DE3525828A1 - Mikrowellenzirkulator - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mikrowellenzirkula­ tor mit einer in Streifenleitungstechnik ausgeführten Lei­ tungsverzweigung, wobei im Bereich der Verzweigung ein unter dem Einfluß eines Magnetfeldes stehender Ferrit angeordnet ist.

Ein derartiger Mikrowellenzirkulator mit einer Streifenlei­ tungsverzweigung ist z.B. aus der DE-PS 20 42 146 oder der DE-PS 22 43 451 bekannt.

Bei Zirkulatoren sind in der Regel Maßnahmen zur Unterdrük­ kung von Störisgnalen zu ergreifen. Solche Störsignale sind vornehmlich Wellen, deren Frequenzen oberhalb des Nutzsignal­ frequenzbereichs liegen. Gerade wenn ein Zirkulator mit hoher Leistung betrieben wird, entstehen auf Grund der Nichtlineari­ tät des Ferrits die unerwünschten Oberwellen. Diese Oberwel­ len können mit Hilfe von Filtern unterdrückt werden, welche im allgemeinen als eigene Schaltungseinheiten an die Zirku­ latorausgänge angeschlossen werden. Hierdurch erhöht sich der Schaltungsaufwand und es besteht Gefahr, wenn nicht ausreichende Anpassungsmaßnahmen ergriffen werden, daß sich die Reflexions- und Transmissionsdämpfung der gesamten An­ ordnung verschlechtern.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Mikro­ wellenzirkulator der eingangs genannten Art mit schaltungs­ technisch einfachen und platzsparenden Mitteln zu versehen, welche die Systemwerte (Reflexions- und Transmissions­ dämpfung) des Zirkulators nicht verschlechtern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an mindestens einem Arm der Leitungsverzweigung mindestens eine leerlaufende Stichleitung vorhanden ist, deren Länge für Wellen einer oberhalb eines Nutzsignalfrequenzbereichs liegenden Frequenz einer Viertelwellenlänge entspricht.

Zweckmäßige Ausführungen der Erfindung gehend aus den Unter­ ansprüchen hervor.

Aus der DE-PS 22 53 176 geht ein Mikrowellenzirkulator her­ vor, von dessen Streifenleitungsarmen Stichleitungen abzwei­ gen, welche für das Betriebsfrequenzband λ/8 lang sind. Die­ se Stichleitungen haben aber die Aufgabe, die niedrige Ein­ gangsimpedanz des Ferrits an den Wellenwiderstand der An­ schlußleitungen des Zirkulators anzupassen. Sie dienen also als Transformationsleitungen und nicht zur Unterdrückung von Störwellen.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert.

Die Figur zeigt die Draufsicht auf einen Mikrowellenzirkula­ tor mit einer in Streifenleitungstechnik ausgeführten Y- Leitungsverzweigung. Die Leitungsverzweigung mit ihren drei Streifenleiterarmen 1, 2, 3 ist auf einem Substrat 4 aufge­ bracht, welches in einem Gehäuse 5 angeordnet ist. Im Be­ reich der Verzweigungsstelle befindet sich ein Ferrit 6, welcher in bekannter, hier nicht dargestellter Weise einem magnetischen Gleichfeld ausgesetzt wird.

Wie bereits oben erwähnt, wird der Zirkulator mit hoher Leistung betrieben, bei der der Ferrit 6 bereits ein nicht­ lineares Verhalten aufweist, wodurch störende Oberwellen an­ geregt werden.

Um diese Oberwellen vom Nutzsignal zu selektieren, sind in die Verzweigungsarme 1, 2, 3 Bandsperrfilter integriert.

Realisiert sind diese Bandsperrfilter durch von den Strei­ fenleiterarmen 1, 2 und 3 abzweigende leerlaufende Stich­ leitungen 7, 8 und 9, deren Länge eine Viertelwellenlänge der zu unterdrückenden Oberwellenfrequenz entspricht und die somit einen Kurzschluß für die Oberwellen darstellen. Aus Symmetriegründen ist bei diesem Ausführungsbeispiel an jedem der drei Verzweigungsarme eine Stichleitung an­ geschaltet. Es würde u.U. auch ausreichen, nur die die Ausgangssignale führenden Arme mit Stichleitungen zu ver­ sehen.

Sollen die Oberwellen eines breiteren Frequenzbandes selek­ tiert werden, so sind mehrere Stichleitungen hintereinander im Abstand von einer Viertelwellenlänge des Nutzsignalfre­ quenzbereichs an den betreffenden Verzweigungsarmen vorzu­ sehen.

Es ist zweckmäßig, die durch die Stichleitungen 7, 8, 9 im Nutzsignalfrequenzbereich bewirkten kapazitiven Belastungen zu kompensieren. Eine nahezu reflexionsfreie Kompensation erreicht man durch Einfügen von induktiv wirkenden Leitungs­ stücken 10, 11, 12, 13, 14 und 15 in die Verzweigungsarme 1, 2 und 3. Und zwar ist zu beiden Seiten einer jeden Stich­ leitungseinmündung jeweils ein Leitungsstück 10, 11, 12, 13, 14, 15 eingefügt, welches kürzer ist als eine Viertelwellen­ länge des Nutzsignalfrequenzbereichs und dessen Breite so bemessen ist, daß es die für die Kompensation der Stichlei­ tungskapazität geforderte induktive Wirkung hat.

Claims (3)

1. Mikrowellenzirkulator mit einer in Streifenleitungs­ technik ausgeführten Leitungsverzweigung, wobei im Be­ reich der Verzweigung ein unter dem Einfluß eines Magnet­ feldes stehender Ferrit angeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an mindestens einem Arm (1, 2, 3) der Lei­ tungsverzweigung mindestens eine leerlaufende Stichlei­ tung (7, 8, 9) vorhanden ist, deren Länge für Wellen ei­ ner oberhalb eines Nutzsignalfrequenzbereichs liegenden Frequenz einer Viertelwellenlänge entspricht.

2. Mikrowellenzirkulator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils an Stellen, wo Stichleitungen (7, 8, 9) an die Arme ( 1, 2, 3) der Leitungsverzweigung angesetzt sind, zu beiden Seiten der Stichleitungsein­ mündung Leitungsstücke (10, 11, 12, 13, 14, 15) in die Arme (1, 2, 3) eingefügt sind, von denen jedes kürzer ist als eine Viertelwellenlänge des Nutzsignalfrequenz­ bereichs und daß die Breite dieser Leitungsstücke (10, 11, 12, 13, 14, 15) so bemessen ist, daß sie auf Grund ihrer induktiven Wirkung die durch die Stichleitungen (7, 8, 9) entstehende kapazitive Belastung kompensieren.

3. Mikrowellenzirkulator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der gegenseitige Abstand von mehreren an einem Arm der Leitungsverzweigung angesetzten Stichlei­ tungen einer Viertelwellenlänge des Nutzsignalfrequenz­ bereichs entspricht.