DE746838C

DE746838C - Band filter for ultrashort waves

Info

Publication number: DE746838C
Application number: DET53036D
Authority: DE
Priority date: 1939-11-07
Filing date: 1939-11-08
Publication date: 1944-12-27

Description

Bandfilter für ultrakurze Wellen Die Erfindung betrifft ein Bandfilter für ultrakurze Wellen. Es ist bekannt, daß man metallisch umschlossene Hohlräume zu elektrischen Schwingungen anregen kann, deren Frequenz von den Abmessungen des Hohlraumes abhängt. Die Anregung geschieht insbesondere durch in den Raum hineinragende Kopplungsmittel, wie Antennen oder Koppelschleifen, oder auch durch in dem Hohlraumangebrachte Hochfrequenzerzeuger, z. B. Magnetronsysteme. Solche Hohlräume eignen sich besonders als Frequenzstabilisatoren für sehr kurze Wellen, bei denen die üblichen Resonanzkreise aus konzentrierten oder verteilten Induktivitäten und Kapazitäten nicht mehr ausführbar sind wegen der zu kleinen notwendigen Abmessungen. Es sind auch Hohlräume dieser Art von prismatischer Form, insbesondere solche von rechteckigem Querschnitt, bekannt.Band filter for ultrashort waves The invention relates to a band filter for ultra-short waves. It is known that metal-enclosed cavities can be used can stimulate electrical oscillations, the frequency of which depends on the dimensions of the Depends on the cavity. The excitation happens in particular by protruding into the room Coupling means, such as antennas or coupling loops, or also by means that are mounted in the cavity High frequency generator, e.g. B. Magnetron systems. Such cavities are particularly suitable as frequency stabilizers for very short waves, where the usual resonance circuits no longer feasible from concentrated or distributed inductances and capacitances are because of the dimensions that are too small. There are also cavities in this Kind of prismatic shape, especially those of rectangular cross-section, are known.

Gemäß der Erfindung ist ein Bandfilter für ultrakurze Wellen dadurch gekennzeichnet, daß das Bandfilter als ein Hohlraumresonator in Form eines pristnatischen Körpers ausgebildet ist, dessen Kantenlängen so gewählt sind. daß der Körper in mehreren nahe benachbarten Eigenfrequenzen anregbar ist.According to the invention, an ultrashort wave band filter is thereby characterized in that the band filter as a cavity resonator in the form of a pristnatic Body is formed, the edge lengths are chosen. that the body is in several nearby natural frequencies can be excited.

Die Wellenlänge der Eigenschwingung eines Hohlraumes vom Eo""=-Typus mit rechteckigem Querschnitt ist gegeben durch die Formel: Hierbei sind a und b die beiden Rechteckseiten, und yit und jz sind rlie Oberwellen, in welchen die Rechteckseiten erregt «-erden.The wavelength of the natural oscillation of a cavity of the Eo "" = type with a rectangular cross-section is given by the formula: Here a and b are the two sides of the rectangle, and yit and jz are harmonic waves in which the sides of the rectangle are excited.

Abb. z zeigt einen Schnitt durch einen solchen rechteckigen Resonator mit den Seiten a und b. Die Kurven deuten die Ordnung an. in denen die einzelnen Rechteckseiten erregt sind. Für den gezeichneten Fall ist M = 3 und za = z. Es handelt sich also um eine Welle von E031 -Typus. Für quadratischen Querschnitt, d. h. a = b, folgt für die Eigenwellenlänge Die beiden Oberschwingungen, die gegeben sind einerseits durch in = --i und st = z.. andererseits durch zft = z_ und n = z1 (wobei .-i und z. bestimmte ganze Zahlen sind). besitzen in diesem Fall die gleiche Eigenwelle, da die Seiten a und b ja bei gleicher Seitenlänge prinzipiell nicht unterscheidbar sind. Weicht jedoch die eine Seitenlänge von der anderen um einen sehr kleinen Betrage ab, so gehören zu den beiden Schwingungsmöglichkeiten zwei verschiedene Resonanzlagen. Abb. a zeigt einen solchen prismatischen Hohlraum mit beinahe quadratischem Querschnitt. Die eine Seite hat die Länge a und die andere die Länge a + -. Die Rechnung ergibt einen Wellenunterschied der beinen Eigenwellen von: Für genügend kleine E erhält man also sehr i)enachbarte Eigenwellen. Diese Eigenschaft eines prismatischen Hohlraumresonators wird bei der Erfindung ausgenutzt. Die Ankopplung kann so gewählt werden, daß ohne Veränderung derselben beide Schwingungsarten angeregt werden.Fig. Z shows a section through such a rectangular resonator with sides a and b. The curves indicate the order. in which the individual sides of the rectangle are excited. For the case shown, M = 3 and za = z. So it is a wave of the E031 type. For a square cross-section, ie a = b, it follows for the natural wavelength The two harmonics that are given by in = --i and st = z .. on the other hand by zft = z_ and n = z1 (where.-I and z. Are certain integers). in this case have the same natural wave, since the sides a and b are in principle indistinguishable with the same side length. However, if one side length differs from the other by a very small amount, two different resonance positions belong to the two oscillation possibilities. Fig. A shows such a prismatic cavity with an almost square cross-section. One side is length a and the other is length a + -. The calculation results in a wave difference between the two natural waves of: For sufficiently small E one gets very i) neighboring eigenwaves. This property of a prismatic cavity resonator is used in the invention. The coupling can be chosen so that both types of vibration are excited without changing them.

In Abb. :2 sind als Ankopplungsmittel die beiden Koppelschleifen i und 2 als Eingangs-und Ausgangskoppelschleifen dargestellt.In Fig.: 2, the two coupling loops i and 2 shown as input and output coupling loops.

Man erhält bei einem solchen Resonator eine Art Bandfiltercharakteristik,wie dies bei größeren Wellenlängen durch die Kopplung zweier auf benachbarte Frequenzen abgestimmter Schwingkreise erreicht werden kann.With such a resonator, a type of band filter characteristic is obtained, such as this at longer wavelengths by coupling two adjacent frequencies tuned oscillating circuits can be achieved.

Bis hierher war für die dritte Dimension des prismatischen Hohlraumes angenommen, daß die Nullschwingung erregt wurde, d. h. also dar die elektrische Feldstärke in dieser Richtung die Komponente Null besitzt. Es handelte sich also um eine Schwingung, die man mit dem Symbol Eonn bezeichnet. Die gleichen Überlegungen wie oben gelten aber auch für den allgemeinen Schwingungstyp, bei welchem also auch in der dritten Dimension eine Oberschwingung erregt wird. Für eine solche Anordnung, bei der der Resonator die-Form eines Kubus besitzen würde, dessen Seitenlängen geringfügige Abweichungen gegeneinander besitzen, erhält man drei ver-,chiedene benachbarte Eigenwellen, wodurch die Bandfiltercharakteristik noch verbessert werden kann.Up to here was for the third dimension of the prismatic cavity assume that the zero oscillation has been excited, i.e. H. so represent the electrical one Field strength in this direction has the component zero. So it was about a vibration that is denoted by the symbol Eonn. The same considerations as above, however, also apply to the general type of oscillation, which also applies to which a harmonic is excited in the third dimension. For such an arrangement, in which the resonator would have the shape of a cube, the side lengths of which are slight Have deviations from each other, one obtains three different neighboring eigenwaves, whereby the band filter characteristic can be further improved.

Die Anordnung ist natürlich nicht auf prismatische Hohlräume mit rechteckigem Querschnitt bzw. auf annähernd würfelförmige Hohlräume beschränkt, sondern kann auch im Zusammenhang mit komplizierteren Hohlräumen benutzt werden. So besteht beispielshalber die Möglichkeit, bei einem mehr als Ofl:icliigeti Vielflach mehr als drei benachbarte Resonanzen zu erzeugen. Auch lassen sich die gleichen Prinzipien, die oben für die E-Wellen auseinandergesetzt sind, auch für H-Wellen anwenden.The arrangement is of course not based on prismatic cavities with rectangular Cross-section or restricted to approximately cube-shaped cavities, but can can also be used in connection with more complex cavities. So there is an example the possibility of one more than offl: icliigeti polyhedra more than three adjacent To generate resonances. Also, the same principles outlined above for the E-waves are set apart, also apply to H-waves.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Band filter for ultrashort waves, characterized in that the band filter is designed as a cavity resonator in the form of a prismatic body, the edge lengths of which are chosen so that the body can be excited in several closely adjacent natural frequencies and that coupling means are provided on the resonator which are unchanged allow the excitation of the various natural frequencies. z. Band filter according to Claim 1, characterized in that the resonator has an almost square cross-section. To distinguish the subject matter of the application from the state of the art, the following publications were taken into account in the granting procedure: USA patent specification ....... Tr. 2 1o6 768; Proceedings of the Institute of Radio Engineeers (1938), pp. 1498-1; 7ä.