DE1266892B - Oberwellensperrfilter in Form eines Hohlleiterabschnitts mit mehreren Stichleitungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

H 03 h

Deutsche KL: 21 g - 34

L 44587 IX d/21 g
9. April 1963
25. April 1968

Die Erfindung betrifft ein Oberwellensperrfilter in Form eines Hohlleiterabschnitts mit mehreren Stichleitungen, die aus mit dem Hohlleiterabschnitt leitend verbundenen, mit einem verlustarmen Dielektrikum hoher Dielektrizitätskonstante ausgefüllten Hohlleitern solchen Querschnitts bestehen, daß ihre Grenzfrequenz oberhalb des Grundwellenbandes liegt, wobei mit den äußeren Enden der Stichleitungen verlustbehaftetes Material zur Absorption der Oberwellenenergie gekoppelt ist.

Die bekannten Oberwellensperrfilter in Form eines Hohlleiterabschnitts bestehen meist aus einer oder mehreren Lochreihen längs einer Seitenwand des Hohlleiters und aus Absorptionsmaterial in der Nähe dieser Löcher, um die durch die Löcher austretende Höchstfrequenzenergie zu vernichten. So kann jedoch häufig keine ausreichende Dämpfung der Oberwellen erzielt werden, und außerdem entstehen unnötige Verluste im Grundwellenband, das von dem Hohlleiterabschnitt übertragen werden soll. Oft treten auch starke Reflexionen bestimmter Oberwellen auf.

Ferner sind Oberwellensperrfilter mit mehreren Stichleitungen solchen Querschnitts bekannt, daß die Grenzfrequenz der Stichleitungen oberhalb des Grundwellenbandes liegt, wobei mit den äußeren Enden der Stichleitungen verlustbehaftetes Material zur Absorption der Oberwellenenergie gekoppelt ist. Derartige absorbierende Stichleitungen haben aber einen erheblichen Platzbedarf, zumal stets eine größere Anzahl von Stichleitungen erforderlich ist, 3" um die Oberwellenenergie in der Hauptleitung möglichst vollständig zu vernichten. Auch sind Reflexionserscheinungen der Grundwelle und Resonanzerscheinungen bei gewissen Oberwellen unvermeidlich.

Letzteres gilt auch, wenn, wie bekannt, zwecks Verringerung des Platzbedarfs die Stichleitungen und der Hohlleiterabschnitt mit einem verlustarmen Dielektrikum hoher Dielektrizitätskonstante ausgefüllt werden. Hier treten außerdem noch Reflexionen durch die Impedanztransformation am Eingang und am Ausgang des in eine normale, mit Luft oder Druckgas gefüllte Hohlleitung eingefügten Hohlleiterabschnitts auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Oberwellensperrfilter derart zu verbessern, daß im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen dieser Art weder störende Reflexionen auftreten, noch ein erheblicher Platzbedarf vorhanden ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Dielektrikum in den Hohlraum eines Hohlleiterabschnitts hineinragt und daß die Stichleitungen in Oberwellensperrfilter in Form eines
Hohlleiterabschnitts mit mehreren
Stichleitungen

Anmelder:

Litton Industries, Inc.,

Beverly Hills, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,

8000 München 22, Widenmayerstr. 46

Als Erfinder benannt:

Ernest Wantuch, Livingston, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 14. Mai 1962 (194 282)

Ausbreitungskammern enden, in denen sich das verlustbehaftete Material befindet.

Damit werden die Vorteile erzielt, daß der das Sperrfilter darstellende Hohlleiterabschnitt die gleichen Abmessungen wie die vorangehenden und die nachfolgenden Abschnitte der Hohlleitung haben und wie diese mit Luft gefüllt sein kann, daß aber trotzdem wegen der durch die Füllung mit einem Material hoher Dielektrizitätskontanste bewirkten geringeren Durchmesser zahlreiche Stichleitungen innerhalb eines bestimmten Raumes nebeneinander untergebracht werden können, ohne daß stärkere Reflexionen an den Eingängen der einzelnen Stichleitungen auftreten, weil die Länge der aus den einzelnen Stichleitungen in den Hohlraum des Hohlleiterabschnitts hineinragenden dielektrischen Stäbe leicht so gewählt werden kann, daß eine weitgehende Anpassung der Impedanzen erreicht wird. Ferner bewirken die Ausbreitungskammern, in welche die dielektrischen Stäbe aus den einzelnen Stichleitungen ebenfalls hineinragen, eine praktisch vollständige Absorption der in die Stichleitungen eintretenden Oberwellenlängen. Andererseits wird wegen der geringen Verluste des Dielektrikums die Fortpflanzung der Grundwellenenergie in dem Hohlleiterabschnitt nicht wesentlich durch die hineinragenden dielektrischen Stäbe behindert.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Dielektrikum Quarz oder Aluminium-

809 540/337

oxyd. Beide Werkstoffe haben eine verhältnismäßig hohe Dielektrizitätskonstante, sind verlustarm und leicht bearbeitbar.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind bei einem Sperrfilter in Form eines rechteckigen Hohlleiterabschnitts mehrere Stichleitungen nebeneinander in Breitenrichtung der Hohlleiterwände angeordnet. Damit wird erreicht, daß der zur Verfügung stehende Raum zur Erzielung einer möglichst hohen Dämpfung maximal ausgenutzt wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es ist

F i g. 1 eine isometrische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und

F i g. 2 ein Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte Oberwellensperrfilter weist einen Hohlleiterabschnitt 12 auf, der an seinen Stirnseiten mit Kupplungsflanschen 14 und 16 versehen ist. An den vier Wänden des Hohlleiterabschnitts 12 befinden sich Stichleitungsgruppen 18, 20, 22 und 24. Da sie im wesentlichen übereinstimmen, wird nur die Stichleitungsgruppe 22 an der oberen Breitseite des Hohlleiterabschnitts 12 im einzelnen betrachtet. Sie ist durch eine äußere leitende Wand 26 abgedeckt, die in F i g. 1 aufgeschnitten ist, um den Innenaufbau zu zeigen. An der Innenfläche des dem Hohlleiterabschnitt abgekehrten Wandteils liegt ein gewelltes verlustbehaftetes Material 28 an. Unmittelbar darunter befindet sich ein freier Raum, der zusammen mit dem Material 28 eine Kammer bildet, in der sich die aus dem Hohlleiterabschnitt 12 stammende Oberwellenenergie parallel zum Hohlleiterabschnitt 12 stark gedämpft ausbreiten kann.

Eine Anzahl von Stichleitungen 32 erstreckt sich von der oberen Wand 30 des Hohlleiterabschnitts 12 zu der Ausbreitungskammer. Die Stichleitungen, die hier aus Rohrabschnitten 32 mit kreisförmigem Querschnitt bestehen, sind mit dielektrischen Stäben 34 ausgefüllt, die sich bis in den Hohlleiterabschnitt 12 erstrecken. Es wurde gefunden, daß hierdurch eine stark verbesserte Einkopplung der Oberwellen in die Stichleitungen erzeugt wird.

Um eine dichte Packung der Stichleitungen zu erzielen, können sie gestaffelt angeordnet sein, wobei in aufeinanderfolgenden Reihen abwechselnd zwei und drei Löcher vorgesehen sind. Dasselbe gilt für die Unterseite des Hohlleiters. An den Schmalseiten können nicht ganz so viele Stichleitungen angebracht werden. Deshalb sind in F i g. 2 nur zwei Stichleitungen 36 in jeder Reihe vorgesehen. Auch diese Stichleitungen führen zu Ausbreitungskammern, in denen sich verlustbehaftetes Material 38 bzw. 40 befindet.

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine etwas abgeänderte Ausführungsform. Die gestrichelten Bezugszeichen entsprechen ungestrichenen Bezugszeichen in F i g. 1. Es sind wieder ein rechteckiger Hohlleiterabschnitt 12' und vier Sperrfiltergruppen 18', 20', 22' und 24' vorgesehen. In den Ausbreitungskammern befindet sich verlustbehaftetes Material 28', 38' und 40'. Die Quarzstäbe 34' dienen zur Kopplung des Hohlleiterabschnitts 12' mit den entsprechenden Ausbreitungskammern oberhalb der Enden der Stäbe 34'. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind im Gegensatz zu Fig. 1 die Stichleitungen aus einer massiven Metalleiste 44 ausgebohrt. Außerdem sind die Ausbreitungskammern an den äußeren Enden der Stichleitungen hier vollständig mit einem wärmehärtbaren verlustbehafteten Material ausgefüllt, das nach dem Einsetzen der dielektrischen Stäbe in die Ausbreitungskammern gegossen wird. In F i g. 2 sind an den Schmalseiten die Stichleitungen gegeneinander versetzt angeordnet, und der Schnitt ist an der rechten Schmalseite durch den Quarzstab 46 geführt, während das Ende des nächsten Quarzstabes 48 dahinter sichtbar ist.

Bei einem ausgeführten Beispiel hatte das Oberwellensperrfilter eine Länge von 38 cm und war für einen Betrieb im Frequenzbereich 4,4 bis 5,0 GHz bestimmt. Die Quarzstäbe 34 ragten um 1,6 mm in den Hohlleiterabschnitt 12 hinein. Hiermit ergab sich eine Dämpfung der zweiten Oberwelle der Grundwelle um 40 db oder 99,99%. Die Dämpfung der Grundwelle betrug dagegen weniger als ¹U db.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Oberwellensperrfilter in Form eines Hohlleiterabschnitts mit mehreren Strichleitungen, die aus mit dem Hohlleiterabschnitt leitend verbundenen, mit einem verlustarmen Dielektrikum hoher Dielektrizitätskonstante ausgefüllten Hohlleitern solchen Querschnitts bestehen, daß ihre Grenzfrequenz oberhalb des Grundwellenbandes liegt, wobei mit den äußeren Enden der Stichleitungen verlustbehaftetes Material zur Absorption der Oberwellenenergie gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum (34, 46) in den Hohlraum des Hohlleiterabschnitts (12) hineinragt und daß die Stichleitungen (32, 34) in Ausbreitungskammern enden, in denen sich das verlustbehaftete Material (28, 38, 40) befindet.

2. Sperrfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum (34, 46) Quarz oder Aluminiumoxyd ist.

3. Sperrfilter nach Anspruch 1 oder 2 in Form eines rechteckigen Hohlleiterabschnitts, dadurch gekennzeichnet, daß in Breitenrichtung der Hohlleiterwände (30) mehrere Stichleitungen nebeneinander angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 659 812;
USA.-Patentschrift Nr. 2106 768;
»Proceedings auf the IRE«, Vol. 47, Nr. 10, Oktober 1959, S. 1762 bis 1769.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 540/337 4.68 © Bundesdruckerei Berlin