DE2249180C3 - Zirkulator für den Frequenzbereich von 10 bis 1000 MHz in konzentrierter Bauweise - Google Patents
Zirkulator für den Frequenzbereich von 10 bis 1000 MHz in konzentrierter BauweiseInfo
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- DE2249180C3 DE2249180C3 DE2249180A DE2249180A DE2249180C3 DE 2249180 C3 DE2249180 C3 DE 2249180C3 DE 2249180 A DE2249180 A DE 2249180A DE 2249180 A DE2249180 A DE 2249180A DE 2249180 C3 DE2249180 C3 DE 2249180C3
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/32—Non-reciprocal transmission devices
- H01P1/38—Circulators
- H01P1/383—Junction circulators, e.g. Y-circulators
- H01P1/387—Strip line circulators
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- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Description
Zirkulator für den Frequenzbereich von 10 bis 1000 MHz in konzentrierter Bauweise.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zirkulator, insbesondere Breitbandzirkulator, für den Frequenzbereich
von 10 bis 1000 MHz, in konzentrierter Bauweise mit drei jeweils zweipoligen, um 120° in einer Ebene
versetzt zueinander angeordneten Anschlüssen, von denen aus die hochfrequenten elektromagnetischen
Wellen über drei zugeordnete, in einer gemeinsamen Ebene liegende Leiterbahnen in einen gemeinsamen
ferriterfüllten Verkopplungsraum hereingeführt sind.
Derartige Zirkulatoren, wenn auch nicht immer als breitbandig zu bezeichnen, sind aus den US-PS
33 35 374, 35 10 804 und 35 22 555, der DE-PS 20 03 713
sowie der DE-AS 12 82 754 bekannt. Figur 3 der zuletzt genannten Druckschrift zeigt das bekannte und übliche
Gehäuse. Zwischen den aus gyromagnetischem Werkstoff bestehenden Scheiben, den sogenannten Mikrowellenferritscheiben,
sind die Leiterbahnen angeordnet. Alle bekannten Ausführungen zeigen weiterhin die
Anordnung der Leiterbahnen in etwa einer Ebene und die Anschlüsse in 120c gegeneinander versetzter Lage.
Ganz wesentlich für die Kennlinie eines derartigen Zirkulators sind u. a. bekanntlich die Verhältnisse im
Verkopplungsraum, d. h. also in dem Luftspalt zwischen den beiden Mikrowellenferritscheiben. Während die
Anordnung nach der DE-AS 12 82 754 (Figur 2) breite übereinandergelegte Strompfade zeigt, wodurch eine
größere Bauhöhe und wegen der Strompfadbreite geringe »magnetische Transparenz« nachteilig wirken,
sind die z.B. nach der US-PS 33 35 374 hergestellten Anordnungen mit den eine geringere Bauhöhe aufweisenden
durchwobenen Strompfaden der Leiterbahnen schwierig herstellbar, denn die Kreuzungspunkte
müssen gut gegeneinander isoliert sein.
Da die Abstände an den Kreuzungsstellen zwecks Erreichen optimaler Kenndaten, z. B. Durchlaßdämpfung,
Vor-Rückverhältnis, Bandbreite, gering sein müssen, eignen sich alle diese bekannten Ausführungen
nicht ff'r eine Anwendung bei höheren Leistungen.
Die Aufgabe der Erfindung bestand daher darin, diese beiden Nachteile, also Verwendlingmöglichkeit nur bei
geringen Leistungen und zu große Bauhöhe, zu vermeiden.
Bei dem Zirkulator der eingangs genannten Art zeigt daher die Erfindung erstmalig eine Lösung, die darin
besteht, daß die drei Leiterbahnen unter Vermeidung
ίο von Kreuzungsstellen mit anderen Leiterbahnen jeweils
bogenförmig am Verzweigungspunkt das Zirkulators vorbeigeführt sind und mit Abstand parallel zu der in
den Verkopplungsraum hineinführenden Leiterbahn eines benachbarten Anschlusses wieder aus dem
Verkopplungsraum herausgeführt sind.
Dabei kann auch jede Leiterbahn in zwei oder mehrere nebeneinanderliegende Strompfade aufgeteilt
sein. Weiterhin kann jede Leiterbahn bzw. jeder Strompfad aus einem von einem Kühlmittel durchflossenen
Flachrohr bestehen.
Die nebeneinanderliegenden Leiterbahnen schaffen zunächst erst einmal die Möglichkeit der Verwirklichung
der denkbaren niedrigsten Bauhöhe im Luftspalt. Diese Anordnung schafft aber weiterhin überhaupt erst
die Voraussetzung zum Bau eines Zirkulators für die Übertragung größerer Leistungen, denn erst dadurch,
daß Kreuzungsstellen im Verkopplungsraum gänzlich vermieden sind, kann eine Leiterbahn bzw. ein
Strompfad aus einem Flachrohr, ?. B. Rechteckrohr, ausgebildet werden, durch das ein Kühlmittel zwecks
Verhinderung unzulässiger Erwärmung der betreffenden Teile hindurchfließen kann.
Gleichzeitig wird eine größere Spannungsfestigkeit der Gesamtanordnung erreichbar, denn die bei größeren
Leistungen auch vielfach verwendeten höheren Spannungen erfordern größere Abstände der Leiterbahnen
bzw. Strompfade gegeneinander. Diese größeren Abstände sind durch die Vermeidung der Kreuzungsstellen
und daher nebeneinanderliegenden Leiterbahnen bzw. Strompfade leichter und überhaupt
verwirklichbar, ohne die charakteristischen Kennlinien des Zirkulators hinsichtlich Durchlaßdämpfung, Breitbandigkeit,
Vor-Rückverhältnis der Dämpfung u.a. zu verschlechtern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden
näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel mit drei Leiterbahnen in Form von Streckenzügen,
F i g. 2 ein Ausführungsbeispie! mit drei Leiterbahnen
in Form von Bögen, bei denen die einzelnen Leiterbahnen noch in Strompfade aufgeteilt sind,
Fig. 3 charakteristische Kennlinien des Zirkulators nach der Erfindung.
Wie in der Beschreibungseinleitung schon genannt, geht die Erfindung von einem Gehäuse aus. das im
bekannten Stand der Technik bereits dargestellt ist und hier nicht noch gesondert gezeichnet werden muß. Es
sind also z. B. Gehäuse nach Figur 3 der DE-AS 12 82 754 oder der US-PS ii 35 374, Figur 4b, denkbar.
Die F i g. 1 entspricht einer Draufsicht auf eine Mikrowellenferritscheibe 1. Auf dieser sind drei
Leiterbahnen 2 angeordnet, und zwar an den Anschlüssen und den Abschlüssen um jeweils 120° zueinander
versetzt. Die Anschlüsse können direkt unter Verwendung von Klemmen oder Lötverbindungen an einen
gemeinsamen Bezugspunkt (gemeinsame Masse) 5 gelegt sein. Es ist aber nicht unbedingt erforderlich, daß
dieser Abschluß mit einem gemeinsamen Bezugspunkt 5 verwirklicht wird, sondern hier kann auch ein
gemeinsames reaktives Element den Abschluß bilden. Die Anschlüsse 3 bestehen aus Anpaßnetzwerken, die
ihrerseits wieder z. B. an Koaxialstecker geführt werden können und hier nur schematisch mit 4 bezeichnet sind.
Senkrecht zu den größten Ausdehnungen der Leiterbahnen 2 steht das Magnetfeld, wie bu 7 angedeutet
Gegenüber den bisher bekannten Ausführungen besteht der Vorteil, daß Kopplungspunkte der Leiterbahnen
2 vermieden sind und daß diese einen gegenseitigen Abstand 6 aufweisen, der je nach
geforderter Spannungsfestigkeit ausgebildet wird. Der Vorteil der Anordnung besteht in einer sehr geringen
Bauhöhe innerhalb des oben in der Beschreibungseinleitung genannten Luftspaltes. Dadurch können u. a. auch
die Streuinduktivitäten erheblich herabgesetzt werden. Das bei 7 bezeichnete Magnetfeld ist das statische
Magnetfeld. Die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Leiterbahnen 2 können aus zugeschnittenen Blechstreifen
bestehen oder auch in Form stehengebliebener Kupferschichten auf Isolierplatten durch Ätztechnik
verwirklicht werden. Die durch einen in einer Leiterbahn 2 fließenden hochfrequenten Wechselstrom
erzeugte Wechselinduktion in den Mikrowellenferritscheiben 1, denn es liegt noch eine weitere Scheibe t auf
den Leiterbahnen 2, wird durch den Einfluß des statischen Magnetfeldes winkelmäßig derart gedreht,
daß nur eine Kopplung zu einer der beiden anderen Leiterbahnen 2 entsteht
F i g. 2 zeigt eine der F i g. 1 entsprechenden Ansicht
F i g. 2 zeigt eine der F i g. 1 entsprechenden Ansicht
ic nur sind hier die Leiterbahnen 2 aufgeteilt in jeweils
zwei Strompfade 8. Diese Strompfade Js sind auch nicht als Streckenzug ausgeführt, sondern bogenförmig. Im
übrigen gilt das, was in Verbindung mit F i g. 1 ausgeführt ist
F i g. 3 zeigt charakteristische Kennlinien des Zirkulators nach der Erfindung. Zum Beispiel ist hier die
Dampfung über der Frequenz aufgetragen. Die Kennlinie 9 zeigt die Dämpfung in der Rückwärtsrichtung
und die Kennlinie 10 die Verluste in der
2D Vorwärtsrichtung, also die Durchlaßdämpfung, die sich hier praktisch zwischen dem Wert 11 bei z. B. 120 MHz
und dein Wert 12 bei z. B. 140 MHz nicht ändert.
Hieizu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Zirkulator, insbesondere Breitbandzirkulator, für den Frequenzbereich von 10 bis 1000 MHz1 in
konzentrierter Bauweise mit drei jeweils zweipoligen, um 120° in einer Ebene versetzt zueinander
angeordneten Anschlüssen, von denen aus die hochfrequenten elektromagnetischen Wellen über
drei zugeordnete, in einer gemeinsamen Ebene liegende Leiterbahnen in einen gemeinsamen
ferriterfüllten Verkopplungsraum hereingeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die
drei Leiterbahnen (2) unter Vermeidung von Kreuzungsstellen mit anderen Leiterbahnen jeweils
bogenförmig am Verzweigungspunkt des Zirkulators vorbeigeführt sind und mit Abstand (6) parallel
zu der in den Verkopplungsraum hineinführenden Leiterbahn eines benachbarten Anschlusses wieder
aus dem Verkopplungsraum herausgeführt sind.
2 Zirkulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leiterbahn in zwei oder mehrere
nebeneinanderliegende Strompfade aufgeteilt ist.
3. Zirkulator nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leiterbahn bzw. jeder
Strompfad aus einem von einem Kühlmittel durchflossenen Flachrohr besteht.
Priority Applications (6)
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Publications (3)
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-
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- 1973-10-05 FR FR7335695A patent/FR2202375B3/fr not_active Expired
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