DE1200395B - Wellenleiter-Winkelstueck - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

HOIp

H03h

Deutsche KI.: 21 a4 - 74

Nummer: 1200 395

Aktenzeichen: W 33974IX d/21 a4

Anmeldetag: 25. Februar 1963

Auslegetag: 9. September 1965

Die Erfindung bezieht sich auf Übertragungsanordnungen für elektromagnetische Wellen und ist auf in solchen Anordnungen verwendete Wellenleiterwinkelstücke gerichtet. Die Erfindung findet insbesondere bei solchen Anordnungen Anwendung, bei 5 denen sich die Wellenenergie als zylindersymmetrischer elektrischer Wellentyp ausbreitet.

Bekanntlich ist die in kreisförmigen Wellenleitern in der Form des zylindersymmetrischen elektrischen Hör Wellentyps erfolgende Ausbreitung elektromagnetischer Wellen besonders geeignet für eine breitbandige Hochfrequenzübertragung auf große Entfernungen, da die Dämpfung dieser Übertragungsart im Gegensatz zu anderen Übertragungsarten mit ansteigender Frequenz abfällt. Da jedoch der HJi₁-Wellentyp nicht der von einem kreisförmigen Wellenleiter geführte Haupt-Typ ist, kann Energie an angeregt werdende oder geführte Wellenarten niedriger Ordnung verloren werden. Des weiteren ist es im Hinblick auf geringe Verluste wünschenswert den Hoi-Wellentyp durch Wellenleiter zu führen, deren physikalische Abmessungen wesentlich größer als die Abmessungen sind, die sich unter Berücksichtigung der Grenzbedingungen ergeben. Somit ist das Übertragungsmedium, das zum Führen der HJJi-WeIIe verwendet wird, sowohl hinsichtlich Wellentypen höherer Ordnung als der bevorzugte Wellentyp als auch hinsichtlich Wellentypen niedrigerer Ordnung, als Mehrfach-Wellentypübertragungsmedium anzusehen. _ Üblicherweise enthält ein Winkelstück, wie es zum Ändern der Wellenfortpflanzungsrichtung in einer den Hoj-Wellentyp führenden Übertragungsstrecke verwendet wird, zwei sich schneidende Wellenleiter, die so angeordnet sind, daß sich ihre Achsen in einem gegebenen Winkel __ schneiden. Eine reflektierende ebene Fläche zum Ändern der Ausbreitungsrichtung um diesen Winkel ist so angeordnet, daß sie durch den Schnittpunkt der Wellenleiterachsen läuft und senkrecht zum Winkelhalbierenden dieses Winkels steht. Auf diese Weise können Ablenkungen um jeden gewünschten Winkel erzeugt werden. Es ist jedoch festgestellt worden, daß ein solches bekanntes Winkelstück eine Umwandlung des bevorzugten HJJi-Wellentyps in andere, störende Wellentypen verursacht.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Betrag der Wellenenergie zu verringern, der in Form eines bestimmten, störenden Wellentyps in einem Wellenenergie, insbesondere als zylindersymmetrische elektrische HJa₁-Welle, führenden Wellenleiterwinkelstück auftritt.

Bei einer Wellenübertragungsanordnung, die Wellenenergie einer ersten bevorzugten Art der Wellenaus-Wellenleiter-Winkelstück

Anmelder:

Western Electric Company, Inc.,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt,

Wiesbaden, Hohenlohestr. 21

Als Erfinder benannt:

Enrique Alfredo Jose Marcatili, Fair Haven, N. J.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 8. März 1962 (178 427) - -

breitung, insbesondere die Ho₁-WeIIe, und wenigstens einer zweiten Art der Wellenausbreitung höherer Ordnung, insbesondere die H_mn = H₀₂-WeIIe, übertragen kann, mit einer Einrichtung zum Ändern der Ausbreitungsrichtung der Wellenenergie von einer ersten Ausbreitungsrichtung in eine zweite Ausbreitungsrichtung mit einer reflektierenden Fläche, die zu der Fläche ausgerichtet ist, die senkrecht zur Winkelhalbierenden des Winkels zwischen den Ausbreitungsrichtungen steht, enthält erfindungsgemäß die reflektierende Fläche eine Einrichtung zum Verzögern eines Teiles der auf die reflektierende Fläche einfallenden Welle in bezug auf andere Teile der Welle.

Hierdurch werden außer Phase liegende Komponenten, die dazu neigen, sich am Ausgang des Winkelstückes auszulöschen, durch Verzerrung der Wellenfront der auftretenden Welle eingeführt. Insbesondere wird die Wellenfront durch Verzögerung eines Teiles der auftretenden Welle verzerrt. Durch geeignetes Einstellen der Größe und Form der Verzögerungseinrichtungen wird der gesamte Leistungsverlust auf Grund einer Transformierung in einen bestimmten störenden Wellentyp, z. B. den Hq₂-Wellentyp, im wesentlichen beseitigt. In einem Winkelstück, das für die Ausbreitung zylindersymmetrischer elektrischer Wellenenergie aufgebaut ist, sind die Verzögerungseinrichtungen symmetrisch zu der Winkelhalbierenden des Winkels zwischen den sich schneidenden Wellenleiterachsen angeordnet.

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3 4

Das Problem, die in, eine Diskontinuität bildenden, größeres Frequenzband verringert werden. Außer der Wellenleiterbiegungen auftretenden störenden Re- Breitbandigkeit des Frequenzbereiches, in dem die flexionen zu reduzieren, ist bereits im Zusammenhang H^-Umwandlung verringert wird, ermöglicht die mit nur einen Wellentyp führenden Rechteckhohl- Verwendung von zwei Winkelstücken, einen beliebigen leitern erörtert worden. Der hierbei in Rede stehende, 5 Winkel zwischen dem Eingangs- und Ausgangswellendominant auftretende Wellentyp ist H₁₀ und die leiter vorzusehen.

hierfür gefundenen Lösungen sind für diesen speziellen Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung Typ akzeptabel. So ist es bekannt, ein kleines, als sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar ist
Blindwiderstand wirkendes Element in ein Rechteck- F i g. 1 die Ansicht einer ersten Ausführungsform hohlleiter-Winkelstück einzusetzen. Das Element ist io eines erfindungsgemäßen kompensierten Winkeiso dimensioniert und angeordnet, daß es die Wirkung Stückes mit einer ringförmigen Einsenkung in der der Wellenleiterdiskontinuität kompensiert. Ferner ist reflektierenden Fläche,

es bekannt, diese Reflexionen durch die Verbindungs- F i g. 2 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform

ebene oder eine Symmetrieebene eines Rechteckhohl- der Erfindung mit zwei koaxialen Einsenkungen in

leiter-Winkelstückes durch Einbau eines leitenden 15 der reflektierenden Fläche,

Zapfens oder Hindernisses zu reduzieren. F i g. 3 ein Querschnitt der Ausführungsform

Demgegenüber ist die Erfindung auf eine Wellen- nach F i g. 2,

leiterübertragungsanordnung gerichtet, die in der F i g. 4 eine Kurvendarstellung des Pegels der

Lage ist, mindestens zwei Wellentypen führen zu Hg₂-Wellenenergie, die am Winkelstück bei verschie-

können; die vorstehend beschriebenen Maßnahmen 20 denen Betriebsbedingungen erzeugt wird,

sind daher auf diese Anordnungen nicht über- F i g. 5 ein Vektordiagramm der verschiedenen

tragbar. Komponenten der HJk-Wellenenergie, die in das

Die Erfindung kann verwendet werden, um andere, Winkelstück bei einer Frequenz eingeführt wird, bei

störende Wellentypen unwirksam zu machen. Die der die HJ₂-Wellenenergie ein Minimum ist,

zylindersymmetrischen elektrischen Wellentypen hö- 25 F i g. 6 eine Aufsicht auf zwei Winkelstücke, die

herer Ordnung und insbesondere der zylindersym- um die Hälfte der Schwebungsfrequenz voneinander

metrische elektrische Hg₂-Wellentyp sind sehr störend, getrennt sind, um die Bandbreite zu vergrößern, in

da diese nicht mit einfachen wendeiförmigen Filtern der die HJ₂-Wellenenergie unterhalb eines gegebenen

beseitigt werden können. Demgemäß wird bei den maximalen Pegels bleibt,

verschiedenen dargestellten nachfolgend beschrie- 30 F i g. 7 und 8 die Ansichten von zwei anderen

benen Ausführungsformen insbesondere auf den Ausführungsformen der Erfindung und

HJk-Wellentyp Bezug genommen. Dadurch wird F i g. 9 und 10 die Ansichten von zwei weiteren

jedoch nicht die Anwendung der Erfindung auf diesen Ausführungsformen der Erfindung, die dielektrische

besonderen Wellentyp beschränkt. Die dargestellten Verzögerungseinrichtungen verwenden.

Einrichtungen können selbstverständlich auch zum 35 In F i g. 1 ist ein Winkelstück 10 gemäß der Erfin-

Beseitigen anderer störender Wellentypen verwendet dung dargestellt. Das Winkelstück 10 enthält zwei im

werden. Darüber hinaus ist die Erfindung gleicher- wesentlichen gleichartige kreisförmige Wellenleiter 11

maßen bei Wellenleitern für Mehrfachwellentypen und 12 mit dem Radius a, deren entsprechende

anderer geometrischer Ausbildungen anwendbar, Achsen A sich unter einem Winkel Θ schneiden. Die

welche andere als den zylindersymmetrischen elek- 40 Wellenleiter 11 und 12 sind so bemessen, daß sie den

irischen Wellentyp führen. zylindersymmetrischen elektrischen H^-Wellentyp bei

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung einer Betriebsfrequenz /i und wenigstens den zylinderfür die Verwendung in Anordnungen für den zylinder- symmetrischen elektrischen Wellentyp der nächst symmetrischen elektrischen Wellentyp enthalten die höheren Ordnung (Hq₂) übertragen können. Die verwendeten Verzögerungseinrichtungen eine ring- 45 Durchmesser der Wellenleiter 11 und 12 sind in der förmige Einsenkung in der ebenen reflektierenden Praxis ausreichend groß, so daß die Wellenenergie Fläche des Winkelstücks. Bei einer zweiten Ausfüh- bei der Betriebsfrequenz weit oberhalb der Grenzrungsform werden zwei konzentrische Einsenkungen bedingung liegt. Bei den hergestellten und geprüften verwendet, deren Größe und Form mittels zweier Ausführungsformen der Erfindung wurde ein Innenkonzentrischer Schrauben einstellbar sind. Anderer- 50 durchmesser der Wellenleiter von etwa 5 cm, vorteilhaft seits kann auch die gesamte reflektierende Fläche bei Betriebsfrequenzen zwischen 35 und 80 GHz, gebogen sein oder kompensierende Stoßstellen können verwendet. Da ein Wellenleiterdurchmesser von 5 cm im wesentlichen im Bereich der reflektierenden Fläche einer HSJi-Grenzfrequenz von 7,7 GHz entspricht, angeordnet sein, welche die Ebene schneidet, die durch stellt der obige Betriebsbereich Frequenzen von die Achsen der beiden Wellenleiter gegeben ist. 55 wenigstens dem Fünffachen der Grenzfrequenz dar.

Verschiedene andere Ausführungsformen werden Bei solchen Abmessungen ergibt die sich ausbreitende beschrieben, bei denen eine Verzögerung mittels einer Wellenenergie vorzügliche optische Ausbreitungsoder mehrerer dielektrischer Teile geeigneter Größe eigenschaften,
und Form erzeugt wird. Ein Metallteil 13 mit einer reflektierenden Fläche 14,

Da ein kompensiertes Winkelstück der beschriebenen 60 die durch den Schnittpunkt der Wellenleiterachsen A Art relativ schmalbandig ist, werden vorzugsweise geht, ist mit seiner Fläche senkrecht zu der Winkelzwei Winkelstücke, die in geeigneter Weise vonein- halbierenden B des Winkels Θ ausgerichtet. Die reflekander getrennt sind, verwendet. Da die Umwandlung tirende Fläche 14 ist beiden Wellenleitern gemeinsam der Wellentypen für jedes Winkelstück bei einer ersten und erstreckt sich vollständig über die gesamte Quer-Frequenz durch den Abstand der Winkelstücke, der 65 schnittsfläche beider Wellenleiter,
gleich der Hälfte der H^-HmTi-Schwebungswellenlänge Die Wellenleiter 11 und 12 sind an einem Flansch 15 bei einer zweiten Frequenz ist, verringert wird, kann befestigt, und der Teil 13 ist mit dem Flansch 15 die Umwandlung der H_m»-Wellenenergie über ein mittels Bolzen befestigt. Jedoch können auch andere

passende Einrichtungen zum Befestigen der sich schneidenden Wellenleiter und des reflektierenden Teiles verwendet werden.

Eine Quelle 16 der zylindersymmetrischen HjJr Wellenenergie ist an den Wellenleiter 11 angeschlossen, und eine Last 17, die HSi-Wellenenergie verbraucht, ist mit dem Wellenleiter 12 verbunden.

Gemäß der Lehre der Erfindung wird die Umwandlung der HSrWellenenergie in Hq₂-Wellenergie durch Verzögern eines Teiles der auftretenden Hoi-Welle an der reflektierenden Fläche 14 verringert. Bei der Ausführungsform der F i g. 1 wird die Verzögerung mittels einer kreisförmigen Einsenkung 18 in dem Teil 13 erhalten, deren Mittelpunkt längs der Winkelhalbierenden B des Winkels Θ liegt.

Für den besonderen Fall, in dem Θ = 90° ist, wird die Umwandlung der Hpi-Wellenenergie in die Hq₂-Wellenenergie etwa proportional zu

S₀Z —

2e

irr - j

•Ό Οϊ) Λ ΟΌ

worin

S₀₂ der HEk-Streuungskoeffizient infolge der ringförmigen Einsenkung 18 (nach Amplitude und Phase) ist,

ί on —

2πα

(η = 1,2)

J₀ die Besselsche Funktion erster Art und nullter Ordnung ist, ι = y^I, α der Radius des Wellenleiters, T₁ = 3,832, r₂ = 7,016, λ die Wellenlänge im freien Raum bei der Betriebsfrequenz ist

1 +

ρ» =

Qn-.

(η = 1,2)

Der HJk-Streuungskoeffizient eines unkompensierten Winkelstückes ist gegeben durch

S₀₂ - 0,019 (A^2 _{fl r%}

\2πα)

(MY
\ 2πα/

Die Abmessungen der ringförmigen Vertiefung für eine minimale Umwandlung in den Ho₂-Wellentyp sind bestimmt, wenn gesetzt wird:

Für den besonderen Fall Q₁ =0 entartet die ringförmige Einsenkung 18 in eine einfache kreisförmige zylindrische Vertiefung, deren Achse längs der Winkelhalbierenden zwischen den Wellenleitern liegt. Eine praktische Ausführungsform dieses besonderen Falles, die in F i g. 2 dargestellt ist, enthält zwei koaxiale metallische Schrauben 20 und 21, die in dem Teil 13 angeordnet sind. Die Achsen der Schrauben fallen mit der Winkelhalbierenden des Winkels Θ zusammen.

Die Schraube 20 wird in eine Öffnung 22 in dem Teil 13 und die Schraube 21 wiederum in eine öffnung 23 in der Schraube 20 eingeschraubt. Jede dieser Schrauben ist in bezug auf den Teil 13 und in bezug aufeinander unabhängig einstellbar. Vorzugsweise sind die Innenflächen der Schrauben glatte ebene Flächen, die sich in einer zu der Fläche 14 parallelen Richtung erstrecken, so daß eine glatte, kontinuierlich reflektierende Fläche erhalten würde, wenn die Schrauben mit ihren Innenflächen fluchtend mit der reflektierenden Fläche 14 angeordnet wären.

Ein Querschnitt des Winkelstückes der F i g. 2 ist in F i g. 3 dargestellt. In den F i g. 1, 2 und 3 sind einander entsprechende Bezugszahlen angegeben, um die verschiedenen gemeinsamen Komponenten der Winkelstücke leicht zu ermitteln.

Die Arbeitsweise des kompensierten Winkelstückes der F i g. 2 kann am besten unter Bezugnahme auf die F i g. 4 und 5 erläutert werden. F i g. 4 zeigt den Pegel der HS₂-Wellenenergie, die in dem Winkelstück für verschiedene Betriebsbedingungen erzeugt wird.

ao Wenn beide Schrauben 20 und 21 mit ihren Innenflächen fluchtend mit der reflektierenden Fläche 14 angeordnet sind, nimmt die Umwandlung der Wellenenergie in den HS₂-Wellentyp mit ansteigender Frequenz ab, wie dies in der Kurve 30 in F i g. 4 dargestellt ist. Wenn nun erfindungsgemäß die Schrauben so verschoben werden, daß eine Einsenkung in der Fläche des Reflektors 14 erzeugt wird, ergibt sich eine Stoßstelle in dem Wellenweg. In dem Bereich der Stoßstelle ist der Wellenweg verlängert und die erzeugte Ho₂-WeIIe wird in der Phase in bezug auf den Rest der in das Winkelstück eingeführten HS₂-WeIIe verzögert. Die Amplitude der Hg₂-WeIIe, die an der Stoßstelle eingeführt wird, ist in erster Linie eine Funktion der Durchmesser d_x und d_z der öffnungen 22 und 23. Die relative Phase der eingeführten H°₂-Wellen ist in erster Linie eine Funktion der Tiefen I₁ und I₃ der öffnungen 22 und 23. Da die öffnungen für die Wellenenergie bei höheren Frequenzen größer erscheinen, besteht das gesamte Ergebnis darin, daß eine zweite Komponente der Hg₂-Wellenenergie eingeführt wird, die in der Amplitude als eine Funktion der Frequenz ansteigt. Dies ist durch die Kurve 31 in F i g. 4 dargestellt.

Die gesamte Umwandlung in die HJ₂-Wellenenergie für das korrigierte Winkelstück, die durch die Kurve 32 dargestellt ist, stellt die Differenz zwischen den Kurven 30 und 31 dar. Wie ersichtlich hat die Kurve 32 einen Nullpunkt bei der Frequenz /_x.

Der Zustand bei der Frequenz Z₁ ist durch das Vektordiagramm der F i g. 5 dargestellt, in dem der Vektor 40 die Amplitude und die Phase der Hg₂-WeIIe, die in dem unkompensierten Winkelstück erzeugt ist, und die Vektoren 41 und 42 die entsprechende Phase und Amplitude der H₀₂-WeIIe, die durch die Stoßstelle auf Grund der Schrauben 20 und 21 induziert ist, darstellen. Bei der Frequenz/_x ist die Summe der drei Vektoren Null, und keine Hg₂-Wellenenergie breitet sich von dem Winkelstück aus. Wenn nur eine einzelne Schraube (z. B. 20) verwendet wird, ist es möglich, den Vektor 41 so auszurichten, daß er in der Amplitude gleich und in der Phase entgegengesetzt dem Vektor 40 ist, wodurch die Auslöschung nur mit einer einzelnen Stoßstelle erreicht wird. In der Praxis würde dies jedoch eine sehr kritische Einstellung bedeuten. Deshalb werden zwei oder mehr Stoßstellen bevorzugt.

In den F i g. 2 und 3 ist I₂ größer dargestellt als I₁. Dies ist jedoch nicht in allen Fällen notwendig. Die

7 8

Lage der Schraube 21 relativ zur Schraube 20 hängt In F i g. 7 ist eine andere Anordnung zur Vervon der Amplitude und Phase der Komponente der ringerung des störenden Wellenpegels in einem Hg₂-Wellenenergie ab, die zuerst durch die Schraube 20 Winkelstück dargestellt. Der metallische Teil 70 hat erzeugt wird. Aus dem Vektordiagramm der F i g. 5 eine ebene reflektierende Fläche 71, in der zwei ist zu ersehen, daß in Abhängigkeit von der Phase 5 Einsenkungen 72 und 73 vorhanden sind. Die Eindes Vektors 41 die Verzögerung die durch die Schraube Senkungen sind symmetrisch sowohl zu der Winkel-21 (Phase des Vektors 42) induziert wird, größer halbierenden 74 des Winkels zwischen den sich (4 > h) °der kleiner (4 < /J sein kann als die durch schneidenden Wellenleiterachsen 75 und 76 als auch die Schraube 20 erzeugte Verzögerung. zu der durch diese Achsen gegebene Ebene 77 angeln F i g. 4 ist durch die Kurve 32 dargestellt, daß io ordnet.

die gesamte in dem korrigierten Winkelstück erzeugte Während alle dargestellten Ausführungsformen

HjJ₂-Wellenenergie ein Minimum bei der Frequenz /_x ebene reflektierende Flächen mit punktförmigen bzw.

hat, jedoch bei Frequenzen oberhalb und unterhalb f_x diskreten kompensierenden Anordnungen verwenden,

ansteigt. Wenn P₀₂ die in der Anordnung maximal zu- können auch andere Anordnungen angewendet werden,

lässige Ho₂-Leistung bei jeder Frequenz ist, ergibt sich, 15 Zum Beispiel kann die gesamte reflektierende Fläche

daß die verfügbare Bandbreite des korrigierten Winkel- gleichförmig konkav ausgebildet werden, wodurch

Stückes von der Frequenz/₂ bis zur Frequenz/₃ reicht. ein verteilter kompensierender Reflektor erhalten

F i g. 6 zeigt schematisch ein Verfahren zum Erhöhen wird. Dies ist in F i g. 8 dargestellt, wobei die gesamte

der verfügbaren Bandbreiten von der Frequenz /₂ reflektierende Fläche 81 des Teiles 80, die den sich

2x1 einer etwas niederen Frequenz durch die Anbrin- 20 schneidenden nicht dargestellten Wellenleitern ge-

gung eines zweiten Winkelstückes 51, das in einem meinsam ist, die Form einer konkaven Fläche hat,

Abstand A von dn_em e^Winidstü^O _mgeord-

net ist, wobei λι, die Hjäi-Hik-Schwebungswellenlänge und 85 gebildet wird. Die optimale Krümmung der bei einer willkürlich ausgewählten Frequenz /₄ unter- 25 Fläche 81 ändert sich jedoch als eine Funktion des halb von /₂ ist. Wenn λ₀₁ und /I₀₂ die geführten Wellen- Verhältnisses der Frequenz zum Wellenleiterdurchlängen der HSi- und Hq₂-Wellentypen bei der Fre- messer und als eine Funktion des störenden Wellenquenz /₄ sind, dann ist die Schwebungswellenlänge typs, der unterdrückt werden soll,
gegeben durch Bei den beschriebenen Ausführungsformen der

^01^02 30 Erfindung wurde die erforderliche Verzögerung dadurch

^b ~ J _ χ ' erhalten, daß ein Teil des Wellenweges physikalisch

^{02 01} verringert wird. Der Wellenweg kann jedoch auch

Die gesamte H^-Umwandlung für die beiden elektrisch verringert werden, indem ein dielektrischer

Winkelstücke ist durch die Kurve 33 in F i g. 4 Teil in dem Wellenweg nahe der reflektierenden gegeben. Durch den besonderen Abstand der Winkel- 35 Fläche 14 angeordnet wird, dessen Dialektrizitäts-

stücke wird ein zweiter Nullpunkt bei der Frequenz f_x konstante größer als die des dielektrischen Materials,

erhalten, wodurch der Pegel der H₀₂-Umwandlung das die Wellenleiter 11 und 12 ausfüllt, ist. Zwei Aus-

unterhalb des ausgewählten maximalen Pegels P₀₂ führungsformen der Erfindung mit dielektrischen Ver-

zwischen der Frequenz /₃ und der Frequenz /₅ ver- zögerungseinrichtungen sind in den F i g. 9 und 10 ringert wird. 40 dargestellt.

In der Darstellung bleibt die Umwandlungskurve F i g. 9 zeigt den metallischen Teil 90, wobei ein

an allen Punkten zwischen den Frequenzen Z₁ und /₄ kreisförmiger Ring 91 aus dielektrischem Material

unterhalb P₀₂. Wenn die ausgewählte Frequenzdifferenz mit geringen Verlusten auf der reflektierenden Fläche92

(/₄ — /_a) zu groß ist, kann jedoch in der Praxis die angeordnet und zu der Winkelhalbierenden des durch

Wellenumwandlung den zulässigen Pegel an irgend- 45 die Wellenleiterachsen gegebenen Winkels zentriert

einem Punkt zwischen f_t und /₄ übersteigen. Dies ist. Der Ring 91 ist das elektrische Äquivalent zu der

ergibt eine obere Grenze des Betrages der Breitbandig- kreisförmigen Vertiefung 18 der Fig. 1. Die Höhe

keit, die möglich ist, wenn ein zweites Winkelstück des Ringes 91 über die Fläche 92 und die Breite des

in der beschriebenen Weise verwendet wird. Ringes sind eine Funktion der Dielektrizitätskonstante

Wenn eine Frequenz/₄ größer als/₃ ausgewählt 50 des dielektrischen Materials. Je größer die Dielektri-

wird, dann kann offensichtlich dasselbe Verfahren zitätskonstante ist, desto kleiner werden die physi-

verwendet werden, um die verfügbare Bandbreite kaiischen Abmessungen,

nach oben zu vergrößern. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 sind zwei

Während auf den Ho₂-Wellentyp im Zusammenhang konzentrische kreisförmige Zylinder 100 und 101 auf

mit der Fig. 6 Bezug genommen wurde, kann die 55 der reflektierenden Fläche 102 des Teiles 103 angeordnet

Verwendung von zwei kompensierten Winkelstücken und zu der Winkelhalbierenden des durch die Wellen-

zum Verbreitern des Frequenzbandes, auf dem der leiterachsen gegebenen Winkels zentriert. Diezusammen-

störende Wellenpegel verringert wird, auch auf andere gesetzte dielektrische Anordnung ist das elektrische

störende Wellentypen angewendet werden. Wenn somit Äquivalent zu den Verzögerungseinrichtungen in den

der besondere Wellentyp, der verringert werden soll, 60 F i g. 2 und 3. Die relativen Höhen der Zylinder 100

allgemein mit H_mJi-Wellentyp bezeichnet wird, würden und 101 erhält man in der im Zusammenhang mit den

die Winkelstücke einen Abstand voneinander haben, F i g. 4 und 5 beschriebenen Weise.

der gegeben ist durch Während die verschiedenen dargestellten und be-

hb λ₀₁ Xmn schriebenen Ausführungsformen sich auf kreisförmige

~2~ ~ J Z7J~' ⁶5 Wellenleiteranordnungen beziehen, die die Wellen-

^{mn 01} energie des zylindersymmetrischen elektrischen Wellen-

worin X_mn die Wellenlänge des H_mm-Wellentyps in typs übertragen, kann die Erfindung gleichermaßen

dem Wellenleiter ist. auch bei anderen Wellenleiteranordnungen ange-

I 200

wendet werden. Zum Beispiel können dieselben Maßnahmen bei einem rechteckigen Wellenleiter für Mehrfachwellentypen, der die Wellen nach dem H₁₀-Wellentyp überträgt, angewendet werden. Bei einer solchen Anordnung würden die besonderen Stoßstellen, welche die Verzögerungseinrichtungen enthalten, von den dargestellten Stoßstellen sich dadurch unterscheiden, daß sie mit der Geometrie des H₁₀-Wellentyps übereinstimmen würden.

IO

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Wellenleiterübertragungsanordnung, die Wellenenergie einer ersten bevorzugten Art der Wellenausbreitung, insbesondere die H₀₁-WeIIe, und wenigstens einer zweiten Art der Wellenausbreitung höherer Ordnung, insbesondere die H_m η = H₀₂-WeIIe, übertragen kann, mit einer Einrichtung zum Ändern der Ausbreitungsrichtung der Wellenenergie von einer ersten Ausbreitungsrichtung in eine zweite Ausbreitungsrichtung mit einer reflektierenden Fläche, die zu der Fläche ausgerichtet ist, die senkrecht zur Winkelhalbierenden des Winkels zwischen den Ausbreitungsrichtungen steht, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Fläche (14) eine Einrichtung (20, 21) zum Verzögern eines Teiles der auf die reflektierende Fläche einfallenden Welle in bezug auf andere Teile der Welle enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung wenigstens eine Einsenkung in der reflektierenden Fläche (14), die in einem Winkelstück (10) angeordnet ist, enthält.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen metallischen Teil (13) mit einer ebenen reflektierenden Fläche (14), die zu der Ebene der Fläche ausgerichtet ist, die senkrecht zu der Winkelhalbierenden eines Winkels Θ zwischen den Ausbreitungsrichtungen steht, wobei dieser Teil durch den Schnittpunkt der Wellenleiterachsen geht und wenigstens eine Einsenkung (22) einstellbarer Abmessung in seiner Fläche, die beiden Wellenleitern gemeinsam ist, enthält.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung eine kreisförmige zylindrische Einsenkung (22) enthält, deren Achse längs der Winkelhalbierenden des Winkels Θ zwischen den Ausbreitungsrichtungen liegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung zwei Einsenkungen (22, 23) aufweist, die symmetrisch sowohl zu der Winkelhalbierenden als auch zu der durch die Wellenleiterachsen gegebenen Ebene angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Verzögerung eines Teiles der auf die Fläche auftretenden Wellenenergie wenigstens einen dielektrischen Teil (91) aufweist, der daran angeordnet ist, wobei der dielektrische Teil die Form eines kreisförmgien Zylinders hat, dessen Achse längs der Winkelhalbierenden des Winkels Θ zwischen den Ausbreitungsrichtungen liegt.

7. Vorrichtung,nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei koaxiale zylindrische metallische Teile in dem Teil (13) angeordnet sind, wobei die Achsen der Teile linear mit der Winkelhalbierenden des Winkels ausgerichtet sind, und daß Einrichtungen zum unabhängigen Verändern der Lage jedes der Teile in bezug auf die Fläche vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (80) eine konkave reflektierende Fläche (81) aufweist, die sich über die Fläche des Teiles erstreckt, die beiden Wellenleitern gemeinsam ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelstück (50) mit der Verzögerungseinrichtung (20, 21) von einem gleichartigen Winkelstück (51) um einen Abstand getrennt ist, der gleich der Hälfte einer Schwebungswellenlänge A₆ bei einer Frequenz /₂ ist, wobei

A₀₁

A₆ =

ist und wobei die Wellenleiter-Übertragungsanordnung Wellenenergie bei einer Frequenz Z₁ des zylindersymmetrischen H₀₁-Wellentyps und wenigstens eines zweiten störenden ü_mn-Wellentyps überträgt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der störende Wellentyp der zylindersymmetrische H₀₂-Wellentyp ist und daß die Wellenlänge A₆ ist:

A₆ =

"■01 ^Λ02

)2 — A₀₁

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 737 634, 2 810 111.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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