DE1491965B1

DE1491965B1 - Leistungsteiler fuer Mikrowellen und Verwendung des Leistungsteilers zur Speisung eines Mikrowellenofens

Info

Publication number: DE1491965B1
Application number: DE19661491965
Authority: DE
Inventors: Smith Peter Harold
Original assignee: Microtherm Ltd
Current assignee: Microtherm Ltd
Priority date: 1965-02-09
Filing date: 1966-02-09
Publication date: 1970-09-10
Also published as: NL6601620A; CH455081A; GB1126876A; US3492454A; SE333590B; BE676266A; ES322768A1

Description

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Die Erfindung geht aus von einem Leistungsteiler Bei einem Leistungsteiler der eingangs genannten

für Mikrowellen mit einem Eingangsübertragungs- Art ist zur Lösung dieser Aufgabe gemäß-der Er-

element, welches an der Verbindungsstelle von zwei findung vorgesehen, daß das Eingangsübertragungs-

sich in entgegengesetzter Richtung erstreckenden, als element ein Koaxialleitungsstück ist, das rechtwinklig

Rechteckhohlleiter ausgebildeten Ausgangsübertra- 5 auf die beiden Rechteckhohlleiter auftrifft, daß der

gungselementen angesetzt ist, und mit Anpassungs- Innenleiter des Koaxialleitungsstückes als Stichleitung

elementen für einen möglichst Stoßstellenfreien Über- frei in den Innenraum der Rechteckhohlleiter an

gang zwischen dem Eingangsübertragungselement und deren Verbindungsstelle ragt und daß die Anpassungs-

den Ausgangsübertragungselementen. elemente durch nach innen gerichtete Vorwölbungen

Ein derartiger Leistungsteiler ist bekannt (Zeit- io der parallel zu der Stichleitung verlaufenden Wände schrift »Electronic Engineering«, August 1957, S. 368, der Rechteckhohlleiter gebildet sind, derart, daß die 369). Bei ihm ist das Eingangsübertragungselement durch die Vorwölbungen bewirkte Querschnittverein an den beiden Rechteckhohlleitern rechtwinklig minderung der Rechteckhohlleiter an der Verbinangesetzter weiterer Rechteckhohlleiter, dieser ist vor dungssteile am größten ist.

Erreichen der Verbindungsstelle mittels einer Trenn- 15 Der neue Leistungsteiler hat gegenüber bekannten wand in zwei Teilleiter unterteilt, und die Anpassungs- Konstruktionen einen bisher unerreicht einfachen elemente sind durch einen auf der senkrecht zu dem Aufbau. Er hat außerdem gegenüber dem bekannten angesetzten Rechteckhohlleiter verlaufenden und ihm Leistungsteiler, dessen Eingangsübertragungselement gegenüberliegenden Innenwand der beiden Rechteck- ein Rechteckhohlleiter ist und bei dem bei einem hohlleiter vorgesehenen, nach innen ragenden prisma- 20 Leistungsteilungsverhältnis von 1: 1 die beiden Austischen Körper von gleichseitig-dreieckigem Quer- gangsübertragungselemente den halben Wellenwiderschnitt gebildet, dessen innere Kante an die Trenn- stand des Eingangsübertragungselements aufweisen, wand des angesetzten Rechteckhohlleiters anschließt. den Vorteil, daß der Wellenwiderstand des Koaxial-Ein solcher Leistungsteiler hat die Nachteile, daß die leitungsstückes einerseits und der beiden Rechteck-Trennwand infolge ihrer endlichen Dicke Verluste 25 hohlleiter andererseits in weiten Grenzen unabhängig verursacht, daß die Wellenwiderstände der Ausgangs- voneinander gewählt werden kann. Insbesondere übertragungselemente nicht frei wählbar sind, son- kann gemäß einer Ausgestaltung der Wellenwiderdern je nach dem gewünschten Leistungsteilungsver- stand der beiden Rechteckhohlleiter in ihren außerhältnis festgelegt werden müssen, und daß der halb des Bereichs der Querschnittsverminderung gemechanische Aufbau infolge der erforderlichen ge- 30 legenen Bereichen gleich dem Wellenwiderstand des nauen Ausrichtung zwischen Trennwand und prisma- Koaxialleitungsstückes sein,
tischem Körper schwierig ist. Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

Es ist weiter eine für Mikrowellen geeignete Kopp- Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

lungsvorrichtung für vier Übertragungskreise bekannt, F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Mikrowellen-

bei der ein als Koaxialleitungsstück ausgebildetes 35 Heizvorrichtung, die ein Ausführungsbeispiel des

Übertragungselement rechtwinklig an zwei sich in neuen Leistungsteilers umfaßt,

entgegengesetzte Richtungen erstreckenden, als Recht- F i g. 2 einen Schnitt durch den Leistungsteiler bei

eckhohlleiter ausgebildeten Übertragungselementen Blickrichtung gemäß 2-2 in Fig. 1,

angesetzt ist, wobei der Innenleiter des Koaxial- F i g. 3 einen Schnitt durch den Leistungsteiler bei

leitungsstücks als Stichleitung frei in den Innenraum 40 Blickrichtung gemäß 3-3 in F i g. 2.

der Rechteckhohlleiter an deren Verbindungsstelle Die in F i g. 1 gezeigte Heizvorrichtung ist in einem

ragt (deutsche Patentschrift 977 019). Anpassungs- Gehäuse 10 untergebracht und weist als Energiequelle

elemente zur Vermeidung von Stoßstellen sind hier- einen Mikrowellengenerator 32, beispielsweise ein

bei nicht vorgesehen, so daß die Übertragungs- Magnetron, auf, der mittels eines Lüfters 35 gekühlt

elemente zur Leistungsübertragung und -teilung 45 ist. Der Mikrowellengenerator 32 speist ein einen

schlecht geeignet sind. _r Außenleiter 38 und einen Innenleiter 39 aufweisendes

Zur stoßstellenarmeri Verbindung zwischen einem Koaxialleitungsstück, das das Eingangsübertragungs-Koaxialleitungsstück und einem in gleicher axialer element eines Leistungsteilers bildet, dessen Aus-Richtung verlaufenden Rechteckhohlleiter ist es auch gangsübertragungselemente als zwei Rechteckhohlbekannt, daß der Innenleiter des Koaxialleitungs- 50 leiter 40, 40' ausgebildet sind. Das Koaxialleitungsstückes als induktive Kopplungsschleife in den Innen- stück trifft rechtwinklig auf eine Wand 46 (F i g. 2, 3) raum des Rechteckhohlleiters ragt und daß die der auf der Breitseite der beiden Rechteckhohlleiter 40, Breitseite der Kopplungsschleife gegenüberliegenden 40' auf, die sich von der so gebildeten Verbindungs-Wände des Rechteckhohlleiters im Bereich der Kopp- stelle in entgegengesetzter Richtung erstrecken. Zur lungsschleife zu einer Stirnwand des Rechteckhohl- 55 kapazitiven Ankopplung ragt der Innenleiter 39 des leiters hin zusammenlaufen, so daß die dadurch be- Koaxialleitungsstückes frei in den Innenraum der wirkte Querschnittsverminderung des Rechteckhohl- Rechteckhohlleiter 40, 40'. Wie aus den F i g. 2 und 3 leiters an der Stirnwand"am größten ist (USA.-Patent- genauer erkennbar, sind zur Erzielung eines möglichst schrift 2 659 054). Diese Konstruktion ist aufwendig, stoßfreien Übergangs zwischen dem Koaxialleitungszumal sie weitere Anpassungsmaßnahmen bedingt, 60 stück und den beiden Rechteckhohlleitern 40, 40' an und ist nicht zur Verbindung eines Koaxialleitungs- der Verbindungsstelle Anpassungselemente durch Stückes mit zwei sich in entgegengesetzter Richtung nach innen gerichtete Vorwölbungen 49, 50 der erstreckenden Rechteckhohlleitern geeignet. parallel zu der Stichleitung 39 verlaufenden Wände

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen 47, 48 der Rechteckhohlleiter 40, 40' gebildet. Die

einfach aufgebauten und trotzdem stoßstellenarmen 65 Vorwölbungen 49, 50 haben eine derart abgerundete

Leistungsteiler mit koaxialem Eingang und zwei als Form, daß die durch sie bewirkte Querschnittsver-

Rechteckhohlleiter ausgebildeten Ausgangsübertra- minderung an der Verbindungsstelle am größten ist

gungselementen zu schaffen. und von der Verbindungsstelle ausgehend nichtlinear

abnimmt. Zur leichten Herstellung und Justierung sind die Vorwölbungen 49, 50 von im Inneren der Rechteckhohlleiter 40, 40' befestigten Einsätzen aus einem elektrisch leitendem Material gebildet.

Die von der Verbindungsstelle an gemessene Länge einer Vorwölbung 49, 50 in Längsrichtung eines Rechteckhohlleiters 40, 40' ist vorzugsweise jeweils etwa gleich einem Viertel der Betriebswellenlänge, so daß dann die Gesamtlänge L einer Vorwölbung 49, 50 gleich der halben Betriebswellenlänge und etwa gleich der Breite der Wände 45, 46 ist. Die Breite T der Vorwölbungen 49, 50 ist der Breite der Wände 47, 48 angepaßt. Die Höhe H ist so gewählt, daß der an der Verbindungsstelle erreichte geringste Abstand 5 dem Innendurchmesser des Außenleiters 38 des Koaxialleitungsstückes entspricht. Der Abstand 5 bestimmt somit den Wellenwiderstand des Koaxialleitungsstückes unabhängig vom Wellenwiderstand der Rechteckhohlleiter 40, 40' in ihren außerhalb des Bereichs der Querschnittsverminderung gelegenen Bereichen, wo sie vorzugsweise den gleichen Wellenwiderstand wie das Koaxialleitungsstück aufweisen. Um mit dem Leistungsteiler eine Energiefortleitung in zwei parallelen Richtungen zu erreichen, wird in weiterer Ausgestaltung gemäß Fig. 1 vorgesehen, daß die Rechteckhohlleiter 40, 40' gleiche Längen haben und daß sich an ihre der Verbindungsstelle abgelegenen Enden in gleichen Richtungen verlaufende Hohlleiterzweige 41, 42 anschließen. In dieser Form ist der Leistungsteiler in der dargestellten Weise in besonderem Maße zur Speisung eines in dem von den Rechteckhohlleitern 40, 40' und den Hohlleiterzweigen 41, 42 umschlossenen Raum zumindest teilweise untergebrachten Mikrowellenofen 19 geeignet. Dieser umfaßt eine durch eine Tür 15 verschließbare Heizkammer 19 mit einer darin auf einem Boden 52 drehbar getragenen Platte 55 aus einem verlustarmen dielektrischen Material zum Tragen eines zu erhitzenden Lebensmittels. Die metallische Rückwand 22 der Heizkammer 19 dient gleichzeitig als Wand 45 der Rechteckhohlleiter 40, 40', und die Wände 20,21 bilden in entsprechender Weise Wände der Hohlleiterzweige 41, 42. Die Übertragung von Mikrowellenenergie aus den Hohlleiterzweigen 41, 42 in die Heizkammer 19 erfolgt durch Schlitze 43, 44, die in ihrer Projektion auf eine zur Zeichenebene der F i g. 1 senkrechte Ebene einen Winkel von 90° miteinander und einen Winkel von jeweils 45° mit der Längsrichtung der Hohlleiterzweige 41, 42 einnehmen, um in der Heizkammer 19 ein elliptisch polarisiertes elektromagnetisches Feld zu erzeugen, das gegenüber einem linear polarisierten Feld zu geringeren Übertragungsverlusten führt. Die Schlitze 43, 44 sind zur Vermeidung des Eindringens von Dämpfen in die Hohlleiterzweige 41,42 mit verlustarmen Streifen 60 bedeckt. Eine Abstimmung der Hohlleiterzweige 41, 42 ist mittels Schrauben 51 möglich. _π

Claims

Patentansprüche:

1. Leistungsteiler für Mikrowellen mit einem Eingangsübertragungselement, welches an der Verbindungsstelle von zwei sich in entgegengesetzter Richtung erstreckenden, als Rechteckhohlleiter ausgebildeten Ausgangsübertragungselementen angesetzt ist, und mit Anpassungselementen für einen möglichst Stoßstellenfreien Übergang zwischen dem Eingangsübertragungselement und den Ausgangsübertragungselementen, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangsübertragungselement ein Koaxialleitungsstück (38, 39) ist, das rechtwinklig auf die beiden Rechteckhohileiter (40, 40') auftrifft, daß der Innenleiter (39) des Koaxialleitungsstückes als Stichleitung frei in den Innenraum der Rechteckhohileiter an deren Verbindungsstelle ragt und daß die Anpassungselemente durch nach innen gerichtete Vorwölbungen (49, 50) der parallel zu der Stichleitung verlaufenden Wände der Rechteckhohlleiter gebildet sind, derart, daß die durch die Vorwölbungen bewirkte Querschnittverminderung der Rechteckhohlleiter an der Verbindungsstelle am größten ist.

2. Leistungsteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koaxialleistungsstück auf eine Breitseite der beiden Rechteckhohlleiter (40, 40') auftrifft.

3. Leistungsteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwölbungen (49, 50) eine abgerundete Form haben, so daß die durch sie bewirkte Querschnittsverminderung der Rechteckhohlleiter (40, 40') von der Verbindungsstelle ausgehend nichtlinear abnimmt.

4. Leistungsteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwölbungen (49, 50) von im Inneren der Rechteckhohlleiter (40. 40') befestigten Einsätzen gebildet sind.

5. Leistungsteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Verbindungsstelle an gemessene Länge einer Vorwölbung (4*9, 50) in Längsrichtung eines Rechteckhohlleiters (40, 40') jeweils etwa gleich einem Viertel der Betriebswellenlänge ist.

6. Leistungsteiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand der beiden Rechteckhohlleiter (40, 40') in ihren außerhalb des Bereichs der Querschnittverminderung gelegenen Bereichen gleich dem Wellenwiderstand des Koaxialleitungsstückes ist.

7. Verwendung eines Leistungsteilers nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Speisung eines Mikrowellenofens, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechteckhohlleiter (40, 40') gleiche Längen haben, daß sich an ihre der Verbindungsstelle abgelegenen Enden in gleichen Richtungen verlaufende Hohlleiterzweige (41, 42) anschließen und daß der Mikrowellenofen (19) in dem von den Rechteckhohlleitern (40, 40') und den Hohlleiterzweigen (41, 42) umschlossenen Raum zumindest teilweise untergebracht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnunscn COPY