DE3441352A1

DE3441352A1 - Hohlleiteranordnung

Info

Publication number: DE3441352A1
Application number: DE19843441352
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl.-Ing. 7913 Senden Bartels
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1984-11-13
Filing date: 1984-11-13
Publication date: 1986-05-22
Also published as: US4672333A

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-UL/We/re

Theodor-Stern-Kai 1 UL 84/110

D-6000 Frankfurt 70

Höh He it er anordnung

Die Erfindung betrifft eine Hohlleiteranordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei derartigen Hohlleiteranordnungen ergibt sich eine bestimmte Wirkungsweise durch besondere elektrische und/oder magnetische Eigenschaften eines zwischen, zwei gegenüberliegenden Hohlleiterseiten angeordneten Bauteils. Dieses Bauteil muß dabei im allgemeinen eine bestimmte Lage zwischen den beiden Hohlleiterseiten einnehmen und zur bestmöglichen Punktion bestimmte elektromagnetische Randbedingungen wie z. B. einen elektrischen Leerlauf an seinen Grenzflächen vorfinden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Hohlleiteranordnungen der eingangs genannten Art einen die bestmögliche Funktion durch Vorgabe optimaler Randbedingungen gewährleistenden Aufbau anzugeben.

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Die erf χ ii dungs gemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird der elektrische Kurzschluß an der Hohlleiterseite auf die für die dieser Hohlleiterseite zugewandte Fläche des Bauteils geforderte Randbedingung, z. B. für eine magnetische Grenzfläche auf einen elektrischen Leerlauf, transformiert. Für die Transformation des Kurzschlusses an der Hohlleitergrundseite in einen Leerlauf ist die Dicke der Scheiben gleich einer Viertelwellenlänge oder einem ungeradzahligen Vielfachen davon, für die Transformation in wiederum einen Kurzschluß gleich einem geradzahligen Vielfachen der Viertelwellenlänge¹ zu wählen analog zu bekannten Transformationsregeln aus der Leitungstheorie.

Als Bezugsgröße für diese Viertelwellenlänge ist dabei die Wellenlänge einer als sich senkrecht zu den Hohlleiterseiten in der dielektrischen Scheibe ausbreitend bzw. eine stehende Welle zwischen den Hohlleiterseiten bildend angenommenen Welle bei der Betriebsfrequenz oder - bei einem Betriebsfrequenzband - der mittleren Betriebsfrequenz der Hohlleiteranordnung heranzuziehen. Der Mode diesex- Welle ist durch das Bauteil vorgegeben. Die Wellenlänge einer solchen Welle in der Hohlleiteranordnung ist in erster Näherung gleich der um den Faktor 1/τ/£ ' reduzierten Freiraumwellenlänge mit £ als relativer Dielektrizitätskonstante des Scheibenmaterials. Eine im allgemeinen geringe Beeinflussung der Wellenlänge kann sich noch durch die seitliche Berandung des Ausbreitungs- oder Resonanzraumes ergeben.

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Häufig ist die Hohlleiterhöhe als Abstand der gegenüberliegenden Seiten durch die Gesamtanlage vorgegeben und sind die Dimensionen des im Hohlleiter angeordneten Bauteils durch seine Funktionsweise festgelegt, so daß dadurch die Dicke der Abstandsscheiben bereits bestimmt ist. Zur optimalen Anpassung nach dem Erfindungsgedanken bleibt als freier Parameter dann noch das Material der Scheiben, das im Hinblick auf seine Dielektrizitätskonstante so ausgewählt wird, daß bei gegebener Betriebsfrequenz und Scheibendicke die Viertelwellenlängenbedingung erfüllt ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch veranschaulicht. Als Anwendungsbeispiel ist eine Zirkulatoranordnung gewählt, die in FIG. 1 in Draufsicht und in FIG. 2 in Seitenansicht skizziert ist.

Der Hohlleitraufbau des Zirkulators besteht aus einer Y-Hohlleiterverzweigung, die zu einem kreisrunden Hohlraumresonator erweitert ist (FIG. 1). Im Zentrum der Verzweigung ist ein kreiszylindrischer Körper K angeordnet, der aus einem Ferrit-Resonatorkörper A und zwei dielektrischen Abstandsscheiben B aufgebaut ist. Die Scheiben B haben den gleichen Durchmesser D wie der Ferritkörper A, so daß eine einheitliche Mantelfläche des Körpers K gegeben ist, und sind mit dem Ferritkörper verklebt. Der Ferritkörper ist durch die Scheiben in seiner Lage zwischen Boden Sl und Deckel S2 des Hohlraumes mit der Höhe h gehalten. Der zylindrische Körper ist in flache Sacklöcher in den Hohlleiterseiten eingepaßt und damit auf vorteilhafte Weise im Zentrum der Verzweigung fixiert. Die Permanentmagnete M erzeugen das statische Magnetfeld für die Zirkulatorwirkung.

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Der Ferritkörper sei in seinen Dimensionen auf solche Resonanzschwingungsmoden abgestimmt, die auf beiden den Hohlleiterseiten Sl, S2 zugewandten Flächen magnetische Grenzflächen, d. h. einen elektrischen Leerlauf, als Randbedingung verlangen, beispielsweise die einem H^ und/oder HL· .-Mode im Hohlraumresonator mit elektrisch leitenden Begrenzungsflächen, entsprechenden Moden im Ferritkörper als dielektrischem Resonator. Um den elektrischen Kurzschluß an Bodou und Deckel des Hohlleiters in einen elektrischen Leerlauf entsprechend einer magnetischen. Wand auf der Oberfläche des Ferritkörpers zu transformieren, wird die Dicke d der Scheiben B gleich einer Viertelwellenlänge gewählt. Hierbei ist die Länge derjenigen Welle zu betrachten, welche sich in den Scheiben senkrecht zii den parallelen Hohlleiterseiten Sl, S2, also in x-Rxchtung, ausbreitet bzw. zwischen Boden Sl und Deckel S2 eine stehende Welle bildet. Diese Wellenlänge ergibt sich aus der Wellenlänge des leeren Hohlraumresonators durch Reduktion um den Faktor 1/ "\J~E~ mit £ als relative Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Abstandsscheiben.

Claims

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-UL/We/re Theodor-Stern-Kai 1 UL 84/110 D-6000 Frankfurt 70 Patentansprüche

1. Hohlleiteranordnung mit einem zwischen zwei parallelen Hohlleiterseiten angeordneten Bauteil, das zumindest gegen eine der beiden Hohlleiterseiten durch eine dielektrische Scheibe isoliert und/oder mechanisch fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (d) der Scheibe (B) und die Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Scheibenmaterials so aufeinander abgestimmt sind, daß die Scheibendicke gleich einer Viertelwellenlä'nge oder einem ganzzahligen Vielfachen davon, bezogen auf eine sich senkrecht zu den Hohlleitergrundseiten (Sl, S2) in den Scheiben fortpflanzende Welle bei der Betriebsfrequenz der Hohlleiteranordnung, ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (A) und die Scheibe (B) einen zylindrischen Körper (K) mit einheitlicher Mantelfläche bilden.

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3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (B) mit dem Bauteil (A) verklebt ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe in einem Sackloch in der Hohlleiterseite (Sl, S2) fixiert ist.

5· Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (A) ein Ferritkörper ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleiteranordnung als Zirkulator ausgeführt ist.

7t Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (A) von beiden Hohlleiterseiten durch je eine dielektrische Scheibe getrennt ist.