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Übergang von einer Koaxialleitung auf eine Hohlleitung Die Erfindung
bezieht sich auf einen Übergang von einer Koaxialleitung auf einen Hohlleiter kreisförmigen
oder rechteckigen Querschnittes, bei dem die Koaxialleitung etwa senkrecht an eine
die Hohlleitung abschließende Kurzschlußplatte herangeführt ist und dort mit ihrem
Außenleiter in die Kurzschlußwand übergeht, während der Innenleiter durch die so
geschaffene Öffnung in der Kurzschlußwand hindurchgeführt und unter einem spitzen
Winkel zu der Hohlleiterinnenwand, bei einem Rechteckhohlleiter zu einer Breitseite
desselben geführt und dort mit der IHohlleiterinnenwand leitend verbunden ist.
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Ein Übergang der einleitend beschriebenen Art wird beispielsweise
zur Zuführung oder Entnahme elektromagnetischer Wellen bei einer Hohlleitung benötigt.
In einer Koaxialleitung breiten sich nämlich die Wellen im sogenannten TEM-Wellentyp
aus, während in einer Hohlleitung rechteckigen Querschnittes in der Regel die TElö
Schwingungsart und in einem Hohlleiter kreisförmigen Querschnittes die TEU Schwingungsart
Anwendung findet. Ein bekannter Übergang dieser Art ist in der Weise ausgeführt,
daß die etwa achsengleich in die Hohlleitung übergehende Koaxialleitung mit ihrem
Außenleiter am Hohlleitungskurzschluß endet, während der Innenleiter ein Stück in
den Hohlleiter hineingeführt ist. Der Innenleiter geht dort in einen abgestuften
Metallblock über, der eine kapazitive Belastung an dieser Stelle bildet und dem
im Bereich der übergangsstelle vom Innenleiter auf den Metallblock eine weitere
kapazitive Belastung in Form eines auf der benachbarten Hohlleiterseite vorgesehenen
Metallstreifens zugeordnet ist. Bei einer weiteren bekannten Anordnung ist an Stelle
des Metallblocks der Innenleiter der Koaxialleitung etwas weiter in die Hohlleitung
eingeführt und dann gegen die Hohlleiterinnenwandung geknickt an diese herangeführt
und mit dieser leitend verbunden. Zusätzlich ist noch ein kapazitiver Belastungsblock
in Richtung der elektrischen Feldstärke an der gegenüberliegenden Hohlleitungswand
befestigt. Während diese bekannten Anordnungen innerhalb eines rel-iv schmalen Frequenzbereiches
hinreichend reflexionsarm eine Welle der TEM-Schwingungsart in der Koaxialleitung
in eine Welle gewünschten Schwingungstyps im Hohlleiter übertragen, ist der Reflexionsfaktor
bei größeren Bandbreiten störend hoch.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Übergang von einer
Koaxialleitung auf eine Hohl-Leitung gerade in dieser Richtung zu verbessern, wobei
darauf Wert gelegt ist, zugleich die geometrischen Abmessungen gering zu halten.
Ausgehend von einem Übergang von einer Koaxialleitung auf einen Hohlleiter kreisförmigen
oder rechteckigen Querschnittes, bei dem die Koaxialleitung etwa senkrecht an eine
die Hohlleitung abschließende Kurzschlußplatte herangeführt ist und dort mit ihrem
Außenleiter in die Kurzschlußwand übergeht, während der Innenleiter durch die so
geschaffene Öffnung in der Kurzschlußwand hindurchgeführt und unter einem spitzen
Winkel zu der Hohlleiterinnenwand, bei einem Rechteckhohlleiter zu einer Breitseite
desselben geführt und dort mit der Hohlleiterinnenwand leitend verbunden ist, wird
diese Aufgabe gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß die Länge des in den
Hohlleiter hineinragenden Innenleiterteiles etwa eine halbe Hohlleiterwellenlänge
für die mittlere Betriebsfrequenz ist und daß an der Übergangsstelle von der Koaxialleitung
auf die Hohlleitung die Streukapazitäten des Überganges mit einer nach dem Hohlleiter
zu gelegenen Längsinduktivität zu einem die Streuinduktivitäten im Betriebsbereich
kompensierenden Tiefpaßhalbglied ergänzt sind.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Längsinduktivität durch einen kurzen
Innenleiterabschnitt mit im Vergleich zu dem sonstigen Innenleiterteil verringertem
Durchmesser gebildet ist.
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Als zweckmäßig hat es sich außerdem erwiesen, wenn Abgleichmittel,
insbesondere Abgleichschrauben, im Bereich des unter einem spitzen Winkel an die
Hohlleiterinnenwand geführten Innenleiterteils vorgesehen sind.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt im Längsschnitt einen Rechteckhohlleiter 1, der
am Ende durch eine Kurzschlußwand 2 verschlossen ist. Von dieser Seite ist eine
Koaxiälleitung
herangeführt, deren Außenleiter 3 in die Kurzschlußwand 2 übergeht, während
der Innenleiter 4 durch die so geschaffene Öffnung der Kurzschlußwand 2 in
das Innere der Hohlleitung 1 weitergeführt ist. An der Sprungstelle vom Außenleiter
3 zur Kurzschlußwand 2 verjüngt sich der Innenleiter 4 in einem Abschnitt 5, um
anschließend seine volle Stärke wieder anzunehmen. Anschließend an die Verjüngung
5 ist der Innenleiter in einem Bereich 6 geradlinig und unter einem spitzen Winkel
a an die eine Hohlleiterseite herangeführt und mit dieser leitend verbunden. Von
der gegenüberliegenden Seite her sind in den Hohlleiter als Querkapazitäten wirkende
Abgleichschrauben 7 eingedreht. Beachtenswert ist beim Ausführungsbeispiel, daß
die Koaxialleitung nach der einen Hohlleiterseite hin versetzt ist; und zwar so,
daß ihr Außenleiter - so wie dargestellt- praktisch höhengleich mit der entsprechenden
Hohlleitungswand ist. Die Länge l beträgt etwa eine halbe Wellenlänge auf den Hohlleiter
bezogen.
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Die Wirkungsweise der dargestellten Anordnung kann man sich wie folgt
vorstellen: Allgemein wird die Bandbreite eines derartigen Überganges um so größer,
je kleiner die zu kompensierenden Störkomponenten sind. Die dargestellte Anordnung
ist aus diesem Grunde wesentlich günstiger als die einleitend geschilderten bekannten
Anordnungen, und zwar, weil die Metallstücke fehlen, die bei den bekannten Anordnungen
im gewissen Sinne auch Störkomponenten erzeugen. Im übergangsbereich vom Außenleiter
der Koaxialleitung auf die Kurzschlußscheibe bilden sich unvermeidbare Streukapazitäten
aus, die eine Erhöhung des Kapazitätsbelages in dieser Querschnittsebene der Koaxialleitung
zur Folge haben. Diese Querkapazitäten werden durch eine Längsinduktivität (Abschnitt
5) kompensiert, wobei eine Art Tiefpaßhalbglied entsteht Die Länge dieses Abschnitts
5 und der Verjüngungsgrad hängen somit von den störenden Querkapazitäten in der
erwähnten Querschnittsebene ab. Dadurch, daß dem abgewinkelten Innenleiterteil eine
Länge l von etwa einer halben Hohlleiterwellenlänge für eine mittlere Betriebsfrequenz
gegeben ist, wird bei einfach herzustellenden Formen, die sich auch mit der nötigen
Präzision ohne Aufwand fertigen lassen, ein einer Schleifenkopplung entsprechend
breitbandiger übergang von der Koaxialleitung auf die Hohlleitung geschaffen. Die
Abgleichschrauben 7 gestatten geringe Unebenheiten im Verlauf des Reflexionsfaktors
in Abhängigkeit von der Frequenz im geforderten Maße auszugleichen.
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Die seitliche Versetzung der Koaxialleitungsachse gegenüber der Hohlleitungsachse
um den Betrag d - die nicht zwingend erforderlich ist - hat den Vorteil, daß das
im Bereich der Koaxialleitung den Innenleiter umfassende magnetische Wechselfeld
besser in die parallel zu den aus dem Längsschnitt ersichtlichen Breitseiten und
etwa in der in der Mitte zwischen diesen verlaufenden Lage des magnetischen Wechselfeldes
im Hohlleiter übergeführt werden kann.