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Verfahren zur Fertigung der Kernform für den Kern eines galvanoplastisch
herzustellenden Hohlleiterüberganges Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung
der Kernform für den Kern eines galvanoplastisch herzustellenden Hohlleiterüberganges,-
bei dem ein Hohlleiter mit wenigstens ungefähr elliptischem Querschnitt mit einem
weiteren Hohlleiter rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitts derart verbunden
ist; daß ein mindestens x/2 langer Übergang aus zwei sich teilweise durchdringenden
Hohlkörpern entsteht.
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Außer den bereits seit langem bekannten Hohlleitern mit rechteckigem
oder rundem Querschnitt erlangen in letzter Zeit Hohlleiter mit wenigstens ungefähr
elliptischem Querschnitt größere Bedeutung. Um zwei Hohlleiter mit ungefähr elliptischem
bzw. rechteckigem Querschnitt miteinander verbinden zu können, benötigt man einen
geeigneten reflexionsarmen Übergang, der eine möglichst große Bandbreite und keine
Anregung von unerwünschten höheren Wellentypen ergibt.
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Es sind bereits Übergangsstücke zwischen Hohlleitern mit voneinander
abweichender Impedanz bekannt, bei denen zum Zweck einer besseren Anpassung die
konischen Übergangsstücke einen inkonstanten Steigungswinkel aufweisen. Die Herstellung
derartiger Übergänge ist, insbesondere wenn ein Hohlleiter einen wenigstens ungefähr
elliptischen Querschnitt aufweist, sehr schwierig.
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Ziel der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren aufzuzeigen, welches
es ermöglicht, derartige Hohlleiterübergänge in einfacher Weise herzustellen, ohne
daß die elektrischen Eigenschaften der Übergänge verschlechtert werden.
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Ausgehend von dem eingangs geschilderten Verfahren zur Fertigung der
Kernform für den Kern eines galvanoplastisch herzustellenden Übergangs wird erfindungsgemäß
in einen Quader eine halbe ellipsenähnliche Nut eingearbeitet, die in einer Richtung
stetig ansteigt, und es wird vom niedrigen Ende dieser Nut her eine rechteckförmige,
in einer Richtung stetig ansteigende weitere Nut eingearbeitet, und .anschließend
werden zwei so bearbeitete Quader derart aufeinandergelegt, daß die gewünschte Kernform
entsteht.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im folgenden
an Hand von in den Figuren dargestellten Hohlleiterübergängen näher beschrieben.
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In der F i g. I sind die Querschnitte von zwei Hohlleitern dargestellt,
welche mit Hilfe eines Überganges miteinander verbunden werden sollen. Der Hohlleiter
1 besitzt hierbei einen ungefähr elliptischen Querschnitt, während der Hohlleiter
2 in der Figur rechteckförmigen Querschnitt hat. Der Übergang zur Verbindung der
beiden obenerwähnten Hohlleiter besteht aus zwei sich teilweise durchdringenden
Hohlkörpern, von denen der eine ein Kegelstumpf und der andere ein Pyramidenstumpf
ist.
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In der F i g. 2 ist der eine dieser beiden Hohlkörper dargestellt.
Es ist ein mit 3 bezeichneter Kegelstumpf, dessen Mantellinien beim dargestellten
Fall Geraden sind. Dieser Kegelstumpf 3 besitzt eine Grundfläche 4
und eine
Deckfläche 5. Die große Achse der Grundfläche 4 ist mit c und die kleine Achse dieser
Grundfläche mit a bezeichnet. Die Deckfläche 5 besitzt eine große Achse
d und eine kleine Achse b. Die eingezeichneten Winkel a und ß sind
ein Maß für die Verjüngung des Kegelstumpfes, wobei der Winkel a die Verjüngung
in der durch die kleinen Achsen von Grund- und Deckfläche gehenden Ebene anzeigt,
während der Winkel ß in der Ebene liegt, welche durch die beiden großen Achsen der
ellipsenähnlichen Grund- und Deckflächen gebildet wird.
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Der Hohlleiterübergang besteht weiterhin aus einem Hohlkörper 6, der
die Form eines Pyramidenstumpfes hat. In der F i g. 3 ist solch ein Pyramidenstumpf
dargestellt. Er besitzt eine Grundfläche 7 und eine Deckfläche B. Der in der F i
g. 3 dargestellte hohle Pyramidenstumpf 6 besitzt rechteckförmige Grund- bzw. Deckflächen.
Die Verjüngung des Pyramidenstumpfes auf der Schmalseite h der Deckfläche 8 ist
von dem eingezeichneten Winkel 8 abhängig, während die Verjüngung des Pyramidenstumpfes
auf seinen Breitseiten durch den Winkel y bestimmt wird. Die Breitseite der Deckfläche
8 ist mit g bezeichnet.
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In der F i g. 4 ist ein Hohlleiterübergang dargestellt. Hierbei durchdringen
sich die zwei in den F i g. 2 und 3 getrennt dargestellten Hohlkörper teilweise.
Die
Länge L des Überganges beträgt mindestens Ai2, wobei unter A die übertragene Wellenlänge
verstanden wird. Der Kegelstumpf 3 besitzt eine Grundfläche 4, deren Querschnitt
mit dem Querschnitt des anzuschließenden elliptischen oder ellipsenähnlichen Hohlleiters
1 übereinstimmt. Der mit 6 bezeichnete Pyramidenstumpf hat eine :Grundfläche 8,
deren Querschnitt entsprechend dem Querschnitt des Anschlußleiters 2 gewählt ist.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Anschlußhohlleiter 2 rechteckförmig.
Es kann jedoch in gleicher Weise auch ein quadratischer Hohlleiter hierfür Verwendung
finden, wobei die Grundfläche 8 des Pyramidenstumpfes dann ebenfalls eine
quadratische Fläche darstellt. Bei der in der F i g. 4 dargestellten Ausführungsform
ist die Länge der beiden sich teilweise durchdringenden Hohlkörper 3 bzw. 6 etwas
kürzer gewählt als die Gesamtbaulänge L des Überganges. Der Abstand e von der Grundfläche
4 des Kegelstumpfes zur Deckfläche des Pyramidenstumpfes und der Abstand f von der
Grundfläche des Pyramidenstumpfes zur Deckfläche des Kegelstumpfes ist bei linearen
Mantellinien des Kegelstumpfes und bei ebenen Flächen des Pyramidenstumpfes zur
Erzielung einer großen Bandbreite ungefähr 0,1 bis 0,2 A zu wählen.
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In den Fig. 5 a und 5 d sind die in den Schnittebenen A, B,
C und D vorhandenen Querschnitte des Überganges dargestellt. Wie man aus
diesen Figuren entnehmen kann, erfolgt der Übergang der erforderlichen Querschnittsverformung
nahezu homogen vom elliptischen Querschnitt in der Ebene A zum Rechteckquerschnitt
in der Ebene D.
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Eine weitere Ausführungsform ist in der F i g. 6 dargestellt. Der
Kegelstumpf ist entsprechend den vorhergehenden Figuren hierbei wieder mit 3 bezeichnet
und besitzt eine Grundfläche 4. Die Grundfläche des Pyramidenstumpfes 6 ist mit
8 bezeichnet. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Länge der beiden sich
teilweise durchdringenden Hohlkörper 3 bzw. 6 etwas kürzer gewählt als die Gesamtlänge
L des Überganges.
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In den F i g. 7 a bis 7 d sind die Querschnitte des in der F i g.
6 dargestellten Hohlleiterüberganges in den vier Ebenen A, B, C und
D dargestellt.
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In dem in der F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel erweitert
sich der Hohlkörper 6, ausgehend von seinem Anschlußquerschnitt 8, zur Anschlußebene
A hin, und der Anschlußquerschnitt 4 des Hohlkörpers 3 erweitert sich in Richtung
zur Anschlußebene D hin, während beim Übergang gemäß der F i g. 6 sich die entsprechenden
Hohlkörper verjüngen.
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Bei den beiden in den F i g. 4 und 6 dargestellten Ausführungsmöglichkeiten
wurde der in der F i g. 1 dargestellte allgemeine Fall zugrunde gelegt, bei welchem
der Querschnitt des Hohlleiters 2 bezüglich seiner Höhe und Breite von den beiden
Achsen des ellipsenförmigen Hohlleiters 1 verschieden ist. Hierbei können die Achsen
der beiden sich teilweise durchdringenden Hohlkörper miteinander einen bestimmten
Winkel bilden, wie auch die Achsen der Anschlußhohlleiter (1 und 2 in der F i g.
4) nicht genau mit den erwähnten Achsen der Hohlkörper zusammenfallen müssen. Im
allgemeinen werden jedoch alle vier Achsen zusammenfallen, so daß ein Hohlleiterübergang
entsteht, welcher relativ einfach herzustellen ist. Ferner ist es möglich, die beiden
sich teilweisit durchdringenden Hohlkörper 3 und 6 so auszubilden, daß sie gleiche
Länge besitzen, so daß die Deckfläche des einen Hohlkörpers mit der Grundfläche
des anderen Hohlkörpers in- einer Ebene liegt. In diesen- Ebenen werden dann die
zum-Anschluß' der entsprechenden Hohlleiter 1 bzw. 2 erforderlichen Flansche vorgesehen.
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Zur Erzielung eines. besonders breitbandigen Hohlleiterüberganges
kann man die Mantellinien des Kegel- und/oder Pyramidenstumpfes nicht linear ausbilden,
sondern als gekrümmte Linien, die beispielsweise nach einer e- oder sin=-Funktion
verlaufen.
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Der erfindungsgemäße Übergang wird galvanoplastisch hergestellt. Um
z. B. für die in der F i g. 6 dargestellte Ausführung die erforderliche Kernform
zu bekommen, geht man von einem Quader 9 aizs, wie er in der F i g. 8 dargestellt
ist. Mit Hilfe eines. entsprechenden, wenigstens ungefähr elliptischen Fräsers z.
B. wird in diesen Quader eine halbe ellipsenähnliche Nut eingearbeitet, die in einer
Richtung stetig ansteigt. Der große Durchmesser der Nut 10 am linken Ende des dargestellten
Quaders (in der Anschlußebene A) ist mit c bezeichnet. Der halbe kleine Durchmesser
b/2 der entgegengesetzten Seite ist um so viel kleiner bezüglich der Masse am linken
Ende der Nut 10, wie dies dem vorgeschriebenen Winkel a des Kegelstumpfes in der
F i g. 2 entspricht. Werden zwei solche Quader 9 übereinander angeordnet, so ergibt
sich in erster Näherung ein hohler elliptischer Kegelstumpf. Der Fehler dieses so
hergestellten Kegelstumpfes ist am niedrigeren Ende (rechte Seite des Quaders der
F i g. 8) am größten. Diese Ungenauigkeit ist jedoch belanglos, da an dieser Stelle
der erforderliche Rechteckquerschnitt eingefräst wird und somit der Kegelstumpf
entfällt.
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Dies ist in der F i g. 9 dargestellt. Der bereits mit einer konischen
Nut 10 versehene Quader 9 wird nun vom rechten Ende her so ausgefräst, daß ein Pyramidenstumpf
11 entsteht, der allmählich in die bereits eingefräste Nut 10 ausläuft. Die beiden
Winkel A und b der pyramidenstumpfförmigen Nut entsprechen den Winkeln A und d der
F i g. 3. Die Breite des rechteckförmigen Querschnittes am rechten Rand (entsprechend
der Ebene D der F i g. 6) ist mit g und die Höhe mit h/2 bezeichnet. Nachdem zwei
Quader 9 entsprechend der F i g. 9 bearbeitet sind, können diese aufeinandergesetzt
und zur Herstellung des Kernes für den Hohlleiterübergang benutzt werden. Die Herstellung
des Kernes sowohl als auch die anschließende galvanoplastische Fertigung des Hohlleiterüberganges
mit Hilfe dieses Kernes erfolgt dann in an sich bekannter Weise.
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Der Wert des bezogenen Wellenwiderstandes des ellipsenähnlichen Anschlußhohlleiters
1 ist größer als der des rechteckförmigen Anschlußhohlleiters 2, so daß der vorgeschlagene
Hohlleiterübergang gleichzeitig einen Transformator darstellt. Durch entsprechende
Wahl der Verjüngung der beiden sich teilweise durchdringenden Hohlkörper und deren
Kanten ergibt sich eine äußerst reflexionsarme und breitbandige Anordnung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine rationelle Herstellung
derartiger Übergänge.