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Hohlraumresonator Die Erfindung bezieht sich auf einen Hohlraumresonator
mit veränderbarer Ankopplung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabezagrunde, eine Einrichtung anzugeben,
die es gestattet, auf einfache Weise Hohlraumresonatoren verschiedener Größe und
damit verschiedener Resonanseigenschaften herzustellen und ferner zu ermöglichen,
daß insbesondere Einkoppelvorrichtungen oder Elemente im Resonator bezüglich des
Resonanzraumes leicht ortsveränderbar sind.
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Diese Aufgabe wird bei einem Hohlraumresonator mit veränderbarer Ankopplung
dadurch gelöst, daß zwischen zwei planparallelen Metallplatten ein der Form des
Resonanzraumes entsprechchender Ring mit in der axialen Erstreckung ebenfalls planparallelen
Rändern durch eine Spannvorrichtung eingespannt ist und daß die Platten gegenüber
dem Ring so dimensioniert sind, daß der Ring in bezug auf wenigstens eine Ankoppelöffnung
in wenigstens einer der Platten eine beliebige innerhalb der Ringinnenfläche befindliche
örtliche Lage einnehmen kann Neben der Ankopplung kann auf diese Weise vorteilhaft
einfach auch der Hohlraumresonator selbst, also dessen Resonanzeigenschaften wählbar
gemacht werden, dadurch daß Ringe verschiedener Höhe, verschiedener Gestalt, wie
Kreisringe, Rechteckringe oder ovale Ringe, in eine entsprechend aasgebildete
Spannvorrichtung
eingebracht werden.
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Für die kontinuierliche Verstellung insbesondere der Ankopplung und/oder
der-örtlichen Lage eines Bauelementes im Hohlraumresonator ist es besonders vorteilhaft,
die Spannvorrichtung so auszubilden, daß der Ring zwischen den Platten auch unter
Verspannung verschiebbar ist.
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Die Spannvorrichtung besteht zweckmäßig aus einer über die eine planparallele
Platte greifenden Überwurfmutter, die mit der anderen Platte verschraubbar ist.
Zur Verstellung während des Betriebs, wie oben erwähnt, ist es zweckmäßig, die Überwurfmutter
längs ihres Umfangs mit Löchern oder Schlitzen, durch die der Ring verschoben werden
kann, zu versehen. Wenn der Ring z.B. zur Ausbildung des Resonators als E01-Resonator
ein Kreisring ist, Bo ist es bei zentrischer Lage der Ankoppelöffnung auf einer
der Platten zweckmäßig, den Durchmesser der Platten wenigstens gleich dem doppelten
Innendurchmesser des Ringes zu wählen.
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Zur besseren Kontaktierung des Ringes mit den Platten ist es vorteilhaft,.wenn
der Ring längs seiner axialen Begrenzungeränder innenseitig schmale hochgezogene
tontaktierungskanten hat.
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Mit Vorteil können sich außer der Ankoppelöffnug weitere Elemente,
wie Halbleiter, Feldsonden oder weitere Koppelvorrichtungen an den Platten befinden.
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In manchen Fällen ist es auch vorteilhaft, den Ring selbst mit Koppelöffnungen
oder Elementen, wie Halbleiterbauteilen, Feldeonden und dergleichen zu versehen.
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Nachstehend wird die Erfindunganhand von drei in den Figuren dargestellten
AusfUhrungsbeispielen näher erläutert.
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Die Fig. 1 zeigt als Ausführungbeispiel einen Hohlraumresonator für
E01-Wellen, bei dem der Hohlraum 1 die Form einer greisscheibe hat. Der Resonator
wird gebildet aus zwei planparallelen Metallflächen 2 und 3, zwischen die durch
eine als Überwurfmutter 4 ausgebildete Spannvorrichtung ein metallischer Kreisring
5 eingeklemmt ist. Die eine der beiden Platten 3 trägt gleichzeitig die Ankopplung
in Form einer Koaxialleitungssonde mit den Innenleiter 6. Der Innenleiter ist in
diesem Ausführungsbeispiel gleichzeitig weitergeführt auf ein Halbleiterbauelement
7, in diesem Falle eine Diode, die einen negativen Widerstand aufweist. Dadurch
läßt sich der Hohlraum zu Schwingungen anregen, mit einer durch den Durchmesser
des Ringes 5 bestimmten Frequenz. Durch die Veränderung des Ringes 5 innerhalb der
im Durchmesser wesentlich größer bemessenen Platten 2 und 3 läßt sich die Ankopplung
an den Hohlraumresonator beliebig ändern. Um die Eoppelstelle an alle möglichen
Lagen der Resonatorgrundfläche zu bringen, haben die Piatten 2, 3 zweckmäßig wenigstens
den doppelten Durchmesser des Ringes. Zur besseren Kontaktierung des Ringes mit
den beiden planparallelen Flächen ist es vorteilhaft, den Ring längs seiner axialen
Begrenzungsränder innenseitig mit schmalen hochgezogenen Kontaktierungskanten 8
zu versehen.
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Durch das Einlegen von Ringen verschiedener Höhe und verschiedenen
Grundrisses, z.B. runden, rechteckigen, quadratiscnen oder elliptischen Ringen,
lassen sich die verschiedensten Hohlraumresonatoren auf einfache Weise realisieren,
wenn nur die Platten und die Spannvorrichtung entaprechend groß dimensioniert sind.
Das dn Hohlraumresonator letztlich bestiwende Elemente ist also der hing 5, der
in verschiedenen
Größen und Formen besonders für den Versuchsbetrieb
in Vorrat gehalten werden kann. Gleichzeitig damit läßt sich jedoch durch Auflegen
des Ringes 5 in beliebiger Lage auf die eine Platte,z.B. 5, unter Verspannung der
berwurfmutter, die auch durch eine andere Spannvorrichtung ersetzbar ist, z.B.
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durch Federn, die Ankopplung an den Resonator in weiten Grenzen ändern.
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Wird eine Verstellbarkeit der Ankopplung auch während des Betriebs
der Anordnung erwünscht, so ist es zweckmäßig, eine Spannvorrichtung zu verwenden,
die eine leichte Zuganglichkeit zum Ring von der Seite her ermöglicht, z.B. eine
Spannvorrichtung, die aus Federklammern besteht. Jedoch auchbei Verwendung. der
Überwurfmutter, wie in Fig. 1 gezeigt, ist dies möglich, wenn in der Überwurfmutter,
wie durch 7 angedeutet, umfangsseitig Löcher oder Schlitze vorgesehen werden, durch
die ein Werkzeug zur Verschiebung des Ringes 5 eingeführt werden kann.
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Die parallelen Platten können auch mehrere Koppelvorrichtungen aufweisen,
die, wenn sie gleichzeitig benutzbar sein sollen, natürlich innerhalb der durch
den Innenumfang des Ringes begrenzten Flächen liegen müssen. Ein Beispiel hierfür
zeigt die Fig. 2 für ein Transitfilter, in diesem Fall einem Bandpaß. Die beiden
Ankopplungen 10 und 11 sind hier auf gegenüberliegenden Platten versetzt angeordnet
und wieder als Koaxialleitungssonden ausgebildet. Die Sonde selbst könnte natürlich
auch als Koppelschleife ausgebildet sein oder bei Verwendung von Hohlleiterzuführungen
als einfache Eoppellöcher.
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Es ist auch möglich, neben der Ankopplung örtlich versetzt noch weitere
Elemente im Resonator an den planparallelen Wänden anzubringen. In der Fig. 3 ist
dies durch das Halbleiterbauelement
13, in diesem Falle eine Diode,
angedeutet, die an derGrundplatte 3 befestigt und über eine balgartige Feder 12
mit der Platte 2 kontaktiert. Die übliche hochfrequenzentkoppelte Gleichstromzuführung
ist einfachheitshalber in das Bild nicht mit eingezeichnet.
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Ferner ist aus der Fig. 3 ersichtlich, daß es auf einfache Weise auch
möglich ist, am Ring 5 selbst Ankoppelvorrichtungen oder andere'Elemente, z.B. Halbleiterbauelemente
zu befestigen, wie im linken Teil der Figur schematisch dargestellt ist. Dort befindet
sich ein in radialer Richtung durch den Ring geführte Ankoppelschleife 14, die bei
leichter Bewegbarkeit des Ringes auf eine flexible Koaxialleitung 15 führt.
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Schließlich ist es möglich, durch eine geeignete Spannvorrichtung,
wie durch U-förmige Federelemente, die sich längs des Umfanges der Platten aufziehen
lassen, in gewissen Umfang auch die Platten 3 und 4 in ihrer Ebene gegeneinander
einstellbar oder bewegbar zu machen.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung hat sich als besonders vorteilhaft
erwiesen zum Aufbau von Hohlraumresonatoren, in denen als schwingungserzeugende
Elemente Dioden mit negativem Widerstand, wie z.B. Gunn-Dioden, enthalten sind.
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9 Patentansprüche 3 Figuren