DE1948289A1 - Vorrichtung zum Ein- und Auskoppeln von Energie in oder aus einem magnetischen Isoliermaterial - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL-INO. JOACHIM STHASSE, HANAU » E>ft»-tN£/. ARNO SCHMIDT, MÜNCHEN »»HANAU · KUMEKSfKASSEi* · PUSfPACH m > TELEFOMlOiOJ ■ fELEuKAMME: HANAUPATENT

HAZELTINg CORPORATION 22* Septäiii&er Γ969

Little Nock, New York Π 362 -/Seftu/Jg ^Ä 10

Vofrichtung iufn Ein- und Auskoppeln von Enüfgfe lii

oder aus elnewi ma greet 1 sctiön i soHöfmatöf la)

Die νοΓΠ#§®η<3θ Erfindung betrifft gäni äHgenieJn eine tung zum El«⁴- and Auskoppeln elektromagnetischer Energie eine* vorgegebenen Frequenzberelcftes In odef äü§ einem Block ius magnetische« ί Io H er" «flat©?-IiH » w|® Yttr) üm-E} sen-Gfanat tYlÖJ» und 1 nsbeiöndere eine öftHcn begrenzte VöfrlGhtung mit gutäfft Wlrkungsgfad.

Bei der Aftäly^e und tl-eift BöfnÜhe« um das Vöf^tändftiS def leitung |yfömägnet1scher Welle« in mägnetiseftem IsoH^rffiätöfist ist Yttrlüiii-Eisen-Gfanat (YIG) von besonderem Ifttefesöe. t& ist jedoch schwierig.» Vn öinem öftHch bögfenzte Energie In das Material mit gytöft ViIfkungsgfäd § oder $ys iism i^ateriei aüs^iäköppe?ft% Mu hat söiifiii eint lithe ais auch eine §k«%tlsc^!n« ÄftköppNfif Ϊ«

BAD ORiG/NAL

haben Nachteile* Akustische Koppel elemente sind kompliziert und teuer in der Herstellung und senden nur akustische Welten aus* Elektromagnet!sehe Koppe!elemente sind einfacher undbilliger herzustellen» jedcseh begrenzen Absehlrmproblerne Ihre Verwendungsmöglichkeit*

Ziel der vorliegenden irftndung Ist es» ein einfaches* örtlich begrenztes Koppe le lament sum Ein- und Auskoppeln elektromagnetischer Energie In öder aus magnetischem Isoliermaterial t\i sehäffen.

Das erfindungsgemäßö Koppelelement Ist gekennzeichnet durch einen leitenden Schirm» beispielsweise ein dünnes Ö»Ö25 mm starkes Kupferblech» vor einer Stirnfläche eines Blocks aus magnett schein Isoliermaterial» »elcher eine Öffnung aufweist» deren Sr©I te wesentlich geringer Ist als die der Arbeftsfrequenz entsprechende Wellenlänge Im Vakuum, durch einen dünnen» leitenden Draht» der dicht vor dem magnetischen Isoliermaterial angeordnet ist und von dem ein Tel! der öffnung kreuzt und dessen eines Ende leitend wit dem Schirm verbunden Ist, derart* daß alle iRfckströffiö, dl© von dem Stromfluß in dem Draht hervorgerufen werden, durch den leitenden Sehlrffi von dem magnettsehen isöU'erlättr I al weitgehend abgeschirmt Sind»

Elnö wirksäftie» örtlleh begrenzt© Kopplung Zwischen dem Draht und dt» »ägfteti sehen IsoHerÄätör la I findet nur Ϊ» Bereicln Statt«

Weiter® ΙΓμθΊπθΪ te«» Merkmal* und VerteUe erg%b©fi sich ätf «aeihfoifefiden S€.iehfe?by«| u%r In den iö itt Π Hft Äy'sf öhfüftfsbel sip \ % \«_v

2 —

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Es zeigen:

FIg. 1 ein erf 1ndungsgemSßes, elektromagnetisches Koppelelement in Perspektive,

Flg. 2 «Inen Ausschnitt bus Flg. 1 In vergrößertem Maßstab,

Flg. 3 ein Im Bereich dies vergrößerten Ausschnittes abgewandelt·« AusführungsbelspIeI der Erfindung und

Flg. 4a und 4b perspektivische Ansichten von einem weiteren Ausf ührungsbel sp le I der erf I ndungsgemiSßen Vorrichtung.

Die Analyse der Art und Welse der Fortleitung von Wellen In YIG-Materlal und die Gründe hierfür sind Gegenstand von aus* führllchen Untersuchungen gewesen, und es würden zahlreiche Artikel geschrieben über die verschiedenen We I S enfernen, die man bei der Fortleltung nachgewiesen hat. Obwohl die Fortleltung Im YIG-Materla! ncch nicht völlig geklärt Ist und weiter untersucht wird, stimmt man al Igemeln darüber Ubereln, daß sich elektromagnetische hellen Ir dem Material fortleiten lassen« Auf das Ein- und Auskoppein der elektromagnetischen Energie In und aus dem YIG-Meterlal bezieht sich diese Erfindung.

Es soll also elektromagnetische Energie aus einem vorgegebenen Frequenzbereich In einen Block 10 aus magnetischem Isoller-' material, nSmllch Y*ttr I um-E I sen-Granat, eingekoppelt oder aus diesem ausgekoppelt werden. Der Rlock kann die Form einer Platte (die Breite Ist wesentlich größer als die Höhe) oder einer Stange (Breite und Höhe haben etwa die gleiche Größe) oder eines zy I Inderisehen Stabes haben.

Das Koppe I-EIement umfaßt einen leitenden Schirm 11, dargestellt durch ein dCnnes Blech aus leitendem Material, etwa Kupferfolle, der mit dem Block 10 In Berührung steht. Zur optimalen Kopplung so I ! te der Schirr, so dicht wie rrögllch vor dem Block IO angeordnet sein, vorzugsweise In direktem Kontakt

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mit dem Block 10 stehen. Im AusfUhrungsbelspie! hat der Schirm einen abgewInkelten ßasIstelJ stur mechanischen Befestigung, Öle Kupferfolle kenn jedoch auch auf die Stirnfläche des Blocks nach Art der Dlckfllm- oder Dünnf Mm-Techn I k aufgebracht sein.

Der Schirm Jl hat eine öffnung 12, deren Breite wesentlich geringer Ist als die Irgendeiner Frequenz'aus dem vorgegebenen Frequenzbereich entsprechende Wellenlänge Im Vakuum, Formen und Größen der öffnung sind deutlicher In" FIg, 2 dargestellt, welche eine Vergrößerung der Vorderansicht des Teiles 13 darstellt, bzw. In FIg, 3, welche eine andere KonstruktI on des In Flg., 2 dargestellten Teiles zeigt.

Flg. 2 zeigt einen Schirm 11 mit einer runden öffnung 12', deren Durchmesser 14 wesentlich geringer als die oben genannte We Ilenlange Ist. Flg. 3 zeigt einen Schirm 11^f mit einer öffnung 12", welche die Form eines langgestreckten Schlitzes hat, mit einem Breitenmaß 14' gnd einem igngenmaß 15,

Das Koppelelement umfaßt außerdem eine übertragungsleitung, dargestellt als ein Abschnitt einer Bandloltung 16 mit einem geerdeten Ue lter 17 und einem nicht geerdeten Leiter 18, getrennt durch dielektrisches Material, Das eine Ende der Übertragungsleitung Ist über einen Bane! IeI tungsstecker 20 und ein Koaxia I-KabeI 25 mit einem elektrischen Schaltkreis 19 verbunden. Am anderen Ende öer Bandleftung Ist der geerdete Leiter mit dem Schirm 11 verbunden und der nicht geerdete Leiter 18 an einen dünnen, leitenden Draht 21 angeschlossen, der durch ein Loch 22 In dem geerdeten Leiter 17 hIndurchgeführt 1St. Der Draht. 21 Ist vor der vom Block 10 abgewandten Seite des Schirms 11 angeordnet, so daß der Draht 21 durch den Schirm 11 elektromagnetisch vom Blöcke abgeschirmt Ist mit Ausnahme desjenigen Drahtstücks 21', das die Öffnung 12 überquert.

Wie sich deutlicher.aus den Flg. 2 und 3 ersehen läßt, kreuzt der ".Dreht 21 die öffnung 12 quer zur Breite der Öffnung. Das

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freie Drahtende Ist mit dem Schirm 11 a.m Verb I ndungspunkt. 23 verbunden. Sowohl der Draht 21 als auch der geerdete Leiter sind an der vom Block 10 abgewandten Seite an den Schirm ,11 angeschlossen, so daß auch im wesentlichen alia Rückströme, die von dem Im Draht 21 f ließenden Strom hervorgerufen werden., auf derselben Seite dos Schirmes 11, auf der auch der Draht 21_s. I legt, fIleßen.

Der Draht 21 kann ein Stück elnes.Rynddrahtes oder auch ein schmaler Streifen aus leitender Folie sein oder als leitendes Element 21' bzw. 21" direkt auf der Stirnfläche das Blocks 10 Im Vakuum aufgedampft sein, mit einer Isolierschicht, etwa S I I Icon-Monox!d, zwischen den.beiden Leitungen.

Das Koppelelement enthält ferner Teile 24, die den Draht 21 In dem Bereich der öffnung 12 von dem Schirm M elektrisch Isolieren. Diese Tel Ie 24 können aus elnom dünnen Fl Im aus dielektrischem Material, etwa Teflon, hergestellt sein. Diese Filme müssen extrem dünn sein, um elne opt I ma Ie Kopp lung zwischen dem Block und dem Draht sicherzustellen. SIo haben den Zweck, einen elektrischen Kontakt zwischen dom Draht 21 und den bo I den.darunter liegenden Rändern der öffnung 12 zu verhindern, die das-Drahtstück 21' bzw. 21" kurzschließen würden. . . _;

Die Vorrichtung nach FIg. 1 - 3 wirkt In reziproker We I se, d . . h ,. sie dient sowohl als EinkoppeIeIement, welches elektromagnetische Energie von dem Draht 21 auf den Clock 10 überträgt, als auch als Auskoppelelemont, das Energie von dem Block 10 auf den Draht 21 überleitet. Der einzige Unterschied besteht darin, daß der Schaltkreis 19 bei der Verwendung als EinkoppeIeIement einen Signalgenerator enthält und bei der Verwendung als Auskoppe le Iement eine Nutzlast aufweist. Zum leichteren Verstand- nls Ist Im folgenden die Vorrichtung als Einkoppelelement beschrieben, aber für den Fachmann Ist es selbstverständlich, daß .die gleiche Vorrichtung als Auskoppe I e I ement verwendet werden ,

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kann, wenn der E,nerglef I uß und die Ströme Ihre Richtungen umkehren. ,.

<= ' - ■ ' / ti ζΓν ^ ^ ί?^{1 :} , *"■ V-

Die beiden Grundforderungon ar.eln ο IoktromaQnetIsches Koppelelement stehen l.n einem gewissen Widerstrelt. Einerseits muß das Koppelelement Energie mit hohem Wirkungsgrad von don al:. Strohler wirksamen Draht 21 auf don Block 10 übertragen: andererseits soll nur die gewünschte tne.rglo auf don Block übertragen werden, d. h. die EnergloquoI Io muß or11ich- begrenzt sein. Ein nicht abgesch I rnter Draht bewirkt ei.no 5ohr ntarke Kopplung. Die zusätzliche El nkopp I ung vo'n e I oktromignet I scher Störenergie setzt jedoch die Eignung eines solchon Ko; p-oI η Iementes herab bis zu dem Punkt, ho Ort und Art dor ^törqualle nicht klar bestimmt sind.

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Es Ist f*stge»tel1t worden, daß es möglich Ist, eine iußorst schmale Üffnung in einem dünnen 3.1 och au3 I c;i tonden Ma tor I a I , etwa Kupfer, anzubringen und durch dloso Öffnung· οino wirksame örtlich begrenzte Kopp I ung zu orreic.Te-n . Ein leitender Schirm, der einen großen Teil der Stirnflache des YIG-Blocks bedeckt, sollte elgent I i ch das ro levanto Feld kurzsch.' i^ßon . Dor Grund, warum eine wIrksame,. -ort Iich bogronzto Kcpflung durch dlo äußerst schmaI ο uffnung hindurch erfcljt, ist noch nicht völlig gek la'rt. . , ■:

Die Quelle ist In erster L in Ie ort I Ich begrenzt dank der Tatsache, daß der Schirm das magnetische FeIo begrenzt, welches durch den Strahler hervorgerufen Ist, und daß alle Rückströme auf die Seit* des Sch I fries begrenzt sind, auf welcher der Strahler Hegt. Wenn es einen beachtlichen Strorfluß auf der dem Block zugewandten Se j te des Schirmes gSbe, würden auch entsprechende e I ektromagne.t i sehe WsJ J en, J ndiizi.ert worden, die eine Que I I e für. störende EJ nkopp Lungen. &e|.n würden. Durch den Anschluß, sowph I ,des Drahtes 2,1 als auch. des. geerdeten Leiters der übertragungsjeItung auf derselben Seite des Schirmes 11 fließen die Rückströme, die durch den Strcirf IuP- I τι Draht 21

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hervorgerufen sind, auf der "Drahtseite" des Schirmes. Auf der "BiOLCkselte" des Schirmes wird nur ein geringer Strom fließen. Daher resultiert die einzig beachtliche Energieeinkopplung aus dem Magnetfeld» welches das Drahtstück 21', das die öffnung überquert, induziert. Dadurch ergibt sich eine örtlich sehr scharf begrenzt· Quelle.

Um elektromagnetische Energie In den Block elnzukoppeln, muß ein Hochfrequenzstrom vom Schaltkreis 19 über das KoaxlaJ-Kabel 25, den Bandleitungsstecker 20, die Bandleitung 16 und den dünnen leitenden Draht 21 fließen. Abhängig von dem Zweck, dem der isolator dienen soll, wird von dem Schaltkreis 19 ein Strom mit nur einer Frequenz oder mit einem breiten Frequenzspektrum In das KoexI a I-KabeI 25 eingespeist. Zur Zelt wird der Frequenzbereich von 350 MHz bis 10 GHz als besonders praktikabel angesehen. Mit YlG»MaterI a I wird zur Zelt allgemein bei 1 - 2,5 GHz gearbeitet.

Ein Stromfluß In dem dünnen Dreht 21 ruft ein entsprechendes elektromagnetisches Feld In der Umgebung des Drahtes hervor. Bei Fehlen des Schirmes 11 würde sich das Feld Im wesentlichen symmetrisch um den Draht herum ausbl Iden und einen gleichen Energiebetrag In alle Richtungen abstrahlen. Der Schirm 11 jedoch, der sich In nächster N8he des Drahtes 21 befindet, sorgt nicht nur für eine Isolierung durch Abschirmung des Blocks 10 aus magnetischem I sei-ie.rm.eter1 a I gegenüber dem Draht 21, sondern er neigt euch dazu, das elektromagnetische Feld, welches der Stromfluß In dem Draht 21 erzeugt, In erster Linie auf den Bereich zwischen dem Draht 21 und dem Schirm 11 zu begrenzen.

Der dünne, dielektrische Film 24, der zwischen dem Draht 21 und dem Schirm 11 angeordnet 1st, setzt die Kopp lung zw1 sehen dem Block und dem Draht nicht nennenswert herab . Zur optimalen Kopplung sind der Draht und der Block so dicht wie möglich auf den beiden Selten der öffnung 12 angeordnet. In einem Koppel-

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Mfpm, cfef .dfeffefr ti«&nf EJrShf 21 fö^iöÄSÄri lit, lHeflf

Bui d&m Scfvlrrri ft iu aem gerer'iefeii leffif Jf₄ §» (f#r giööräöfö !.öHcfr t7 ettf derr tfem ÖrSfif züg&kinüfen S§ife Scfttrnres H ange&effi©sserr fsf/fiteßf 4§ϊ RtiGkifförn t iteh&n suf dfes&f Seff© έίβ§ Sehfirmös, batter sind die ÄÄ^rfef iöefren P eider * #ί# viört tfemfttfcfes frönt ftefs/örgetiiieir Vörv dom Sföck TO dürcB den Sefvfrp ίί t&geiehifmf^ tfricf «irtt Refhöf ftehriön(sw«rfö Sf#rönier§ie Vött dem ftöekefrom auf 4eh Iff ffg#K#^|re(f * ts'fsf iift*t$f§rif ffch» faß d#r §##r##fft

etrfeft ififf (f#r dem fftöck iügewefrdtert SeHt d#s Seftirfüf·» fr» feffender Vör&Indüng sfefipf, d», βίθ dörgöfegf^ der Sffcfnl dem Weg tiös geringsten Wtders-fendeS föfgf*

Es fofgf etne Täbetfö der refevanfen .Piraffieftr voll zwei Köppefefe'mentefi» d I e.-. .m;1 f Erfotg Süfge&aüf und ePpröbf würdefi, von denen das eine Koppe te foment eine runde Öffnung ertf öpf'echend Fig, 2 6esaß, während das ändere efrte fanfgefStrerekte SchHtiöffnung aufwies, wie N Flg. 3 gezeigt*

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öffnungsweite 14 oder 14' 0,75 mm 0,75 mm

CffnungsIänge 15 2,5 mm

Drahtstärke 21 0,75 mm 0,75 mm

Frequenz 1,1-2,4 GHz 1,1 - 2,4 GHz

Stärke des Schirmes H 0,05 mm 0,05 mm

Stärke des I so I I erf I lrnes 24 0,025 mm 0,025 mm

Beide Koppe IeIemente zeigten hervorragende Ergebnisse. Sie sind jedoch nur als AusführungsbeIsple Ie der vorliegenden Erfindung angeführt, und die genannten Abmessungen stellen keineswegs kritische Grenzwerte dar. Für den Frequenzbereich von 350 MHz - 10 GHz liegt die Breite 14 oder 14' unter 3 mm. Die gewählten Werte stellen einen Kompromiß dar zwischen den weiter oben erwähnten, sich widerstreitenden Erfordernissen. Eine größere öffnung bIetet eine bessere Ankopplung, eine schmalere Öffnung eine bessere Abschirmung. Die Drahtstärke kann zwischen 0,025 und 0,25 mm liegen, der donnere Draht wird für die schmalere Öffnung benutzt. Im allgemeinen sollte das Verhältnis von Drahtstärke zur Breite der öffnung In der Größenordnung von 1 : 10 Ii egen.

Das Verhältnis der kürzesten Wellenlänge der benutzten S IgnaI frequenz und der Breite der öffnung sollte ungefähr 200 : 1 sein, d. h. die Breite der öffnung soll geringer als das 0,006-fach©dor Wellenlänge sein. Obwohl der Kompromiß zwischen wirksamer Kopplung und notwendiger Abschirmung beachtet werden muß, wurde es vorgezogen, für ein bestimmtes Koppelelement die Breite der öffnung nur geringer als das 0,03-fache der Wellenlänge zu hai ten. .

Es wurde festgestellt, daß der Kopplungsgrad bei einer vorgegebenen öffnung nur In geringem Maße von der Frequenz abhängig ist. Ein und dIeseI be Öffnung kann zur wirksamen Einkopplung

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eines breiten Frequenzbandes benutzt werden. Selbst wenn die Signa ^frequenz vorgegeben Ist, _; I st es; π lent moo U.ch,,. e l„ne ·.-?' ;*- ⁵^ besonders optimale Pf f nungs.brel te abzugeben, da _;der oben er-r _v. >? wähnte Komp rom I ß beachtet werden muß.; Wenn andererseits das ^. _: Frequenzspekt.r um, der maximale Verlust und der Absch I rrrungs- ,,·,-grad bekannt sind, kann eine optimale CffnungsbreI te empirisch bestimmt herden,-'- --■"-. ■■'.-'■ ~ - ', .= .' .-. '■;

Die spa Iff örm-lge öffnung nach Flcj, 3 ergibt einen etwas besseren K of ρ I ungsgrad a Ls:e I ne runde Kffnung vergleichbarer Breite ' ohne nennenswerte -Abnahme der ort I Ichen Begrenzung . Da,die · _: Spaltbreitö mit dem Lochdurehmesser Obere I nst Immt, vy I: rd .das , ;■ . ', Fe Id- in der horizontalen Richtung auf den g IeI cKen Betrag . ?-_; begrenzt. Daher ist in der hör I zontn I en R I cht'ung . d I e Ouelle ,, * * Im wesentlichen sowohl' bei der runden als auch bei der spalt-*c? förmlgen öffnung In gleichem Maße örtlich begrenzt. Auf der anderen Seite nähert sich bei' der spa I tförm I gen öffnung dl-e* ■-Quelle einer ΓInienformigen QüqI Ie an, welche einen Kopplungs-" grad ergibt, welcher dem der ρ unktf örrv inen Quelle überlegen, ■■,-,_ ist, dio durch die runde öffnung angenähert Ist. Von deri beiden oben erwähnten Köppo I e I ementen hat d ie-spa Itf ö.rm i ge öf fnting - ^f .■".-.' einen um weniger 31 s. 5 db höheren Verlust als eJ η vergleich.- -·.·- barer unabgosch I rmtör Dr aht, während die runde öffnung ΐι i nah um TO db höheren · Vor Iüst aufweist. Dlese.VerIuste müssen unter dem Gesichtspunkt betrachtet werden, daß der UbergangsverIust bei- Y I G^Matarla ! bei 25 db oder weniger liegt.- . ' --4 .'. '- .-.;

Die FIg. 4a und 4b zeigen ein anderes Ausführ ung>sbe i -¹Sp I β |· für' e I η Koppe I θ I ement zum E i n- oder Auskoppeln von c I ektrofragnet L-scher Energie eines vorgegebenen Frequenzbereiches I η öder aus ·* e I nem magnet i sehen I so f i ormater I a I gemäß der vorliegenden Erflrvdu-hg."" Das Koppelelement nach Flg. 4a umfaßt den bereits erwähn* ten Block 13, etwa ein Stück: e I nes Y! G-EI.nkrTs+'a I I es , eIne * Platte 27 aus leitendem Ma.terfal und einen Abschnitt einer Bandlei tung 30, die Γη" der Därstel lung über einen Stecker 35 an

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§iftm Schaltkreis 36 angeschlossen !st. Flg. 4a zeigt außerdem §imn fisff#r 26 müS %it(i§Hiutfi dir im ßö#eri der FHsff& 2? feöfüf<§f i&fί tftfri Ym-&foefc to aöfrifmmf tfhtf iftrt vor -#§r Pisff* Ϊ1

Fi$s 4i zefgf »ine vefgTÖßeffö DersfefIting i&s frefch Fi§4 4a, ffr #eicfvefr äftr Block tirtii έβΝ Häti4r m&§§et§4§en Kurdin, um des Koppelelement deutlicher darzustellen. Wie Ff§, 46 iiigi, f*t In. dft ^trrnffScft· 27e d*r Pfaffe 2 mit dem Block 10 In Kontakt steht, eint« schmale fttif 28 erb«tf#f^ df β eich Ober- die gartzö Mit· der Sf fr ftf fi£h« 27a ifrtcfet. Dfe Ntit 28 kann in Jeder beJtebfgjen to6fifrtrk sftfH seift. Sfe fsf im wesertt f lehen rnif dtef#kf rf tf 29f» efwa lefiört, aifSfefüftf»

Oat KoppöfelemeiTf^ umfaßt ferner effie Uberff'ag'Uh.gifet- tit η Q- 30 tu Ii • ffte* geerdeten Letf#r 3f, der mit der PI äffe 27 verfeufiäen f§t₍ and ftlf einem ritchf geerdeten Leffer 32, der an efnin ieifeiiden dlinnen Öranf 33 tngcfsch foSs^n fsf. Der Dreht 33 isf in ä&r titii 2B angeordnef. Er wird dttrch tfes dl elekefrIsche ffefef faf 29 vcrn der Plattir 27 fsofJerf. Das freie Ende des DrahfeS 33 fsf «ff der Pfaffe 27 em Verb!ndungsponkt 34 verbuhden_# «m fm »estrtf-Ifchin iff» R0citsfröme_fc die der Sfromflufi in dem Efrafff 53 hervorrttft, von dem Bfock mlffefs der Platte 27 abzuschirmen* Zur optima fen Kopplung Ist es wünschenswert^ zwischen dem Dreht 35 önd dem Block 10 ethen direkten Kontakt herzusfetfen. Dahör sol J <fer Draht 53 vorzugsweise längs der Stirnflache 27a der Pfaffe langgeführt sein. Dies läßt sfch erreichen, indem man tile Nut 28 ganz nft dielektrischem Mater Ia f ausf Ü Π f ₍ danrt •Inen geringen Tel! des Materials wieder entfernt, und zwar soviel» daß der Draht 33 In einer Ebene mit der Stirnfläche liegt und fff direkten Kontakt mit dem Block treten kann.

.Das Koppelelement nach den Figuren 4 arbeitet Im wesenfI Ichen Ifi der gleichen Welse wie dasjen-5 ge nach F1 g ₄ 1. Wird es zur

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Einkopplung verwendet, dann wird ein Hochfrequeniitrom aus einer äußeren Quelle 36 über den Stecker 35 und den nicht geerdeten Leiter 32 der Bandleitung 30 In den Draht 33 eingespeist. Das elektromagnetische Feld, welches durch den Stromfluß im Draht hervorgerufen wird, wird so in den Block tO eingekoppelt.

Der Draht 33 Ist am Verbindungspunkt 34 geerdet, so daß Im wesentlichen der ganze Rückstrom, der vom Stromfluß Im Draht hervorgerufen wird. In den seitlichen Begrenzungsflächen der Nut 28 zum geerdeten Leiter 31 fließt. Ein Teil des Rückstromes kann auf der Stirnfläche 27a entlangfließen, aber er weist eine so geringe Stromdichte auf, daß erkeine nennenswerte Energie I η den YIG-B lock eInkoppeIt.

Die Parameter, die In Verbindung mit der Beschreibung der Flg. t nHher aufgeführt sind, sind auch auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 anwendbar. Die Drahtstarke liegt In der Größenordnung zwischen 0,025 mm und 0,25 mn), und die Breite der Nut liegt unter 3 mm. Allgemein liegt das Verhältnis der Nutenbreite und der Drahtstärke In der,Größenordnung von 10 : 1.

Ein Koppelelement nach Flg. 4 wurde mit Erfolg aufgebaut und untersucht. Die Nut war mit Teflon ausgefüllt, und der Draht war In dew Teflon derart eingebettet, daß er direkten Kontakt mit dem YIG-Block hatte. Der Draht war 0,075 mm stark und die Nut.0,75 mm breit. Die Signal frequenz reichte von 1,1 - 2,4 GHf. Die Platte 27 war aus Messing. Dieses Koppelelement bewirkte eine sehr wIrkungsvoI le EInkopplung. Der UbergangsverIust war sogar geringer als bei den Koppelelementen nach Flg. 1 ohne bemerkenswerte Änderung der ort Ilchen Gegebenheiten. Es 1st zu erwarten, daß noch bessere Ergebnisse erreichbar sind, wenn ein besser,1 eltendes Mater I a I als Messing für die Platte 27 verwendet wird oder die Platte 27 aus Messing mit einem überzug aus besser leitendem Material, etwa Silber, überzogen wird.

ϊ ^Ansprüche:

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Claims (1)

1. Ansprüche:

   .) Vorr I chtung zum Ein- und Auskoppeln elektromagnetischer Ener-g" ϊ β β Ines· vorgegebenen Frequenzbereiches In oder aus einem Block aus magnet Ischem I so I IermaterI a I wie YttrI umElsen-Granat (YIG), gekennzelc h η e t durch einen leitenden Schirm (11, 27)·, der mit einer Stirnfläche des Blockes (10) In Berührung steht und olne Öffnung (12, 28) aufweist, deren Breite wesentlich geringer Ist als die der höchsten Frequenz entsprechende Wellenlänge, und durch einen dünnen Draht (21, 33) aus leitendem Material, von dem ein Teil die öffnung Im Schirm quer zu deren Breite In nächster Nähe zum Block überquert und dessen ein·« Ende (23) mit dem Schirm verbunden Ist, derart, daß der Block gegenüber dem durch den Stromfluß Im Draht hervorgerufenen Rückstrom durch den Schirm weitgehend abgeschirmt Ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dl· Stärk· d·· Draht·· (2t, 33) wesentI Ich g*rInger Ist als dt· Breit· der Öffnung (12, 21) Im Schirm (11, 27).

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g · k · η η zeichnet, dta der Draht (21) f«g«nSker *·· le* Ir« (11) im Bereich «Or Öffnung (12) durch eine «Onne liellerstoff-Folle Isoliert Ist, Intfeerendere 4uT9h ·Ικ· T»fl#n* Foil· von IiMf Itlrkr vpn 0,011 M. ·

   4. Vorrichtung, ntth Aaiprvch I, « · 4 « r Il | t H % K f · ζ · I c h η · t , U$ Or ItHIr■ Uli Μ· ·Ιι»φΓ Γ·Η· ·«» gut ititeii«·» Mtftrltl Ittttftt, inifc*t«n##f· ··· #1 air tt*#f§*< Foil·, deren ftJrke In der frMen^rtfftunf ν·η 0,01 mi ll»|t.

   -U-

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   5. Vorrichtung nach Anspruch f, d a ύ u. r c h g 6 k q zeichnet, daß die Öffnung (12) eine Bre i te ' die geringer-Ist als das 0,3-fache der der höchsten Frequenz " entsprechenden Wellenlänge. ^ϊν ·--.■■■■·- -·->■■

   6. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g β k e^;'n η -ze 1 c h η e t ,' daß der Schirm (11) mit einem- geerdeten Leiter (17) eines UbertragungsI elters verbunden. Ist und der Draht (21) mit einem Ende an dan nicht geerdeten Leiter (13) der übertragungsleitung- angeschlossen Ist.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a du r cn ge k β η η -ζ ο I C h η e t , daß die Stärke des Drahtes (21) z'wlschen 0,025 mm und .0,25 mm liegt, die Breite der öffnung (12) geringer als 3ram Ist und das Verhältnis der Breite der öffnung zur Starke des Drahtes In der Größenordnung von

   10: 1 liegt. ■

   Θ. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz-β I ch η et , daß der Schirm (27) au* einer Platte aus leitendem Material besteht, die Platte eine Im wesentlichen ebene Stirnfläche (27a) besitzt, welche den Block (10) berührt und eine schmale Nut (28) längs einer der Dimensionen der Stirnfläche aufweist, defl der dünne Dreht (33) »Ich ling» der Nut Innerhalb der Platte aber \ sollert von dieser erstreckt und daß der Draht en dem einen Ende der Nut en den nicht geerdeten 5,flter (32) einer übertregunQileltunfi (30) engeschlosten Ut an# e« um anderen tnurn umr Hut mit der P*Ietfe ver»u«#en Ift> fertrt, de» der fleck gegenüber durch den.S from Hm.» I* Dreht herverjermfenen Äöcketro« $ch!r» etgeieftrret let. - - ^:. ■ \

   f. Vorrlchtunf nach Antpriieh 8, d e d u r c h. ge k en η ** ζ e I ch η β tV djft- der Dreht (33) durch efn dlelektrlsches Heterlal (29), insbesondere Teflon, welches In der

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   Nut (28) zwischen dem Dreht und dem Schirm angeordnet Ist, von dem Schirm ISngs der Nut Isoliert Ist,

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn ze lehnet, daß der Draht (33) zwischen 0,025 mm und 0,25 mm stark Ist, die Breite der Nut (28) unter 3 mm liegt, das Verhältnis der Nutenbreite zur Drahtsterke etwa 10 : 1 betrügt und die Höhe der. Nut Im wesentlichen gleich der HOhe des Blockes (10) ist.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Block (10) In direkten Kontakt mit dem Draht 21, 33) steht.

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