DE2053677A1

DE2053677A1 - Y Zirkulator

Info

Publication number: DE2053677A1
Application number: DE19702053677
Authority: DE
Inventors: Reinhard Heinrich Allentown Thibault Daniel John Whitehall Pa Knerr (V St A)
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1969-11-03
Filing date: 1970-11-02
Publication date: 1971-05-13
Also published as: FR2071862A5; DE2053677C3; SE364400B; GB1285660A; US3605040A; DE2053677B2; NL173457B; NL7015801A; NL173457C; JPS509661B1; BE758313A

Description

Western Electric Company Incorporated Knerr 4-1

New York, N. Y. 10007 V. St. A.

Y-Zirkulator

Die Erfindung betrifft einen Zirkulator zum Betrieb über ein Frequenzband, mit mehreren Bandleitern an einer ersten Fläche eines Unterlage materials aus gyromagnetischem Material, welche einander in einem zentralen Bereich kreuzen, und mit zumindest einer leitenden Erdungsebene, wodurch mehrere Bandübertragungsleitungen gebildet werden, von denen jede eine induktive Reaktanz aufweist, wenn eine Erregung an einem Ende durch hochfrequente elektromagnetische Energie erfolgt, sowie mit einem Kondensator, welcher zur Resonanz mit der induktiven Reaktanz bestimmt ist.

Der Stand der Technik auf dem Gebiet der Zirkulatoren mit konzentrierten Schaltungsbauelementen ist analytisch in den Artikeln von Deutsch und Wieser in "IEEE Transactions on Magnetics", Band 2, No, 3, September 1966, Seiten 278-282; von Konishi in "IEEE,Transactions on Microwave Theory and Techniques", Band 13, November 1965, Seiten 852-864; von Davis and Cohen in "IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques", Band 11, November 1963, Seiten 506-512; und in der USA-Patentschrift 3 335 374 abgehandelt. Allgemein umfaßt der Zirkulator einen Ferritscheibenkern sowie drei Zweige, die jeweils einen abgestimmten

109820/U58

Stromkreis mit einer Leitung und einem besonderen kapazitiven Element enthalten. Die Leitungen sind radial an der oberen Fläche des Kernes angeordnet, wobei ein Ende so geerdet ist, daß eine dreizählige Symmetrie geschaffen wird. Beim Anschluß an Hochfrequenzquellen weisen diese Leitungen induktive Reaktanzen auf; somit werden jedem Zweig besondere Kondensatoren zugefügt, um die Resonanz zu erzielen, welche zur Induktion eines Kraftflusses in dem Kern notwendig ist. Obgleich es den Anschein haben könnte, es sei möglich, die Betriebsfrequenz des Zirkulators durch Justierung dieser Kondensatoren zu verändern, ist ein solcher Vorgang lediglich über ein sehr enges Band wirksam; sogar innerhalb dieses Bandes können leichte Unterschiede der Justierung unterschiedlicher Zweige eine kritische und unerwünschte Fehlanpassung des Zirkulators herbeiführen.

Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der fc Kondensator allen Bandübertragungsleitungen im zentralen Kreuzungsbereich gemeinsam ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß der Kondensator die Erdungsebene sowie eine leitende Zwischenpotentialebi -ie zwischen der zweiten Fläche des gyromagnetischen Unterlagematerials sowie der Erdungsebene umfaßt, und daß ferner ein Ende jedes Bandleiters leitend mit der Zwischenpotentialebene verbunden ist.

109820/U58

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß der Kondensator einen beweglichen leitenden Plattenansatz der Erdungsebene umfaßt und daß die Anbringungs stelle der leitenden Platte gegenüber der Zwischenpotentialebene zur Veränderung der Kapazität des Kondensators einstellbar ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß der Kondensator eine in Sperrichtung vorgespannte Halbleiterdiode umfaßt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Kapazität des Kondensators zur Verschiebung des Bandes der Betriebsfrequenzen des Zirkulators veränderbar ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Kapazität des Kondensators veränderbar ist, um die Zirkulationsrichtung innerhalb des Zirkulators umzukehren.

Erfindungsgemäß wird erreicht, daß dann, wenn die drei induktiven
Zweige des Zirkulators anfänglich symmetrisch sind, alle durch einen einzigen bestimmten Kondensator auf Resonanz abgestimmt werden
können, welcher allen drei Zweigen gemeinsam und daher diesen gegenüber symmetrisch ist. Der entstehende einzige abgestimmte Kreis kann eine größere Bandbreite als bei einem Zirkulator mit drei getrennten

109820/U58

Resonanzkreisen aufweisen. Wenn der einzige Kondensator veränderbar ist, kann die BetrieDstrequenz des Zirkulators von Bereich zu Bereich durch eine einzige Justierung bestimmt werden, ohne in irgendeiner Weise die Symmetrie zwischen den Zweigen zu beeinflussen.

Die Erfindung ist in besonderer Weise auf Zirkulatoren anwendbar, bei welchen jede Zweigleitung in zumindest zwei Teilleitungen aufgeteilt ist, die miteinander verkettet sind, um mehrere Kreuzungen in solcher Anordnung zu erzeugen, daß das Muster der Überkreuzungen und Unter kreuzungen für die Wellenströme und Spannungen symmetrisch bleibt; jedoch ist die Anwendbarkeit der Erfindung auf derartige Zirkulatoren nicht beschränkt. Gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung endet jeder dieser Bandleiter in einer Zwischenpotentialebene oberhalb der normalen Erdungsebene. Die gemeinsame Leitung, welche fest oder variabel gestaltet sein kann, liegt zwischen der Zwischenebene sowie der Erdungsebene.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können die gesamte gemeinsame Kapazität oder ein Teil derselben durch einen elektrisch steuerbaren Kondensator geliefert werden, beispielsweise eine in Sperrrichtung vorgespannte Halbleiterdiode, um einen elektrisch abstimmbaren Zirkulator zu schaffen. Wenn schließlich der Kondensator mit solcher Zunahme umgeschaltet wird, daß sich der Zirkulatorbetrieb von

109820/1458

einer Betriebsart zur anderen verschiebt, kann die Zirkulationsrichtung umgekehrt werden. Dies ergibt einen Sehaltzirkulator, der wesentlich schneller arbeiten kann als solche Zirkulatoren, welche von der Umkehr des Vorspannungsfeldes abhängig sind.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zirkulators in Draufsicht,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1; Fig. 3 ein Ersatzschaltbild zur Veranschaulichung des variablen

gemeinsamen Kondensators;
Fig. 4 ein Zeigerdiagramm der Eigenwerte zur Erläuterung der

Wirkungsweise der Erfindung;
Fig. 5 ein Ersatzschaltbild zur Veranschaulichung der Art und Weise, wie der gemeinsame Kondensator elektrisch veränderlich gemacht oder umgeschaltet werden kann, um die Zirkulations-

richtung umzuschalten;
Fig. 6 ein Zeigerdiagramm der Eigenwerte zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung.

Der Zirkulator gemäß Fig. 1, 2 umfaßt drei Leitungen 11, 12, 13 in

109820/U58

Drehsymmetrie auf der oberen Fläche eines Unterlagematerials 14, das aus einem gyromagnetischen Material zusammengesetzt ist, allgemein einem Ferrit oder einem zusammengesetzten Aluminium-Ferrit. Das mittlere Segment jeder Leitung kann in zumindest zwei geteilte Leitungen unterteilt sein, beispielsweise Leitungen 19, 20 des Bandleiters 12 oder Leitungen 21, 22 des Bandleiters 11 oder Leitungen 23, 24 des Bandleiters 13; die isolierten Kreuzungspunkte dieser geteilten Leitungen sind gemäß Fig. 1 angeordnet, um ein symmetrisches Magnetfeld innerhalb des gyromagnetischen Materials zu induzieren. Das gewünschte Muster ist vorzugsweise auf dem Ferrit-Unterlagematerial 20 nach photolithographischen Dünnfilm-Methoden hergestellt, wie diese bei der Herstellung gedruckter Schaltkreise bekannt sind. Ein erstes Muster ist aufgebracht, welches den Hauptteil sowie zwei parallele Bandleiter des Teilabschnittes für jede der drei Leitungen 11, 12, 13 umfaßt. Jeder Bandleiterabschnitt, beispielsweise 20, weist Spalte, beispielsweise 25, P an den Punkten auf, an welchen dieser Bandleiur eine Überkreuzungs-

stelle mit dem Bandleiter 21 bilden soll, und ist ferner, beispielsweise an Stellen 26, durchgehend ausgebildet, wo eine Unterkreuzung mit dem Bandleiter 23 gebildet werden soll. Jeder unter kreuz ender Bandleiter ist alsdann an der Kreuzung durch eine dünne Schicht aus nichtleitendem oder dielektrischem Material überdeckt, beispielsweise in Form einer über dem Bandleiter 21 aufgebrachten Schicht 27. Leitendes Material 28,

109820/1458

ist darauf über die dielektrische Schicht 27 aufgebracht, wobei eine leitende Brücke mit einem leitenden Kontakt zu jedem der Enden des Bandleiters an irgendeiner Seite des Spaltes 25 hergestellt und die isolierte Überkreuzung des Bandleiters 20 über dem Bandleiter 21 vervollständigt werden.

Eine Zwischenpotentialfläche 16 ist nächst der Bodenfläche des Ferrit-Unterlagematerials 14 angebracht und kann beispielsweise ein leitender Film sein, der wie oben auf das Unterlagematerial 14 aufgebracht ist. Leitende Glieder 15 in Form von Sonden, Einheiten oder Schrauben verbinden ein Ende jeder Leitung 11, 12, 13 mit der Ebene 16, so daß die Leitungen mit ihren freien Enden um 120 versetzt sind. Eine Erdungsebene 17 befindet sich in geeignetem Abstand von der Zwischenebene 16, beispielsweise mittels eines dielektrischen Abstandselementes 18. Die Ebene 17 ist kontinuierlich mit den Erdungsebenen in Zuordnung zu den mit den freien Enden der Leitungen 11, 12, 13 verbundenen Stromkreisen in einem Stück hergestellt oder zumindest hiermit verbunden, so daß bei Erregung irgendeines dieser Stromkreise als Eingang durch hochfrequente elektromagnetische Energie gegenüber der Erdungsplatte 17 die beiden Bandleiter, in welche diese Leitung geteilt ist, gleichzeitig erregt werden, während das verbleibende freie Ende eines nächstfolgenden der Bandleiter 11, 12, 13 der Ausgangsdurchtritt wird.

109820/U58

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist ein den Abzweigungen 11, 12, 13 gemeinsamer Kondensator zwischen der Zwischenebene 16 sowie der Erdungsebene 17 durch eine leitende Platte 31 gebildet, die mit der Platte 17 durch eine Schraube 32 elektrisch leitend verbunden ist, so daß der Abstand zwischen der Ebene 16 sowie der Platte 31 verändert werden kann, um die dazwischenliegende Kapazität zu verändern. Um die Wirkung zu steigern, welche durch die Platte 31 gebildete Kapazität

» auf den Zirkulator ausübt, ist es möglich, die anderen Kapazitäten in

der Schaltung zu verkleinern, beispielsweise diejenigen, welche an den Bandleiterkreuzungen gebildet sind. Dies wird leicht erreicht, indem die gegenüberliegenden Bereiche der Flächen der Bandleiter an einer Kreuzung reduziert und/oder deren Abstand erhöht werden. Für bestimmte Anwendungsfälle, wie sie nachfolgend beschrieben werden, kann die Kapazität von jedem Durchtritt auf Erde entweder mit oder ohne Kapazität zwischen den Durchtritten in Verbindung mit der gemeinsamen Zweigkapazität verwendet werden.

Der entstehende Zirkulator ergibt sich schematisch aus Fig. 3. Die Enden jedes der drei Zirkulatorzweige sind durch eine Verbindung 36 entsprechend der Zwischenebene 16 verbunden. Die Kapazität 37 ist von dem Verbindungspunkt auf Erde verbunden. Die Schaltung nach Fig. 3 zeigt, daß bei physikalisch zweckmäßiger Form der Zwischenebene 16 gemäß

109820/U58

Fig. 2 die erforderliche Zwischenverbindung durch irgendeine symmetrische Schaltung von anderer Ausbildung hergestellt werden kann, welche die Zwischenenden verbindet, und daß die Kapazität 37 ein üblicher Trimmkondensator mit konzentrierter Kapazität oder lediglich ein Festkondensator mit konzentrierter Kapazität sein kann.

Obgleich das Gebilde nach Fig. 2 die Form einer unsymmetrischen Übertragungsleitung aufweist, kann auch eine zweite Er dungs ebene und eine Zwischenebene entweder mit oder ohne einen zweiten Ferritkörper oberhalb des gezeigten Gebildes angeordnet sein, um ein besser symmetrisches Übertragungsleitungs-Gebilde zu erhalten. Eine solche Ebene könnte schematisch durch die Verbindung 36 nach Fig. 3 dargestellt werden. Es ist alsdann möglich, andere induktive Elemente zwischen die zweite Zwischenebene sowie die zweite Erdungsebene einzusetzen, welche den Kondensator 37 verdoppeln können oder auch nicht, jedoch tatsächlich parallel hierzu verbunden wären.

Die Schaltung nach Fig. 3 kann nunmehr analysiert werden, indem deren Eigenvektorerregung gemäß den eingangs erwähnten druckschriftlichen Veröffentlichungen bestimmt wird. Der Strom i_ an jedem Durchtritt sowie die Spannung V an jedem Durchtritt, welche hierdurch bei kurzgeschlossenem C erzeugt werden, ergeben sich nach Deutsch u. a. als

109820/1458

oder

α	β	7	¹I
7	α	β
ß	7	α	i

Hierbei bedeuten:

CJ « Frequenz

G » geometrischer Faktor

und

ß ■ - .1 <Τ - -X

Hierbei sind u und K die Elemente des Polder-Tensors und

yU -j K O

JK yu O O O O

Aus der Impedanz matrix (Z) können die Eigenwerte A · durch Verwendung des Eigenvektors a gefunden werden, wie dieses durch den Artikel von Montgomery u. a. in "Principles of Microwave Circuits",

109820/U58

Dover Publishing, Inc., Seiten 405-407 angegeben ist:

det

>"Ο

Hierbei ist I die Einheitsmatrix und

(6)

(7) (8)

1 b.

Hierbei gilt:

(9)

(10)

h « - 1/2 +4 /3 ; b₉ - - 1/2 - i /3

Durch Einführung der Wirkung von C gemäß der vorliegenden Erfindung

109820/U58

werden die Eigenwerte unter Verwendung der Gleichungen (2) und (7): ^λ1 « g (α.¹ + ß¹ + Y ) (11)

A¹ - g [(α¹ + ß¹ (-1/2 + ^ /3)+ γ' (- 1/2- \ /3)1
Λ ^ - g [(α¹ + ß· (- 1/2 - i /3 ) + r¹ (- 1/2 + i /3)1

Hierbei bedeuten:

β· μ g β + (r-~^) (15)

Das Einsetzen der Werte der Gleichungen (3), (4), (5) in die Gleichung (11(, (12), (13) ergibt folgende Resultate:

> a.¹ · äl <^17a>

(18a) (19a)

Hierdurch werden die drei Eigenwerte für die Schaltung nach Fig. 3
dargestellt.

A¹	■ —■* KJ'	*'Z-* C	(μ -	k)
1
Λ¹	■ 3	^e 2	'Z^{1 +}	k)
2
A' 3	" 3	3 g 2

109820/U58

Die Reflexionskoeffizienten dieser Eigenwerte sind:

AJ - Z

1 ο

¹ ^λ1 ⁺ ^Zo
^Λ2-^Ζο
^Λ2 " ^Λ2 ^{+ Z}o

3 \_o + Z

ο ο

Es ist bekannt, daß die Eigenwerte den drei Betriebsarten entsprechen, welche notwendig sind, damit ein nichtreziproker Dreifachdurchtritt als Zirkulator wirkt; diese Zirkulation tritt an denjenigen Frequenzen auf, für welche die Reflexionskoeffizienten der Gleichungen (17), (18), (19) um 120 in der Phase versetzt sind; die Richtung der Zirkulation wird durch die Folge der Eigenwerte bestimmt. Zum Nachweis dieser Grundlagen ist auf die vorangehend erwähnten Veröffentlichungen verwiesen.

Bei Anwendung dieser Grundlagen auf die vorliegende Erfindung ergibt sich, daß alle drei Eigenwerte und deren Reflexionskoeffizienten frequenzabhängig sind, daß jedoch lediglich A, von C abhängt. Daher kann die Phase von A₁ unabhängig von-der Phase von A„ und A justiert werden. Aus der Unabhängigkeit dieser Justierung ergeben sich

109820/U58

unmittelbar die Vorteile der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 4 stellen die ausgezogenen veranschaulichten Zeiger 41, 42, 43 den Reflexionskoeffizient der Eigenwerte A₁, λ_ο bzw. \ in einem Zustand dar, bei welchem eine Zirkulation bei einer ersten Frequenz f erzeugt wird. Die erforderliche Phase von A₁ ist das Ergebnis eines ersten Wertes von C, des Kondensators 37. Die Zirkulation in der Rieh-

tung A-, - A₉ - Ao ist durch den Pfeil 47 veranschaulicht. Wenn sich die angelegte Frequenz ändert, rotieren alle drei Vektoren. Bei bekannten Gebilden rotieren \ , \ mit anderer Geschwindigkeit als A₁, so daß eine Frequenzänderung schnell eine Abweichung von der erforderlichen Phasendifferenz von 120 erzeugt und damit die Zirkulation aufhört. Die gestrichelten Zeiger 45, 46 zeigen mögliche neue Stellungen für λ_ο und A . Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Wirkung des des gemeinsamen Kondensators C dazu führen, daß λ ₁ eine "Ver-' folgung" von \ und A_Q iⁿ größerem Ausmai, herbeiführt als die Schal-

tung, welche getrennte Resonanzkreise für jede Abzweigung umfaßt. Dies bedeutet, daß eine Frequenzverschiebung im wesentlichen größer als die vorangehend erwähnte gegebene Verschiebung erforderlich ist, bevor die Zirkulation aufhört. Wenn die Zirkulation jedoch aufhört, kann A ₁ erneut auf einen neuen Wert abgestimmt werden, indem der Kondensator 37 auf einen Wert C₀ eingestellt wird, wie dies durch den

109820/U58

gestrichelten Zeiger 44 dargestellt ist, so daß wiederum eine angenähert 120 umfassende Phasenverschiebung gegenüber den Vektoren 45, 46 von / bzw, A_Q vorliegt. Eine solche Neuabstimmung stellt

Ct O

die Zirkulatorwirkung wieder her. Daher kann ein fester gemeinsamer Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung eine größere Bandbreite als gemäß dem Stand der Technik aufweisen, wo getrennte Resonanzkreise verwendet werden; bei variabler Ausführung kann der gemeinsame Kondensator den Zirkulationsbereich durch Abstimmung ausdehnen..

Die vorangehende Betrachtung ging von der Voraussetzung aus, daß die gemeinsame Zweigkapazität C die einzige wesentliche Kapazität ist. Es können zusätzlich eine Kapazität von jedem Durchtritt zu der Erdungsebene, eine Kapazität von jedem Durchtritt zur Zwischenebene und eine Kapazität zwischen den Durchtritten vorliegen. Die vorangehend erwähnte Überkreuzyngskapazität ist eine Kombination aller dieser Kapazitäten. Die Wirkung der Kapazität auf die Zwischenebene beeinflußt lediglich Λ_ο und A_a· Dies beeinflußt alsdann nicht das getrennte Aus-

di O

maß der Steuerung über Λ*. Die Kapazität von jedem Durchtritt auf Erde beeinflußt λ_ο und A_Q ^so gS& ^w*^e λ ., (dieses ist die vorherrschen-

& ο 1

de Kapazität bei dem bekannten Aufbau nach dem Stand der Technik); zusammen steuern sie die Betriebsfrequenz. Wenn somit angestrebt wird, durch Steuerung von λ - abzustimmen, verwässert das Vorliegen

109820/US8

der Kapazität nach Erde den gewünschten Effekt. Wenn eine Steuerung von λ ₁ aus anderen Gründen erwünscht ist, die nachfolgend angegeben sind, kann eine Steuerung der Frequenz von λ_ο und A„ abhängig gemacht werden.

Gemäß Fig. 5 umfaßt der gemeinsame Kondensator die Reihenkombination des Kondensators 51 sowie einer Einrichtung 52, beispielsweise

Ψ in Form einer in Sperrichtung vorgespannten Halbleiterdiode, deren

Kapazität sich in Abhängigkeit von der Vorspannung ändert (Varactor-Diode). Eine geeignete variable Vorspannung ist schematisch durch die Stromquelle 54 angegeben. Der Kondensator 51 ist vorzugsweise groß im Vergleich zu der durch die Diode 52 erzeugten Kapazität und ist in erster Linie vorgesehen, um den Vorspannungsgleichstrom gegenüber dem Zirkulator abzublocken. Die Induktivität 53, welche in Reihe mit der Stromquelle 54 liegt, isoliert Hochfrequenz ströme gegenüber der

ft Stromquelle 54 und hält eine hohe Impedanz bei den hohen Frequenzen

an der Diode 52 aufrecht. Wenn die Isolation nicht erforderlich ist, oder eine Isolation an anderen Punkten in dem System vorgesehen ist, kann der Kondensator 51 und/oder die Induktivität 53 weggelassen werden. Eine Änderung des Stromes von der Stromquelle 54 kann auf diese Weise die Mittenfrequenz des Zirkulators ändern.

109820/1458

Zur Erläuterung von Fig. 6 wird erneut darauf hingewiesen, daß tatsächlich eine erste Frequenz ϊ_Λί für welche λ_ο und λ_ο um 120 versetzt sind, wie in Verbindung mit Fig. 4 erläutert und nunmehr in Fig. 6 durch die ausgezogenen Zeiger 61, 62 dargestellt ist, sowie auch eine zweite Frequenz f vorliegen, für welche diese Zeiger um 240 versetzt sind, wie dies durch die gestrichelten Zeiger 63, 64 veranschaulicht ist. Nach dem Stand der Technik ist bekannt, daß eine Zirkulation bei irgendeiner Frequenz möglich ist. Die Zirkulation wird in der Reihenfolge A , - λ_ο - Λ ο gemäß der Darstellung durch den Pfeil 65 erzeugt,

1 Λ ο

wenn A₁ die erforderliche 120 -Beziehung gegenüber λ_ο und λ auf-

X 2i ό

weist, wie durch den ausgezogenen Zeiger 66 sowie in Umkehrrichtung durch den Zeiger 67 dargestellt ist, wenn λ- durch den gestrichelten Zeiger 68 dargestellt wird. Wenn anfänglich der Zirkulator richtig ausgebildet ist oder wenn Vorsorge getroffen ist, diesen zusammen mit der Umschaltung neu abzustimmen, so daß der Frequenzabstand zwischen f. und f nicht größer als die zweifache Bandbreite des Zirkulators ist, ergibt sich dazwischen ein Frequenzband, für welches die Zirkulationsrichtung als Ergebnis der Verschiebung umgekehrt wird. Eine solche Neuabstimmung kann beispielsweise durch Veränderung der Kapazität von jedem Durchtritt auf Erde erzielt werden, wie dies vorangehend ausgeführt wurde. Diese Möglichkeit ist in Fig. 5 durch den Schalter 55 veranschaulicht, der tatsächlich die Varactor-Diode 52 kurzschließt,

109820/U58

ie

so daß die reine gemeinsame Kapazität plötzlich von dem λ festlegenden Wert von demjenigen bei 66 zu demjenigen bei 68 verändert werden kann, so daß auf diese Weise die Zirkulationsrichtung von derjenigen gemäß dem Pfeil 65 auf diejenige gemäß dem Pfeil 67 umgeschaltet werden kann. Offensichtlich hätte eine dem Varactor 52 zugeführte Spannungs-Sprungfunktion die gleiche Wirkung auf die Gesamtkapazität, wie dies für den Schalter 55 zutrifft.

Die Anordnung der Kondensatoren, Varactoren und dergleichen gemäß Fig. 5 ist lediglich als Ausführungsbeispiel für die Grundlagen der Erfindung anzusehen, stellt indessen nicht die einzig mögliche Ausführungs« form dar. Tatsächlich ergeben sich verschiedene Möglichkeiten, den Wert des gemeinsamen Kondensators entweder kontinuierlich in Abhängigkeit von einem Steuersignal oder in diskreten Stufen zu verändern. Ferner sei darauf hingewiesen, daß eine Änderung des Wertes eines t Kondensators parallel zu einem anderen eine größere Wirkung auf den

Gesamtwert hat, als wenn die Bestandteile gemäß der Darstellung einer Reihenschaltung angeordnet sind.

109820/US8

Claims

Patentansprüche

l.j Zirkulator zum Betrieb über ein Frequenzband, mit mehreren Bandleitern an einer ersten Fläche eines Unterlagematerials aus gyromagnetischem Material, welche einander in einem zentralen Bereich kreuzen, und mit zumindest einer leitenden Erdungsebene, wodurch mehrere Bandübertragungsleitungen gebildet werden, von denen jede eine induktive Reaktanz aufweist, wenn eine Erregung an einem Ende durch hochfrequente elektromagnetische Energie erfolgt, sowie mit einem Kondensator, welcher zur Resonanz mit der induktiven Reaktanz bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (16,17, 31) allen Bandübertragungsleitungen im zentralen Kreuzungsbereich gemeinsam ist.
2. Zirkulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator die Erdungsebene (17, 31) sowie eine leitende Zwischenpotentialebene (16) zwischen der zweiten Fläche des gyro magnetische η Unterlagematerials (14) sowie der Erdungsebene (17, 31) umfaßt und daß ferner ein Ende jedes leitenden Bandleiters (11, 12, 13) leitend mit der Zwischenpotentialebene (16) verbunden ist.
3. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1, 2, dadurch gekennzeichnet,

109820/U58

daß der Kondensator einen beweglichen leitenden Plattenansatz (31) der Erdungsebene (17) umfaßt und daß die Anbringungs stelle der leitenden Platte (31) gegenüber der Zwischenpotentialebene (16) zur Veränderung der Kapazität des Kondensators einstellbar ist.
4. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, ^ daß der Kondensator eine in Umkehrrichtung vorgespannte Halbleiterdiode umfaßt.
5. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Kondensators zur Verschiebung des Bandes der Betriebsfrequenzen des Zirkulators veränderbar ist.
6. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Kondensators veränderbar ist, um die Zirkulationsrichtung innerhalb des Zirkulators umzukehren.

1O902O/U58