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Hohlleiterdämpfungsglied Die Erfindung bezieht sich .auf ein Hohlleterdämpfungsglied
aus einem mit stabförmigem, in Richtung der Hohlleiterachse angeordnetem Dämpfungsmaterial
mit überwiegend magnetischen Verlusten, z.B: Hochfre-quenzeisen oder Ferriten, abschnittsweise
belasteten Hol-Rundhohlleiter. :Unter der Bezeichnung Hochfrequenzeisen-wird dabei
insbesondere Karbonylefsenpulver verstanden, das mit Araldit gebunden ist: Bekannte
Hohlleiterdämpfungsglieder dieser Art-weislen einen -zugespitzt verlaufenden Stab
aus Dämpfungsmaterial auf, der in der Hohlleiterlängsachse angeordnet ist. Wird
dieser Stab mit einem nicht zu großen Durchmesser ausgebildet- und eine entsprechend
flache Spitze vorgesehen,-so :können-die Reflexionen dieser Anordnung in der Hohlleitung
klein gehalten werden. Auch die Wellentypenselektivität ist dabei infolge-der koaxialen
Anordnung gewahrt. Jedoch entsteht bei diesen:Dämpfungsgliedern ein starker Frequenzgäng
der. Dämpfung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hohlleiterdämpfungsgiied
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem neben dßr-Reflexionsarmut und Wellentypenselektivität
auch günstige Eigenschaften bezüglich-des Frequenzganges der Dämpfung vorhanden
sind. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch er- -reicht, daß mehrere Stäbe auf einem
zur Hohlleterwandung konzentrischen Querschnittskreis angeordnet sind,: dessen Durchmesser
gegenüber dem Innendurchmesser des Hohlleiters so weit verringert ist, daß die Frequensabhängigkeit
der Hohlheiter-- -durchgangsdämgfung hinreichend und insb. vernaehlässigbax klein
ist: - - -
Das Hohlleiterdämpfungsglied nach der Erfindung zeichnet
sich insbesondere .dadurch aus, daß bei einfachem Aufbau die Durchgangsdämpfung
auch in der Nähe der Grenzfrequenz weitgehend frequenzunabhängig ist.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei Anordnung von mehreren
Stäben aus Dämpfungsmaterial mit vorwiegend magnetischen Verlusten auf einem zur
Hohlleiterwandung konzentrischen Querschnittskreis geeigneten Durchmessers hauptsächlich
die Querkomponente Hx des magnetischen Feldes durch das Dämpfungsmaterial verringert
wird. Dabei ist gleichzeitig berücksichtigt, daß die Querkomponente Hx des magnetischen
Feldes der HG1-Hohlleiterwelle den entgegengesetzten Frequenzgang zu der Längskomponente
Hz aufweist, die durch einen in der Hohlleiterlängsachse angeordneten Dämpfungsstab
abeeinflußt würde.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Stäbe
auf- dem Querschnittskreis derart verteilt, daß sie in den Eckpunkten eines regelmäßigen,
dem Querschnittskreis eingeschriebenen Polygons liegen. Hierdurch wird die Modenselektivtät
der Anordnung besonders begünstigt. Nach einer weiteren bevorzugten Ausbildung der
Erfindung sind die Stäbe zu einem Hohlzylinder mit Kreisringeuerschnitt ergänzt,
dessen mittlerer Durchmesser dem Querschnittskreis entspricht. In: diesem Fall ergeben
sich bes;anders günstige Werte der Durchgangsdämpfung pro Längeneinheit des Dämpfung
smaterials, ohne daß die übrigen Eigenschaften (Reflexionsarmut, Modenselektivität,
Frequenzabhängigkeit der Durchgangsdämpfung) nachteilig beeinflußt werden..
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger teilweise in der Zeichnung
ja-rgestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Dabei zeigt
Fg.1 die Stirnansicht eines Hohlleiterdämp-fungsgliedes
nach der
Erfindung, während Fig.2 einen Längsschnitt nach der Linie A-B von Fig:1 durch die
Hohlleterachse darstellt: Die Wandung eines Rundhohlleters ist dabei mit
1 angedeutet, während 2 jeweils einen Anschlußflansch des Hohlleiter-. abschntts
bezeichnet,. der mixt stabförmigem Dämpfun:gsmaterial, z.B. Hochfrequenzeisen oder
Ferriten, belastet ist. In Fig.1 sind vier Stäbe 3, 4, 5 und 6 parallel zur
Längsachse des Rundhohlleiters erkennbar, die auf einem zur Hohlleiterwandung konzentrischen
Querschnittskreis 7 ange-.
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" ordnet sind. Der Durchmesser-von 7 wird dabei so gewählt, daß die
Frequenzabhängigkeit der Hohlleiterdurchgangsdämpfung hinreichend klein ist. Dabei
ist zu beachten, daß mit wachsender Annäherung des Durchmessers' von- 7 "an den
Durchmessec der Hohlleiterwandung 1 die genannte Frequenzabhängigkeit steigt, da
sich die:Einwirkung des Dämpfungsmaterialsauf das magnetische Feld-der Hol-Hohlleiterwelle
mit--steigendem Durchmesser des Querschnttskreses 7 von der"Querkomponente g.in"steigendem
Maße auf die Längskomponente HZ verlagert. Würde man demnach die Stäbe 3 bis 6 unmittelbar
an der Wandung 1 des Rundhohlleiters. befestigen,. "so würde sich ein Frequenzgang
der Durchgangpdämpfung..-ergcben, der eine. gleiche Tendenz. erkennen läßt wie der
Fre-quenzgang,eines Rundhohlleiters, der mit einem konzentrisch angeordneten, in
der HohlleterIängsachse liegenden Dämpfungsstab versehen ist. Dabei ist die Durchmesserwahl
für den Querschnittskreis 7 nicht besonders kritisch und kann am besten experimentell
durchgeiührtwerden. Die Stäbe 3 bis 6 -sind in -Pig.1 derart auf dem Querschnittskr'eis
7 verteilt, daß sie in den Eckpunkten eines Quadrats liegen, das dem Querschnittskreia
eingeschrieben ist. Durch diese symmetrische Aufteilung wird die Modenselektvität
des Dämpfungsgliedes praktisch nicht gestört, so daß die HD'-Welle. wellentypenrein
erhalten .bleibt. Tastet kan.z.De die Längskomponente Hz der magnetischen
@Randfeldstärke
an der Wandung 1 des Rundhohlleiters hinter dem H01- Dämpfungsglied ab, so stellt
man dort keine schlechtere Selektivität gegenüber unerwünschten Wellentypen fest
wie vor dem Dämpfungsglied. Man beobachtet auch praktisch keine Schwankung der Durchgangsdämpfung,
wenn das Dämpfungsglied-um seine Längsachse gedreht wird.
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Neben der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Anordnung von vier
Dämpfungsstäben 3 bis 6, die insb. das Entstehen der H21-Welle verhindert, sind
selbstverständlich auch andere Anordnungen möglich, z.B. solche, bei denen die Stäbe
in den Eckpunkten eines anderen regelmäßigen Polygons, z.B. Sechs-oder Achtecks,
liegen.
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Nacheiner bevorzugten Weiterbildung der Erfindungswerden die Stäbe
3 bis.6 zu einem Hohlzylinder mit Kreisringquerschnitt ergänzt,_dessen mittlerer
Durchmesser-dem Querschnittskreis 7 entspricht. Man kann diese Anordnung als Grenzfall
-eines Polygons.auffassen, wenn-die Anzahl der. Eckpunkte immer weiter vergrößert-wird.
Bei dieser Ausführung des Hohlleiterdämpfungsgliedes nach der Erfindung ist die.
pro Längeneinheit des Dämpfungsmaterials-auftretende Durchgangsdämpfung besonders
groß, wobei gleichzeitig das Entstehen höherer Moder. mit Ausnahme. der Hon =Wellen-
(n ... . natürliche Zahl) verhindert wird.. Zur Halterung-der Dämpfungsstäbe 3 bis
6 oder gegebenenfalls des Hohlzylinders aus Dä.mpfungsmateral werden zweckmäßigerweise-radial
angeordnete, in Richtung der Hohlleiterachse verlaufende Abstandsscheiben 8, g,
10 und 11 aus dielektrischem Material mit niedriger Dielektrizitätskonstante verwendet,
d-4e z.B. eingeklebt werden können. Zur Verringerung der in der Hohlleitung auftretenden
Reflexionen weisen diese Abstandsscheiben vorzugsweise eine Länge von etwa K./2
auf, wenn man, mit XH,die-Hohlleiterwellenlänge der zu dämpfenden H01 -Welle bezeichnet..
Zu-dem gleichen Zweck werden auch die Stäbe 3
bis 6 öder gegebenenfalls
der Hohlzylindex aus Dämpfungsma,-teral wenigstens auf einer Stirnseite in Richtung-der
Hohlleiterlängsachse mit vorzugsweise stetig abnehmendem Querschnitt ausgebildet..
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In Sinne der vorliegenden Erfindung werden uirtter einem Stabförmigen
Dämpfungsmaterial,, welches in Richtung der 'Hohileiterachs angeordnet ist, auch
solche Stäbe oder Hohlzylinder verstanden, derer Abmessung in Richtung der Hohlleiterachs.egleich
oder kleiner ist als ihre Abmessungen innerhalb eines Zeitungsquerschnittes. ' Dies
tritt-in -pnen Anwendungsfällen auf, bei denen die-Durchgangsdämpfungrelativ niedrige
Werte nicht überschreitet. _ _ Eine bevorzugte Anwendungsmöglichkeit für Hohlleiterdämpfungsglieder
nach der Erfindung bietet sich bei der Anpassung eines Mikrowellengenerators an
den Leitungswellenwiderstand der anzuschließenden Hohlleitung'. Dies gilt insb:
auch.: für den Fall, da B`der Hochfrequenzgenerator an einen Rechteckhohlleiter
unmittelbar angeschlossen ist und ein.nachgeschalteter Rundhohlleiter von diesem
über ein Verbindungsglied, z.B. einen H 1 00 -H 1--Wandler, gespeist wird. In diesem:
Fall _ ist es günstig, auf der Rundhohlleiterseite des,Verbindungsgliedes ein Hohlleiterdämpfungsglied
nach der Erfindung vorzusehen, um sowohl die Reflexionen an der Verbndungsstelle
-des Mikrowellengenerators--und des Rechteckhohlleiters@alsauch die,R-eflexionen
des selbst- zu vereingern. - .
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Bei probeweise gefertigten:Hohlleiterdämpfungsgliedern nach-. der
Erfindung mit einem den Figuren 1 und 2 entsprechenden Aufbau wurdaiim.Frequenzbereich
von 32,5 bis 37.OHz beispielsweise Durchgangsdämpfungswerte -zwischen-6,5 dB und
7,4 e gemessen, während der ,Reflexionsfaktor unter 1% lag. Dawiesen die in einem
Rundhohlleter mit 10, 5: mm Innendurchmes:-ser
montierten Dämpfungsstäbe
einen quadratischen Querschnitt mit einer Seitenlänge von etwa 1 mm auf. Bei anderen
Ausführungsbeispielen ergaben sich-Werte der Durchgangsdämpfung zwischen 10,4 dB
und 11,2 dB im gleichen Frequenzbereich, wobei der Reflexionsfaktor 0,81 nicht überschritt.