DE1161601B - Richtungsabhaengige Wellenuebertragungsleitung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

BIBLIOTHEK

DES DEUTSCHEN

PATENTAMTES

Internat. Kl.: HOIp;

H 03h
Deutsche KL: 21a4-74

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

R 29921 IXd/21 a4
20. März 1961
23. Januar 1964

Die Erfindung betrifft richtungsabhängige Wellenübertragungsleitungen und ist insbesondere zur von der Fortpflanzungsrichtung abhängigen Amplituden- und Phasenänderung eines übertragenen Signals anwendbar.

Es ist bereits bekannt, ferritartige Stoffe in Hohlleiter einzubauen, um richtungsabhängige Übertragungseigenschaften zu erhalten. Diese ferritartigen Materialien weisen eine ferromagnetische Resonanz auf, so daß das Material die Hochfrequenzwellen bei bestimmten Resonanzfrequenzen absorbieren kann. Die scheinbare Permeabilität des ferritartigen Materials wird bei diesen Resonanzfrequenzen dadurch beeinflußt, daß sich das Material in einem konstanten Magnetfeld senkrecht zur Aus-—bfeituagsriehtung der Hochfrequenzenergie befindet. Eine Theorie lehrt, daß die~mikroskopischen magnetischen Momente der atomaren Elektronenbahnen in dem Ferrit um die Richtung des konstanten Magnetfeldes präzedieren. Diese Präzession wird oft als »Larmor-Präzession« bezeichnet. Wenn die Frequenz der in einem Wellenleiter in einer bestimmten Richtung übertragenen Mikrowellen dieser Präzessionsfrequenz gleich ist; tritt Resonanz auf. Die scheinbare magnetische Permeabilität des Materials erreicht ein steiles Maximum, und Mikrowellenenergie wird in dem Material absorbiert. Die Resonanzfrequenz hängt von der Stärke des transversalen Magnetfeldes ab, da die Larmorfrequenz proportional zu der Feldstärke des transversalen Magnetfeldes ist.

Ein bekanntes Beispiel für einen richtungsabhängigen Ferritaufbau ist das sogenannte »rückwirkungsfreie Ferrit-Koppelglied« in einer seiner zahlreichen Ausführungsformen, beispielsweise als Y-Verzweigung. Dabei werden die Hochfrequenzwellen in einem Hohlleiter übertragen, dessen Ausbreitungsmodus zirkulär oder elliptisch polarisierte Felder aufweisen muß, damit sich eine Resonanzwechselwirkung der sich ausbreitenden Hochfrequenzwelle mit der erwähnten magnetischen Präzessionsbewegung einstellt. Der Ferrit ist innerhalb des Hohlleiters in einem Bereich mit zirkulär polarisiertem Feldanteil angeordnet. Normalerweise wird die magnetische Feldstärke so eingestellt, daß sich die gewünschte Präzessions- und Resonanzfrequenz des Ferrits ergibt. Weiter unten werden noch verschiedene Ausführungsbeispiele erwähnt, bei denen ein Ferrit zur rückwirkungsfreien Koppelung innerhalb eines Hohlleiters dient.

Ein weiteres bekanntes rückwirkungsfreies Koppelelement aus ferritartigem Material geht von dem Richtungsabhängige Wellenübertragungsleitung

Anmelder:
Raytheon Company,
Lexington, Mass. (V. St. A.)

Vertreter:

ίο Dipl.-Ing. R. Holzer, Patentanwalt,
Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14

Als Erfinder benannt:
Shinichiro Yoshida,
Nakano Ku, Tokio (Japan)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 21. März 1960

(Nr. 16 550)

Faraday-Effekt aus. Dabei ist ein Ferrit so in einem zylinderförmigen Hohlleiter angeordnet, daß er zirkulär oder elliptisch polarisierte Felder aufnimmt, welche durch eine Hochfrequenzwelle induziert werden. Durch ein konstantes Magnetfeld in Richtung des Hohlleiters wird der Ferrit im wesentlichen in Richtung der Wellenausbreitung magnetisiert. Dadurch wird die Polarisationsebene der sich ausbreitenden Welle gedreht, wenn die Welle durch das Ferritmaterial tritt. Diese gedrehte Welle wird in einem Hohlleiterstück ausgesiebt, welches in entsprechendem Maße verdreht ist.

Ein anderes bekanntes rückwirkungsfreies Koppelglied benutzt eine richtungsabhängige Feldverschiebung. Dabei ist ein Ferrit innerhalb eines Hohlleiters angeordnet, und ein Magnetfeld durchsetzt den Ferrit senkrecht zur Längsachse des Hohlleiters. Vorzugsweise wird der Ferrit in einer Fläche des Hohlleiters angeordnet, in welcher die übertragene Welle starke zirkulär oder elliptisch polarisierte Felder induziert. Es zeigt sich, daß dadurch das Maximum des elektrischen Feldes innerhalb des Leiters in Abhängigkeit von der Ausbreitungsrichtung verschoben werden kann. Wenn man also einen Dämpfungswiderstand, vorzugsweise in der Nähe des Ferrits, innerhalb des Leiters anbringt, können zwar die sich in einer Richtung ausbreiten-

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den Wellen absorbiert werden, nicht aber die in der anderen Richtung sich ausbreitenden Wellen.

Weiterhin sind richtungsabhängige Wellenübertragungsleitungen für Wendelleitungen bekannt, bei welchen im Außenraum der Wendel ein zirkulär bzw. elliptisch polarisiertes Magnetfeld auftritt, wobei außerhalb der Wendel Ferritringe mit zirkularer Magnetisierung angeordnet sind. Derartige Anordnungen sind allerdings nur bei Wendelleitungen verwendbar, deren Anwendungsmöglichkeit allgemein beschränkt ist.

Schließlich sind Hochfrequenzrichtungskoppler für Bandleitungen bekannt, bei welchen jeweils besondere Transformationsabschnitte zur Umwandlung einer linear polarisierten in eine zirkulär polarisierte Welle Verwendung finden. Diese Anordnungen sind nur auf die Verwendung von Bandleitungen beschränkt und außerdem infolge der Verwendung von zwei Transformationsgliedern wiederum nicht allgemein verwendbar, da in vielen Fällen die Anwendung von Transformationsgliedern unzweckmäßig und unerwünscht ist.

Eine andere bekannte Bauart eines rückwirkungsfreien Koppelgliedes wird entsprechend der Anordnung der einzelnen Ferritkerne als »Resonanz-Entkoppler für die elektrische oder magnetische Ebene« bezeichnet. Bei dem Resonanz-Entkoppler für die elektrische Ebene sind die Ferritkerne normalerweise senkrecht zu der größten Ausdehnung des Hohlleiters angeordnet, wo die übertragene Welle die erforderlichen zirkulär oder elliptisch polarisierten Felder erzeugt. Bei dem Resonanz-Entkoppler für die magnetische Ebene sind die Ferritkerne normalerweise an der breitesten Wand des Hohlleiters angeordnet, also wiederum an der Stelle, wo die sich ausbreitende Welle zirkulär oder elliptisch polarisierte Hochfrequenzfelder induziert. Dabei steht ein konstantes äußeres Magnetfeld auf der breitesten Wand des Hohlleiters senkrecht. Bei diesen Entkopplern erhält man die richtungsabhängigen übertragungseigenschaften nur dann, wenn die Frequenz der übertragenen Welle möglichst genau der Resonanzfrequenz des Ferrits entspricht, welche wiederum durch das Ferritmaterial selbst und durch die Größe des konstanten äußeren Magnetfeldes bestimmt wird.

Alle zuvor erwähnten bekannten rückwirkungsfreien Koppelglieder mit einem innerhalb eines Hohlleiters angeordneten Ferritmaterial benutzen auf die eine oder andere Weise die Erscheinung der ferromagnetischen Resonanz. Bisher werden solche richtungsabhängigen Übertragerstrecken mit Ferriten nur in Verbindung mit Hohlleitern benutzt, welche die für die Resonanzwechselwirkung erforderlichen zirkulär oder elliptisch polarisierten Hochfrequenzfeldanteile aufweisen. Daher konnten durch Ferrite in anderen Übertragungsleitungen, beispielsweise in mit zwei Leitern ausgestatteten Übertragungsleitungen, in denen keine zirkulär oder elliptisch polarisierten Felder auftreten, keine richtungsabhängigen Erscheinungen erzeugt werden.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung können jedoch richtungsabhängige Erscheinungen auch bei Übertragungsleitungen auftreten, mit denen normalerweise keine induzierten elliptisch oder zirkulär polarisierten Felder verbunden sind.

Bei einer richtungsabhängigen Wellenübertragungsleitung mit einem längs einer gekrümmten Bahn um einen im wesentlichen senkrecht zu der Bahnebene magnetisierten ferritischen Körper herumgeführten Leitungsabschnitt beträgt erfindungsgemäß der Krümmungsradius des kreisförmig ausgebildeten

Leitungsabschnitts im wesentlichen ..— , wobei λ die

der Resonanzfrequenz entsprechende Wellenlänge ist, und der ferritische Körper befindet sich im wesentlichen im Krümmungsmittelpunkt.

Die Erfindung kann in Verbindung mit allen bekannten Ausführungsformen von Übertragungsleitungen Verwendung finden. Insbesondere ist die Erfindung in Verbindung mit Lecherleitungen, Bandleitungen, Spaltleitungen, Koaxialleitungen und Oberflächenwellenleitungen verwendbar.

Bei einer richtungsabhängigen Übertragungsleitung nach der Erfindung wird jeweils in Abhängigkeit von der Größe des äußeren Steuermagnetfeldes die in verschiedenen Richtungen hindurchgelassene Hochfrequenzenergie in verschiedenem Maße gedämpft. Dabei ändert sich im allgemeinen auch die Phasenverschiebung.

Der Unterschied in der Phasenverschiebung zwischen in verschiedenen Richtungen übertragenen Wellen beträgt in Abhängigkeit von der Größe des

äußeren Magnetfeldes mindestens ~ .

Nach der Erfindung erreicht die Differenz der Phasenverschiebungen für die beiden einander entgegengesetzten Übertragungsrichtungen ihren Maximalwert bei einer Feldstärke des äußeren Magnetfeldes, welche sich beträchtlich von derjenigen Feldstärke unterscheidet, welche für eine maximale Dämpfung der in der einen Richtung übertragenen Signale erforderlich ist.

Weitere Ausführungsformen und Einzelheiten des Erfindungsgedankens sollen an Hand der folgenden Beschreibung aufgezeigt werden. Zunächst werden die bekannten Methoden erläutert, welche mit Hilfe eines ferromagnetischen Materials in einem Hohlleiter richtungsabhängige Eigenschaften ergeben. Sodann wird an Hand von Diagrammen die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Theorie erläutert. Schließlich werden zahlreiche Ausführungsbeispiele im Prinzip unter Herausstellung der Vorteile der Erfindung besprochen. Hierzu dienen die Zeichnungen. Im einzelnen stellen dar

F i g. 1 a, Ib und 1 c die Verteilung der elektrischen und magnetischen Felder, welche beispielsweise der TE₀₁-WeIIe in einem Hohlleiter entsprechen, um verständlich zu machen, wie in dem Hohlleiter durch den Einbau von ferromagnetischem Material richtungsabhängige Eigenschaften erzeugt werden können,

F i g. 2 ein einfaches Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung, welches eine Zweileiterübertragerstrecke und einen Körper aus ferromagnetischem Material enthält, in dem ein Magnetfeld erzeugt wird, wobei die einzelnen Elemente so zueinander angeordnet sind, daß sich eine Richtungsabhängigkeit der Übertragereigenschaften ergibt,

F i g. 3 das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung,

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Zusammenhang mit einer Übertragerstrecke aus zwei bandförmigen Leitern,

F i g. 5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit drei bandförmigen Leitern,

F i g. 6, 7 und 8 Kurven für den richtungsabhängigen Dämpfungsverlust und die Phasenverschiebung einer Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 5,

F i g. 9 eine Ausführungsform der Erfindung mit vier bandförmigen Leitern,

F i g. 10 eine Ausführungsform der Erfindung mit einer spaltförmigen Ubertragerstrecke,

Fig. 11 eine Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einer Übertragerstrecke für Oberflächenwellen,

F i g. 12 die Anwendung der Erfindung bei einer Übertragerstrecke mit einem abgeschirmten Leiter und

Fig. 13 eine Anordnung, bei der zahlreiche Einzelelemente nach der Erfindung hintereinandergeschaltet sind, um die richtungsabhängige Dämpfung oder Phasenverschiebung zu vergrößern.

Die Fig. la und 1 b zeigen verschiedene Schnitte durch einen bekannten Hohlleiter 1, in welchem eine Welle der Frequenz / und der Wellenlänge λ geführt wird. Fig. Ib zeigt einen Längsschnitt durch den Hohlleiter. Die gestrichelten Linien deuten das hochfrequente Magnetfeld an, welches in dem Hohlleiter durch ein hochfrequentes elektrisches Feld induziert wird. In F i g. 1 a geben die ausgezogenen Kurven die elektrischen Feldlinien an. Die kleinen, ein Kreuz enthaltenden Kreise in Fig. Ib entsprechen denjenigen elektrischen Feldlinien, welche in die Zeichenebene hineinweisen, während die kleinen, einen Punkt enthaltenden Kreise den aus der Zeichenebene herausweisenden elektrischen Feldlinien entsprechen.

Die—Sehnittebene der Jij_g. 1 a verläuft demnach

längs der Linie m-n in F i g. 1 b, auf der die elektrischen Feldlinien zusammengedrängt und aus der Zeichenebene herausgerichtet sind. Man kann sich vorstellen, daß sich die elektrischen und magnetischen Feldlinien der Fig. Ib in Richtung des rechten Pfeiles verschieben. Die Geschwindigkeit dieser Verschiebung wird normalerweise als Phasengeschwindigkeit bezeichnet und ist größer als die Lichtgeschwindigkeit, da die der Phasengeschwindigkeit entsprechende Wellenlänge l_g größer als die Vakuumwellenlänge λ ist. Man stelle sich jetzt vor, daß ein Ferrit 2 innerhalb des Hohlleiters angeordnet sei und daß sich die elektrische und magnetische Feldstruktur der Fig. Ib über den Ferrit hinweg ausbreite. Es soll dabei die Richtung des magnetischen Feldvektors betrachtet werden, wenn sich die Welle ausbreitet. Offenbar dreht sich bei der Wellenausbreitung die Richtung des magnetischen Feldvektors am Ort des Ferrits im Uhrzeigersinn. Der Ferrit 2 nimmt nacheinander bezüglich des Feldes der Fig. la verschiedene Positionen längs der Linie 3 ein. Es sollen nun die Richtungen des magnetischen Feldvektors, die jeweils durch die gestrichelten Linien angedeutet sind, zu verschiedenen Zeitpunkten in den nacheinander durchlaufenen Positionen der Linie 3 betrachtet werden. In F i g. 1 c sind die magnetischen Feldvektoren des Hochfrequenzfeldes für aufeinanderfolgende Zeitpunkte T₁, T₂, T₃ usw. eingetragen. Wie man sieht, dreht sich der magnetische Feldvektor am Ort des Ferrits 2 im Uhrzeigersinn. In dem dargestellten Beispiel ergibt sich eine elliptische Polarisation. Je nach dem Ort, an dem der Ferrit angeordnet ist, und in Abhängigkeit von dem Ausbreitungsmodus des Hochfrequenzfeldes innerhalb des Hohlleiters kann man jedoch auch eine zirkuläre Polarisation erhalten. Ein konstantes äußeres Magnetfeld in Pfeilrichtung 4 bewirkt eine Larmorpräzession der mikroskopischen magnetischen Momente innerhalb des Ferrits. Diese Präzession erfolgt nach den obigen Überlegungen ebenfalls im Uhrzeigersinn, ebenso wie die Rotation des von dem Hochfrequenzfeld innerhalb des Ferrits induzierten Magnetfeldes. Auf Grund dieser Beschreibung ergibt sich, daß die früheren Verfahren, welche in einem Hohlleiter für Hochfrequenzschwingungen einen

ίο Ferrit zur Erzielung richtungsabhängiger Eigenschaften benutzten, jeweils nur dann anwendbar waren, wenn der Ausbreitungsmodus in dem Hohlleiter zu zirkulär oder elliptisch polarisierten magnetischen Hochfrequenzfeldern führte.

F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, welche eine richtungsabhängige Dämpfung und Phasenverschiebung bei einer einfachen Zweileiterübertragerstrecke erzielt. Die beiden Elemente 5 und 6 der Übertragerstrecke sind um eine Achse 7 gebogen, und ein beispielsweise scheibenförmiger Ferritkörper 8 ist längs dieser Achse so angeordnet, daß sich die Scheibenebene zwischen den beiden Leitern 5 und 6 befindet. Am Ort der Ferritscheibe wird ein konstantes äußeres Magnetfeld H₀ parallel zur Achse 7 erzeugt. Dieses Magnetfeld ist durch den Vektor 9 angedeutet. Das durch die Hochfrequenzwelle erzeugte magnetische Hochfrequenzfeld zwischen den Leitern 5 und 6 ist durch die ausgezogenen Linien, das elektrische Hochfrequenzfeld durch die gestrichelten Linien angedeutet.

F i g. 3 zeigt ein nicht maßstäblich vergrößertes Bild derselben Zweileiterübertragerstrecke, welches die richtungsabhängigen Eigenschaften der Anordnung verständlich macht. Es sei ein magnetischer Feldvektor 10 betrachtet, welcher beispielsweise am Kopf eines längs der Leiter 5 und 6 sich ausbreitenden Wellenzuges liegen möge. In jeweils gleich großen Zeitabschnitten bewegt sich der Vektor 10 jeweils um dasselbe Wegstück weiter, wie die F i g. 3 zeigt. Wenn die einzelnen, in F i g. 3 dargestellten

Lagen des Vektors 10 jeweils einem Abstand von -γ entsprechen, dann entspricht der Weg der entsprechenden Welle um die Biegung jeweils einer halben Wellenlänge, und das magnetische Hochfrequenzfeld geht vollständig durch das Zentrum der Ferritscheibe 8. Wenn die Hochfrequenzwelle sich um die Biegung herumbewegt, dreht sich der magnetische Feldvektor um den Winkeln. Gleichzeitig herrscht am Ort der Ferritscheibe 8 ein konstantes äußeres Magnetfeld H₀ in Pfeilrichtung 9. Unter dem Einfluß dieses Feldes präzedieren die mikroskopischen magnetischen Momente 11 mit einer Winkelgeschwindigkeit ω um die Achse H₀. Wenn die Winkel-

geschwindigkeit ω in Größe und Richtung mit der Drehgeschwindigkeit des magnetischen Vektors 10 des Hochfrequenzfeldes übereinstimmt, dann bildet sich eine Resonanz aus, und der Ferrit wird einen Teil der längs der Leiter 5 und 6 geführten Hochfrequenzwelle absorbieren. Offenbar muß die Drehgeschwindigkeit des Vektors 10 um den Mittelpunkt der Ferritscheibe

8·2·π·/ —

sec

betragen. Dabei ist / die Frequenz der Hochfrequenzwelle. Dies gilt, wenn der Biegungsradius, gemessen vom Zentrum der Ferritscheibe bis zum

Zentrum der Übertragerstrecke — durch die gestrichelte Linie 12 angedeutet — im wesentlichen

dem Wert-=— gleich ist. λ ist die elektrische Wellen-

länge des an den Leitern 5 und 6 geführten Hochfrequenzsignals. Es wurde schon darauf hingewiesen, daß sich die Permeabilität des Ferritmaterials ändert, wenn ein Magnetfeld das Ferritmaterial durchsetzt. Diese Änderung hängt von der Frequenz und der Ausbreitungsrichtung eines sich in dem Ferrit ausbreitenden zirkulär oder elliptisch polarisierten Magnetfeldes ab. Durch diese Änderung der Permeabilität wird der induktive Widerstand für das Hochfrequenzsignal in einer richtungsabhängigen Weise beeinflußt. Deshalb ist die Phasenverschiebung eines sich in einer Richtung ausbreitenden Hochfrequenzsignals von der Phasenverschiebung eines sich in der entgegengesetzten Richtung ausbreitenden Hochfrequenzsignals verschieden.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung nach F i g. 4 enthält eine leitende Platte 14 und einen bandförmigen Leiter 15. Diese beiden Leiter können durch ein geeignetes dielektrisches Material voneinander getrennt sein. Eine einzelne Ferritscheibe 16 wird, vorzugsweise zwischen der Platte 14 und dem bandförmigen Leiter 15, längs oder im wesentlichen längs der Achse 17 angeordnet, um welche der bandförmige Leiter 15 gebogen ist. Parallel zur Achse 17 wird ein Magnetfeld H₀ erregt. Dieses ist durch den Pfeil 18 angedeutet und durchsetzt die Ferritscheibe 16.

F i g. 5 zeigt eine Übertragerstrecke mit drei bandförmigen Leitern, welche aus zwei leitenden Platten 19 und 20 und einem U-förmigen bandförmigen Leiter 21 zusammengesetzt ist. Der U-f örmige Leiter ist zwischen den beiden Platten angeordnet und kann an den Anschlußklemmen α und b angeschlossen werden. Zwischen die verschiedenen Leiter kann ein geeignetes dielektrisches Material eingefüllt sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet man vorzugsweise zwei Ferritscheiben 22 und 23, welche auf der Biegungsachse, einerseits zwischen der Platte 19 und dem bandförmigen Leiter 21 und andererseits zwischen dem bandförmigen Leiter 21 und der Platte 20 angeordnet sind. In den beiden Scheiben 22 und 23 wird ein Magnetfeld in Pfeilrichtung 24 erregt.

Die F i g. 6, 7 und 8 zeigen die mit einer solchen, aus drei Leitern bestehenden Übertragerstrecke erzielten Ergebnisse. F i g. 6 stellt beispielsweise die Ableitungsverluste S_ab zwischen den Anschlußklemmen α und b als Funktion der Frequenz dar. Andererseits ist S_ba zwischen den Anschlußklemmen b und a, in umgekehrter Richtung gemessen, ebenfalls als Funktion der Frequenz aufgetragen. Dabei hat das Magnetfeld H einen konstanten Wert. F i g. 7 zeigt die Abhängigkeit der Ableitungsverluste S_ab und S_bu in Abhängigkeit von der Feldstärke des äußeren Magnetfeldes für eine konstante Ausbreitungsfrequenz. Die Phasenverschiebung zwischen den Anschlußklemmen α und b, Φ_αύ und Φ_ύα, ist in F i g. "8 in Abhängigkeit von der Feldstärke des äußeren Magnetfeldes aufgetragen. Außerdem zeigt F i g. 8 die differentielle Phasenverschiebung A Φ (wobei A Φ = Φ_α1} — Φ_ύα ist) in Abhängigkeit von der magnetischen Feldstärke. Wie man aus den F i g. 7 und 8 erkennt, liegt das Maximum der differentiellen Phasenverschiebung A Φ nicht bei demselben Wert H₀ wie das Dämpfungsmaximum S_ab.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit aus mehreren Leitern aufgebauten Übertragerstrecken zeigen die F i g. 9 bis 12. Eine Vierleiterübertragerstrecke ist in Fig. 9 dargestellt. Dieselbe besteht aus zwei leitenden Platten 25 und 26 und aus zwei U-förmigen, bandförmigen Leitern 27 und 28, welche getrennt voneinander durch einen geeigneten Isolator 29 zwischen den beiden Platten angeordnet sind. Zwischen den bandförmigen Leitern

ίο 27 und 28 und den Platten 25 und 26 ist jeweils ein geeignetes dielektrisches Material vorgesehen. Bei einer derartigen Anordnung sind vorzugsweise zwei Ferritscheiben 30 und 31 vorgesehen, welche innerhalb des dielektrischen Materials auf der Biegungsachse angeordnet sind. Die eine Scheibe liegt zwischen dem Leiter 27 und der Platte 25, die andere zwischen dem Leiter 28 und der Platte 26.

F i g. 10 zeigt die Anwendung des Grundgedankens der Erfindung auf eine spaltförmige Ubertrager-

ao strecke. Diese besteht aus zwei leitenden Platten 32 und 33, auf welchen Erhebungen 34 und 35 angebracht sind. Hierdurch wird ein enger, um eine Biegung herumgewundener Spalt erzeugt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Ferritscheibe 36 auf der

as Biegungsachse, jedoch innerhalb der Spaltebene angeordnet.

Fig. 11 zeigt eine Oberfiächenwellen-Übertragerstrecke mit einem zentralen Leiter 37, welcher konzentrisch von einem Zylinder aus einem geeigneten dielektrischen Material 38 umgeben ist. Der Leiter ist um eine Achse gebogen, längs welcher zwei Ferritscheiben 39 und 40 vorgesehen sind. Die Scheibe 40 liegt vorzugsweise oberhalb der durch den Leiter 37 laufenden Ebene, die Scheibe 39 unterhalb dieser Ebene, so daß beide Scheiben das sich auf der Biegung ausbreitende hochfrequente Magnetfeld aufnehmen. Auch hier herrscht parallel zur Achse der Biegung ein konstantes Magnetfeld H₀, welches die Ferritscheiben 39 und 40 erregt.

Das in F i g. 12 dargestellte Beispiel zeigt eine aus drei Leitern aufgebaute bandförmige Übertragerstrecke ähnlich der in Fig. 5 dargestellten Übertragerstrecke. Zusätzlich ist jedoch eine leitende Zwischenwand 41 vorgesehen, welche mit der Platte 19 und der Platte 20 ein abgeschlossenes Gehäuse bildet und den bandförmigen Leiter 21 und die Ferritkörper 22 und 23 einschließt. Ferner befindet sich eine Trennwand 42 zwischen den beiden Armen α und b des bandförmigen Leiters. Die beiden Ferritscheiben sind entsprechend wie in F i g. 5 angeordnet.

F i g. 13 zeigt ein Verfahren zur Hintereinanderschaltung mehrerer richtungsabhängiger Übertragerstrecken, welches bei den verschiedenen, im vorigen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung anwendbar ist. Jede der hintereinandergeschalteten richtungsabhängigen Übertragerstrecken hat zwei Anschlußklemmen α und b. Es werden eine Anzahl Schleifen 43, 44, 45, 46 und 47 hintereinander angeordnet. Dieselben können einander vollständig gleichen oder auch voneinander verschieden sein. Man kann die ferromagnetische Resonanz der einzelnen Schleifen jeweils auf verschiedene Frequenzen einstellen. Nach F i g. 13 wird die Klemme b der Schleife 43 an die Klemme α der Schleife 44 angeschlossen usw. Wenn der Dämpfungsverlust S_ab zwischen den Klemmen α und b in jeder Schleife gleich groß ist, dann ergibt sich als Gesamtdämpfung zwi-

sehen den Klemmen A und B eines Systems aus fünf hintereinandergeschalteten Einheiten der Wert (S_al,)⁵. Wenn andererseits jede Schleife 43 bis 47 auf eine verschiedene Resonanzfrequenz eingestellt ist, so kann man zwischen den Klemmen A und B eine breitbandige richtungsabhängige Ubertragerstrecke erhalten. In beiden Fällen verwendet man normalerweise ein einziges konstantes Magnetfeld, welches durch einen Permanent- oder Elektromagneten 48 erzeugt wird. Wenn ein Elektromagnet 48 verwendet wird, kann selbstverständlich das äußere, die Ferrite beeinflussende Magnetfeld gesteuert werden, wodurch sich die ferromagnetische Resonanzfrequenz der Schleifen 43 bis 47 ändern läßt. Dadurch kann man auch die gewünschten Ergebnisse beeinflussen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Richtungsabhängige Wellenübertragungsleitung mit einem längs einer gekrümmten Bahn um einen im wesentlichen senkrecht zu der Bahnebene magnetisierten ferritischen Körper herumgeführten Leitungsabschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius des kreisförmig ausgebildeten Leitungsabschnitts

im wesentlichen^—beträgt, wobei λ die der Resonanzfrequenz entsprechende Wellenlänge ist, und daß sich der ferritische Körper im wesentlichen im Krümmungsmittelpunkt befindet.

2. Wellenübertragungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ferritische Körper aus einer oder mehreren längs der Krümmungsachse (24) angeordneten Scheiben (22, 23) besteht.

3. Wellenübertragungsleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (22, 23) jeweils im Bereich eines Maximums des sich senkrecht zur Krümmungsachse (24) erstreckenden transversalen Magnetfeldes der Wellenübertragungsleitung angeordnet sind.

4. Wellenübertragungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere richtungsabhängige Wellenübertragungsleitungsabschnitte (43, 44 ...) hintereinandergeschaltet sind (Fig. 13).

5. Wellenübertragungsleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenzen der zu den einzelnen Wellenübertragungsleitungsabschnitten gehörenden Ferrite zum Zwecke der Einstellung der Übertragungskurve auf verschiedene Werte einstellbar sind.

6. Wellenübertragungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisförmig ausgebildete Leitungsabschnitt zur Weiterleitung von TEM-Wellen bemessen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 961109;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1009 689;
»Proceedings of the IRE«, Januar 1960, S. 115 bis 116.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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