DE2249735A1

DE2249735A1 - CLOSING SECTION FOR TRANSMISSION LINES

Info

Publication number: DE2249735A1
Application number: DE19722249735
Authority: DE
Inventors: Gerald I Klein
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1971-10-18
Filing date: 1972-10-11
Publication date: 1973-04-26
Also published as: JPS4849363A; FR2169776A1; GB1351720A; FR2169776B1

Description

Dl-PL-ING. KLAUS NEUBECKERDI-PL-ING. KLAUS NEUBECKER

Patentanwalt
4 Düsseldorf 1 ■ S c h a d ο w ρ I a t ζ ■ 9Patent attorney
4 Düsseldorf 1 ■ S chad ο w ρ I at ζ ■ 9

• Düsseldorf, lü. Okt. 1972• Düsseldorf, lü. Oct 1972

westinguouoe Electric Corporation
Pittsburgh, Pa. V. St. A.' ■westinguouoe Electric Corporation
Pittsburgh, Pa. V. St. A. ' ■

Abs e i 11 u ßg_ 1 i^l_^ür__yiAbs e i 11 u ßg_ 1 i ^ l_ ^ ür__yi

^ci^ leitungen ^c i ^ INTR gen

Oie vorliagende Erfindung bezieht sich auf Abschlußglieder für Übertragungsleitungen, insbesondere auf Abschlußglieder mit verringerter Größe und verringertem Gewicht.The present invention relates to terminators for Transmission lines, especially on terminators with reduced Size and reduced weight.

In Radar- und Übertragungssystemen tritt die Notwendigkeit auf, Übertragungsleitungen abzuschließen, um die Bildung reflektierter oder stehender Wellen darin zu verhindern. Abschlußglieder oder Ersatzlasten nach dem Stand der Technik machen-typischerweise von verlustreichen Materialien Gebrauch, die dann längs der übertragungsleitung verteilte Lasten zur allmählichen Leistungsabsorption und Impedanzanpassung darstellen. Solche Einrichtungen werden typischerweise zum Abschluß von übertragungsleitungen für die Führung von HF-Durchschnittsenergien im Dereich von 10 - 1000 W eingesetzt. Für Abschlußglieder, die sich für den Bereich von 10 100 M eignen, je nach gewünschter Frequenz und Übertragungsleitungs-In radar and transmission systems, there is a need to terminate transmission lines to prevent reflected or standing waves from forming therein. Prior art terminators or equivalent loads typically make use of lossy materials which are then distributed along the transmission line for gradual power absorption and impedance matching. Such devices are typically used to terminate transmission lines for carrying average RF energies in the range of 10-1000 W. For terminating elements that are suitable for the range of 10 100 M , depending on the desired frequency and transmission line

ntLfc größe, v/erden Materialien wie Graphit und/Eisen versehene Oxidharze eingesetzt. Als Ab-schlußglieder für höhere Leistungen werden häufig keramische Materialien vom Siliciumcarbid-Typ verwendet.ntLfc size, ground materials such as graphite and / or iron-coated oxide resins used. As final members for higher achievements are often silicon carbide type ceramic materials are used.

;,'ie woiter unten ausgeführt wird, stellen Größe und Gewicht solcher Ers-itzLasten oder Abschlußglieder kritische Faktoren dar, wenn io AbiJohluiV'jliii l-'.r fir Ln Lu ftf ihr-/,_t;u-j·; einjab-uite Radar ii/:U.«;np;, 'as detailed below, the size and weight of such replacement loads or terminating elements are critical factors when io AbiJohluiV'jliii l -'. r fir Ln Lu ftf ihr- /, _t ; uj ·; einjab-uite radar ii /: U. «; np

■ lid..,■ lid ..,

Verwondung finden sollen, lit zunenmender Durchschnittsleistung und abnehmender Frequenz der übertragenen VJeHe v/erden Größe und Gewichte der Abseilußglieder größer. Für Abschlußglieder, die
Signale niedrigerer Frequenz und höherer Durchschnittsleistung verarbeiten können, kann c3 notwendig sein, zusätzlich für eine
Kühlung ler Last durch Luft oder flüssige Kühlmittel zu sorgen. Typische Größen- und GewLeutswerte von zur Zeit zur Verfugung
stellenden Abschlußglieaern sind nachfolgend zusammengestellt:The increasing average power and the decreasing frequency of the transmitted VJeHe make the size and weight of the abseil members greater. For final members who
Signals of lower frequency and higher average power can be processed, c3 may also be necessary for a
To provide cooling of the load by air or liquid coolant. Typical size and weight values currently available
The final members are compiled below:

Ubertragungs- Durchschnittliche Länge Gewicht Kühlung
leitung Leistung (V/) (cm) (kg)Transmission Average Length Weight Cooling
line power (V /) (cm) (kg)

S-i3and - WR 23 t 5 30,5 2,27 LuftS-i3and - WR 23 t 5 30.5 2.27 air

750 35,6 4,53 Luft750 35.6 4.53 air

7500 43,2 6,80 Flüssigkeit7500 43.2 6.80 liquid

X-ßand - WR DO 1 10,8 0,23 LuftX-ßand - WR DO 1 10.8 0.23 air

150 14,0 0,ö!< Luft150 14.0 0, ö! <Air

2000 17,2 0,6ίϊ Flüssigkeit2000 17.2 0.6ίϊ liquid

Wie zuvor angedeutet, können Größe und Gewicht dieser Abschlußglieder unüberwindliche Schwierigkeiten aufwerfen, wenn ihr Einsatz nach den herkömmlichen Verfahren nach dem Stand der Technik erfolgt, wobei Gewicht und Größe wie etwa in Verbindung mit an Bord von Luftfahrzeugen vorgesehenen Radarsystemen kritische Faktoren sind.As previously indicated, the size and weight of these terminators pose insurmountable difficulties if their use according to the conventional methods of the prior art takes place, with weight and size such as in connection with radar systems provided on board aircraft being critical factors are.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, verbesserte Abschlußglieder zu schaffen, deren Größe und Gewicht erheblich verringert sind. Insbesondere soll die Verringerung von Gewicht und Größe dabei in der Größenordnung 10 liegen, dennoch aber eine Welligkeit einer stehenden Welle ⁿ _max "· ^u _mi in der Größenordnung von 1,05 bis 1,2 über 10 - 20 % eines Frequenzbandes gewährleistet sein.It is therefore an object of the present invention to provide improved terminating members which are considerably reduced in size and weight. In particular, the reduction in weight and size should be in the order of magnitude of 10, but a ripple of a standing wave ⁿ _max "· ^u _mi in the order of magnitude of 1.05 to 1.2 over 10-20% of a frequency band should be ensured.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Anordnung zur Absorption von Energie eines längs einer übertragungsleitung mit bestimmter Impedanz übertragenen Signals erfindungsgemäß gekennzeichnet durcii eine quer zur übertragunqsleitung angebrachte Kurzschlußeinrichtung, einen in der übertragungsleitung angeordneten Filimralt der Impedanz der übertragungsleitung an der Stella des FiIn gleichen,iem i ior ritaiii i, t:iii,r in .inni t t: : Ii -ar^r them ir> eher ^'erbLndun j mit:To solve this problem, an arrangement for absorbing energy of a signal transmitted along a transmission line with a certain impedance is characterized according to the invention by a short-circuit device installed transversely to the transmission line, a film of the impedance of the transmission line arranged in the transmission line at the point of the same, iem ior ritaiii i, t: iii, r in .inni tt:: Ii -ar ^ r them ir> rather ^ 'erbLndun j with:

BAD ORIGINAL 309817/0753 BATH ORIGINAL 309817/0753

den Film stehenden thermisch leitenden Einrichtung zur wirksamen thermischen Ableitung der von dem Film absorbierten thermischen Energie von' dem Film an die Kurzschlußeinrichtuncr, sowie dadurch, daß der Film im Abstand N^/4 von der Kürzschlußeinrichtung angeordnet ist, wobei IJ eine ungerade ganze Zahl"und >» die Wellenlänge des in der thermisch leitenden Einrichtung übertragenen Signals ist.the film standing thermally conductive device for effective thermal dissipation of the thermal energy absorbed by the film from the film to the short-circuit device, and thereby, that the film is located at a distance of N ^ / 4 from the shorting device where IJ is an odd integer "and>» is the wavelength of the signal transmitted in the thermally conductive device.

"Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In d?r Zeichnung zeigen;"The invention is explained below using exemplary embodiments in Connection explained with the accompanying drawing. In the drawing demonstrate;

Fig. 1 im Längsschnitt eine Seitenansicht eines Abschlußgliedes nach der Erfindung; undFig. 1 shows in longitudinal section a side view of a terminating member according to the invention; and

Fig. 2 im Längsschnitt eine Seitenansicht eines gegenüber Fig. 1 etwas abgewandelten Abschlußgliedes.Fig. 2 in longitudinal section a side view of an opposite Fig. 1 somewhat modified terminating member.

Die Frage der Wellenenergieabsorption wird in "Fields and Waves in !lodern Radio" von S. Rarao und J. ?</hinnery auf S. 313 (J. Wiley, 194 4) untersucht, v/o festgestellt wird, daß eine ebene, im Raum übertragene Welle vollständig absorbiert werden kann, indem die ebene Welle normal auf einen dünnen leitenden Film gerichtet wird, der sich im Abstand von J./4 Wellenlänge vor einem vollkommenen Leiter befindet. Zur Erzielung einer wirksamen Absorption wird der Bahnwiderstand des dünnen Films, wie er sich aus dem Verhältnis des sx>ezifischen VJiderstandes {p ) des Filmmaterials zur Dicke des Filras errechnet, gleich der Wellenimpodanz gesetzt. Das Verhältnis des spezifischen Widerstands zur picke (/VT) bestimmt den Bahnwiderstand des dünnen Film in Ohm/Flächeneinheit. Im Gegensatz zu der verteilten Last nach den Stand der Technik wird erfindungsgemäß ein Film in einer Ebene an der Stelle angeordnet, v/o die Spannung der übertragenen μηςί reflektierten Wellen sich zu einem Maximum summiert, um die gewünschte Energie-absqrption zu erreichen. Der Einsatz eines diinnen Films anstelle ei^ner verteilten Last führt zu einer erheblichen Verringerung der Große und des Gewichts für ein Abschlußglie.d nach der Erfindung. Es, versteht sich, daß ein solcher dünner Film pine Abstützung prfordert und im übrigenThe question of wave energy absorption is examined in "Fields and Waves in! Blaern Radio" by S. Rarao and J.? </ Hinnery on p. 313 (J. Wiley, 194 4), v / o it is established that a plane, Wave transmitted in space can be completely absorbed by directing the plane wave normally onto a thin conductive film that is 1/4 wavelength apart from a perfect conductor. To achieve effective absorption, the sheet resistance of the thin film, as calculated from the ratio of the sx> specific resistance {p ) of the film material to the thickness of the film, is set equal to the wave impodance. The ratio of the specific resistance to the picke (/ VT) determines the sheet resistance of the thin film in ohms / unit area. In contrast to the distributed load according to the prior art, according to the invention a film is arranged in a plane at the point v / o the voltage of the transmitted μηςί reflected waves adds up to a maximum in order to achieve the desired energy absorption. The use of a film in place diinnen ei ^ne r distributed load leads to a considerable reduction in the size and weight for a Abschlußglie.d according to the invention. It goes without saying that such a thin film requires pine support and the rest

309817/Q763309817 / Q763

durch die absorbierte Energie zerstört würde, v/enn diese nicht als Verlustleistung abgeleitet würde.would be destroyed by the absorbed energy, if this is not considered Power dissipation would be derived.

Erfindungsgemäß wird die an den dünnen Film übertragene Energie abgeführt, um die Zerstörung des dünnen Film zu verhindern und so zu einer praktischen Ausführung der Erfindung zu gelangen, wie sie mit Fig. 1 und 2 der Zeichnung veranschaulicht ist. Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein Abschlußglied 10 mit einem Hohlleiter 12, der beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt haben und über einen Flansch 13 mit der abzuschließenden Übertragungsleitung verbindbar sein kann. Erfindungsgemäß wird die übertragungsleitung durch einen Kurzschluß abgeschlossen, der von einem Element 20 gebildet wird, das etwa durch Hartlötung mit dem Hohlleiter 12 verbunden ist und aus einem geeigneten elektrisch leitenden Material wie Aluminium besteht. Typischerweise besteht das Element 20 aus dem gleichen Metall wie der Hohlleiter 12. Im Innern des Hohlleiters 12 ist in einem Abstand von etwa 1/4 Wellenlänge von dem elektrisch leitenden Element 20 ein dünner Film 14 angeordnet, um im wesentlichendie dort übertragene Kelle zu absorbieren. Der Film 14 ist in Bezug auf die Wellenlänge X des übertragenen Signals genügend dünn, um sicherzustellen, daß die Absorptionswirkung des Films 14 auf die Stelle in dem Hohlleiter 12 konzentriert wird, an der die maxinale Spannung herrscht. Diese Bedingung trifft zu, wenn gilt:According to the present invention, the energy transmitted to the thin film is dissipated to prevent the thin film from being destroyed and so on to arrive at a practical embodiment of the invention, as illustrated with FIGS. 1 and 2 of the drawing. In detail Fig. 1 shows a terminating member 10 with a waveguide 12, which, for example, have a rectangular cross-section and has a Flange 13 can be connected to the transmission line to be terminated. According to the invention, the transmission line is through a Short-circuit completed, which is formed by an element 20 which is connected to the waveguide 12 by brazing, for example made of a suitable electrically conductive material such as aluminum. Typically, element 20 is made of the same Metal like the waveguide 12. Inside the waveguide 12 is at a distance of about 1/4 wavelength from the electrically conductive one Element 20 a thin film 14 is arranged to substantially absorb the trowel transferred there. The film 14 is related to the wavelength X of the transmitted signal thin enough to ensure that the absorption effect of the film 14 on the Place in the waveguide 12 is concentrated, at which the maxinale There is tension. This condition applies if:

2IxT 4: l2IxT 4: l

Ferner bestimmt die Dicke T den Bannwiderstand des dünnen Films 14, so daß der Bahnwiderstand der Impedanz der übertragenen Welle im wesentlichen gleich ist. Im speziellen wird der Bahnwiderstand des Films 14 durch das Veraältnis des spezifischen Widerstandes ^P zur Filmdicke T festgelegt. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde der Film 14 aus Nichrom mit einer Dicke von etwa 100 Ä hergestellt, um eine Widerstandsfähigkeit von 103 Olim/ Flächeneinheit zu erzielen (wobei P für Nichromö etwa 108 Mikroohm-cr.i beträgt). Es ist wesentlich, daß der dünne Film 14 auf einem thermisch leitenden Körper 16 aus thermisch hochleitenden ■■laterial wie nerylliumoxid HeO angeordnet wird, um nicht nur für eine Unterstützung Hinsichtlich der Wärme zu sorgen, die durchFurther, the thickness T determines the spell resistance of the thin film 14 so that the sheet resistance is substantially equal to the impedance of the transmitted wave. In particular, the sheet resistance of the film 14 is determined by the ratio of the specific resistance ^ P to the film thickness T. In accordance with one embodiment of the invention, film 14 was made of nichrome approximately 100 Å in thickness to provide a resistivity of 10 3 ohms / unit area (where P for nichrome is about 10 8 microohms-cm). It is essential that the thin film 14 is placed on a thermally conductive body 16 made of thermally highly conductive material such as neryllium oxide HeO, in order not only to provide assistance with regard to the heat that is passed through

309817/0753309817/0753

~" 5 —~ "5 -

Absorption der Wellenenergie in dem Film 14 erzeugt wird, sondern auch wirksam zu übertragen, so daß eine Zerstörung des Films 14 verhindert wird.Absorption of the wave energy is generated in the film 14, but rather also effectively transfer, so that the destruction of the film 14 is prevented.

Um die Wärmeabfuhr zu erleichtern, kann das leitende Element 20 in unmittelbarem thermischem Kontakt mit dem thermisch leitenden Körper 16 stehen, um als Primär-Kühlkörper zu dienen. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine dünne Lage 18 mit einer Dicke in der Größenordnung von 25 - 75 p. (0,001 bis 0,003 Inch) aus einem geeigneten thermisch leitenden Haftstoff wie dem thermischen Epoxy 418 H der Epoxy Technology of Watertown, Massachusetts, zwischen dem thermisch leitenden Körper 16 und dem elektrisch leitenden Element 20 angeordnet sein, um einen wirksamen thermischen übergang dazwischen zu gewährleisten. Je nach der Energie der zu absorbierenden Welle können geeignete zusätzliche Kühlmittel wie ein Ventilator 22 eingesetzt werden, um ein Kühlflud wie Luft an der Oberfläche des Elements 20 vorbeistreichen zu lassen. Entsprechend einem weiteren Äusführungsbeispiel der Erfindung können Kühlrippen (nicht dargestellt) an das Element 20 angeschlossen sein, um eine zusätzliche Kühlung zu erhalten.In order to facilitate the dissipation of heat, the conductive element 20 can be in direct thermal contact with the thermally conductive body 16 in order to serve as a primary heat sink. According to one embodiment of the invention, a thin sheet 18 having a thickness on the order of 25-75 p. (0.001 to 0.003 inches) of a suitable thermally conductive adhesive such as Thermal Epoxy 418 H from Epoxy Technology of Watertown, Massachusetts, may be placed between the thermally conductive body 16 and the electrically conductive element 20 to ensure effective thermal transition therebetween. Depending on the energy of the wave to be absorbed, suitable additional cooling means such as a fan 22 can be used in order to allow a cooling fluid such as air to sweep past the surface of the element 20. According to a further embodiment of the invention, cooling fins (not shown) can be connected to the element 20 in order to obtain additional cooling.

Wie in einem Aufsatz "Thermal Resistivity Table Simplifies Temperature Calculations" von Gerald Irwin Klein, erschienen^I^icrowave Magazine, Febr. 1970, herausgestellt, stellt BeO (Berylliumoxid-Keramik) ein wirksames thermisch leitendes Material für die übertragung der Wärme von dem dünnen Film 14 dar. Entsprechend praktischen Untersuchungen können dünne Filme, wie sie in Fig„ 1 angedeutet sind, bei Temperaturen in der Größenordnung von 180 C ohne Beeinträchtigung betrieben werden, wobei Leistungsdichten inAs pointed out in an article "Thermal Resistivity Table Simplifies Temperature Calculations" by Gerald Irwin Klein, published ^ I ^ icrowave Magazine, Feb. 1970, BeO (beryllium oxide ceramic) is an effective thermally conductive material for transferring heat from the thin Film 14. According to practical studies, thin films as indicated in FIG. 1 can be operated at temperatures on the order of 180 ° C. without impairment , with power densities in

2
der Größenordnung von 77 - 154 W/cm aufgenommen werden können. Es versteht sich, daß eine zusätzliche Temperaturdifferenz ,zwischen dieser Oberfläche des thermisch leitenden Körpers 16 und der freiliegenden Oberfläche des Elements 20 auftreten würde. Die Leistungskapazität des gesamten Systems würde von der Wirksamkeit des zusätzlichen Kühlkörpers abhängen, der noch verwendet werden kann. Wie weiter oben im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert, kann die freiliegende Fläche des Elements 20 zusätzlich durch einen von2
of the order of magnitude of 77 - 154 W / cm can be absorbed. It will be understood that an additional temperature difference would occur between this surface of the thermally conductive body 16 and the exposed surface of the element 20. The performance capacity of the entire system would depend on the effectiveness of the additional heat sink that can still be used. As explained above in connection with FIG. 1, the exposed surface of the element 20 can additionally be provided by one of

309817/075 3309817/075 3

dem Ventilator 22 gelieferten Luftstrom gekühlt werden. Somit wäre dann die Leistungskapazität nicht nur von der thermischen Leitfähigkeit des Körpers 16, sondern auch von der Art der zusätzlichen Kühlung abhängig.the air flow supplied to the fan 22 can be cooled. Thus the power capacity would not only depend on the thermal one Conductivity of the body 16, but also on the nature of the additional Cooling dependent.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Raum zwischen dem dünnen Film 14 und dem elektrisch leitenden Element 20 mit dem thermisch leiten den Körper 16 ausgefüllt, so daß die Wellenlänge des an das Element 20 übertragenen Signals entsprechend folgender Beziehung verringert wirdAs shown in Fig. 1, the space between the thin film 14 and the electrically conductive member 20 is thermally conductive the body 16 is filled so that the wavelength of the signal transmitted to the element 20 corresponds to the following relationship is decreased

Λ g£ ^β *Xga Λ g £ ^β * Xga

worin 7»»ga die Wellenlänge des durch die übertragungsleitung in Luft übertragenen Signals, £ die Dielektrizitätskonstante des Materials des thermisch leitenden Körpers 16 und "X g € die Wellenlänge des durch den Körper 16 übertragenen Signals ist. In dem Ausführungsbeispiel, in dem der Körper 16 aus BeO besteht, wird die Wellenlänge des übertragenen Signals um einen Faktor 2,6 reduziert, wobei 6 für BeO den Wert 6,6 hat. Infolge-dessen wird der Abstand zwischen dem dünnen Film 14 und dem Element 20, d. h.where 7 »» ga is the wavelength of the transmission line in Air transmitted signal, £ the dielectric constant of the material of the thermally conductive body 16 and "X g € the Is the wavelength of the signal transmitted through body 16. In the embodiment in which the body 16 consists of BeO, the wavelength of the transmitted signal is reduced by a factor of 2.6, where 6 for BeO is 6.6. As a result of which will the distance between thin film 14 and element 20, i. H.

"^- g £ /4 des übertragenen Signals, um einen ähnlichen Betrag verkürzt, so daß die Gesamtabmessungen des Abschlußgliedes 10 verringert warden. "^ - g £ / 4 of the transmitted signal, shortened by a similar amount, so that the overall dimensions of the terminator 10 are reduced.

Die Wahl des Materials für den thermisch leitenden Körper 16 hängt in erster Linie von seiner thermischen Leitfähigkeit ab, jedoch ebenso von seiner mechanischen Festigkeit bei höheren Temperaturen, seiner oben erwähnten Dielektrizitätskonstante sowie seinen Wellen-Verlustkennwerten. BeO entspricht allen diesen Anforderungen weitgehend und stellt demgemäß ein bevorzugtes Material für die Herstellung des Körpers 16 dar. Bei anderen Ausfuhrungsbeispielen kann Aluminiumdioxid-Keramik und Bor- -nitrid als das thermisch leitende Material verwendet werden.The choice of material for the thermally conductive body 16 depends primarily on its thermal conductivity, but also on its mechanical strength at higher temperatures, its above-mentioned dielectric constant and its wave loss characteristics. BeO largely meets all of these requirements and is accordingly a preferred material for manufacture of the body 16. In other exemplary embodiments, aluminum dioxide ceramic and boron nitride can be used as the thermally conductive Material to be used.

Die Bildung des dünnen Films 14 kann beispielsweise durch Niederschlagen einer Nichromschicht auf den Körper 16 im Vakuum erfolgen.The formation of the thin film 14 can be performed, for example, by deposition a nichrome layer on the body 16 in a vacuum.

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Der Film 14 kann auch aus anderen Widerstandsmaterialien wie den Cermet-Widerstandtinten■■hergestellt werden, die sich aus Metallen, Oxydpulvern und Glas, das in einem·geeigneten Träger suspendiert ist, zusammensetzen und im Siebdruckverfahren aufgebracht und in Luft bei hoher Temperatur gebrannt werden können, um den dünnen Film auf dem Körper 16 zu bilden. Statt dessen kommt auch Kohlenstoff infrage, der im Vakuum oder pyrolytisch auf den Körper 16 aufgebracht werden kann.The film 14 can also be made of other resistance materials such as the cermet resistance inks ■■ made of metals, Oxide powders and glass suspended in a suitable carrier is, put together and applied by screen printing and in High temperature air can be fired to form the thin film on the body 16. Instead, there is also carbon in question, which is applied to the body in a vacuum or pyrolytic 16 can be applied.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung entsprechend Fig. 2 kann das Abscnlußglied eine Übertragungsleitung 21 aufweisen, die an eine v/eitere Übertragungsleitung mittels eines Flansches 2 3 anschließbar ist. In der übertragungsleitung 21 ist ein dünner Film 24 in einem Abstand von 1/4 Wellenlänge von einem elektrisch leitenden Element 28 angeordnet, das den Kurzschluß über die Übertragungsleitung 21 bildet. In ähnlicher Weise wie oben beschrieben ist ein thermisch leitender Körper 26 aus in hohem Maße thermisch leitendem Material wie BeO vorgesehen, um thermische Energie wirksam von dem dünnen Film 24 an das elektrisch leitende Element 2 8 zu übertragen. Ferner ist dafür gesorgt, daß ein geeignetes Kühlmittel wie Wasser über das elektrisch leitende Element geführt werden kann, um die thermische Energie davon abzuleiten. Bei dem speziellen Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 kann das elektrisch leitende Element 28 auf dem thermisch leitenden Körper 26 angeordnet werden, indem etwa zunächst eine dünne Lage aus Metall im Vakuum aufgebracht und anschließend der restliche Teil des Elements 2 5 elektroplattiert wird. Es wird dann das Kühlmittel in Verbinr dung mit einer Kühlkammer 32 auf das elektrisch leitende Element 23 gerichtet. Die Kühlkammer 32 ist gegenüber dem Element 28 durch eine geeignete Dichtung 30 wasserdicht abgeschlossen. Das flüssige Kühlmittel wird durch die Kühlkammer 32 mittels einer Kühlmittel-Pumpe 42 gepumpt, die über eine Leitung 38 an einen Einlaß 34 und über eine Leitung 40 an einen Auslaß 36 angeschlossen ist. FJs ist klar, daß das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in ähnlicher Weise abgewandelt v/erden könnte wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, um nas Element 20 mit einem flüssigen Kühlmittel zu beaufschlagen und r;o oinen Zwischanwert der Wärmeverteilung zu erhalten.In a further embodiment of the invention according to FIG. 2, the terminating element can have a transmission line 21, connected to a further transmission line by means of a flange 2 3 is connectable. In the transmission line 21, a thin film 24 is electrical at a distance of 1/4 wavelength from one Conductive element 28 arranged, which the short circuit across the transmission line 21 forms. In a manner similar to that described above, a thermally conductive body 26 is made of highly thermal Conductive material such as BeO is provided to efficiently transfer thermal energy from the thin film 24 to the electrically conductive element 2 8 transferred to. It is also ensured that a suitable coolant how water can be passed over the electrically conductive element in order to dissipate the thermal energy therefrom. In which In a special embodiment according to FIG. 2, the electrically conductive element 28 can be arranged on the thermally conductive body 26 by first placing a thin layer of metal in the Vacuum applied and then the remainder of the element 2 5 is electroplated. It is then the coolant in connection with a cooling chamber 32 on the electrically conductive element 23 directed. The cooling chamber 32 is opposite the element 28 through a suitable seal 30 sealed watertight. The liquid one Coolant is pumped through the cooling chamber 32 by means of a coolant pump 42 which is connected to an inlet 34 and via a line 38 is connected to an outlet 36 via a line 40. It is clear from FIG. 1 that the embodiment of FIG modified like the embodiment according to FIG. 2, to apply a liquid coolant to nas element 20 and r; o o to obtain an intermediate value of the heat distribution.

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Das Abschlußglied 10 der Fig. 1 erzielt beispielsweise eine Welligkeit einer stehenden Welle von 1,1 oder weniger über eine Bandbreite von 1 - 2 % der vorgesehenen Frequenz. Die Bandbreite des Abschlußgliedes kann auf 10 % erweitert werden, indem der Bahnwider stand des dünnen Films um einen Faktor vier verringert und vor den dünnen Film ein Umformer gesetzt wird, um dessen Impedanz an die der übertragungsleitung anzupassen. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind vor dem dünnen Film 24 erste und zweite Anpassungselemente eingefügt, um eine Mehrfach-Umformerfunktion auszuüben, so daß der Filrawiderstand, der zur Anpassung der Wellenimpedanz notwendig ist, verringert werden kann. Die Einführung eines einzelnen Anpassungsumformers ergab ein Abschlußglied, das im S-Band mit einer gemessenen Welligkeit (VSWR) unter 1,20 von 3,0 bis 3,5 GHz arbeiten konnte. Durch Einsatz einer weiteren Umformstufe entsprechend Fig. 2 kann über eine 10 %-Frequenzbandbreite eine Welligkeit von 1,03 erreicht werden.The terminating element 10 of FIG. 1 achieves, for example, a standing wave ripple of 1.1 or less over a bandwidth of 1-2% of the intended frequency. The bandwidth of the terminator can be expanded to 10 % by reducing the web resistance of the thin film by a factor of four and placing a converter in front of the thin film to match its impedance to that of the transmission line. As shown in Fig. 2, first and second matching members are inserted in front of the thin film 24 to perform a multiple converter function, so that the film resistance necessary for matching the wave impedance can be reduced. The introduction of a single matching transducer resulted in a terminator that could operate in the S-band with a measured ripple (VSWR) below 1.20 from 3.0 to 3.5 GHz. By using a further reshaping stage as shown in FIG. 2, a ripple of 1.03 can be achieved over a 10% frequency bandwidth.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2besteht das erste Anpassungsglied 25 aus BeO, das zweite Anpassungsglied 29 aus Polyphenolenoxid.Zur Herstellung der Glieder 25 und 29 können andere Materialien wie Bor--nitrid und Zeflon mit niedrigen Mikrowellenverlustkennwerten und hohen Erweichungspunkten verwendet werden.In the embodiment of Fig. 2, there is the first adapter 25 made of BeO, the second adapter 29 made of polyphenol oxide. For the production of the links 25 and 29 other materials such as boron nitride and Zeflon with low microwave loss parameters and high softening points can be used.

Die ERfindung stellt somit ein Abschlußglied zur Verfügung, dessen Abmessungen und Gewicht gegenüber den entsprechenden Vierten nach dem Stand der Technik erheblich verringert wurden. In der nachstehenden Tabelle sind die erzielten Verringerungen den Werten nach dem Stand der Technik für verschiedene Abschlußglieder, die unter verschiedenen Belastungs- und Frequenzbedingungen arbeiten können,gegenübergestellt:The invention thus provides a terminating element available, its Dimensions and weight compared to the corresponding fourth according to the prior art have been significantly reduced. In the following The table shows the reductions achieved in the prior art values for various terminators using the can work under different load and frequency conditions, compared:

übertragungs
leitungtransmission
management Wattwatt Länge
(cm)length
(cm) Gewicht
(kg)weight
(kg) Kühlungcooling S-Band - WR 234S-band - WR 234 150
1000
7500150
1000
7500 3,17
5,08
7,613.17
5.08
7.61 0,226
0,907
1,360.226
0.907
1.36 Luft
Flüssigkeit
Flüssigkeitair
liquid
liquid X-Band - WR 90X-band - WR 90 50
150
200050
150
2000 1,27
3,81
2,541.27
3.81
2.54 0,076
0,220
0,1130.076
0.220
0.113 Luft
Luft
Flüssigkeitair
air
liquid

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Die Erfindung läßt sich in gleicijgeeigneter Weise auch in kreisförmige Hohlleiter, KoaxialMtungen und streifenförmige Leitungen einarbeiten. Die übertragungsleitung, der dünne Film, der Kurzschluß, das thermisch leitende Element und der Anpassungs-Umformer können zu einer Baueinheit zusammengefaßt und als einsetzbares Abschlußglied für bestehende übertragungsleitungen verwendet werden.The invention can equally be used in a circular manner Waveguides, coaxial connections and strip-shaped lines incorporate. The transmission line, the thin film, the short circuit, the thermally conductive element and the adaptation converter can be combined into one structural unit and used as a unit Terminating element can be used for existing transmission lines.

Patentansprüche: Patent claims :

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Claims

Patent claims:

Ij arrangement for the absorption of energy of a signal transmitted along a transmission line with a certain impedance, characterized by a short-circuit device mounted transversely to the transmission line, a film (14, 24) arranged in the transmission line with the impedance of the transmission line at the point of the film equal track resistance, a thermally conductive means in direct thermal communication with the film for the effective thermal dissipation of the thermal energy absorbed by the film from the film to the short-circuit device and by the fact that the film is arranged at a distance NX / 4 from the short-circuit device, where N is an odd whole Number and Tv. is the wavelength of the signal transmitted in the thermally conductive device.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the thermally conductive device comprises beryllium oxide.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the thermally conductive device is in direct contact with the short circuit means to further dissipate the thermal energy from the film via the short circuit means is absorbed.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the short-circuit device has a metal layer which is in direct able contact with the thermally conductive device is angeordret.

5. Arrangement according to one or more of claims 1-4, characterized in that it also includes a device for applying the short-circuit device with a coolant.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that it further has a cooling chamber (32) to the coolant in the immediate

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telbaren contact rait to bring the shorting device, as well has means for forcing the coolant through the cooling chamber (32).

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that it has a Has adaptation converter that is in the transmission line is arranged to match the impedance of the transmission line to the sheet resistance of the film.

3. Arrangement according to claim 7, characterized in that the converter device Having polyphenol oxide.

Κίϊ / me 3

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