DE1541396A1 - Kopplungsvorrichtung fuer Leiter elektromagnetischer Wellen - Google Patents
Kopplungsvorrichtung fuer Leiter elektromagnetischer WellenInfo
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Description
21. Dezember 1966
Roland Albert HBHRMANN Saint Germain en Laye / Frankreioh
Kopplungsvorrichtung für Leiter elektromagnetischer Wellen.
In der Technik der Leitungsbaueleuiente, eine Technik, die
insbesondere verwendet wird, wenn die frequenz über mehrere hundert Megahertz hinausgeht, werden häufig
Kopplungseinrichtungen oder Koppler benutzt, deren Aufgabe
es unter anderem ist, die von einer Welle stammende Energie zu verschiedenen Stellen und in verschiedenen Mengen weiterzuleiten,
diese Energie zu reflektieren oder auch zu absorbieren.
Zu diesem Zweck ist es eine allgemeine Aufgabe der Erfindung, eine Kopplungsvorrichtung für Wellenleiter,
wie metallische Systeme, dielektrische Systeme oder
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kombinierte mit einem oder mehreren Leitern zu schaffen, die dazu bestimmt ist, elektromagnetische Wellen in
mindestens zwei TeilWellen aufzuspalter, wobei die Vorrichtung
dadurch gekennzeichnet ist, dai3 sio am die
Teilung der elektromagnetischen Wellen zu erzeugen, mindestens eine Widerstandsschicht aufweist, die entlang;
der Fortpflanzungsrichtung der Wellen angeordnet ist, die
in die Vorrichtung eintreten, was es jestattet, besondere
Phasenverhältriisse zwischen den gekoppelten Wellen zu ψ erzielen, damit beispielsweise diese Kopplung von der
Frequenz unabhängig werden kann.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Vorrichtung so angeordnet, daß sie einen Leistungsteiler
oder einen Richtkoppler darstellt, der eine durch einen
ersten Arm eintretende Welle zumindestens zwei Ausgangsarmen
führt und zwar in einer Art und Weise, die vor der Frequenz unabhängig ist und in einem ganz bestimmten
Verhältnis, wobei die Widerstandsschicht so angeordnet ist, daß mindestens zwei Ausgangsarme genügend voneinander
entkoppelt sind, ohne daß in der normalen Übertragungsrichtung der Wellen ein Leistungsverlust eintritt.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Vor richtung so ausgebildet, daß sie eine nicht-richtende
Abzweigung darstellt mit einem geringen Reflexionsfaktor und worin Widerstandsschichten so angeordnet sind, daß
die durch die Ableitung reflektierten Wellen stark
m2m 909843/0910
3
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gedämpft werden.
Die Erflnuurj. erstreckt nich auch auf die nachstehenden
Merkmale und ihre verschiedenen möglichen Korabinationen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus del1 nachstehenden Beschreibung mehrerer in den beigefügt ei schoi.iatischeh Zeichnungen dargestellter nusführungsbeispjele.
Fig. 1 zeigt ir schematischer Ansicht eine Vorrichtung mit
mehreren Abzweigungen,
Fig. 2 zeigt eine AusfUhrungsform mit mehreren tfiderstandsschichten,
Fig. '■} und 4 zeigen zwei Anwendungsgebiete der Vorrichtung,
die homopolare und antipolare wellen herstellt,
Fig. 5 zeigt eine Alisführungsform in der Technik der
Hohlleiter,
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform in der Technik der koaxialen Leiter,
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform in der Technik von bandförmigen Leitern,
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ORlGlNAt
if
Pig. ο stellt eine Ausführungsform mit mehreren
Abzweigungen dar, deren Funktion ähnlich der Vorrichtung nach Fig. 2 ist,
Fig. 9 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung mit
"T"-fb'rmiger Abzweigung,
Fig.10 zeigt eine Vorrichtung mit vier Abzweigungen,
. Fig.11 zeigt eine Vorrichtung, die insbesondere al?
Dämpfer verwendet werden kann,
Fig.12 zeigt eine andere ηusführungsform eines Dämpfers,
und
Fig. IJ> zeigt eine Kopplervorrichtung, die es gestattet,
einen von der Frequenz unabhängigen Reflexionskoeffizienten zu erzielen.
Demgemäß bezieht sich die Erfindung auf Kopplungsvorrichtungen für Wellenführungen, die aus metallischen,
dielektrischen oder kombinierten Systemen mit einem oder mehreren Leitern bestehen und dazu dienen., eine elektromagnetische
Welle in mindestens zwei Teilwellen aufzuteilen, Bei dieser Art von Kopplungsvorrichtungen kann es sich
um Ableiter, Leistungsteiler, Richtkoppler, Dämpfer,
Reflektoren oder Wellentypfilter handeln. Im Gegensatz
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zu den bekannten reaktiven Koppe!vorrichtungen, deren
Koppelelemente aus öffnungen, Membranen, Leiterabschnitten usw. bestehen und die verlustlose aufbauten anwenden,
umfassen die resistiven Kopplungsvorrichtungen nach der beschriebenen Erfindung dünne Widerstandsschichten. Daher
ergeben sich im Verhältnis zu den Richtkopplern andere
Phasenverhältnisse zwischen den gekoppelten Wellen, die beispielsweise so verwendet werden können, daß die
Kopplung unabhängig von der Frequenz wird, was wesentlich ist. Sie weisen auch noch den Vorteil auf, daß die elektromagnetischen
Wellen, die sich in den Willenleitern fortpflanzen, in ihrer Geometrie weniger durch geeignete
Elemente in Form einer Oberfläche beeinflußt werden als durch einzelstehende reaktive Kopplungselemente. Die
gekoppelten Wellenleiter können von jeder beliebigen Art sein, nämlieh Systemen mit einem oder mehreren Leitern,
homogenen oder heterogenen Hohlleitern oder dielektrischen
Leitern. Insbesondere sind die Kopplungsvorrichtungen nach der Erfindung durch die Tatsache gekennzeichnet,
daß die Verteilung der Wellen durch geeignete geometrische Anordnungen von Schichten aus Widerstandsmaterial geeigneter
Leitfühigkeit hervorgerufen wird, die auf Oberflächen
angeordnet sind, die entlang der Fortpflanzungsrichtung der hereinkommenden Wallen liegen und / oder durch die
Tatsache, daß diese Schichten aus resistiven Materialien vollständig oder teilweise Wellen unterdrücken, die in
der Vorrichtung selbst entstehen oder von außen eindringen,
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909843/0910
indem die Tatsache ausgenutzt wird, daß die Weneugestalten,
in denen die Vektoren des elektrischen Feldes senkrecht zu den beiden Seiten der Widerstandsschicht liegen, im
absoluten Wert gleich sind und die gleiche Richtung haben, nicho von dieser Schicht beeinflußt werden, und daß die
Wollengestalten, bei denen die Vektoren des Elektrofeldes nicht den gleichen absoluten l/ert haben und/ oder eiiu
Richtung haben, die nicht die gleiche ist und / oder nicht senkrecht zu der Schicht liegen, die Energie der Schicht
" abtreten und gedämpft werden. Vorricht iir^en mit Wiierstandsschichten
wie denen nach der hier beschriebenen Erfindung körnen für alle Wellengestalten gebaut werden, bei der.en
Oberflächen vorhanden sind, die parallel zur Portpflanzungsrichtung der Wellen liegen, überflächen, die
überall senkrecht zum elektrischen FeId-Vektor liegen. Im
Falle der Weller II und L (TEM) ist immer eine Vielzahl
derartiger Oberflächen vorhanden, während im Falle der Wellen E (oder E H) im allgemeinen nur wenige Oberflächen
vorhanden sind, bei denen die Komponente E entlang der Fortpflanztmgsrichtung verschwindet.
Die Erfindung wird mit Hilfe einiger Spezialausführungsbeispiele
beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Vorricht .ng mit mehreren Abzweigungen. Sie besteht aus einem Kopplungsraum
(20) mit mehreren Abzweigungen A, B, C, D und E, mit denen im Betrieb normalerweise entsprechende elektromagnetische
Wellenleiter verbunden sird. './as diese Leiter
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anbetrifft, muß gesagt v/erden, daß es sieh um gewöhnliche
Wellenleiter handeln kann, horaogei.e oder nicht homogene
Systeme mit einem oder mehreren Leitern, und solche, die
mit einem Dielektrikum gefüllt sind. Es kann sich demgemäß
um Hohlleiter, koaxiale Leiter, Leiter aus Bändern und auch rein dielektrischen Leitern oder um Kombinationen
von Leitern dieser verschiedenen Arten handeln. Die
verschiedenen Abzweigungen der Vorrichtung körnen mit
Leitern der gleichen Art zusammenarbeiten und im Gegensatz dazu mit Leitern verschiedener Art.
Ein Merkmal der Erfindung ist, daß der Kopplungsraum (20) resistive Schichten (22), die in geeigneter Art und Weise
flach oder gewölbt sind, aufweist und entlang der Fortpflanzungsrichtung
der elektrischen Wellen angeordnet sind, die durch diesen Raum hindurchlaufen. Bei diesen Schichten (22),
die einen geeigneten Oberflächenwiderstand haben, (gemäß ihrer Geometrie haben sie am häufigsten beispielsweise
0,1 bis 1000 0hm je Quadrat) wird Energie absorbiert. Diese stammt von Wellen, die zu einigen oder zu allen Abzweigungen
kommen. Die Menge absorbierter Energie hängt von den Phasenverhaltnissen und der Geometrie der Wellen (Typen)
ab, die bei diesen Abzweigungen ankommen.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung wird mit Hilfe der Vorrichtung mit drei Abzweigungen nach Fig. 2 beschrieben.
Diese, die als ein Schnitt durch ein Leitungssystem mit
Bändern oder Hohlleitern angesehen werden kann, kann auch
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·ΟΜ43/09ΤΊΓ
. in- allgemeiner Art und Weise beliebige Wellenleiter
dar«teIlen. Die Widerstandsschicht 22 ist in einer solchen
.Art und Weise angeordnet, daß die Vektoren des elektrischen Feldes einer Welle, die von der Zweigleitung A kommen, senk-•
recht dazu sind und daß sie den Wellentyp, der in zwei Teilen hereinkommt, und hier Typenpaar genannt wird,
aufteilt. In diesem Falle hat die Widerstandsechicht keinerlei Einfluß auf die bei A hereinkommende Welle, die
praktisch ohne Verluste die Koppelvorrichtung durchläuft und sich in den Zweigleitungen B und C verteilt. Das Ver«.
hältnis der Wellenleistungen, die bei B und C austreten,
hängt von der Geometrie des Kopplers ab, beispielsweise vom Verhältnis der Querabmessungen (h^ und hg* siehe Fig..5).
Im Kopplungsraum 20 ist in diesem Falle ein Paar als homopolar bezeichneter Typen vorhanden. Dieses Paar ist
durch die Tatsache gekennzeichnet, daß die Intensit&t
des elektrischen Feldes an jedem Punkt der Widerstandsschicht unter beiden Seiten derselben in Größe und Richtung
gleich ist. Das Paar homopolarer Typen wird nicht durch das Vorhandensein der resistiven Schicht beeinflußt.
Jede allgemeine Art, die Kopplungsvorrichtung wie dargestellt zu verwenden, kann als die Überlagerung von drei Typenarten
betrachtet werden, nämlich einem der Paare homopolarer Typen wie in Fig. 2 und 5 in jeder Richtung dargestellt, und
einem Paar antipolarer Typen.
Die Kopplungsvorrichtung verhält sich gegenüber homopolaren
Typpaaren wie eine gewöhnliche Ableitung.
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Xm sogenannten antipolaren FaIl4 wie in Pig. 4 dargestellt,
sind die Fortpflanzungsrichtungen und das Verhältnis der Leistungen wie im homopolaren Fall der FIg, 3» aber im
Gegensatz dazu haben die Wellen in den Abzweigungen B und C einen Phasenuntersohied von 18O°. Bei dieser Aue«
nutzungsweiae hat dl· Wlderstandssohicht eine Dämpfungswirkung, so daß ein Paar antipolarer Typen entlang dem
Kopplungsraum 20 eine Amplitude hat, die entlang der Fort« Pflanzungsrichtung abnimmt. Es entsteht außerdem ein neues
Paar homopolarer Typen, das sich in seiner Amplitude in der Fortpflungsrichtung vergrößert. Für diese stellt das
Ende der Widerstandsschicht keine Diskontinuität dar.
Jedoch kann die antipolare Komponente nicht außerhalb des KopplungsraunwB bestehen, wo sich die Widerstands«
schioht befindet und daher wird ale vollständig am Ende
der Schicht reflektiert und tsrotut geschwächt. Wenn der
•V
Kopplungsraum genügend lang ittr ist an seinem Ende dl· ■
antipolare Komponente praktisch veracüwunden und es bleibt nur noch die homopolare Komponente. Wenn die Widerstands«
schicht so angeordnet ist, daß 41· Teilwellen die gleichen
Leistungen haben, wird, wenn die Widerstandsschicht eine genügende Länge hat« das Paar antipolarer Typen voll·
ständig gedämpft und dies, ohne dal irgendeine homo«
polare Komponente erzeugt wird. Als heteropolarer Armv&dung-*
fall wird ein Zustand bezeiohnet, bei dem an den Armen
B und C verschiedene Wellentype» eintreten mit beispielsweise anderen Polarisationen oder anderen Grenz-
*4*
lOftHI/ttlfl·
frequenzen. Dies ist möglich, wenn die Arme B und C mit Leitungen verbunden sind, in denen mehrere Wellen
zirkulieren. Die heteropolaren Typen werden ebenfalls von der Widerstandsschicht gedämpft.
Die bezüglich der verschiedenen Anwendungszustände
gegebenen Erläuterungen, die für einen Koppler mit drei Armen gegeben wurden, können im Falle von Kopplern mit
vier oder mehr Abzweigungen verwendet werden. Im allgemeinen Falle einer Kopplungsvorrichtung mit η-Abzweigungen (Fig.l)
kann der Zustand des Kopplungsraumes durch ein Paar homopolarer Arten in jeder Richtung und durch η - 2 anti«
ι polare Arten gekennzeichnet werden, wenn Paare von antipolaren (und homopolaren) Typen vorhanden sind, unterscheidet sich die Kopplungsvorrichtung nach der Erfindung
sehr stark von den gewöhnlichen Abzweigungen. Die Widerstandssohioht absorbiert mindestens teilweise die Energie
dieser Typenpaare. Der Verwendungsfall, in dem beispielsweise nur eine Welle vorhanden ist, die in den Swelg B
oder C eintritt oder den von Eingangswellen verschiedener Amplituden, kann von der Überlagerung einer homopolaren
Mofponent« und einer antipolaren Konponente erzielt werden.
Bl|.st eof ort zu sehen, dafl ein Teil der Leistung (zum
gjHfy|te]* Teil aus der homopolaren Konponente bestehend)
il| dir Zweigleitung A ankommt, während es gerade der Teil
(di· antipplar« Komponente) ist, die in Abwesenheit einer
Wi^trstjandaachicht iu den Abzweigungen B und C abgeleitet
. absorbiert wird. Die Zweigleitungen B und C sind demgemäß
gut», ▼qft^nander abgekoppelt und dl· von A 1st teilweise
.„., BAD ORIGrNAL
' „ίο- Φ09843/0910
• ι ■ *
•von der nach C bezw. von der nach B abgekoppelt.
Piß· 5# 6 und 7 zeigen praktische AusfUhrungsbeispiele
der Vorrichtung nach Fig. 2, Genauer gesagt, stellt Fig. 2 eine Ausführungsform dar, die in der Technik der
Hohlleiter durchgeführt wird, Fig. 5 eine Ausführungsform
in der Technik der koaxialen Leiter, während Fig. 7 eine AusfÜhrungsform der Technik zeigt, bei der die Leiter
aus Bändern bestehen.
Eine Vorrichtung mit mehreren Abzweigungen, die in ähnlicher Art wie die einfache Vorrichtung nach Fig. 2
arbeitet, ist in schematisoher Art und Weise in Fig. 8
dargestellt.
Fig. 9 aeigt eine andere AusfUhrungsform einer Vorrichtung
mit drei Abzweigungen, Wenn die Widerstandteohloht 22
nicht vorhanden wäre , würde es eioh um eine normale
T-förmige Einrichtung handeln oder um eine Ableitungs«
einrichtung, die beispielsweise von der Welle A einen Teil der Leistung abnimmt, um sie nach B zu führen und
die einen Teil nach C führen und einen Teil nach A reflektieren würde. In diesem Falle geschieht es häufig,
daß die Reflextion, die an der Mündung der Leitung B entsteht, störend wird. Die Wideretandaechleht 22, die
nach der Erfindung hlnitugefügt wird, wirkt so, daß die reflektierte Welle sowie all« Wellen, die bei B ankommen,
stark gedämpft werden. Die bti B austretenden wellen
können insbesondere als die Überlagerung eines homopolaren
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Zustandes und eines antipolaren Zustandes angesehen werden.
Durch eine geeignete Dimensionierung wird der antipolare Zustand vollständig gedämpft.
Fig. 10 zeigt die Verwendung von Widerstandsschichten 22a, 22b
in einer Vorrichtung mit vier Abzweigungen. Solch eine .Vorrichtung weist Eigenschaften auf, die ähnlich denen
eines reaktiven Richtkopplers der früheren Technik sind. Die Arbeitsweise erfolgt durch Kombination der Zustände
W wie bezüglich Fig. 2 beschrieben. Im Gegensatz zu den bekannten Richtkopplern kann ein resistiver Richtkoppler
nach der Erfindung erstens verschiedene Kopplungsfaktoren in den beiden Fortpflanzungsrichtungen haben, zweitens
der Kopplungsmechanismus ist grundlegend von der Frequenz unabhängig, was im Falle von reaktiven Kopplern nur
ungefähr und unter beträchtlichen Kosten erzielt werden kann, drittens die beiden austretenden Wellen liegen in
Phase, während sie bei den reaktiven Kopplern um 90°
verschoben Bind. Die Richtkoppler mit Widerstandsechloht
eröffnen demgemäß neue Anwendungsmöglichkeiten in der Technik.
Die resistiven Richtkoppler können selbstverständlich so ausgeführt werden, daß sie symmetrisch sind, so daß die
Teilungsverhältnisse an den Zweigen A- und B, bezw. C und D gleich sind. Demgemäß kann anstelle der beiden Kopplungsräume 20a und 20b die im übrigen so ausgeführt sein können,
daß sie einander decken, nur einer vorgesehen werden, der
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eine einzige Widerstandsschicht aufweist. Ohne Zweifel weist ein Widerstandskoppler auch Verluste auf, aber
seine Durchgangsschwäehung von der gewünschten Kopplungsschwächung ab. Es muß hier bemerkt werden, daß die
charakteristischen Impedanzen der Abzweigungen bei den beschriebenen Formen im allgemeinen verschieden sind.
Selbstverständlich können diese Abzweigungen auch charakteristische Impedanzen aufweisen, die gleich den bekannten
Vorrichtungen von Impedanztransformation sind oder mit
diesen zusammenwirken, um charakteristische Standardimpedanzen oder Standardquerschnitte zu erzielen.
Andererseits ergeben die beschriebenen Vorrichtunger; die Möglichkeit, sie als Anpassungsvorrichtungen mit geringem
BeflexionPkoeffizienten zu verwenden und zwar zwischen
Vorrichtungen, die verschiedene charakteristische Impe«
danzen darstellen. Die Anpassung ist dann nicht ohne Verluste, aber sie ist im Prinzip von der Frequenz
unabhängig. Wenn insbesondere eine der Teilwellen im Inneren der Vorrichtung absorbiert wird, ohne zu einem
Zweig geführt zu werden, der nach außen führt, kann diese Vorrichtung entweder als ein Anpassungsorgan oder als ein
D-impfer betrachtet werden. Eine solche Ausführungsform
mit zwei Brücken, die ganz besonders geeignet ist, um einen Dälmpfer darzustellen, der symmetrisch ist, ist
s,-hematisoh in Fig.il dargestellt. Es handelt sich dabei
um eine Vorrichtung mit vier Abzweigungen im Sinne
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BAD
909843/0910
η-
der Beschreibung der Fig. 2, eine Vorrichtung, bei der die
Abzweigungen C und D außen nicht vorhanden sind. Die bei C und D ankommenden Teilwellen werden durch entsprechende
Elemente 24 entweder absorbiert oder reflektiert.
Im ersten Falle, in dem die Elemente 24 starke Reflexionen erzeugen, absorbieren die Widerstaiidsschichten 22 den
größten Teil der Leistung, der bei C und D reflektierten Wellen. Diese Lösung bietet den Vorteiln, sehr einfach zu
k sein. Im zweiten Falle, in dem die Elemente 24 Endwiderstar.de
sind, wird eine große Leistungskapazität der Vorrichtur.e
erzielt und eine geringere Reflexion an den Abzweigungen A
und B, denn die gewäohten Wellen, die noch von den Elementen reflektiert werden, werden noch durch die Widerstandsschichten
22 absorbiert. In dem Falle, in dem der Dämpfer lediglich Wellen amortisieren muß, die durch A ankommer,
spielt die Art des Elementes 24 bei D keinerlei Rolle. Ks kann auch nur eine Hälfte der Vorrichtung nach Fig. Ii als
Dämpfer (oder als Anpassungsvorrichtung) verwendet werden.
Alle diese Dämpfungs- und Anpassungsorgane unterscheiden
sich von den Ausführungsformen mit Widerstanassc ..iehteri.,
wie sie bis heute bekannt waren, durch die Tatsache, da",-,
die Widerstandsschicht im wesentlichen senkrecht zum elektrischen Feld ist, während bei aer bekanntet Vorrichtungen
die Komponente des elektrischen -bildes targe: ti al
zur Widerstandsschicht ist, die aktiv ist.
BAD
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909843/Q91G
Anstatt die tangentielle Komponente zu verwenden, um
Verlustströme zu erzeugen, ist es in der beschriebenen Vorrichtung der Unterschied zwischen den normalen
Komponente!; dieses Feldes bestimmend, wobei diese Komponenten hüben und drüber, vor. der Widerstandsschicht liegen.
Eine andere Ausführungsform eines Dämpfers nach der
Erfindung ist sehematisch in Fig. 12 dargestellt. Eine
durch die Abzweigungen A und D hereinkommende Welle wird durch eine Widerstandsschicht 22 in zwei Teilwellen C
und B unterteilt. Für eine der Teilwellen C (oder für beide) wird die Wellenführung an einer Stelle 26 des Kopplungsraumes 20 verändert, beispielsweise mit Hilfe eines Dielektrikums
JO oder durch eine entsprechende Abwandlung des Querschnittes oder der Wandungen, so daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeiten
der Wellen bei B und C verschieden sind. Deswegen wird am Eingang des abgewandelten
Teiles 28 der homopolare Zustand der Teilwellen ständig verändert, so daß ein Teil des entstehenden Paares antipolarer
Typen durch die Widerstandsschicht gedämpft wird. Mit Hilfe von Teilen 26 des Kopplungsraumes 20, die an den absorbierenden Teil 28 angrenzen, können Reflexionsreste, die
sich am Übergang zwischen der abgewandelten und nicht abgewandelten Linie bilden, noch mehr verringert werden.
Bei einfachen üusführungsformen von Ableitungen, Dämpfungen
oder von Kopplern, werden gewissermaßen homogene WiderstaMdsschiehten
verwendet. In diesem Zusammenhang kann
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gesagt werden, daß in den meisten Fällen keine zu großen
Forderungen bezüglich der Homogenität dieser Widerstandsschichten gestellt werden, so daß ihre Fertigung nach
den üblichen Verfahren durchgeführt werden kann. Bei sorgfältigeren Ausführungsformeri und wenn größere Forderungen
bezüglich der Gesamtabmessungen oder der Reflexions-, faktoren gestellt werden, können Widerstandsschichten,
die Oberflächenwiderstände haben, die progressiv oder schrittweise schwanken, noch bessere Ergebnisse ergeben. An
* jeder Stelle plötzlicher Veränderung des Oberflächenwiderstandes
entsteht eine gewisse Reflexion in dem Paar antipolarer Typen. Ein solcher Sprung findet sich beispielsweise
in der Ausführungsform nach Fig. 2 an der Stelle J52 des
Überganges zwischen der Widerstandsschicht und den gut
leitenden Wänden y\, die zwischen den Leitungen angeordnet
sind, die zu den Abzweigungen B und C führen. Die Reflexion, die an der Übergangsstelle j52 auftritt, kann durch eine
zweite Reflexionsstelle J56 verringert werden, die in einem
geeigneten Abstand von der ersten Re flexions stelle J52
liegt, bei der der Oberflächenwiderstand eine Unterbrechung aufweist. Mit Hilfe von mehreren Unterbrechungen dieser
Art oder, allgemeiner ausgedrückt, mit Hilfe ein·» schrittweisen
Überganges der Widerstandsschicht in der Fortpflanzungsrichtung der Wellen können Einrichtungen hergestellt
werden oder solche, die wenig Reflexion bieten.
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Eiriö Kopplungsvorrichtung, die so gebaut ist, daß sie
. einen Reflexionsfaktor erzielt, der unabhängig von der
Frequenz ist, ist als Beispiel gegenüber Fig. 13 beschrieben. Eine bei A. hereinkommende Welle wird durch
eine Widerstandsschicht 22 in ein Paar homopolarer Typen
unterteilt. An den Stellen B und C werden die Teilwellen dieser Welle reflektiert, und zwar im Falle dieses Beispiels
mit Phasen, die um ldO° abweichen. Dies wird im .orliegenden Falle durch die Tatsache erreicht, daß eine
Teilwelle bei C auf einen Kurzschluß (der Reflexionsfaktor ist gleich -1) trifft und die andere Teilwelle bei
B auf eine offene Leitung (der entsprechende Reflexionsfaktor ist gleich +1). Dieser letztere Ladungszustand kann
beispielsweise erzielt werden, indem so vorgegangen wird,
daß die bei B ankörnende Welle auf eine Leitung D trifft,
deren Or er. ζ frequenz höher ist als die Frequenz tier Welle A-.
Durch eine solche Anordnung oder eine gleichartige Anordnung wird das Ergebnis erzielt, daß das Paar reflektierter
Typen antipolar ist und in einem Ausmaß gedämpft wird, das in sehr genauer Art und Weise berechnet werden
kann. Es ergibt sich außerdem, wenn die Schicht 22 eine geeignete Länge hat, daß ein Teil des homopolaren Typenpaares
von der Frequenz unabhängig ist. Die Teilwellen kovibirieren pich zu eii.er einziger, reflektierten Welle,
dio zum Einsang α verläuft.
In analoger Art und Weise können auih Pilter resist!ver
Arten gebaut werden. Es sind dies Vorrichtungen, die in
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909843/0910
selektiver Art und Weise gewisse V/ellentyper. absorbieren, *
Filter gewöhnlicher Typen benutzen solche Widerstandsschichten, daß die Intensität des elektrischen Feldes
mindestens Komponenten aufweist, die tangential zur Oberfläche liegen. Im Gegensatz dazu, können nach dein Prinzip
der Erfindung auch Widerstandsoberflächen verwendet
werden, die überall senkrecht zum elektrischen Feld angeordnet sind. Durch Kombination dieser beider. Prinzipien
können mehrere nicht gewünschte W llentypen in der gleichen Absorptionsschicht gedämpft werden. In diesem Fülle absorbiert
diese letztere eine oder mehrere Typen ir. der üblichen Art und Waise, indem sie die tangentielle elektrische
Komponente beeinflußt und eine oder mehrere andere Typen nach dem Prinzip der Erfindung durch Dämpfung des
Paares antipolarer Typen, Dieser Fall ist möglich, wenn es möglich ist, die ^nergie der normalen (homopolarer.)
Type in Energie eines entsprechenden Paares von Typen, aber antipolarer Art zu verwandeln. Derartige Verwandlungen
können erzielt werden, sei es unter Verwendung der Reflexionen, die mifc verschiedenen Phasen erfolgen,
oder sei es durch verschiedene Verzögerungen der beider; Komponenten eines Paares homopolarer Typen mit Hilfe
geeigneter Aufbauten.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt,
-18-
BAD ORIGINAL
909843/0910
•von denen ausgehend andere Formen vorgesehen werden
könnten, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen,
Insbesondere dürfen alle beschriebenen Vorrichtungen nur als Ausführungsforraen betrachtet werden. Was die Art
der Leitungen und der Typen anbetrifft, sowie auch der Anordnung der Zahl der Widerstandsschichten und der
Abzweigungen, £Lbt es sehr viele andere Möglichkeiten.
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Claims (10)
1.) Kopplungsvorrichtung für Wellenleiter wie etwa metallische, dielektrische oder kombinierte Systeme mit
ν einem oder mehreren Leitern zum Teilen von elektromagnetischen
Wellen in mindestens zwei Teilwellen, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der Teilung w. der elektromagnetischen Wellen mindestens eine Widerstandsschicht
vorhanden ist, die entlang der Fortpflanzungsrichtung der Wellen angeordnet ist, die in die Vorrichtung
eintreten, was gestattet, besondere Phasenverhältnisse zwischen den gekoppelten Wellen zu erzielen, damit beispielsweise
diese Kopplung von der Frequenz unabhängig werden kann.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie so ausgebildet ist, daß sie einen Leistungsteller
> oder einen Richtkoppler darstellt, der zu mindestens zwei
Ausgangszweigen führt, wobei eine Welle durch einen ersten
Zweig eintritt und zwar unabhängig von der Frequenz und in einem ganz bestimmten Verhältnis, wobei die Widerstandsschicht
so angeordnet ist, daß mindestens zwei Ausgangszweige genügend voneinander entkoppelt sind, ohne daß in
der normalen Übertragungsrichtung der Wellen ein Leistungsverlust eintritt.
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3·) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
' daß sie so ausgebildet ist, daß sie eine nicht richtende Abzweigung darstellt, die einen geringen Reflexionsfaktor
hat und worin die Widerstandsschichten so angeordnet sind, daß die von der Ableitung reflektierten Wellen stark
gedämpft werden.
4.) Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß sie so ausgebildet ist, daß sie ein Dämpfungs- oder Anpassungsorgan darstellt, in dem mindestens eine der Teil«
wellen entweder in der Widerstandsschicht oder in einem anderen Element absorbiert wird, wobei das Ganze so angeordnet
ist, daß von einem Eingangszweig bis zu einem Aus-,tjangszweig
eine Dämpfung erfolgt, die unabhängig von der Frequenz ist und dies innerhalb weiter Grenzen,
5.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie so gebaut ist, daß sie einen Typenfilter darstellt,
bei dem in den Linien, die der Sitz mehrer Wellen sind, ein oder mehrere Typen absorbiert werden, nachdem sie in
geeigneter Art und Weise in Teilwellen unterteilt wurden,
die verschieden durch Zusatzelemente zerstreut sind und zwar mit verschiedenen Phasen oder in verschiedenen
Richtungen.
6.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie so angeordnet ist, daß ein bestimmter Teil einer
eintretenden Welle in von der Frequenz unabhängiger Art und Weise zu dem Singangszweig reflektiert wird und die
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anderen Teile der Wellen entweder absorbiert oder zu einem anderen Zweig geleitet werden.
7.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie so angeordnet ist, daß ein Vektorenunterschied, der
die Intensität des elektrischen Feldes darstellt, auf jeder Seite der Widerstandsschicht erzeugt wird, und zwar deswegen
weil die Linien, wo die Teilwellen verlaufen und die durch die Schicht selbst getrennt sind, verschiedene Fortpflanzungskonstante
aufweisen, sei es infolge ihrer besonderen Geometrie und/oder infolge des Vorhandenseins von verschiedenen
dielektrischen Milieus.
8.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem beliebigen der
Ansprüche 2 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenleiter
hohl sind.
9») Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem beliebigen der
Ansprüche 2 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenleiter
koaxial sind oder andere Systeme mit zwei Leitern darstellen.
10.) Vorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie denen entsprechen, wie sie vorstehend beschrieben wurden und
wie sie in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt sind.
-22-
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