DE821053C - UEbertragungselement zur UEbertragung hochfrequenter, elektromagnetischer Wellen - Google Patents

UEbertragungselement zur UEbertragung hochfrequenter, elektromagnetischer Wellen

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DE821053C
DE821053C DEP27691A DEP0027691A DE821053C DE 821053 C DE821053 C DE 821053C DE P27691 A DEP27691 A DE P27691A DE P0027691 A DEP0027691 A DE P0027691A DE 821053 C DE821053 C DE 821053C
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magnetic
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transmission
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Harold Alden Wheeler
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Hazeltine Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/02Bends; Corners; Twists

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Description

  • Übertragungselement zur Übertragung hochfrequenter, elektromagnetischer Wellen Zur Übertragung hochfrequenter, elektromagnetischer Wellen wird allgemein eine aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Leitern bestehende Übertragungsleitung verwendet. Eine Abart dieser Übertragungsleitung bildet die sogenannte abgeschirmte Leitung, bei welcher der eine Leiter den anderen umschließt, und bei der die beiden Leiter vorzugsweise konzentrisch angeordnet sind. Der Abstand zwischen den beiden Leitern wird hierbei durch isolierende Abstandhalter aufrechterhalten. Diese vergrößern jedoch die Kapazität der von ihnen ausgefüllten Teile der Leitung, wodurch der Wellenwiderstand der Leitung an diesen Stellen geändert und damit eine Reflektionsstelle geschaffen wird. Derartige Reflektionsstellen sind um so unangenehmer, je höher die Frequenz der übertragenen Wellenenergie ist, da sich die Ausdehnung der Reflektionsstelle in der Überi ragungsrichtung dann immer mehr der Wellenlänge der übertragenen Wellenenergie nähert. Die Refllektionsstellen rufen in der Leitung stehende Spannungs- und Stromwellen hervor und verringern dadurch die übertragene Wellenenergie.
  • Zwecks Vermeidung der durch die Abstandhalter bewirkten Änderung des Wellenwiderstandes der Leitung hat man vorgeschlagen, die Querschnittabmessungen der Leiter entlang der Abstandhalter derart zu ändern, daß der Wellenwiderstand der Leitung trotz der Abstandhalter seinen ursprünglichen Wert beibehält. Es wurde auch vorgeschlagen, die Länge der Abstandhalter im Verhältnis zur Wellenlänge der übertragenen Wellenenergie .so zu bemessen, daß die von den beiden Stirnflächen des Abstandhalters reflektierten Wellenenergien entgegengesetzte Phasen haben und :sich gegenseitig aufheben. Beide Vorschläge beschränken aber die Verwendbarkeit der Leitung insofern, als sie nur für eine einzige Wellenlänge benutzt werden kann, wenn stehende Wellen vermieden werden sollen.
  • Eine andere Vorrichtung zur Übertragung elektromagnetischer Wellen ist der sogenannte Rohrleiber.
  • Dieser besteht aus einem hohlen Leiter, dessen Innenabmessungen in einem bestimmten Verhältnis zur Wellenlänge der zu übertragenden Wellenenergie stehen. Die in einem solchen Rohrleiter erregte elektromagnetische Welle pflanzt sich innerhalb des Leiters fort und folgt auch seinen etwaigen schwachen Krümmungen, ohne daß Reflektion auftritt. Scharfe Krümmungen des Leiters verzerren jedoch die Wellenstirn und verursachen daher Reflektionen. Aus diesem Grunde mußte man bisher scharfe Krümmungen vermeiden, obzwar sie aus räumlichen Gründen oft erwünscht gewesen wären.
  • Für gewisse Zwecke ist es erwünscht, elektromagnetische Wellen in Form von gebündelten Strahlen auszustrahlen. Zu diesem Zweck werden Reflektoren oder aus dielektrischem Stoff, z. B. Polystyrol, bestehende Linsen verwendet. Der Widerstand derartiger Linsen ist jedoch verschieden von demjenigen der der Linse unmittelbar vorangehenden und der auf sie folgenden Fortpflanzungsbahn und infolgedessen ergeben sich an den Linsenflächen unerwünschte Reflektionen. Dies hat nicht nur den Energieverlust zur Folge, den solche Reflektionen verursachen, isondern hat noch die weitere nachteilige Wirkung, daß die Energie in unerwünschten Richtungen ausgestrahlt wird, wenn man dies nicht durch besondere Mittel verhindert.
  • Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Übertragungselement aus dielektrischen und magnetischen Stoffen zum Einschalten in eine Fortpflanzungsbahn für hochfrequente, elektromagnetische Wellen mit vorbestimmter Orientierung der elektrischen und magnetischen Feldstärke und zur reflexionsfreien Übertragung der Wellen mit einer Geschwindigkeit, die gegenüber dem die angrenzenden Teile der Fortpflanzungsbahn erfüllenden Medium erhöht ist. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung und Verteilung der in ihm enthaltenen dielektrischen und magnetischen Stoffe im Verhältniis zueinander und zu ihren Dielektrizitätskonstanten und Permeabilitäten, daß das Verhältnis zwischen der resultierenden Dielektrizitätskonstanten und der resultierenden Permeabilität des Elementes für die vorbestimmte Orientierung der Feldstärken gleich dem entsprechendem Verhältnis des angrenzenden Mediums i,st.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Fig. i stellt eine beiispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen Übertragungselementes dar; Fig. i a zeigt ein vereinfachtes Element derselben Art; Fig. 2 zeigt für Abstandhalter in konzentrischen Leitungen geeignete Ausführungsformen des übertragungselementes ; Fig.2a ist ein Querschnitt der in Fig.2 dargestellten Anordnung entlang der Linie a-a; _ Fig.3a bis 3d zeigen Querschnitte anderer erfindungsgemäßer Abstandhalter für konzentrische Leitungen; Fig.4 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Übertragungselementes zur Änderung der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen in einer Koaxialleitung; Fig. 5 a und 5 b zeigen eine erfindungsgemäß ausgebildete Linse zur Konzentrierung von elektromagnetischen Wellen in Ansicht vom oben und im Vertikalschnitt; Fig. 6a und 6b stellen die Oberansicht und den Vertikalschnitt eines mit erfindungsgemäßen Linsen ausgerüsteten Hohlstrahlers dar, während Fig.7a und 7b zur Änderung der Fortpflanzungsrichtung elektromagnetischer Wellen dienende (Jbertragungselemente gemäß der Erfindung veranschaulichen.
  • Das in Fig. i dargestellte Übertragungselement :o ist als Abstandhalter zwischen den offenen Leitern 11, 12 einer ausgeglichenen Übertragungsleitung angeordnet, wobei es gleichzeitig zur Änderung der Fortpflanzungsgoschwindigkeit der elektromagnetischen Welle in der Leitung dienen kann. Gegebenenfalls kann das Element io auch ausschließlich zum letztgenannten Zweck verwendet werden.
  • Zwecks Darlegung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Übertragungselementes io sei angenommen, daß dieses eines, einer Anzahl gleicher, entlang der Leitung verteilter Elemente ist, welche eine in Verhältnis zur Länge der Leitung geringe Länge haben, sowie daß der Hohlraum der Leitung außer den Abstandhaltern nur Luft enthält. Da Luft eine Dielektrizitätskonstante k= i und eine magnetische Durchlässigkeit u = i hat, ist der Wellenwiderstand der luftgefüllten Leitung j'@;k= I. Jede Änderung des N\'elleizwiclerstandes an irgendeinem Punkt der Leitung verursacht eine Wellenreflektion an diesem (-'unkt. Die magnetische Durchlässigkeit divlektrischer Stoffe ist gleich eins, ihre Dielektrizitätskonstante ist jedoch größer als eins, so daß aus solchem Stoff bestehende Abstandhalter in einer luftgefüllten Übertragungsleitung eine Änderung des Wellenwiderstandes bewirken und daher Wellenreflektion verursachen.
  • Das erfindungsgemäße Übertragungselement io enthält zwar dielektrische Stoffe, jedoch ist das für dieses Element gültige Verhältnis 1'@c k trotzdem gleich eins. Dies wurde dadurch erreicht, daß das Element .aus miteinander abwechselnden Schichten diaelektrischen Stoffes 13 und magnetischen Stoffes 14 zusammengesetzt ist, wobei die größte Schichtdicke nur einen geringen Bruchteil der Wellenlänge der, übertragenen Wellenenergie ausmacht. Der magnetische Stoff 14 besteht zweckmäßig aus im dielektrischen Stoff fein verteilten, voneinander isolierten Eisenteilchen, z. B. Eisenpulver. Die Dielektrizitätskonstante des magnetischen Stoffes 14 ist natürlich infolge der Leitfähigkeit der Eisenteilchen größer als diejenige des in ihm enthaltenen dielektri,schen Stoffes und seine magnetische Durchlässigkeit ist ebenfalls größer als diejenige des dielektrischen Stoffes 13, während der letztere eine magnetische Durchlässigkeit gleich eins und eine Dielektrizitätskonstante größer als eins hat. Gemäß vier Erfindung werden nun die Mengen des im Element io enthaltenen dielektrischen und magnetischen Stoffes im Verhältnis zu ihrer Dielektrizitätskonstante und ihrer magnetischen Durchlässigkeit derart bemessen, daß sich für einevorbestimmte Art der Wellenfortpflanzung durch das Element eine seiner Dielektrizitätskonstante gleiche magnetische Durchlässigkeit des Elementes ergibt. Die zu der in Fig. i dargestellten Schichtung erforderliche Art der Wellenfortpflanzung ist durch die Pfeile E und H angedeutet. Die Fortpflanzungsrichtung der elektromagnetischen Wellen ist parallel zu den Schichten 13 und 14 und die Art der Fortpflanzung ist derart, daß die magnetischen Kraftlinien H parallel zu den Schichten, aber senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung ,stehen, während die elektrischen Kraftlinien E senkrecht zu den Schichten sind.
  • Die Bemessung des Verhältnisses zwischen dem dielektrischen und dem magnetischen Stoff wird an Hand der Fig. i a näher behandelt. Das hier dargestellte Element io' besteht aus einer dielektrischen Schicht 13', deren Dicke ai ist und welche eine magnetische Durchlässigkeit y, und eine Dielektrizitätskonstante k1 hat, sowie aus einer magnetischen Schicht 14', deren Dicke a2 ist und welche eine magnetische Durchlässigkeit ,u2 und eine Dielektrizitätskonstante k2 aufweist. Das Element kann natürlich aus einer größeren Anzahl derartiger Schichten bestehen, jedoch sollen in diesem Fall die Masse a1 und a2 die Summe der Dicken der beiden Schichten darstellen. Für irgend ein gewünschtes Verhältnis zwischen der magnetischen Durchlässigkeit und der Dielektrizitätskonstanten des Elementes io' ergibt sich die Dicke a1 der diefektrischen Schicht zu:
    @vobei ii' die magnetische Durchlässigkeit und k' die
    Dielektrizitätskonstante des ganzen Elementes io'
    bedeutet. Die Schichtdicke a2 ergibt sich aus der
    Gleichung a2 = i - dl. Die Gleichungen (i) und
    (i A) liefern für die Schichtdicke a, zwei Werte.
    Falls der Wert von a1 negativ und größer als eins
    ist, kann das gewünschte Verhältnis zwischen der
    Tnagnetischen Durchlässigkeit und der Dielektrizi-
    tätskonstanten nicht erreicht werden.
    Wenn die Größe R einen gewissen Wert über-
    steigt, wird der Wert der Quadratwurzel imaginär.
    Der größte Wert von R, welcher eine Verwirk-
    lichung der Erfindung gestattet, ist derjenige, bei
    @velchem der Wert der Quadratwurzel Null wird.
    Dieser größtzulässige Wert von R ergibt sich zu:
    R2 - @c2 @YI + - k1 N + -f@z )
    4klk2N 4k2M a k2 1B
    Obzwar die magnetischen Teilchen des magneti-
    schen Stoffes für sich genommen eine große ma-
    gnetische Durchlässigkeit haben, ist die Dielektri-
    zitätskonstante des zusammengesetzten magnetischen
    Stoffes im allgemeinen noch größer als seine
    magnetische Durchlässigkeit und es ist daher vor-
    teilhaft, die dielektrischen Schichten aus einem
    Stoff verhältnismäßig kleiner Diefektrizitätskon-
    stanten, z. B. aus Polystyrol, herzustellen. Kleine
    Werte des Verhältnisses von lc zu k können auch
    erreicht werden, indem die magnetischen Schichten nur mittels sehr kleiner isolierender Abstandhalter voneinander getrennt werden, so daß die dielektrischen Schichten zum größten Teil aus Luft bestehen.
  • Das erfindungsgemäße Übertragungselement hat denselben Wellenwiderstand wie der freie Raum, jedoch erfolgt die Fortpflanzung der elektromagnetischen Wellen in dem Element mit einer kleineren Geschwindigkeit als im freien Raum. Diese Geschwindigkeitsverminderung kann beispielsweise zur künstlichen Vergrößerung der elektrischen Länge von Übertragungsleitungen ausgenutzt werden. Von den aus den Gleichungen (i) und (i A) hervorgehenden beiden Werben von dl ergibt derjenige, bei welchem die magnetischen Schichten am dicksten werden, die größte Verminderung der Fortpflanzungsgeschwindigkeit im Übertragungselement, da in @diesem Fall sowohl die Dielektrizitätskonstante als auch die magnetische Durchlässigkeit des Übertragungselementes groß ist.
  • Das erfindüngsgemäßeÜbertragungselement kann auch als ,selbständiger dielektrischer Wellenleiter verwendet werden.
  • Fig. a zeigt verschiedene, als Abstandhalter in einer konzentrischen Übertragungsleitung geeignete Formen des erfindungsgemäßen Übertragungselementes. Das Übertragungselement iö' besteht aus miteinander abwechselnden, konzentrischen, zylindrischen dielektrischen Schichten 13' und magnetischen Schichten 14', welche den Innenleiter 12' umgeben und den Raum zwischen diesem und dem Außenleiter i i' ausfüllen. Das Übertragungselement kann sich im Fall einer biegsamen Leitung über deren ganzen Länge erstrecken, oder es kann verhältnismäßig kurze, in Abständen angeordnete Abstandhalter nach Art des Abstandhalters io"' bilden.
  • Das Übertragungselement iö "' besteht aus einer einzigen dielektrischen Schicht 13" und einer einzigen magnetischen Schicht 14". In diesem Fall muß der aus den Gleichungen (i) und (i A) erhaltene Wert der Stärke der beiden Schichten etwas geändert werden, weil das Spannungsgefälle zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter der konzentrischen Leitung einen exponentialen Verlauf hat. Zwischen dem in Fig.2a gezeigten inneren Halbmesser ri des Außenleiters 1 i', dem äußeren Halbmesser r3 des Innenleiters und dem mit dem inneren Halbmesser der dielektrischen Schicht 13" gleichen äußeren Halbmesser r2 der magnetischen Schicht 14' bestehen dann folgende Zusammenhänge: Der Zweck der dielektrischen Schichten des erfindungsgemäßen Übertragungselementes besteht in der Herabsetzung -der Wirkung der verhältnismäßig großen Dielektrizitätskonstante der magnetischen Schichten in der Weise, daß -das erwünschte Verhältnis zwischen der gesamten magnetischen Durchlässigkeit und der gesamten Dielektrizitätskonstante erreicht werden kann. Dies läßt sich, wie bereits erwähnt, auch dadurch erzielen, daß die dielektrischen Schichten, teilweise durch Luftspalte ersetzt werden. Die Fig. 3a bis 3d zeigen auf diese Weise ausgebildete Abstandhalter für konzentrische Leitungen.
  • Das in Fig. 3 a dargestellte Übertragungselement 2o besteht aus einer homogenen Mischung von dielektrischen und magnetischen Stoffen, welche in einem derartigen Verhältnis miteinander gemischt sind, daß sich die größtmögliche Annäherung an das erwünschte Verhältnis zwischen der magnetischen Durchlässigkeit und der Dielektrizitätskonstanten ergibt. Da die Dielektrizitätskon:stante der meisten bekannten magnetischen Stoffe infolge ihrer Leitfähigkeit sehr groß ist, wird die Dielektrizitätskonstante einer homogenen Mischung von magnetischen und dielektrischen Stoffen normalerweise größer als ihre magnetische Durchlässigkeit. Zwecks Verminderung dieser Dielektrizitätskonstante hat das Element 2o einen zentralen Nabenteil 2i, welcher einen geschlossenen magnetischen Kreis mit verhältnismäßig kleinem magnetischem Widerstand um den Innenleiter 22 der Leitung bildet, sowie radiale Arme 23, welche sich vom Nabenteil 21 bis zum Außenleiter 24 .der Leitung ausstrecken. Die radiale Stärke des Nabenteiles 21, sowie die Länge und der Querschnitt der Arme 23 wird im Verhältnis zueinander und zur magnetischen Durchlässigkeit und der Dielektrizitätskonstanten der das Element 2o bildenden homogenen Mischung so bemessen, daß das Verhältnis zwischen der magnetischen Durchlässigkeit und der Dielektrizitätskonstanten des ganzen Elementes gleich eins' wird. Die Kapazität zwischen den Leitern 22 und 24 wird zum großen Teil durch die Dielektrizitäbskonstante der radialen Arme 23 bestimmt. Da der größte Teil der elektrischen Kraftlinien zwischen den Leitern 22 und 24 einen großen Luftspalt Vierbrücken muß, kann das erwähnte Verhältnis zwischen der magnetischen Durchlässigkeit und der Dielektrizitätskonstanten des Elementes 20 leicht erreicht werden, trotzdem die Dielektrizitätskonstante der das Element bildenden homogenen Mischung größer als ihre magnetische Durchlässigkeit ist.
  • Das in Fig. 3b dargestellte Übertragungselement 20' ist so ausgebildet, daß jede elektrische Kraftlinie zwischen den Leitern 22 und 24 zumindest einen Luftspalt überbrücken muß. Das Element hat drei konzentrische Teile 25, 26 und 27, welche den Innenleiter 22 umgebende, geschlossene magnetische Kreise darstellen. Diese Kreise sind durch aufeinander senkrecht stehende radiale Arme 28 und 29 miteinander verbunden. Die radiale Stärke der Teile 28, 29 und 30 wird so gewählt, daß das Verhältnis zwischen der magnetischen Durchlässigkeit und der Dielektrizitätskonstanten des Elementes 2ö gleich eins wird.
  • Das in Fig.3c dargestellte LTbertragungselement 20" ist dem Übertragungselement 20 gemäß Fig. 3 a ähnlich, weist jedoch im Nabenteil 2i" vorgesehene Bohrungen 3o auf, durch welche der größte Teil der magnetischen Kraftlinien gezwungen wird, sich in den vom Innenleiter 22 weiter entfernten Teilen des Elementes 20" zu schließen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 d ist der Nabenteil 21"' des Übertragungselementes 20"' in gewissem Abstand vom Innenleiter 22 angeordnet, um die Länge des denInnenleiter umgebenden magnetischenKreises mit kleinem magnetischem Widerstand zu vergrößern.
  • Auch die in den Fig. 3 a bis 3 d dargestellten Elemente können sich entweder über die ganze Länge der Übertragungsleitung erstrecken oder können längs der Leitung verteilte kurze Abstandhalter bilden.
  • Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäßes, zylindrisches Übertragungselement 35, welches zur künstlichen Vergrößerung der elektrischen Länge einer aus dem Innenleiter 34 und dem Außenleiter 33 bestehenden konzentrischen Leitung dient. Das Element besteht aus einer homogenen -Mischung von dielektrischem und magnetischem Stoff. Damit das Element keine Änderung des Wellenwiderstandes der Leitung verursacht, muß seine radiale Stärke x folgender Gleichung genügen: in welcher ,u die magnetische Durchlässigkeit und k die Dielektrizitätskonstante des Elementes ist. Die Länge des Elementes wird entsprechend der erwünschten Vergrößerung der elektrischen Länge der Übertragungsleitung gewählt.
  • Das in Fig. 5 a und 5 b dargestellte linsenförmige Übertragungselement 36 besteht aus miteinander abwechselnden Schichten aus dielektrischem und magnetischem Stoff. Falls die Linse dünn ist bzw. eine große Brennweite hat, ergibt eine durch den Pfeil L angedeutete Schichtung parallel zur Schnittebene der Linse annähernd die gewünschte Linsenwirkung. Die beste Linsenwirkung ergibt sich jedoch, insbesondere bei Linsen mit kurzer .Brennweite, bei Verwendung keilförmiger Schichten, wie in Fig. 5 b dargestellt. Diejenige Art der Wellenfortpflanzung, für welche die Linse 36 geeignet ist, geben die Pfeile in Fig. 5 a und 5 b an. Wie ersichtlich, sollen die magnetischen Kraftlinien H parallel zu den Schichten der Linse verlaufen, während die elektrischen Kraftlinien E auf den Schichten senkrecht stehen sollen. Der Brechungsexponent rt der Linse ergibt sich aus der Gleichung: in welcher C eine Konstante, während k' und ,u' die Dielektrizitätskonstante und die magnetische Durchlässigkeit der Linse bezeichnen.
  • Das Mengenverhältnis der in der Linse 36 enthaltenen dielektrischen und magnetischen Stoffe ist so bemessen, ,daß das Verhältnis zwischen der Dielektrizitätskonstanten undder magnetischenDurchlässigkeit der Linse gleich eins ist und die Linse daher denselben Wellenwiderstand hat wie der freie Raum. Infolgedessen wird eine elektromagnetische Welle, welche die Linse in Gestalt eines zylindrischen Strahles trifft, durch die Linse in ihrem Brennpunkt P konzentriert, ohne daß Reflektion an der einen oder an der anderen Linsenfläche auftritt. Umgekehrt wird eine aus dem Punkt P ausgehende elektromagnetische Welle durch die Linse in einen zylindrischen Strahl zusammengefaßt, wobei ebenfalls keine Wellenreflektion vorkommt.
  • Die Fig. 6 a und 6 b zeigen erfindungsgemäße Übertragungselemente, welche als in einem Hornstrahler eingebaute Zylinderlinsen ausgebildet sind. Hornstrahler dienen bekanntlich zum Ausstrahlen eines scharf konzentrierten Wellenstrahles. Der dargestellte Hornstrahler 37 hat rechteckigen Querschnitt und wird durch eine Dipolantenne 39 erregt. Indem von zueinander parallelen Wänden begrenzten Teil des Hornstrahlers sind Zylinderlinsen 41, 42 und 43 angeordnet, während der divergierende Teil 38 des Strahlers durch die Zylinderlinse 44 abgeschlossen ist. Die dargestellte Anordnung der 'Dipolantenne 39 sichert die Erregung derjenigen Wellenart, für welche die dargestellten Linsen geeignet sind. Die magnetischen Kraftlinien H dieser Welle verlaufen parallel zu den Schichten der Linse, während ihre elektrischen Kraftlinien E normal zu den Schichten stehen. Infolge der erfindungs,gemäßen Ausbildung der Linsen kommt keine Wellenreflektion an den Linsenflächen vor und infolgedessen entstehen auch keine stehenden Wellen im Hornstrahler, welche die Strahlungsverluste vergrößern und überdies Strahlungen in unerwünschten-Richtungen verursachen würden.
  • Fig: 7 a zeigt die Anwendung von prismenförmig ausgebildeten Übertragungselementen 46 und 49 zur Änderung der Fortpflanzungsrichtung einer elektromagnetischen Welle in einem Rohrleiter 45. Der Rohrleiter besteht aus drei Teilen 5o, 47 und 48, von welchen die erstgenannten beiden Teile miteinün.der einen rechten Winkel einschließen, während der:Teil 49 einen stumpfen Winkel mit dem Teil 47 einschließt. Bisher konnten derartig geformte Rohrleiter praktisch nicht verwendet werden, weil sich an ihren Biegungsstellen infolge Wellenreflektion ein erheblicher Energieverlust und eine Verzerrung der Wellenstirn ergeben hätte. Die erfindungsgemäß ausgebildeten Prismen 46 und 49 ändern die Fortpflanzungsrichtung der Wellen im Rohrleiter ohne jede Reflektion, so daß die Wellen sich in einem derartigen Rohrleiter so fortpflanzen als ob der Rohrleiter gerade wäre. Die gestrichelte Linie zeigt den Weg der Wellen im Rohrleiter an.
  • Falls die magnetischen Kraftlinien H der Welle parallel der Symmetrieebene des Rohrleiters verlaufen, wie in Fig. 7 a angedeutet, ist auch die Schichtung der .Prismen 46 und 49 parallel zu dieser Symmetrieebene, wie dies der Pfeil L andeutet. Falls jedoch die elektrischen Kraftlinien E der Welle parallel zur Symmetrieebene des Rohrleiters `verlaufen; wie dies die Fig. 7 b zeigt, dann muß die Schichtung der Prismen normal zur Symmetrieebene des Rohrleiters sein, wie dies in Fig. 7b an dem Prisma 46' dargestellt ist. Der Brechungsexponent der Prismen ergibt sich in beiden Fällen ebenfalls aus der Gleichung (5).

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: r. Übertragungselement aus dielektrischen und magnetischen Stoffen zum Einschalten in eine Fortpflanzungsbahn für hochfrequente, ,elektromagnetische Wellen mit vorbestimmter Orientierung der elektrischen und magnetischen Feldstärke und zur reflexionsfreien übertragung .der Wellen, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung und Verteilung der in ihm enthaltenen dielektrischen und magnetischen Stoffe im Verhältnis zueinander und zu ihren Dielektrizitätskonstanten und Permeabilitäten, daß das Verhältnis zwischen der resultierenden Dielektrizitätskonstanten und der resultierenden Permeabilität des Elementes für die vorbestimmte Orientierung der Feldstärken gleich dem entsprechenden Verhältnis des angrenzenden Mediums ist.
  2. 2. Übertragungselement nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß es aus dielektrischem Stoff und in zumindest einem Teil dieses Stoffes fein verteiltem magnetischem Stoff zusammengesetzt ist.
  3. 3. Übertragungselement nach Anspruch r oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer oder mehreren dielektrischen Schichten und einer oder mehreren magnetischen Schichten zusammengesetzt ist.
  4. 4. Übertragungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB es aus miteinander abwechselnden dielektrischen und magnetischen Schichten zusammengesetzt ist.
  5. 5. Übertragungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daB die Dicke jeder Schicht ein Bruchteil der der höchsten Frequenz des gewünschten Frequenzbereiches des Übertragungselementes entsprechenden Wellenlänge ist.
  6. 6. Übertragungselement nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es die Form eines optischen Elementes, insbesondere einer Linse oder eines Prismas hat.
  7. 7. Übertragungselement 'naeh einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es aus durch dielektrische Abstandhalter voneinander getrennten magnetischen Schichten besteht. B.
  8. Übertragungselement nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Mengen der in ihm enthaltenen dielektrischen und magnetischen Stoffe im Verhältnis zueinander und zu ihren Dielektrizitätskonstanten und Permeabilitäten, daß das Verhältnis zwischen der gesamten Dielektrizitätskonstante und der gesamten Permeabilität des Elementes gleich eins wird.
  9. 9. Übertragungselement nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche in einer konzentrischen Übertragungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß das Element einen oder mehrere; den Innenleiter der Leitung umgebende geschlossene magneti.scheKreise und vom Innenleiter nach dem Außenleiter der Leitung zu gerichtete radiale magnetische Leiter bildet. io. Übertragungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer homogenen Mischung dielektrischer und magnetischer Stoffe besteht und zumindest einen den Innenleiter der Leitung umgebenden zylindrischen Teil, sowie radiale Arme aufweist, wobei die radiale Stärke der genannten zylindrischen Teile im Verhältnis zur Länge und zum Querschnitt der genannten Arme so bemessen ist, daß .das Verhältnis zwischen derDielektrizitätskonstante und der magnetischen Durchlässigkeit des genannten Elementes gleich dem Verhältnis zwischen der Dielektrizitätskonstante und der magnetischen Durchlässigkeit des angrenzenden Mediums wird.
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DE963250C (de) * 1951-05-17 1957-05-02 Western Electric Co System zur Unterdrueckung von stoerenden Schwingungsformen in Hohlleitern

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