DE3509620A1 - Millimetric wave circulator - Google Patents

Millimetric wave circulator

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DE3509620A1 DE19853509620 DE3509620A DE3509620A1 DE 3509620 A1 DE3509620 A1 DE 3509620A1 DE 19853509620 DE19853509620 DE 19853509620 DE 3509620 A DE3509620 A DE 3509620A DE 3509620 A1 DE3509620 A1 DE 3509620A1
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Wolfgang Dipl.-Ing. 7918 Illertissen Holpp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/32Non-reciprocal transmission devices
    • H01P1/38Circulators
    • H01P1/383Junction circulators, e.g. Y-circulators
    • H01P1/39Hollow waveguide circulators

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

In the case of a Y-circulator, the ferrite body is dimensioned such that, at the operating frequency, at least two higher modes, which are closely adjacent in frequency terms, are excited rather than the fundamental mode.

Description

Beschreibungdescription

Millimeterwellen-Zirkulator Die Erfindung betrifft einen Millimeterwellen-Zirkulator der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.Millimeter Wave Circulator The invention relates to a millimeter wave circulator of the type specified in the preamble of claim 1.

Derartige Zirkulatoren sind üblicherweise als Y-Zirkulatoren ausgeführt und werden als nichtreziproke Hohlleiterverzweigung beispielsweise zur Sender-/Empfänger-Entkopplung oder zur Entkopplung einer synchronisierenden Millimeterwellen-Quelle von einem Reflexionsverstärker eingesetzt.Such circulators are usually designed as Y-circulators and are used as non-reciprocal waveguide branches, for example for transmitter / receiver decoupling or to decouple a synchronizing millimeter wave source from one Reflection intensifiers used.

Die Bandbreiten solcher Zirkulatoren liegen typischerweise bei 1-2 %. Da die Resonanzfrequenz der Ferritresonatoren in erster Linie von deren geometrischen Abmessungen abhängt, sind wegen der geringen möglichen Bandbreiten an die mechanischen Toleranzen bei der Ferritherstellung und Montage hohe Anforderungen zu stellen, wenn z. B. eine Mindestsperrdämpfung bei einer vorgegebenen Betriebsfrequenz eingehalten werden muß. Zur Vergrößerung der Bandbreite ist es bekannt, die Güte der Zirkulatoranordnung zu verringern, was aber immer mit einer unerwünschten Zunahme der Durchgangsdämpfung verbunden ist.The bandwidths of such circulators are typically 1-2 %. Because the resonance frequency of the ferrite resonators primarily depends on their geometric dimensions, because of the small possible bandwidths The mechanical tolerances in ferrite manufacture and assembly are subject to high demands to ask if z. B. a minimum blocking attenuation at a given operating frequency must be adhered to. To increase the bandwidth, it is known to use the quality to reduce the circulator arrangement, but this always with an undesirable increase the transmission loss is connected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zirkulator der eingangs genannten Art mit gegenüber dem Stand der Technik wesentlich vergrößerter Bandbreite anzugeben.The invention is based on the object of a circulator of the initially mentioned type with compared to the prior art significantly increased bandwidth to specify.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 beschrieben. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.The inventive solution to this problem is characterized by the Claim 1 described. The subclaims contain advantageous configurations and developments of the invention.

Die Resonanzfrequenz eines kreiszylindrischen Ferritkörpers gegebenen Materials in der Zirkulatoranordnung ist bei Vernachlässigung von Umgebungseinflüssen eine von der Art des angeregten Schwingungsmodes und den geometrischen Abmessungen des Ferritkörpers abhängige Größe. Ein vorgegebener Ferritkörper hat damit entsprechend den verschiedenen Schwingungsmoden (Resonanzen) eine Vielzahl von Resonanzfrequenzen. Andererseits sind durch Vorgabe einer gewünschten Resonanzfrequenz in einem bestimmten Schwingungsmode die geometrischen Abmessungen des Ferritkörpers in den frequenzbestimmenden Dimensionen, also Durchmesser und/oder Höhe des Ferritzylinders, festgelegt. Die theoretischen Beziehungen zwischen den einzelnen Bestimmungs- größen sind vielfach beschrieben und werden für die vorliegende Erfindung als bekannt vorausgesetzt.The resonance frequency of a circular cylindrical ferrite body is given Material in the circulator arrangement is neglecting environmental influences one of the type of excited oscillation mode and the geometric dimensions size dependent on the ferrite body. A given ferrite body has accordingly the different vibration modes (resonances) a multitude of resonance frequencies. On the other hand, by specifying a desired resonance frequency in a certain Oscillation mode the geometric dimensions of the ferrite body in the frequency-determining Dimensions, ie diameter and / or height of the ferrite cylinder, set. the theoretical relationships between the individual determinants sizes have been described many times and are assumed to be known for the present invention.

Erfindungsgemäß wird der Ferritkörper in der Zirkulatoranordnung durch die mit der Betriebsfrequenz der Millimeterwellen-Anordnung schwingende, dem Zirkulator zugeführten Welle in mehreren und höheren Schwingungsmoden (Resonanzen) als dem Grundschwingungsmode angeregt. Wesentlich dabei ist, daß die Resonanzfrequenzen der beispielsweise zwei angeregten Schwingungsmoden eng beieinanderliegen, vorzugsweise einen Frequenzabstand von weniger als 10 % ihres arithmetischen Mittelwertes aufweisen. Diese Schwingungsmoden sind dann bei entsprechend breitbandiger Anregung gleichzeitig existent und die den einzelnen Schwingungsmoden entsprechenden Übertragungscharakteristiken ergänzen sich zu einer neuen Charakteristik mit wesentlich größerer Betriebsbandbreite. Die Fertigungsvorgaben sind dann vorteilhafterweise so aufzustellen, daß mit vergleichsweise geringen Anforderungen an die Toleranzen die Mitte des Betriebsbandes mit der vorgegebenen Betriebsfrequenz zusammenfällt. Durch die wesentlich höhere Betriebsbandbreite können Abweichungen infolge von Fertigungstoleranzen in weit größerem Maße in Kauf genommen werden.According to the invention, the ferrite body in the circulator arrangement is through the one oscillating at the operating frequency of the millimeter wave arrangement, the circulator supplied wave in several and higher oscillation modes (resonances) than the Fundamental mode excited. It is essential that the resonance frequencies for example, two excited oscillation modes are close together, preferably have a frequency spacing of less than 10% of their arithmetic mean. These oscillation modes are then simultaneous with a corresponding broadband excitation exist and the transmission characteristics corresponding to the individual vibration modes complement each other to form a new characteristic with a significantly larger operating bandwidth. The manufacturing specifications are then advantageously set up in such a way that with comparatively low demands on the tolerances the middle of the operating band with the specified Operating frequency coincides. Due to the much higher operating bandwidth, you can Deviations due to manufacturing tolerances are accepted to a far greater extent will.

Als besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung anzusehen, bei welcher der Ferritkörper so dimensioniert ist, daß die Betriebsfrequenz im Bereich der Resonanzfrequenzen des Ferritkörpers im H011- und im H211-Schwingungsmode liegt. Als Resonanzfrequenzen des Ferritkörpers sind hierbei und im folgenden die Resonanzfrequenzen eines den Ferritkörper umschließenden Hohlraumresonators mit metallischen Wänden verstanden. (Indizierung nach allgemeiner Benennung von Resonanzen in kreiszylindrischen Resonatoren, siehe z. B. Meinke/Gundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik). Bei einer geforderten Sperrdämpfung von mindestens 20 dB hat diese Anordnung eine relative Bandbreite von rund 8 %. Darüber hinaus ergibt sich bei dieser Wahl der Schwingungsmoden für den Ferritkörper der wesentliche Vorteil, daß die Resonanzfrequenzen in beiden Schwingungsmoden im wesentlichen nur von der Höhe des Ferritkörpers abhängen. Die Höhe kann als Abstand zweier planparalleler Flächen bei der Fertigung z. B. durch Läppverfahren mit wesentlich größerer Genauigkeit eingehalten werden als der Durchmesser eines Kreiszylinders.An embodiment of the invention is to be regarded as particularly advantageous, in which the ferrite body is dimensioned so that the operating frequency is in the range the resonance frequencies of the ferrite body is in the H011 and H211 oscillation modes. The resonance frequencies here and in the following are the resonance frequencies of the ferrite body a cavity resonator with metallic walls surrounding the ferrite body Understood. (Indexing according to the general designation of resonances in circular cylindrical resonators, see e.g. B. Meinke / Gundlach, paperback of High frequency technology). With a required blocking attenuation of at least 20 dB this arrangement has a relative bandwidth of around 8%. In addition, it results With this choice of oscillation modes for the ferrite body the essential advantage, that the resonance frequencies in both oscillation modes essentially only from the Depend on the height of the ferrite body. The height can be expressed as the distance between two plane-parallel Areas in the production z. B. by lapping with much greater accuracy are adhered to as the diameter of a circular cylinder.

Die Funktion des Zirkulators wird stark mitbestimmt durch die für den Resonanzkörper an seinen Grenzflächen geltenden Randbedingungen. Für die besonders vorteilhaften H011-und H211-Schwingungsmoden sind im Dielektrikum allseitige magnetische Grenzflächen erforderlich, d. h. an den Grenzflächen des Ferritkörpers sollen sowohl das Resonanzfeld im Ferritkörper als auch das anregende Wellenfeld keine flächenparallele Komponente des magnetischen Feldes aufweisen.The function of the circulator is largely determined by the for boundary conditions that apply to the resonance body at its interfaces. For the special The advantageous H011 and H211 oscillation modes are magnetic on all sides in the dielectric Interfaces required, d. H. at the interfaces of the ferrite body should both the resonance field in the ferrite body and the exciting wave field are not parallel to the surface Have component of the magnetic field.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind hierzu die den Ferritkörper mechanisch fixierenden dielektrischen Abstandsscheiben zwischen dem Ferritkörper und den Hohlleitergrundseiten durch geeignete Materialwahl in ihrer Dielektrizitätskonstante so auf die Scheibendicke und die Betriebsfrequenz abgestimmt, daß die Scheibendicke einer Viertelwellenlänge bezogen auf eine sich in den Scheiben senkrecht zu den Hohlleitergrundseiten fortpflanzende Welle bei der Betriebsfrequenz (Mittenfrequenz des Betriebsfrequenzbands) entspricht. Hierdurch wird der an den Hohlleitergrundseiten gegebene elektrische Kurzschluß in einen elektrischen Leerlauf an den planparallelen Grenzflächen des Ferritkörpers transformiert.According to a preferred embodiment, these are the ferrite bodies mechanically fixing dielectric spacers between the ferrite body and the waveguide base through a suitable choice of material in terms of their dielectric constant so matched to the slice thickness and the operating frequency that the slice thickness a quarter wavelength based on a in the disks perpendicular to the Waveguide bases propagating wave at the operating frequency (center frequency of the operating frequency band). This means that the Waveguide bases given electrical short circuit in an electrical open circuit to the plane-parallel Boundaries of the ferrite body transformed.

Um eine ungestörte Ausbildung beider Schwingungsmoden zu gewährleisten, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Hohlleiterverzweigung zu einem kreiszylindrischen Hohlraumresonator erweitert.In order to ensure an undisturbed development of both vibration modes, is according to an advantageous development of the invention, the waveguide branching expanded to a circular cylindrical cavity resonator.

Die Erfindung ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch veranschaulicht.The invention is referred to below using an exemplary embodiment still illustrated on the pictures.

Dabei zeigt FIG. 1 den Frequenzverlauf der Sperrdämpfung bei einem Zirkulator aus dem Stand der Technik FIG. 2 den Frequenzverlauf der Sperrdämpfung bei einem erfindungsgemäßen Zirkulator FIG. 3 den Feldverlauf bei der H011-Resonanz FIG. 4 den Feldverlauf bei der H211-Resonanz FIG. 5 ein Schnittbild durch einen Zirkulator in Draufsicht FIG. 6 ein Schnittbild durch einen ersten Zirkulatoraufbau in Seitenansicht FIG. 7 ein Schnittbild durch einen bevorzugten Zirkulatoraufbau in Seitenansicht.FIG. 1 shows the frequency response of the blocking attenuation in a Prior Art Circulator FIG. 2 the frequency response of the blocking attenuation in a circulator according to the invention FIG. 3 the field course at the H011 resonance FIG. 4 the field profile in the case of the H211 resonance FIG. 5 is a sectional view through a Circulator in plan view FIG. 6 shows a sectional view through a first circulator structure in side view FIG. 7 is a sectional view through a preferred circulator structure in side view.

Bei einer geforderten Sperrdämpfung von mindestens 20 dB hat ein gebräuchlicher Zirkulator aus dem Stand der Technik, dessen Frequenzabhängigkeit der Sperrdämpfung in FIG.If the blocking attenuation of at least 20 dB is required, a common Circulator from the prior art, its frequency dependence of the blocking attenuation in FIG.

1 skizziert ist, beispielsweise eine Betriebsbandbreite von nur 1-2 %, bei einer Betriebsfrequenz von 100 GHz also z. B. nur 1-2 GHz Bandbreite. Die Einhaltung entsprechender Toleranzen bei der Fertigung ist bei den im Millimeter- und Submillimeterbereich liegenden Abmessungen der Ferritkörper, insbesondere hinsichtlich des Durchmessers der kreiszylindrischen Körper kaum mit vertretbarem Aufwand möglich, so daß die genaue Frequenzeinstellung durch nachträgliche Selektion und externe Anpaßnetzwerke erfolgen muß.1 is outlined, for example an operating bandwidth of only 1-2 %, at an operating frequency of 100 GHz, e.g. B. only 1-2 GHz bandwidth. the Compliance with the corresponding tolerances during production is essential for the millimeter and dimensions of the ferrite body lying in the sub-millimeter range, in particular with regard to the diameter of the circular cylindrical body is hardly possible with reasonable effort, so that the exact frequency setting by subsequent selection and external Matching networks must take place.

Demgegenüber ergibt sich beim erfindungsgemäßen Aufbau eines Zirkulators eine Frequenzabhängigkeit der Sperrdämpfung, wie sie in FIG. 2 skizziert ist. Die beiden Resonanzfrequenzen f1 und f2 liegen so eng beieinander, daß auch zwischen den beiden Dämpfungsmaxima die Sperrdämpfung überall besser ist als die geforderten 20 dB. Bei einer relativen Betriebsbandbreite von ca. 8 % ist ein erfindungsgemäßer Zirkulator erheblich unempfindlicher gegen Toleranzen bei der Herstellung und Montage der Ferritkörper, so daß i. a. nachträglich Abstimmungen entfallen oder mit geringem Aufwand durchgeführt werden können.In contrast, the construction according to the invention results in a circulator a frequency dependence of the blocking attenuation, as shown in FIG. 2 is sketched. the the two resonance frequencies f1 and f2 are so close together that also between the two attenuation maxima, the blocking attenuation is better than what is required 20 dB. With a relative operating bandwidth of approx. 8%, a Circulator considerably less sensitive to tolerances in manufacture and assembly the ferrite body so that i. a. subsequent votes are omitted or with little Effort can be carried out.

Bei der H011-Resonanz, deren auf die Ebene der Hchlleiterverzweigung projizierter Feldlinienverlauf im Ferritkörper in FIG. 3 skizziert ist, hat das elektrische Feld keine Komponente in Richtung der Achse des kreiszylindrischen Ferritkörpers. Dies gilt auch für die H21l-Resonanz, deren Feldlinienverlauf in FIG. 4 skizziert ist. Die Magnetfeldlinien (gestrichelt) sind räumliche Kurven, die in den Raum vor und hinter der Bildebene hineingreifen.In the case of the H011 resonance, its on the level of the Hchlleiterabzweigung projected field lines in the ferrite body in FIG. 3 is sketched, has that electric field no component in the direction of the axis of the circular cylindrical ferrite body. This also applies to the H21l resonance, whose Field lines in FIG. 4 is sketched. The magnetic field lines (dashed) are spatial curves, that reach into the space in front of and behind the picture plane.

FIG. 5, FIG. 6 zeigen in Schnittbildern eine Zirkulatoranordnung, in welcher diese Schwingungsmoden H011 und H211 angeregt werden. Die Anregung erfolgt in dem Fachmann geläufiger Art über den Hohlleiteranschlußarm 1 mit einer Welle, beispielsweise vom Rechteckhohlleitermode H10. Die Y-Hohlleiterverzweigung ist zu einem kreiszylindrischen Hohlraumresonator 2 erweitert. Eine der Hohlleitergrundseiten des Resonators ist zur Impedanzanpassung mit einer die Hohlleiterhöhe reduzierenden, linearen Taperung 3 versehen. Diese Höhenreduzierung kann auch in Form einer kreisförmig umlaufenden Stufe erfolgen. Im Zentrum des Hohlraumresonators ist der kreiszylindrische Ferritkörper 4 durch zwei Kunststoffscheiben 5 isoliert gegen beide Hohlleitergrundseiten angeordnet. Der Ferritkörper hat die Form einer flachen Scheibe. Die Abmessungen liegen bei etwa 0,5 mm Höhe und 1,5 mm Durchmesser für eine Betriebsfrequenz von rund 93 GHz. Die Kunststoffscheiben haben einen geringfügig größeren Durchmesser als der Ferritkörper und weisen an ihrem Rand einen Kragen auf, in den der Ferritkörper eingelegt wird. Die Kunststoffscheiben ihrerseits sind in Sacklöcher in den Grundseiten des Hohlraumresonators eingesetzt. Dadurch ergibt sich eine selbständige Zentrierung des Ferritkörpers im Zentrum des Hohlraumresonators. Die Tiefe der Sacklöcher ist möglichst klein, um Feldverzerrungen der Stufe am Lochrand gering zu halten. Die beiden Permanentmagnete 6 erzeugen das erforderliche magnetische Gleichfeld.FIG. 5, FIG. 6 show in sectional images a circulator arrangement, in which these oscillation modes H011 and H211 are excited. The excitation takes place in a manner familiar to those skilled in the art via the waveguide connection arm 1 with a shaft, for example from the rectangular waveguide mode H10. The Y-waveguide branch is closed a circular cylindrical cavity resonator 2 expanded. One of the waveguide bases of the resonator is for impedance matching with a waveguide height reducing, linear taper 3 provided. This height reduction can also be in the form of a circular circumferential stage. In the center of the cavity resonator is the circular cylindrical one Ferrite body 4 insulated from both waveguide bases by two plastic disks 5 arranged. The ferrite body has the shape of a flat disk. The dimensions are about 0.5 mm high and 1.5 mm in diameter for an operating frequency of around 93 GHz. The plastic disks have a slightly larger diameter than the ferrite body and have a collar on their edge into which the ferrite body is inserted. The plastic disks in turn are in blind holes in the base of the cavity resonator used. This results in an independent centering of the ferrite body in the center of the cavity resonator. The depth of the blind holes is As small as possible in order to keep field distortions of the step at the edge of the hole as low as possible. the two permanent magnets 6 generate the required constant magnetic field.

FIG. 7 zeigt eine bevorzugte, weil besonders vorteilhafte Zirkulatoranordnung als Schnittbild in Seitenansicht. Die zum Hohlraumresonator 2 erweiterte Y-Hohlleiterverzweigung weist hier keine Grundseiten-Taperung auf, was sowohl in mechanischer als auch in elektromagnetischer Hinsicht von Vorteil ist. Die Anpassung erfolgt hier ausschließlich durch die Materialwahl bei den dielektrischen Abstandsscheiben 5. Die Abmessungen des Ferritkörpers 4 sind durch die Betriebsfrequenz und die gewünschten Schwingungsmoden H011 und H211 festgelegt. Die dielektrischen Abstandsscheiben haben den gleichen Durchmesser D wie der Ferritkörper 4. Die Abstandsscheiben 5 sind vorteilhafterweise mit dem Ferritkörper an den planen Flächen fest verklebt und bilden mit diesem einen kreiszylindrischen Körper mit einheitlicher Mantelfläche. Die Herstellung eines solchen zylindrischen Körpers erfolgt vorteilhafterweise aus einem Halbzeug, das aus einer Ferritscheibe und zwei auf diese geklebten dielektrischen Abstandsscheiben besteht. Die Herstellung des zylindrischen Körpers beschränkt sich dann im wesentlichen auf die Bearbeitung der Mantelfläche zur Erzielung des geforderten Durchmessers D. Die Klebeverbindungen der Ferritscheibe mit den Abstandsscheiben bleibt über alle Bearbeitungsvorgänge erhalten. Sowohl die Ferritscheibe als auch die Abstandsscheiben weisen bereits vor der Bearbeitung der Zylindermantelfläche genau die für den späteren Einsatz im Zirkulator erforderliche Dicke auf. Die Dicke des Ferritkörpers ist durch die gewünschten Schwingungsmoden H011 und H211 und die Betriebsfrequenz festgelegt. Da die Höhe der Hohlleiterverzweigung ohne Taperung gleich der Höhe des anregenden Hohlleiters ist, ist auch die Dicke d der Abstandsscheiben 5 vorgegeben. Die Anpassung der Zirkulatoranordnung an die zuführenden Hohlleiter erfolgt hierbei dadurch, daß das für die Abstandsscheiben verwandte dielektrische Material unter Berücksichtigung seiner Dielektrizitätskonstante so gewählt ist, daß die Dicke d der Scheiben gleich einer Viertelwellenlänge bezogen auf eine sich senkrecht zu den Hohlleitergrundseiten (in x-Richtung) in den Scheiben ausbreitende elektromagnetische Welle der Betriebsfrequenz ist. In erster Näherung ergibt sich die Wellenlänge einer solchen Welle über den Faktor aus der Freiraumwellenlänge. Hierdurch wird der durch die Hohlleitergrundseiten gebildete elektrische Kurzschluß jeweils in einen elektrischen Leerlauf an den planen Grenzflächen des Ferritkörpers transformiert. Die Forderung nach einer magnetischen Grenzfläche des Ferritkörpers ist damit optimal erfüllt.FIG. 7 shows a preferred, because particularly advantageous, circulator arrangement as a sectional view in side view. The Y-waveguide branching expanded to form the cavity resonator 2 has no base-side tapering here, which is advantageous both in mechanical and in electromagnetic terms. The adaptation takes place here exclusively through the choice of material for the dielectric spacer disks 5. The dimensions of the ferrite body 4 are determined by the operating frequency and the desired oscillation modes H011 and H211. The dielectric spacer disks have the same diameter D as the ferrite body 4. The spacer disks 5 are advantageously firmly glued to the ferrite body on the flat surfaces and form with this a circular cylindrical body with a uniform outer surface. Such a cylindrical body is advantageously produced from a semi-finished product which consists of a ferrite disk and two dielectric spacer disks glued to it. The manufacture of the cylindrical body is then essentially limited to the machining of the outer surface in order to achieve the required diameter D. The adhesive connections between the ferrite disk and the spacer disks are retained throughout all machining operations. Both the ferrite disk and the spacer disks have exactly the thickness required for later use in the circulator, even before the cylinder jacket surface is machined. The thickness of the ferrite body is determined by the desired oscillation modes H011 and H211 and the operating frequency. Since the height of the waveguide branching without tapering is equal to the height of the exciting waveguide, the thickness d of the spacer disks 5 is also specified. The adaptation of the circulator arrangement to the supplying waveguide takes place in that the dielectric material used for the spacer disks is selected, taking into account its dielectric constant, so that the thickness d of the disks is equal to a quarter wavelength based on a perpendicular to the waveguide base (in the x-direction ) is the operating frequency electromagnetic wave propagating in the disks. As a first approximation, the wavelength of such a wave results from the factor from the free space wavelength. As a result, the electrical short circuit formed by the waveguide base is transformed into an electrical open circuit at the flat boundary surfaces of the ferrite body. The requirement for a magnetic interface of the ferrite body is thus optimally met.

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Claims (10)

Patentansprüche 1. Millimeterwellen-Zirkulator mit einem im Zentrum einer ebenen Hohlleiterverzweigung angeordneten und einem statischen Magnetfeld ausgesetzten kreiszylinderförmigen Ferritkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die die Resonanzfrequenz bestimmenden Dimensionen des Ferritkörpers so gewählt sind, daß die Betriebsfrequenz des Zirkulators im Bereich mindestens zweier eng benachbarter Resonanzfrequenzen höherer Ordnung als der des Grundschwingungsmodes des Ferritkörpers liegt.Claims 1. Millimeter wave circulator with one in the center a flat waveguide branch and a static magnetic field exposed circular cylindrical ferrite body, characterized in that the the dimensions of the ferrite body that determine the resonance frequency are selected in such a way that that the operating frequency of the circulator is in the range of at least two closely spaced Resonance frequencies of a higher order than that of the fundamental oscillation mode of the ferrite body lies. 2. Zirkulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzabstand der eng benachbarten Resonanzfrequenzen weniger als 10 % ihres arithmetischen Mittelwertes beträgt.2. Circulator according to claim 1, characterized in that the frequency spacing of the closely adjacent resonance frequencies less than 10% of their arithmetic mean amounts to. 3. Zirkulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritzylinder symmetrisch zwischen den Hohlleitergrundseiten angeordnet und gegen beide Hohlleitergrundseiten isoliert ist.3. Circulator according to claim 1 or 2, characterized in that the ferrite cylinder is arranged symmetrically between the waveguide base sides and is insulated against both waveguide base sides. 4. Zirkulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkörper durch zwei dielektrische Abstandsscheiben gegen die Hohlleitergrundseiten isoliert ist.4. Circulator according to claim 3, characterized in that the ferrite body isolated from the waveguide base by two dielectric spacers is. 5. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkörper so dimensioniert ist, daß die Betriebsfrequenz im Bereich der Resonanzfrequenz des H011- und des H211-Schwingungsmodes liegt.5. Circulator according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the ferrite body is dimensioned so that the operating frequency is in the range of Resonance frequency of the H011 and H211 oscillation modes. 6. Zirkulator nach Anspruch 4 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der dielektrischen Abstandsscheiben und die Dielektrizitätskonstante des Materials der Abstandsscheiben so gewählt sind, daß die Scheibendicke gleich einer Viertelwellenlänge, bezogen auf eine sich in den Scheiben senkrecht zu den Hohlleitergrundseiten fortpflanzende Welle der Betriebsfrequenz ist.6. Circulator according to claim 4 and claim 5, characterized in that that the thickness of the dielectric spacers and the dielectric constant the material of the spacer washers are chosen so that the thickness of the washers is the same a quarter-wave length, based on one located in the disks perpendicular to the Waveguide base is the propagating wave of the operating frequency. 7. Zirkulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsscheiben mit dem Ferritkörper verklebt sind und einen einheitlichen zylindrischen Körper bilden.7. Circulator according to claim 6, characterized in that the spacer washers are glued to the ferrite body and a unitary cylindrical body form. 8. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleiterverzweigung zu einem kreiszylindrischen Hohlraumresonator erweitert ist.8. Circulator according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the waveguide branch expands to a circular cylindrical cavity resonator is. 9. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleiterhöhe im Verzweigungsbereich gleich der der Zuleitungshohlleiter ist.9. Circulator according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the waveguide height in the branching area is equal to that of the supply waveguide is. 10. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleiterhöhe im Bereich der Verzweigung der drei Hohlleiterarme zur Impedanzanpassung reduziert ist.10. Circulator according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the waveguide height in the area of the branching of the three waveguide arms for impedance matching is reduced.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3714608A (en) * 1971-06-29 1973-01-30 Bell Telephone Labor Inc Broadband circulator having multiple resonance modes
DE2441254B2 (en) * 1973-08-30 1976-10-14 Oki Electric Industry Co. Ltd., Tokio WAVE LADDER CIRCULATOR

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