DE2161895A1 - Hohlleiteruebergang - Google Patents

Description

Licentia-Patent-Verwaltungs-GwbH PT-BK/Sch/ms

BK 71/93

Hohlleiterübergang

Die Erfindung befasst sieb mit «in·« breitbandigen Übergang •ines quadratischen Speisehohlleiters in einen abstrahlenden Rundhohlleiterabschnitt, bei den sich der Wellenwiderstand in Ausbreitungsrichtung nach der Gleichung

~ — X si» 2K 7

ändert,

Dieser Dbergaa* seil «· ausgebilclvt werden, da»· er über einen sehr breiten Frequensbsreicn hinweg einen Reflexion·-

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ORIGINAL INSPECTED

faktor < 1% aufweist, wobei zusätzlich die leichte Herstellbarkeit des Überganges gefordert wird.

Ein Übergang zwischen Hohlleiter unterschiedlichen Querschnittes weist bekanntlich bei vorgegebener Baulänge dann besonders kleine Reflexionen auf, wenn sich der Wellenwiderstand des Überganges nach der Gleichung

l -E sin 2, |

ändert, wobei

Z ' s Wellenwiderstand in Ausbreitungsrichtung Z

ti

Z. 3 Wellenwiderstand mm Anfang des Überganges Z_ s Wellenwiderstand as Ende des Überganges X 3 Laufende Ortsvariable L * Baulänge K * Konstant«

bedeutet.

Zur Lösung der gasteilten Aufgabe bei de· eingangs beschrieb·»·« Übergang wird erfindungsgeaäss vorgeschlagen,

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dass die Grenzwellenlänge innerhalb der Verschneidung zwischen den quadratischen und dem runden Querschnitt in Abhängigkeit von dem Verhältnis d/a des jeweiligen Verschneidungsquerschnittes die experimentell ermittelte Beziehung

2 3

_λβ* = a [1,54 f + Ο,7β φ - 0,6l (£) ]

β β &

gilt. Dabei ist

Xgz = Grenzwellenlänge in Ausbreitungsrichtung Z a = Seitenlänge des quadratähnlichen Überganges d = Durchmesser des Rundhohlleiterabschnittes d * γ 2.a₀
a_o = Seitenlänge des quadratischen Hohlleiters.

Gleichzeitig ist die Länge des auf die Verschneidungezone folgenden Rundhohlleiterabschnittes bis zu dessen Aperturöffnung derart gewählt, dass sich der aperturbedingte, mit steigender Frequenz abnehmende Anpassungsfehler und der von der Verschneidung herrührende, ebenfalls mit steigender Frequenz abnehmende Anpassungsfehler kompensieren.

Anhand der Figuren soll im folgenden die Erfindung näher erläutert werden.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Übergang als

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getrenntes Bauteil ausgeführt, welche» mit Hilfe des Flansches 1 mit dem in der Fig.1 nicht dargestellten Quadrathohlleiter mechanisch verbunden werden kann. Der in der Flanschebene vorhandene quadratische Querschnitt geht stetig über in den Rundquerschnitt des Rundhohlleiterabschnittes k. In der Figur ist die Verschneidungszone mit 3 bezeichnet. Der Durchmesser d des Rundhohlleiterabschnittes 4 ist y*2. a_ gewählt, wenn mit a_Q die Seitenlänge des quadratischen Hohlleiterabschnittes 1 in der Ebene r A-A bezeichnet ist. Dadurch wird erreicht, dass der zur galvanoplastischen Herstellung des Überganges erforderliche Kern wieder verwendbar ist, so dass die Herstellung keine Schwierigkeiten bereitet.

Für die.mit L bezeichnete Länge der Verschneidung 3 hat sich aufgrund von' Untersuchungen für einen minimalen Reflexionsfaktor ergeben, daßdiese Länge ungefähr 1,5·λ zu wählen ist, wenn man gleichzeitig für die Konstante K der Gleichung (l) 0,13 einsetzt.

Lässt man einen derartigen Übergang direkt auf den freien Raum übergehen, so ergibt sich bei der Abstrahlung ein durch die Apertur bedingter Anpassungsfehler, der ebenfalls mit steigender Frequenz abnimmt wie der verbleibende Reflexionsfaktor. Die Erfindung macht sich nun diesen Umstand dadurch

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zunutze, dass der Abstand χ vom Ende der Verschneidungszone 3 bis zur Apertüröffnung 2 mit kreisförmigem Querschnitt gerade so lang gewählt wird, dass sich die beiden erwähnten Fehler gegenseitig kompensieren. Dadurch erhält man einen extrem breitbandigen Übergang.

Bei einem ausgeführten Beispiel war die Kantenlänge a_ des Quadrathohlleiters 30 mm lang und der Durchmesser des Rundhohlleiterabschnittes betrug 42,43 mm. Die in der Figur mit L bezeichnete Länge der Verschneidungszone war 73t76mm lang. Zur Kompensation des aperturbedingten Anpassungsfehlere mit dem Anpassungsfehler, der sich aus der Form der Verschneidung ergibt, wurde die Länge χ des sich an die Verschneidungszone anschliessenden Rundhohlleiterabschnittes experimentell zu 37 mm gewählt.

In der Fig.2 ist dargestellt, welchen Querschnitt der übergang gemäss der Fig.1 in den drei Ebenen A-A, B-B bzw. C-C aufweist.

Mit einem gemäss der Erfindung aufgebauten Übergang konnte im Bereich von 5»9 - 8,8 GHz ein Reflexionsfaktor r < 1% erreicht werden. Oberhalb einer unteren Eckfrequenz ist der Übergang somit breitbandig an den freien Raum angepasst.

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Claims (2)

Patentansprüche

1.jBreitbandiger Übergang eines quadratischen Speisehohlleiters in einen abstrahlenden Rundhohlleiterabschnitt, bei dem sich der Wellenwiderstand in Ausbreitungsrichtung nach der Gleichung

X X

£ - K sin 2π £

JLr Ld

> ²Z=Mz⁵

^Α· ί

ändert, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verschneidungszone (3) folgende Bedingung gilt:

2 3

Xgz = a [1,54 £ + O,78( £) - 0,6l( £) a a a

Wenn mit

Z„ der Wellenwiderstand in Ausbreitungsrichtung Z Z. Wellenwiderstand an Anfang des Überganges Z_ Wellenwiderstand am Ende des Überganges

Cd

X Laufende Ortsvariable
L Baulänge des Überganges
K Konstante

Xgz Grenzwellenlänge des quadratähnlichen Überganges a Seitenlänge des Quadrathohlleiters d Durchmesser des Rundhohlleiters,

Jüybzö/O9AÖ

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ORIGINAL INSPECTED

ist, wobei

d = γ 2.a₀

a_ = Seitenlänge des Quadrathohlleiters am Anfang des Überganges

gewählt wurde und dass gleichzeitig die Länge χ des auf die Verschneidungszone folgenden Rundhohlleiterabschnittes (4) bis zu dessen Apertüröffnung (5) derart gewählt ist, dass sich der aperturbedingte, mit steigender Frequenz abnehmende Anpassungsfehler und der von der Verschneidung herrührende, ebenfalls mit steigender Frequenz abnehmende Anpassungsfehler kompensieren.

2. Übergang nach Anspruch 1 mit minimaler Baulänge, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Überganges L ungefähr 1,5λ und die Konstante K = 0,13 gewählt ist.

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