DE3733397C1 - Hohlleitertwist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hohlleitertwist der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.

Ein derartiger Hohlleitertwist, der zum Verbinden von Rechteckhohlleitern benötigt wird, deren Querachsen nicht miteinander fluchten, ist beispielsweise aus den DE-AS 10 08 795, 10 21 440 und 10 24 590 bekannt. Da man nach dem damaligen Stand der Technik davon ausging, daß die Verdrehung des Hohlleiterinnenquerschnittes von Ab­ schnitt zu Abschnitt in möglichst kleinen Stufen erfolgen müsse, um die Reflexionen niedrig zu halten, bestehen die einzelnen Abschnitte aus Metallscheiben, deren Dicke im Verhältnis zur Betriebswellenlänge klein ist. Die zur Erzielung einer gleichmäßigen Verdrehung vorgesehene Hebelanordnung besteht im wesentlichen aus zwei in der Ausgangsstellung zur Hohlleiterlängsachse parallelen, Schlitze am Außenumfang der scheiben- oder plattenförmi­ gen Hohlleiterabschnitte durchsetzenden Stangen, deren Enden in dem ersten bzw. dem letzten Hohlleiterabschnitt festgelegt sind. Dieses Konstruktionsprinzip ist mecha­ nisch aufwendig, insbesondere bei einem Wechsel des Dreh­ sinnes der Verdrehung nicht spielfrei und in elektrischer Hinsicht unbefriedigend, weil eine der Zahl der Elemente entsprechende Anzahl an elektrischen Stoßstellen vorhan­ den ist, deren Kontaktierungsgüte kaum kontrollierbar ist, so daß sich unvermeidbar hohe und schwankende Durchgangsdämpfungen ergeben.

Ausgehend von der Erkenntnis, daß die Dicke bzw. Länge der einzelnen Hohlleiterabschnitte wesentlich größer als bei einem Hohlleitertwist der einleitend angegebenen Gattung sein und im Bereich von λ/4 der Betriebswellen­ länge liegen kann, besteht die Aufgabe der Erfindung da­ rin, einen Hohlleitertwist der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, der sich leichter auf den benötigten Drehwinkel einstellen läßt, ohne daß sich die einzelnen Hohlleiterabschnitte nach dem Einbau des Hohlleitertwists in den Hohlleiter-Leitungszug unbeabsichtigt gegeneinander verdrehen können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß sich der gesamte Dreh­ winkel auf die einzelnen Abschnitte gleichmäßig aufteilt und daß sich bei festgehaltenem ersten und letzten Hohlleiter­ abschnitt die dazwischen liegenden Abschnitte nicht mehr verdrehen können. Für eine Ausführungsform mit drei Hohl­ leiterabschnitten kann z. B. der maximal einstellbare Verdrehwinkel bei ±45° liegen, ohne daß der Reflexions­ faktor 5% überschreitet.

Die im Anspruch 2 angegebene Ausführungsform betrifft eine einfache Drehlagerung des Hebels.

Die im Anspruch 3 angegebene Ausführungsform für einen Hohlleitertwist mit mehr als drei Abschnitten hat den Vorteil einer gedrängten und weitgehend symmetrischen Bauweise. Bei fünf Hohlleiterabschnitten ist z. B. ein maximaler Verdrehwinkel von ±95° bei einem Reflexionsfaktor von unter 10% zu erreichen.

Die im Anspruch 4 angegebene Ausführungsform verbessert die galvanische Kontaktierung der Hohlleiterabschnitte und verhindert, daß sich die Hohlleiterabschnitte gegeneinander rechtwinklig zur Hohlleiterlängsachse verschieben.

Alternativ zu einer galvanischen Kontaktierung kann auch eine berührungslose Chokeverbindung gemäß Anspruch 5 zwischen den Hohlleiterabschnitten vorgesehen sein.

Besonders bevorzugt wird die im Anspruch 6 angegebene Ausführungsform, denn das dort genannte, äußere Gehäuse dient nicht nur als Lagerung und Führung für die Hohl­ leiterabschnitte sondern verbessert gleichzeitig auch die HF-Dichtigkeit.

Während im Regelfall angestrebt wird, daß sich der gesamte Verdrehwinkel gleichmäßig auf alle Abschnitte aufteilt, diese also um jeweils gleiche Teilwinkel gegeneinander verdreht sind, bietet der Vorschlag nach der Erfindung auch eine einfache Mög­ lichkeit, den gesamten Verdrehwinkel in unterschiedlich große Teilwinkel aufzuteilen. Hierdurch läßt sich der Reflexionsfaktor noch weiter verringern bzw. bei vor­ gegebenem Reflexionsfaktor die Bandbreite vergrößern. Bevorzugt kann dies durch die im Anspruch 7 angegebene Ausführungsform erreicht werden. Zum gleichen Ergebnis kommt man, wenn man die Führungsnuten für die Hebelenden nicht parallel zur Hohlleiterlängsachse sondern schräg zu ihr anordnet.

Der Anspruch 8 ist auf eine Maßnahme gerichtet, durch die sich die nutzbare Bandbreite ebenfalls vergrößern läßt.

In der Zeichnung ist ein Hohlleitertwist nach der Erfin­ dung in beispielsweise gewählten Ausführungsformen schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein perspektivisches Prinzipbild,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform in einem Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 3,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch diese erste Ausführungsform,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform in einem Querschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 5,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die zweite Ausführungsform,

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform in einem ver­ einfachten Querschnitt und

Fig. 7 einen Längsschnitt durch die dritte Ausführungsform.

Gemäß dem Prinzipbild der Fig. 1 besteht der Hohlleiter­ twist aus Rechteckhohlleiterabschnitten 1, 2 und 3. Die drei Hohlleiterabschnitte haben über den größten Teil ihres Umfanges zylindrische Mantelflächen sowie je eine Abflachung 1 a, 2 a und 3 a. Die aneinandergrenzenden Abschnitte 1 und 2 bzw. 2 und 3 sind gegeneinander um die Hohlleiterachse A um den gleichen Winkel α verdreht. Die gleichmäßige Aufteilung des gesamten Twistwinkels 2 α wird mittels eines Hebels 6 erzielt, der drehbar um einen Bolzen 7 mittig auf der Abflachung 2 a des Hohl­ leiterabschnitts 2 gelagert ist und mit jedem seiner beiden Enden in eine Führungsnut 1 b bzw. 3 b der Ab­ schnitte 1 bzw. 3 eingreift. Die Führungsnuten verlaufen parallel zu der Hohlleiterlängsachse A.

Ein Hohlleitertwist dieses prinzipiellen Aufbaus kann gemäß den Fig. 2 und 3 ausgebildet sein. Die Hohl­ leiterabschnitte 1 und 3 sind teilweise, der Hohlleiter­ abschnitt 2 ist vollständig in einem äußeren Gehäuse 8 aufgenommen, das als Drehlager dient und gleichzeitig die HF-Dichtigkeit sicherstellt. Fig. 2 läßt des weite­ ren erkennen, daß die jeweiligen Hebelenden, hier das formschlüssig mit dem Hohlleiterabschnitt 1 verbundene Ende, in die Führungsnut 1 b über einen in einem Kugel­ kopf endenden Zapfen 6 a eingreifen. Nach erfolgter Ein­ stellung des Twistwinkels 2 α werden die Abschnitte 1 und 3 mittels in das Gehäuse 8 eingedrehter Flansch­ schrauben 9 und eines Flanschringes 10 gegeneinander verspannt.

Während bei der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform die Abschnitte galvanisch miteinander kontaktiert sind, sind bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform die drei Hohlleiterab­ schnitte 41, 42 und 43 über Chokeflanschverbindungen miteinander kontaktiert. Jede der beiden Chokeflansch­ verbindungen setzt sich in an sich bekannter Weise aus einem Ringspalt s zwischen den aneinandergrenzenden Hohlleiterabschnitten und einem Einstich S in einem der betreffenden Abschnitte zusammen. Der Ringspalt s und der Einstich S bilden jeweils miteinander die nach dem Prinzip der Kurzschlußtransformation wirkende λ/2-Choke­ verbindung. Die übrigen Teile entsprechen denjenigen der Fig. 2 und 3 und tragen dementsprechend die gleichen Bezugszeichen mit vorangestellter Ziffer 4.

Die in den Fig. 2 und 3 bzw. 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen sind dreistufig. Der mittlere Hohl­ leiterabschnitt hat hierbei eine elektrische Länge von zweckmäßig λ/4 der Hohlleiterwellenlänge.

Die Fig. 6 und 7 veranschaulichen eine fünfstufige Ausführungsform, die einen dementsprechend größeren Gesamtdrehwinkel zuläßt. Das äußere Gehäuse ist hierbei weggelassen. Von den fünf Hohlleiterabschnitten 71 bis 75 stimmen die Abschnitte 71 und 75 einerseits so­ wie 73,74 und 75 andererseits konstruktiv genau mit­ einander überein. Die Abschnitte 72, 73 und 74 sind jedoch jeweils um 180° versetzt gegeneinander aneinander­ gereiht. Jeder der Abschnitte 72, 73 und 74 trägt auf seiner Abflachung 72 a, 73 a und 74 a einen um einen Bolzen 77 drehbaren Hebel 76 und diesem in bezug auf die Hohlleiterlängsachse A gegenüber, eine Nut 72 b, 73 b und 74 b. Die Hebelenden greifen dementsprechend in die Führungsnuten der beiden jeweils benachbarten Hohlleiter­ abschnitte ein.

Wie ersichtlich, läßt dieses Konstruktionsprinzip eine beliebige Anzahl von Stufen zu. Unter der vereinfachenden Annahme, daß die Stöße zwischen den Hohlleiterabschnitten bei einem Twistwinkel von α = 0° keine Erhöhung des Reflexionsfaktors verursachen, bleibt der Reflexionsfak­ tor für einen gegebenen Wert des Twistwinkels α um so kleiner, je größer die Stufenanzahl ist.

Claims (8)

1. Hohlleitertwist aus wenigstens drei Hohlleiterabschnit­ ten, die mittels einer Hebelanordnung um ihre Längs­ achse verdrehbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelanordnung aus je einem auf jedem Hohlleiterabschnitt (2), ausgenommen dem ersten und dem letzten Abschnitt (1, 3), außenseitig um eine zur Hohlleiterlängsachse (A) rechtwinklige Achse dreh­ bar gelagerten doppelseitigen Hebel (6) besteht, dessen beide Enden über in einem Führungskopf endende Zapfen (6 a) längs­ verschiebbar in zur Hohlleiterlängsachse (A) parallelen Führungsnuten (1 b, 3 b) der beiden jeweils angrenzenden Hohlleiterabschnitte (1, 3) geführt sind.

2. Hohlleitertwist nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hebel (6) auf einem an dem betreffenden Hohlleiterabschnitt (2) rechtwinklig zur Hohlleiter­ längsachse (a) angeordneten Bolzen (7) drehbar gela­ gert sind.

3. Hohlleitertwist nach Anspruch 1 oder 2, mit mehr als drei Hohlleiterabschnitten, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (76) aufeinanderfolgender Abschnitte (72, 73, 74) auf entgegengesetzten Außenseiten dieser Abschnitte angeordnet sind.

4. Hohlleitertwist nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der letzte Hohlleiterabschnitt (1, 3) gegeneinander, z. B. mittels Schrauben (9), verspannbar sind.

5. Hohlleitertwist nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleiterabschnitte (41, 42, 43) über Chokeverbindungen (s, S) mitein­ ander kontaktiert sind.

6. Hohlleitertwist nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleiterabschnitte (1, 2, 3) eine im wesentlichen zylindrische Mantel­ fläche mit je einer Abflachung (1 a, 2 a, 3 a) an der Stelle des Hebels (6) und der Führungsnuten (1 b, 3 b) haben und in ein gemeinsames, als Drehlager für die Hohlleiterabschnitte (1, 2, 3) dienendes Gehäuse (8) aufgenommen sind.

7. Hohlleitertwist nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Hebel (6; 76) unterschiedlich lange Hebelarme zur Erzielung unter­ schiedlich großer Verdrillwinkel α zwischen den einzelnen Hohlleiterabschnitten (1, 2, 3; 71 bis 75) hat/haben.

8. Hohlleitertwist nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Länge der zwischen dem ersten und dem letzten Hohlleiter­ abschnitt (1, 3; 71, 75) liegenden Hohlleiterab­ schnitte (2; 72 bis 74) zur Vergrößerung der Band­ breite, innerhalb derer der Reflexionsfaktor unter einem vorgegebenen Wert bleibt, unterschiedlich bemessen ist.