzung des Grundgedankens der Erfindung stehen dem Fachmann viele andere Schaltungen zur Verfügung. Die Erfindung ist weiterhin nicht auf Einzelheiten der beschriebenen Konstruktionen, Werkstoffe und Verfahren beschränkt.The circuits described above only serve as an example for the application of the inventive concept. Many others will be apparent to those skilled in the art using the principles of the invention Circuits available. The invention is also not limited to details of the constructions described, Limited materials and processes.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Waveguide modulator with a ferrite gyrator for microwave oscillators, with T-members each having a branch line being provided on both sides of the ferrite gyrator and with the branch line of the first T-member attached to the microwave oscillator being arranged and closed off so that it absorbs wave components reflected by the load are characterized in that the branch line (27) of the second T-piece (12) is terminated with a short-circuit plate (32) and is attached to the main branch of the same that the waveguide wave originating from the microwave oscillator and transmitted through the waveguide system In the absence of a modulation signal, the branch line cannot enter.

2. Waveguide modulator according to claim 1, characterized by a DC voltage source (44) for supplying the excitation coil (42) of the ferrite gyrator with direct current, whereby a Rotation of the polarization plane of the microwave energy by a basic amount takes place, and through an alternating voltage source (46) for superimposing a modulating alternating current in the Excitation coil.

3. Waveguide modulator according to claim 1 or 2, characterized by such an arrangement of the branch line (27) that a wave whose direction of polarization is perpendicular to the direction of polarization the shaft rotated by the basic amount can enter the same.

4. waveguide modulator according to one of claims 1 to 3, characterized in that at Deviation of the excitation current from the basic direct current value in the main branch of the second T-link two waves polarized perpendicular to each other occur, one of which enters the branch line (27) occurs.

5. waveguide modulator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the in the branch line (27) arranged short-circuit plate (32) for controlling the phase of the reflected Shaft is displaceable.

6. waveguide modulator according to claim, characterized characterized in that to achieve amplitude modulation, the short-circuit plate (32) is arranged so that the branch line (27) has a purely real impedance with respect to the Has microwave oscillator.

7. waveguide modulator according to claim, characterized in that to achieve a Frequency modulation the shorting plate (32)

is arranged so that the branch line (27) has a purely imaginary impedance with respect to has the microwave oscillator.

Considered publications:

Proceedings of the IRE, October 1956, p. 1456

until 1459;

The Bell System Technical Journal, January 1955,

P. 38.

1 sheet of drawings