DE2154657C3

DE2154657C3 - Ankopplung eines Hohlraumresonators an einen Leitungskreis bzw. an einen weiteren Hohlraumresonator

Info

Publication number: DE2154657C3
Application number: DE2154657A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. Fueglister; Josef Dipl.-Ing. Hadbavny
Original assignee: Siemens Albis AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 1971-10-14
Filing date: 1971-11-03
Publication date: 1975-06-05
Also published as: US3786371A; FR2156641B1; GB1403423A; SE387010B; DE2154657A1; DE2154657B2; IT968710B; NL7213917A; FR2156641A1; CH533368A

Description

Bei bekannten Ankopplungen zwischen Hohlraumresonatoren und Wellenleitern bzw. weiteren Hohlraumresonatoren sind entweder runde oder rechteckige Kopplungsöffnungen vorhanden. Diese Koppliingsöffnungeii übertragen Felder beliebiger Polarisationsrichtungen. Aus diesem (!runde ist es möglich, daß neben dem erwünschten Wellentyp auch unerwünschte Wellentypen inden Hohlraumresonator übertragen werden.

Ferner sind Ankopplungen /wischen den obengenannten Resonatoren und Koaxialleilungen bekannt, bei denen der Innenleiter, als Kopplungsschleife ausgebildet, in den Innenraum des Resonators ragt.

Auch diese Ausführungsform hat den Nachteil, daß durch die Ankopplung verschiedene unerwünschte Wellentypen initerregt werden können

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Ankopplung zwischen einem Hohlraumresonator und einem Leitungskreis bzw. einem weiteren Hohlraumresonator zu schaffen, die keine unerwünschten Wellentypcn überträgt.

Diecrfindungsgemäße Ankopplung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsöffnuug vinen wenigstens andeutungsweise U- bzw. V-förmigen Querschnitt mit einer Zunge aufweist, deren Symmetrieachse wenigstens annähernd parallel /um Vektor des elektrischen Feldes des Resonators im Bereich der Kopplungsöffnung gerichtet ist. und daß die Länge

• ler Zunge so gewählt ist. dall die Zunge zusammen mil der Kopplungsöffnung einen mit dem TEM-WcI-lcntyp arbeitenden λ/4-Resonanzkreis bildet.

Bei der erlindungsgemäßen Ankopplung werden nur Wellen übertragen, deren elektrische Felder parallel zur Symmetrieachse der Zunge stehen, Es besteht deshalb der Vorteil, daß stöp.-nde höhere Wellenlypen nicht miterregt werden. Dadurch, daß die Zunge zusammen mit der Öffnung einen mit dem TEM-WeI-lcnt >p arbeitenden λ/4-Resonanzkrcis bildet, ist innerhalb des Resonanz-Bereiches dieses Kreises ein hoher Kopplungsfaktor wirksam, während außerhalb der Resonanz nur noch ein sehr geringer Kopplungsfaktor wirksam ist. Da die Kreisgüte des genannten λ, ^Resonanzkreises niedrig ist, ist der Bereich mit hohem Kopplungsfaktor relativ breit.

Mit der erfindungsgemäßen Ankopplung ist eine direkte Übertragung von TKM-Wellentypen an einen I lohlraumresonator ohne in den Hohlraum des Resonators ragenden Kopplungsschleifen oder Sonden möglich Ks besteht gegenüber der Schleifenkopplung der Vorteil, daß das Feldbild des Resonators, der eine hohe (iute aufweist, nicht durch in den Hohlraum ragenden Kopplungselemcnte ungünstig deformiert wird.

Die Übertragung zu einer Koaxial- bzw. Streifenleitung kann auf sehr einfache Weise erreicht werden, indem zwischen der Zunge und dem Innenieiter der 1 eitungeine hybride Kopplung oder eine galvanische Verbindung hergestellt wird.

An Hand der Zeichnung werden im folgenden Auslührungsheispiele der erfindungsgemäßen Ankopplung naher erläutert. I ig. 1 zeigt dabei einen Hohlraumresonator, der an eine Streifenleitung angekoppelt ist. 1 ig. 2 zeigt einen Hohlraumresonator, der an eine Koaxialleitung angekoppelt ist. Fig. ?> zeigt einen Hohlraumresonator, der an einen Wellenleiter angekoppelt ist. Fig. 4 zeigt einen Hohlraumresonator, der mit einer Diode zusammengekoppelt ist. Die Fig. 5 bis K stellen in vergrößertem Maßstab verschiedene Kopplungsöffnungen dar

Der in Fig. 1 dargestellte Hohlraumresonator 3 ist für die Frregungdes TE-X) ln-Wcllentyps vorgesehen, bei dem das elektrische Feld ER konzentrisch zur Hohlraumwand verläuft. Der Mantel des kreisrunden Hohlraumresonators 3 weist auf der Außenseite eine ebene Flache auf, die beispielsweise durch Abfräsen des Mantels bis auf eine geringe Dicke der Wand hergestellt wurde. Die Wand ist durch eine U-förmige Kopplungsöffnung 1 durchbrochen. Die U-Form wird durch eine rechteckige Öffnung mit einer einspringenden Zunge 2 gebildet, wie sie in Fig. S in vergrößertem Maßstab dargestellt ist. Die Kopplungsöffnung ist so angebracht, daß die Symmetrieachse A der Zunge 2 parallel zum Vektor des elektrischen Feldes ER steht, welches im Resonator im Bereich der Kopplungsöffining 1 vorhanden ist. Die Länge der Zunge 2 ist so gewählt, daß sie zusammen mit der Kopplungsöffnung einen mit dem TKM-Wellentyp arbeitenden λ/4-Resonanzkreis bildet. Auf der Fläche 6 ist eine unsymmetrische Streifenleitung 4 befestigt. Diese ist gegenübci der Zunge 2 so angeordnet, daß der streifenförmige Leiter 5 der Streifenleitung 4 in geringem Abstand parallel zur Symmetrieachse A der Zunge 2 verläuft. Die Streifenleitung 4 bildet zusammen mit der Zunge 2einen hybriden Koppler. Der Flächenleiter 8 ist mit der Resonatorinasse galvanisch verbunden.

Bei einer anderen Ausführungsform ist an Stelle des hybriden Kopplers der Leiter 5 mit der Zunge 2 galvanisch verbunden.

Der im Ausführungsbeispiel gemäß Fi g. 2 verwendete Resonator 3entspricht demjenigen in Fig. 1. Er weist jedoch eine kreisrunde Kopplungsöffnung 1 mit einer einspringenden Zunge auf, wie sie in Fig. 8 in

ίο vergrößertem Maßstab dargestellt ist. An den Resonator 3 ist eine Koaxialleitung 10 mit einem Innenieiter 12 und einem Außenmantel 11 angekoppelt. Der hmenleiter 12 ist an der Zunge 2 und der Außenmantel 11 ist an der Fläche 6 angeschweißt.

Bei einer anderen Lösung ist der Innenleiter 12 der Koaxialleitung 10 in geringem Abstand von der Zunge 2 parallel zur .Symmetrieachse A der Zunge geführt. Der Innenleiter 12 bildet zusammen mit det Zunge 2 einen hybriden Koppler.

Der im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 vorhandene Resonator 3 entspricht demjenigen in F i g. 1. Er weist jedoch eine V-förmige Kopplungsöffnung auf. wie sie in F i g. 7 in vergrößertem Maßstab dargestelln ist. Der Resonator 3 ist mit einem rechteckigen WeL Ienleiter21 zusammengekoppelt. Der Wellenleiter 211 ist stirnseitig an den Mantel des Resonators herangeführt und mit diesem verbunden. Der Querschnitt des Wellenleiters 21 ist so gerichtet, daß der Vektor des elektrischen Feldes £ W der H K)-Welle im Wellenlei · ter 21 parallel zum Vektor des Resonatorfeldcs ER bei der Kopplungsöffnung 1 liegt.

In Fig. 4 ist die Ankopplung einer Diode 31 an den Hohlraumresonator 3 dargestellt. Die Kopplungsöffnung 1 weist einen kreisförmigen Querschnitt mit einer einspringenden Zunge 2 auf. Die Symmetrieachse A der Zunge 2 ist wiederum parallel zum Vektor des elektrischen Feldes ER im Resonator 3 bei der Kopplungsöffnung 1 gerichtet Auf dem der Zunge 2 gegenüberliegenden Rand der öffnung ist eine Kristall-Diode 31 angebracht. Der eine Diodenanschluß, der aus einem Draht 32 besteht, ist mit der Zunge 2 hochfrequenzmäßig verbunden. Der zweite Anschluß wird durch eine am Diodenkörper aufgedampfte Metallschicht 33 gebildet. Diese Metall-

schicht 33 liegt auf dem Rand der Öffnung 2 auf, womit der Kontakt mit der Resonatormassc hergestellt ist.

Bei der in F i g. S dargestellten Kopplungsöffnung 1 wurden die Dimensionen experimentell ermittelt. Die Zunge 2 weist eine halbkreisförmige Endpartie 41 und zur Symmetrieachse A parallele Seitenflächen 42, 43 auf. Die beiden Seitenflächen 42, 43 gehen an der Zungenwurzel als Zylindermantelflächen 44,45 in die kreisförmige öffnung 1 über. Der Abstand dl der Endpartie 41 der Zunge 2 zum gegenüberliegenden Rand der Öffnung 1 und der Durchmesser d3 des Zylindermantels 44 bzw. 45 sind gleich der Breite d'll Jer Zunge 2. Die Summe aus dem Durchmesser I) der Öffnung 1 und der halben Breite dl/2 Jer Zunge 2 ist gleich bzw. kleiner als ein Viertel der WeI lenlänge (λ/4).

Die Zunge 2 muß demnach kurzer gewählt werden als die theoretische Länge λ/4. Der Grund für die Verkürzung dürfte darin liegen, daß als wirksame Kapazität die Streukapazität der Zunge 2 hinzukommt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ankopplung eines Hohlraumresonator* im «inen Leitungskreis bzw. an einen weiteren Hohlraumrcsonator, bei der in der Wand zwischen dem Hohlraumresonator und dem Leitungskreis bzw. «lern weiteren Hohlraumresonator eine Kopplungsöffnung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsöffnung (1) einen wenigstens andeutungsweise U- bzw. V-förmigen Querschnitt mit einer Zunge (2) aufweist, deren Symmetrieachse (A) wenigstens annähernd parallel zum Vektor des elektrischen Feldes {ER) des Resonators (3) im Bereich der Kopplungsölfnunji (1) gerichtet ist, und dall die Lange der Zunge f2) so gewählt /st, daß die Zunge zusammen mit der Kopplungsöffnung (1) einen mit dem ΓΈΜ-Wellentyp arbeitenden λ-!-Resonanzkreis bildet.

2. Ankopplung nach Anspruch 1. dadunh gekennzeichnet, daß die Kopplungstil fining einen rechteckigen Querschnitt mit einer einspringenden Zunge aufweist (F-ig. 5).

3. Ankopplung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsöffnung einen ovalen Querschnitt mit einer einspringenden Zunge aufweist (Fig. o).

4. Ankopplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsöffnung einen kreisrunden Querschnitt mit einer einspringenden Zunge aufweist (Fig H).

.V Ankopplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine halbkreisförmige Endpartie (41) aufweisende Zunge (2) zur Symmetrieachse (A) parallele Seitenflachen (42, 43) aufweist, welche an der Zungenwurzel als Zylindermantelflächen (44,45) in die kreisförmige Öffnung (1) übergehen, daß der Abstand (</2) der Endpartie (41) der Zunge (2) zum gegenüberliegenden Rand der Öffnung und der Durchmesser (i/3) des Zylindermantels (44 bzw. 45) wenigstens »nnähcrnd gleich der Breite (</l) der Zunge (2) »ind und daß die Summe aus dem Durchmesser (I)) der Öffnung (1) und der halben Breite (rf 1/2) der Zunge (2) gleich oder kleiner als ein Viertel tier Wellenlänge ist (Fig. 8).

6. Ankopplung nach einem der Ansprüche I bis S, dadurch gekennzeichnet, daß als Leitungskreis «ine unsymmetrische Streifenleitung (4) vorhanden ist, deren streifenförmiger Leiter (5) in gerin-(cm Abstand von der Zunge (2) wenigstens annäernd parallel zur Symmetrieachse (A) der Zunge (2) geführt ist und mit dieser einen hybriden Koppler bildet und deren Flächenleiter (8) mit der fccsonatormassc verbunden ist (Fig. 1).

7. Ankopplung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Leitungskreis eine unsymmetrische Streifenleitung vorhanden ist, deren streifenförmiger Leiter mit der Zunge (2) und deren Flächenlciter mit der Resonatormasse galvanisch verbunden ist.

8. Ankopplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Leitungskreis eine Koaxialleitung vorhanden ist, deren Innenleiter in geringem Abstand von der Zunge wenigstens annähernd parallel zur Symmetrieachse der Zunge geführt ist und mit dieser einen hybriden Koppler bildet.

9. Ankopplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß als Leitungskreis eine Koaxialleitung (10) vorhanden ist. deren Inneiileiler (12) mit der Zunge (2) galvanisch verbunden ist (Fig. 2).

H). Ankopplung nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß als Leitungskreis ein Wellenleiter (21) vorhanden ist. der mil dem Hohlraumresonator (3) in der Weise verbunden ist. daß der Vektor des elektrischen Feldes (/."H) im Wellenleiter (21) wenigstens annähernd parallel zur Symmetrieachse (A) der Zunge (2) sieht (Fig. 3).

11. Ankopplung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Leitungskreis ein wenigstens zweipoliges Halbleiterelement vorhanden ist. von dem wenigstens ein Anschluß in geringem Abstand von der Zunge wenigstens annähernd parallel zur Symmetrieachse der Zunge geführt ist und mit dieser einen hybriden Koppler bildet.

12. Ankopplung nach einem der Ansprüche ι bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß als Leitungskreis ein wenigstens zweipoliges Halbleiterelement (31) vorhanden ist, von dem wenigstens ein Anschluß mit der Zunge (2) galvanisch verbunden ist (1 ig. 4).

13. Ankopplung nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß als Leitungskreis ein Mikrowellenclement vorhanden ist. das durch das Nahfeld um die Zungenspitze erregt wird.

14. Verfahren zur Abstimmung der Ankopplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dall durch das Biegen bzw Verdrehen der Zunge (2) der Kopplungsfaktor verändert wird.