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Die Erfindung bezieht sich auf einen angepaßten Hohlleiterabschluß
im Mikrowellenbereich mit einem die Mikrowellenleistung durch seine dielektrischen
und magnetischen Verluste reflexionsfrei absorbierenden, auf einer Abschlußplatte
angebrachten Körper.
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Derartige Körper sind bekannt, z. B. aus dem Philips-Katalog für elektrische
Meßgeräte und Mikrowellenmeßgeräte, 1965, S. 109. Die dort gezeigten angepaßten
Abschlußwiderstände enthalten ein zugespitztes Absorptionsmaterial, das derart in
den Hohlleiter eingesetzt ist, daß die Mikrowellenleistung mit möglichst geringer
Reflexion absorbiert wird. Bei diesen bekannten Abschlußwiderständen ist die Welligkeit
im X-Band (8,2 bis 12,4 GHz) kleiner als 1,02. Diese bekannten Abschlußwiderstände
im X-Band sind etwa 12 cm lang.
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Die Körper aus dem Absorptionsmaterial, die in derartige Abschlußwiderstände
eingefügt werden können, sind z. B. bekannt aus den Angeboten der Hersteller. Flach
oder spitz auslaufende Keile oder auch abgestufte Einsätze aus Werkstoffen mit hohen
magnetischen Verlusten im Mikrowellenbereich werden verwendet.
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Bei der flach auslaufenden Keilform wird die Mikrowellenleistung entlang
des Keiles absorbiert. Bei den abgestuften Einsätzen wird die Anpassung der Welle
durch das verlustbehaftete Material durch eine mehrfache 2/4-Transformation der
Stufen erreicht. Soll die Anpassung über ein ganzes Hohlleiterband, z. B. über das
gesamte X-Band von 8,2 bis 12,4 GI-1z, besonders gut sein, so sind sehr flache und
damit sehr lange Keile bzw. zahlreiche Transformationsstufen erforderlich. Die Baulänge
der bekannten angepaßten Hohlleitungsanschlüsse liegt daher in der Größenordnung
mehrerer Wellenlängen.
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Das gleiche trifft für die Verwendung des Absorptionsmaterials in
runden und/oder koaxial aufgebauten Hohlleitern zu, da sich in diesen Keile und
Treppen nur in Form konischer Kegel und mehrfach abgesetzter Zylinder verwenden
lassen. Auch diese Kegel und Zylinder müssen bei besonders guter Anpassung über
ein ganzes Band Baulängen in der Größenordnung einiger Wellenlängen besitzen. Diese
Absorptionskörper können zur Verbesserung der Anpassung auch noch mit künstlichen
Störstellen in Form von senkrecht zur Längsachse liegenden Durchbohrungen versehen
sein.
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Aufgabe der Erfindung ist es, demgegenüber eine Anpassung mit einem
sehr kleinen Teil aus Absorptionsmaterial zu erreichen, so daß die Baulänge des
Hohlleitungsabschlusses bei gleichzeitiger Anpassung über ein ganzes Hohlleitungsband
erheblich geringer als bei den bekannten Anordnungen ist, z. B. um den Faktor 10
kleiner.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Körper
mit einer Ausdehnung von ein drittel Mikrowellenlänge im freien Raum mindestens
einen transversal zur Ausbreitungsrichtung der Mikrowelle liegenden Einschnitt aufweist
und auf der Abschlußplatte im Ort der zirkularen Polarisation der Welle wandfrei
befestigt ist.
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Der Körper kann die Form eines Würfels, Quaders, Zylinders, Kegels
od. dgl. besitzen. Er kann den Querschnitt eines E (F i g. 1) aufweisen, dessen
einer äußerer Schenkel an der Hohlleiterwandung auf der Abschlußplatte befestigt
sein kann.
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Der zylindrische Körper kann kreisförmig angeordnete Einschnitte aufweisen.
Außerdem kann der Körper Einschnitte verschiedener Breite und/oder Tiefe aufweisen.
Weiterhin kann der Körper zwischen den Einschnitten an den Enden abgeschrägten Stege
aufweisen. Der Körper kann Stege unterschiedlicher Höhe und/oder Breite aufweisen.
Der Körper kann Stege mit Nuten aufweisen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 die Anordnung eines
Körpers nach der Erfindung in einem Rechteckhohlleiter, F i g. 2 eine Draufsicht
auf eine Abschlußplatte für einen Hohlleiter nach F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt
entlang der Linie 111-III nach Fig.2, F i g. 4 a bis 4 i verschiedene Ausführungsbeispiele
für den mit dielektrischen und magnetischen Verlusten behafteten Körper nach der
Erfindung.
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In F i g. 1 ist mit 1 ein rechteckiger Hohlleiter bezeichnet, dessen
schmale Seitenwände mit 2 und 3 bezeichnet sind. Die Hohlleiterbreitseite beträgt
a. Der Hohlleiter ist abgeschlossen mit einer Abschlußplatte 4, auf der ein dielektrische
und magnetische Verluste aufweisender Körper 5 angeordnet ist, der im Querschnitt
die Form eines E aufweist und dessen einer äußerer Schenkel 6 auf der Abschlußplatte
4 befestigt ist. Die Einschnitte 8 zwischen den Schenkeln 6, 9 und 10 des E liegen
transversal zur Hohlleiterachse. Der Querschnitt des Körpers 5 ist klein gegenüber
dem Querschnitt des Hohlleiters. Da die Lage des Körpers 5 auf der Abschlußplatte
4 wesentlichen Einfluß auf die Anpassung besitzt, ist er an einem Ort befestigt,
in dem die Komponenten des transversalen und longitudinälen HF-Magnetfeldes gleich
groß sind. Dies ist der Ort der zirkularen Polarisation.
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Der Körper 5 ist etwa um den Betrag von a/4 von der einen schmalen
Seite 3 des Hohlleiters angeordnet.
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Die Anordnung nach F i g. 1 bezieht sich auf einen angepaßten Abschluß
im Frequenzbereich von 8,2 bis 12,4 GHz. Die Bauhöhe des Körpers 5, also die Länge
des Steges 11 des E, beträgt etwa 9 mm. Die Welligkeit der gezeigten Anordnung ist
kleiner als 1,05.
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F i g. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Abschlußplatte mit dem Körper
5 in dem durch die Wände 2, 3 und 7 begrenzten Raum für den Hohlleiter mit einem
Flansch Fl.
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F i g. 3 zeigt einen Schnitt, aus dem die geringen mechanischen Längenabmessungen
des angepaßten Abschlusses- ersichtlich sind. Diese werden lediglich bestimmt durch
die Bauhöhe des Körpers 5.
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Die F i g. 4 zeigt verschiedene Bauformen für den Körper 5. F i g.
4 a zeigt eine Ausführung mit nur einem Einschnitt 8 und zwei Schenkeln 12 und 13
verschiedener Breite. In F i g. 4 b ist eine Ausführung ähnlich der in F i g. 1
dargestellten gezeigt, nämlich ein sogenanntes doppeltes E. F i g. 4 c zeigt dagegen
eine runde Ausführung für den Körper 5, dessen Einschnitte 8 ebenfalls kreisrund
sind.
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Die F i g. 4 d bis 4 i zeigen weitere Ausführungen, nämlich F i g.
4 d einen Körper 5 mit verschiedenen Einschnittbreiten, unterschiedlichen Einschnitt-Tiefen
und Schenkelbreiten; F i g. 4 e nach einer Seite Schenkel immer kleinerer Länge;
F i g. 4 feinen Körper 5 ähnlich F i g. 4 e, nur sind die Schenkelenden 14 abgeschrägt,
der
Einschnitt 8 beim letzten Schenkel 15 ist breiter, und der vorletzte Schenkel 16
weist noch eine erfindungsgemäße Nut 17 auf. Bei der Ausführung nach F i g. 4 g
ist der runde Körper 5 nur mit seitlichen Einschnitten 8 versehen, wie besonders
aus F i g. 4 h ersichtlich, während der Körper 5 nach F i g. 4 i die Form eines
Kegels mit kreisrunden Einschnitten 8 besitzt.
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Die Abmessung a des Hohlleiters ist gegeben durch die Beziehung ig
= 2a, wobei 29 die Grenzwellenlänge des Hohlleiters ist. Der Körper 5 kann z. B.
im X-Band einen Verlust pro Längeneinheit von 60 db/cm aufweisen. Gebräuchliche
Werte für die Körper 5 sind z. B. ein s' von etwa 26, ein ß von etwa 2, ein tg 8E
von etwa 0,12 und ein tg rö ,u von etwa 1,1.