DE1286160B

DE1286160B - Hohlleiterumschalter

Info

Publication number: DE1286160B
Application number: DEN27401A
Authority: DE
Inventors: Vlietstra Jan
Original assignee: Thales Nederland BV
Current assignee: Thales Nederland BV
Priority date: 1964-10-02
Filing date: 1965-09-28
Publication date: 1969-01-02
Also published as: GB1121994A; SE310204B; US3390355A; NL6411466A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Hohlleiter- und 13 wechselweise mit dem Hohlleiter U verbinumschalter für Mikrowellenenergie, bestehend aus den kann. Der Hohlleiterschalter besteht, wie es die einem dreieckigen Schalterkörper mit drei recht- Fig.2 zeigt, aus einem dreieckigen Schalterkörper eckigen Hohlleiterfortsätzen, die sich unter einem 14 mit drei rechteckigen Hohlleiterfortsätzen 15, 16 Winkel von 120° schneiden, und einem drehbaren 5 und 17 die einander im zentralen Teil des dreieckigen Schaltorgan in Form einer rechteckigen Klappe, Schalterkörpers unter einem Winkel von 120° schneideren eine lange Rechteckseite in eine Welle über- den. Das genannte Schaltorgan besteht aus einer geht und die an der Stelle der Schnittlinie zweier rechteckigen Klappe 18, von der eine der langen Wände der Hohlleiterfortsätze drehbar gelagert ist. Rechteckseiten in eine Welle 19 übergeht, die Mit Hilfe eines solchen Hohlleiterumschalters, der ίο (s. Fig. 2) an der Stelle der Schnittlinie zweier unter anderem in Radarsystemen vielfältig Anwen- Wände 20 und 21 von zwei der Hohlleiterfortsätze dung findet, können zwei an dem dreieckigen 16 und 17 drehbar gelagert ist. Die Klappe sperrt Schalterkörper anzuschließende rechteckige Hohl- dabei in Abhängigkeit von der Schaltstellung entleiter in Übereinstimmung mit einer ersten bzw. weder den einen oder den anderen der letztgenannten zweiten Schaltstellung der drehbaren Klappe wechsel- 15 zwei Hohlleiterfortsätze für die dem Schalter zugeweise mit einem dritten an dem Schaltkörper anzu- führte hochfrequente elektromagnetische Energie, schließenden rechteckigen Hohlleiter verbunden wer- Gemäß der Erfindung wird eine besonders gün-

den. Die vorstehend angegebene Konstruktion bietet stige und in jeder Hinsicht vorteilhafte Ausführung den wesentlichen Vorteil, daß sie breitbandig ist und eines solchen Hohlleiterschalters erhalten, wenn die daß ein minimaler Leistungsverlust zwischen den 20 drehbare Klappe 18, wie es die F i g. 4 zeigt, an ihren miteinander verbundenen Hohlleitern und eine maxi- kurzen Rechteckseiten mit einem fest mit der Klappe male Isolation zwischen den nicht miteinander ver- verbundenen Organ 22, 23 versehen ist, welches mit bundenen Hohlleitern realisiert wird. der gegenüberliegenden Innenwand des Hohlleiter-

Ein erheblicher Nachteil ist aber, daß das Um- schalters eine kapazitive Kopplung bildet, die bei den schalten nicht bei voller Leistung durchgeführt wer- 25 hohen Frequenzen, mit denen gearbeitet wird, als den kann, weil die drehbare Klappe in diesem Fall Kurzschluß wirkt. Bei dem in den Fig. 2 und 3 darnach kurzer Zeit infolge des an den kurzen Recht- gestellten Ausführungsbeispiel des Hohlleiterschaleckseiten der Klappe auftretenden Überschlagens ters ist die Klappe 18 gemäß F i g. 4 ausgeführt. Bei und Sprudeins an dem Schaltkörper festbackt. diesem Ausführungsbeispiel besteht jedes der ge-

Die Erfindung bezweckt, einen Hohlleiterumschal- 30 nannten fest mit der Klappe verbundenen Organe aus ter zu schaffen, der unter Beibehaltung der genannten einer rechteckigen Querplatte 22 bzw. 23, die, wie Vorteile zum Schalten bei voller Leistung geeignet dieser Figur zeigt, von der Fläche der Klappe in zwei ist. Der Begriff »volle Leistung« bedeutet in diesem gleiche Teile aufgeteilt wird. Die Klappe 18 einZusammenhang die Höchstleistung, welche die an schließlich der Querplatten 22 und 23 ist aus elekden Hohlleiterumschalter anzuschließenden Hohl- 35 trisch leitfähigem Material hergestellt, leiter ohne Durchschlag übertragen können. Die Klappe ist nun einerseits so bemessen, daß die

Gemäß der Erfindung ist dazu bei einem Hohl- kurzen Rechteckseiten etwas größer sind als die leiterumschalter der anfangs erwähnten Art die Breite (s. F i g. 3, Abmessung a) der rechteckigen Klappe an jeder der kurzen Rechteckseiten mit einem Hohlleiterfortsätze. Dadurch wird erzielt, daß die plattenförmigen Organ verbunden, das mit der gegen- 40 nicht mit der Welle 19 verbundene lange Reehtecküberliegenden Wand der Hohlleiterfortsätze kapazitiv seite der Klappe bei jeder ihrer zwei Schaltstellungen koppelbar ist. '·"■·, in direktem elektrischem und mechanischem Kontakt

Zur klaren Abgrenzung des Erfindungsgegen- steht mit einer der Innenwände 24 bzw. 25 des Hohlstandes sei an dieser Stelle bemerkt, daß die kapazi- leiterfortsatzes 15. Anderseits ist die lange Rechtecktive Durchschaltung ,von Mantelströmen bei als 45 seite der Klappe um so viel kleiner als die Höhe (Ab-Schaltorgane dienenden Hohlraumresonatoren an messung b) der Hohlleiterfortsätze, daß zwischen sich bekannt ist. jeder der genannten Querplatten 22 bzw. 23 und der

Die Erfindung und ihre Vorteile werden nun an Ober- bzw. Unterseite der Hohlleiterfortsätze ein Hand der Figuren näher erläutert: enger Spalt 26 bzw. 27 vorhanden ist, der bei rich-

F i g. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung des 50 tiger Bemessung der Querplatten 22 und 23 und der erfindungsgemäßen Hohlleiterumschalters sowie die Höhe des Spaltes 26 bzw. 27 eine scheinbare Stromdaran anzuschließenden rechteckigen Hohlleiter; bahnfortsetzung zwischen der Klappe 18 und der

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Mitte Unter- bzw. Oberseite der Hohlleiterfortsätze bildet, des Hohlleiterschalters; Eine maximale Isolation zwischen den nicht mitein-

F i g. 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Mitte 55 ander verbundenen Hohlleitern ist hierdurch sicherdes Hohlleiterschalters und in Richtung der Pfeile gestellt, während die Querplatten 22 und 23 außersenkrecht zur Linie III-III in Fig. 2, während dem die bei voller Leistung auftretende Neigung zum schließlich Sprudeln und Überschlagen völlig unterdrücken.

Fig. 4 und 5 in perspektivischer Darstellung zwei Ein besonderer Vorteil des Hohlleiterschalters be-

Ausführungsbeispiele der Klappe zeigen, wie diese in 60 steht ferner darin, daß die Klappe 18 (einschließlich dem erfindungsgemäßen Hohlleiterschalter angewen- der Querplatten22 und 23), wie es die Fig. 4 zeigt, det wird. aus dünnem Material hergestellt werden kann. Die

In F i g. 1 ist 10 ein Hohlleiterschalter, an dem die Klappe hat deshalb ein geringes Gewicht, wodurch mit 11 bzw. 12 und 13 bezeichneten rechteckigen eine kurze Schaltzeit möglich wird, während außer- . Hohlleiter angeschlossen werden können. Der Hohl- 65 dem einfache Antriebsvorrichtungen angewendet leiterschalter enthält ein in dieser Figur nicht ersieht- werden können, weil das Drehen der Klappe nur liches Schaltorgan, das in Übereinstimmung mit einer wenig Energie fordert, ersten bzw. zweiten Schaltstellung den Hohlleiter 12 Bei dem in den Figuren angegebenen Ausfüh-

Claims

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rungsbeispiel des Hohlleiterschalters ist dieser mit Tauchkern 31' übertragen, der sich dadurch gleichzwei identisch ausgeführten elektromagnetischen An- zeitig mit dem Tauchkern 31 nach oben bewegt. Der triebsvorrichtungen versehen, die (s. F i g. 3) in zwei von dem Kontaktarm 37' und dem festen Kontakt an der Ober- bzw. Unterseite des dreieckigen 38' gebildete Schalter wird dabei geöffnet, so daß der Schalterkörpers 14 angeordneten zylinderförmigen 5 an den Kontaktstiften 43' und 44' angeschlossene Gehäusen 28 bzw. 28' untergebracht sind. Die in dem Rückmeldekreis unterbrochen wird. Zu gleicher Zeit Gehäuse 28 untergebrachte Antriebsvorrichtung be- wird aber, beim Erreichen der in der F i g. 2 gesteht aus einem Spulenschalter 29 und einer darauf strichelt dargestellten Schaltstellung, ein an den Konangeordneten Tauchkernspule 30, in der sich ein taktstiften 43 und 44 angeschlossener Rückmelde-Tauchkern 31 auf und ab bewegen kann. Der Tauch- io kreis (nicht dargestellt) über die von dem Tauchkern kern 31 ist dabei an einem Ende mit einer schrauben- 31 und dem Stift 39 gegeneinandergedrückten Konförmigen Nut versehen, in die radial nach innen takte 37 und 38 geschlossen.

ragende Vorsprünge 33 des Spulenhalters 29 ein- Während des Schaltvorganges schwenkt die Klappe greifen, so daß die Auf- und Abbewegung des Tauch- in sehr kurzer Zeit über einen Winkel von etwa 60° kernes in eine Drehbewegung umgewandelt wird, die 15 von der einen in die andere Schaltstellung. Die Einüber die Zahnradübertragung 34, 35 die Welle 19 gangsimpedanz des zuvor gesperrten Hohlleiterfortder Klappe 18 antreibt. satzes nimmt während dieses Schaltvorganges fort-

Der Spulenhalter 29 ist an einem Ende mit einer während ab, während die Eingangsimpedanz des zu-Abdeckplatte 36 versehen, auf der ein an einer Seite vor geöffneten Hohlleiterfortsatzes dementsprechend festgeklemmter Kontaktarm 37 angeordnet ist, der 20 zunimmt. Die Klappe verteilt demnach die über den mit. einem festen Kontakt 38 zusammenarbeitet. An Hohlleiterfortsatz 15 zugeführte Energie während des dem Kontaktarm 37 liegt ein Stift 39 aus isolieren- Schaltvorganges über die beiden Hohlleiterfortsätze dem Material an, der durch eine Öffnung in der Ab- 16 und 17 entsprechend ihren Eingangsimpedanzen, deckplatte hindurchragt und vom Tauchkern 31 ge- Diese Eigenschaft des Hohlleiterschalters ist in Komtragen wird. Das Gehäuse 28 ist mit einem Deckel 40 25 bination mit der mit Querplatten versehenen Ausversehen, durch den vier Kontaktstifte 41, 42, 43 und führung der Klappe 18 besonders vorteilhaft, weil es 44 hindurchgeführt sind. Die Kontaktstifte 41 und 42 hierdurch möglich wird, von der einen nach der sind dabei mit den Enden der Spule 30 verbunden, anderen Schaltstellung umzuschalten, ohne daß eine während die Kontaktstifte 43 und 44 mit dem Kon- Unterbrechung der über den Hohlleiterfortsatz 15 taktarm 37 bzw. dem festen Kontakt 38 verbunden 30 zugeführten Energie erforderlich ist. sind. Infolge der symmetrischen Lage, welche die Klappe

Die in dem Gehäuse 28' untergebrachte Antriebs- 18 in jeder ihrer beiden Schaltstellungen bezüglich

Vorrichtung ist in gleicher Weise ausgeführt. Die mit der miteinander verbundenen Hohlleiter einnimmt,

der beschriebenen Antriebsvorrichtung übereinstim- ist es für die Hochfrequenzenergie so, als sei der

menden Teile der in dem Gehäuse 28' untergebrach- 35 Durchgang im Inneren des Schalters praktisch

ten Antriebsvorrichtung sind deshalb mit gleichen, gerade, so daß ein minimaler Leistungsverlust zwi-

jedoch deutlichkeitshalber mit einem Suffix gekenn- sehen den miteinander verbundenen Hohlleitern

zeichneten Bezugsziffern versehen. Die Wirkungs- realisiert wird.

weise des im vorhergehenden beschriebenen Hohl- Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform

leiterschalters ist wie folgt: 40 der Klappe 18 bestehen die genannten Organe 22

In F i g. 3 sind die Tauchkerne 31 und 31' in der bzw. 23 je aus einer Querplatte. Die Klappe 18 kann

Stellung gezeichnet, in der sie sich befinden, wenn auch gemäß Fig. 5 ausgeführt werden, wobei die

von den beiden Spulen 30 und 30' die Spule 30' über Klappe an jeder ihrer beiden kurzen Rechteckseiten

eine an die Kontaktstifte 4Γ und 42' angeschlossene in eine Anzahl schmaler rechteckiger Querplatten 45

Speiseleitung (nicht dargestellt) erregt ist. Die Klappe 45 bzw. 46 übergeht, die untereinander abstandsgleich

18 befindet sich dabei in der in Fig. 2 mit ausge- in einer Ebene senkrecht zur Welle 19 angeordnet

zogenen Linien angegebenen Schaltstellung, bei der sind, und wobei jede dieser rechteckigen Querplatten

der Hohlleiterfortsatz 16 für die über den Hohlleiter- von der Fläche der Klappe in zwei gleiche Teile auf-

fortsatz 15 zugeführte hochfrequente elektromagne- geteilt wird.

tische Energie gesperrt ist, während der Hohlleiter- 50 Schließlich sei noch erwähnt, daß bei einer in

fortsatz 17 geöffnet ist. Diese Schaltstellung wird da- unterschiedlichen Frequenzbändern durchgeführten

bei mittels der bei dieser Schaltstellung gegenein- praktischen Erprobung von Hohlleiterschalter mit

ander ruhenden Kontakte 37' und 38' zurückgemeldet. einer Klappe gemäß F i g. 4 die nachfolgende Dimen-

Wenn nun an Stelle der Spule 30' die Spule 30 er- sionierung mit gutem Erfolg angewendet wurde:

regt wird, bewegt sich der Tauchkern 31 in Aufwärts- 55 „..,

richtung, bei der er sich im Gegenzeigersinn dreht. ^{Hohe des b}P^altes ^υ'^υ15 *

Diese Drehbewegung des Tauchkernes 31 wird über Länge der rechteckigen Querplatte 0,23 λ

eine Zahnradübertragung 34, 35 auf die Welle 19 _{Brdte der rechteckigen Quer}pi_{atte 0},18 λ

übertragen, wodurch die Klappe 18 m die Schaltstellung gelangt, die in der F i g. 2 mit gestrichelten 60
Linien gezeichnet ist. Bei dieser Schaltstellung ist

der Hohlleiterfortsatz 17 für die über den Hohlleiter- Patentansprüche: fortsatz 15 geführte hochfrequente elektromagnetische Energie gesperrt, während dahingegen der 1. Hohlleiterumschalter für Mikrowellenener-Hohlleiterfortsatz 16 geöffnet ist. 65 gie, bestehend aus einem dreieckigen Schalter-

Die infolge der Aufwärtsbewegung des Tauch- körper mit drei rechteckigen Hohlleiterfortsätzen,

kernes 31 auftretende Drehbewegung der Welle 19 die sich unter einem Winkel von 120° schneiden,

wird über die Zahnradübertragung 34', 35' auf den und einem drehbaren Schaltorgan in Form einer

rechteckigen Klappe, deren eine lange Rechteckseite in eine Welle übergeht und die an der Stelle der Schnittlinie zweier Wände der Hohlleiterfortsätze drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe an jeder der kurzen Rechteckseiten mit einem plattenförmigen Organ verbunden ist, das mit der gegenüberliegenden Wand der Hohlleiterfortsätze kapazitiv koppelbar ist.
2. Hohlleiterumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Rechteckseiten der Klappe größer und die langen Rechteckseiten kleiner als die Breite bzw. Höhe der Hohlleiterfortsätze ist.
3. Hohlleiterumschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Organe je aus einer rechteckigen Querplatte bestehen, die mit der Klappe mittig verbunden sind.
4. Hohlleiterumschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Organe je aus einer Anzahl rechteckiger Querplatten bestehen, die untereinander abstandsgleich und mittig mit der Klappe verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen