DE844177C

DE844177C - Anordnung zur Verringerung der Phasengeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen

Info

Publication number: DE844177C
Application number: DEP28902A
Authority: DE
Inventors: Winston Edward Kock
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1947-05-16
Filing date: 1948-12-31
Publication date: 1952-07-17
Also published as: NL74388C; GB664672A; CH279127A; US2579324A; BE476703A; DE828412C; FR1004582A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen zur Verringerung der Phasengeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen und insbesondere auf Beugungssysteme für elektromagnetische Wellen zur Verwendung in Anordnungen mit gerichteten und nichtgerichteten Antennen.

Bekanntlich sind metallisch-dielektrische Anordnungen mit in ein festes Dielektrikum eingel >etteten Eisendrähten vorgeschlagen worden, um ίο kurze (io bis 185 m) elektromagnetische Wellen gerichtet zu erzeugen. Auch eine Anhäufung von mit ihren linden nach vorn angeordneten passiven Drähten oder Richtorganen, die in Luft als Dielek- j trikum in gewissen Abständen voneinander an- j geordnet sind, ist vorgeschlagen worden, um kurze Funkwellen gerichtet auszustrahlen. Vorgeschlagen wurden auch Verzögerungseinrichtungen oder sog. Geschwindigkeitsminderer mit festem dielektrischem Beugungssystem der bündelnden und der nichtbündelnden Art, um die Richtung der Wellenfort- _ao pflanzunig zu ändern. Weiterhin sind schnelle oder metallische Beschleunigungswandler oder sog. Geschwindigkeitssteigerer zum Ändern der Wellenpolarisation, Linsen zum Sammeln der Wellen und Prismen zum Beugen der Fortpflanzungsrichtung _as benutzt worden, und zwar in Antennenanordnungen für sehr kurze Wellen (1 bis 10 m), ultrakurze Wellen (10 bis 100 cm) und Mikrowellen (1 bis

ίο cm). Der Brechungskoeffizient einer Verzögerungslinse ist natürlich'größer als I, während der Brechungskoeffizient der metallischen Beschleunigungslinse kleiner ist als i.
Im allgemeinen hat eine Verzögerungslinse mit festem Dielektrikum eine große Bandbreite, wenn sie für Frequenzbänder benutzt wird, innerhalb deren die Änderung der Dielektrizitätskonstanten und daher des Brechungskoeffizienten mit der Frequenz null oder aber vernachlässigbar sind. Demgegenüber ist eine Anordnung von Elementen mit nach vorn gerichteten Enden frequenzempfindlich, da die richtenden Drähte nur wenig kürzer sind als eine halbe Arbeitswellenlänge. Auch hat die metallische Beschleunigungslinse eine verhältnismäßig geringe Bandbreite, da der Brechungsindex in erster Linie vom Plattenabstand abhängt, d. h. von der Kanalbreite, gemessen in Wellenlängen, und dieser Plattenabstand ändert sich mit der Freao quenz sehr stark. Die metallische Beschleunigungslinse hat indessen verschiedene Vorteile, die bei dem metallisch-dielektrischen Wellenerzeuger oder bei der Linse mit festem Dielektrikum nicht vorhanden sind. So sind die vorbekannten metallisch-dielekirischen Anordnungen und diejenigen mit festem Dielektrikum verhältnismäßig schwer und umständlich in der Handhabung. Die Wellen, die durch diese Anordnungen hindurchgehen, werden gedämpft, wobei der gesamte Energieverlust beträchtlich ist. Demgegenüber sind die vorher erwähnten schnellen oder metallischen Beschleunigungslinsen von geringem Gewicht und im wesentlichen verlustfrei. Weiterhin ist der Gewinn an Richtwirkung bei der Verzögerungslinse mit festem Dielektrikum verhältnismäßig gering, während der Gewinn an Richtwirkung bei der metallischen Beschleunigungslinse im Vergleich dazu hoch ist. Dementsprechend erscheint es wünschenswert, metallische Wellenwandler zu schaffen mit Einschluß von Polarisatoren, Prismen und Linsen, die die guten Eigenschaften besitzen, andererseits aber frei von den Nachteilen sind, die den besprochenen vorbekannten Ausführungsformen anhaften. Insbesondere erscheint es wünschenswert, eine verlustlose, polarisierte oder anisotrope, leichte metallische Linse mit großer Bandbreite zu schaffen.

Es ist allgemeines Ziel der Erfindung, sehr kurze, ultrakurze und Mikrowellen auf eine wirksame und im wesentlichen verlustlose Weise zu verzögern. Ein spezielles Ziel der Erfindung ist es, einzelne charakteristische Merkmale einer elektromagnetischen Welle zu ändern, wie z. B. die Richtung oder die Art der Polarisation, die Fortpflanzungsrichtung oder die Phasengeschwindigkeit, und zwar in wirksamerer und besser befriedigender Art, als es bisher erzielt wurde, sowie ferner mit oder ohne bündelnde Wirkung und mit vernachlässigbaren Verlusten elektromagnetische Wellen innerhalb eines sehr breiten Bandes von Wellenlängen zu brechen.

Ein anderes spezielles Ziel der Erfindung ist es, in einem Wellenwandler, wie einer Linse oder einem Prisma, Reflexionsverluste in einfacherer und mehr befriedigender Weise auszuschließen, als es bisher erzielt wurde.

Ein weiteres spezielles Ziel der Erfindung ist es, in einem metallischen Beugungssystem eine wirksame, dielektrische Konstante zu erhalten, die größer ist als 1 und im wesentlichen unabhängig von der Permeabilität der metallischen Elemente ist und ein polarisiertes Beugungssystem mit breitem Frequenzband zu schaffen, das, verglichen mit den für ein breites Band geeigneten polarisierten Anordnungen, wie sie bisher benutzt wurden, leichter, einfacher und billiger ist.

Die polarisierte Verzögerungsanordnung nach der Erfindung enthält ein dielektrisches Medium, wie z. B. Luft oder Polystyrenschaum, und eine zu einer Gruppe angeordnete große Zahl leitender Glieder aus langen, dünnen, gleichförmigen und parallelen Streifen, die derart bemessen sind und solchen Abstand voneinander haben, daß die in Richtung der Breitenausdehnung der Streifen elektrisch polarisierte Wellenkomponente die jeweils gewünschte Verringerung der Phasengeschwindigkeit erfährt. Die Glieder sind innerhalb des Mediums in Abstand voneinander angeprdnet, und zwar längs der senkrechten F-Richtung und der in Fortpflanzungsrichtung der Welle verlaufenden Z-Richtung. Die linearen Glieder können massiv streifenförmig sein, d.h. jedes Glied hat dann eine zusammenhängende einheitliche Oberfläche und ist beispielsweise aus einem Metallbogen hergestellt, der eine Dicke von 0,0127 cm besitzt. Die Breite eines jeden Streifens und der Abstand der Streifen von Mittelpunkt zu Mittelpunkt in Richtung der Y- und der Z-Dimension sind tunlichst beide wesentlich kleiner als die Hälfte der kleinsten Wellenlänge innerhalb des zu übertragenden Frequenzbandes, und zwar beträgt die Breite vorzugsweise ein Viertel dieser Wellenlänge oder weniger.

Die dielektrische Konstante des Mediums besitzt den Wert 1, und die effektive dielektrische Konstante der leitenden Gruppe ist für den angenommenen vertikalen £-Vektor größer als 1. Wie hier dargelegt, ist die effektive dielektrische Konstante der Anordnung eine Funktion der elektrischen Polarisationsfähigkeit eines der Einzelglieder sowie auch der Anzahl der Glieder, die auf eine Einheitsfläche verteilt sind, gemessen in der F-Z-Ebeiie der

ruppe. Folglich ist der Brechungskoeffizient der uruppe größer als 1, und die Gruppe oder Anordnung arbeitet in der Weise, daß sie die Phaseneschwindigkeit einer Welle oder Wellenkomponente, die durch die Gruppe hindurchläuft und die die angenommene senkrechte Ε-Polarisation besitzt, herabsetzt. Ein waagerechter £-Vektor wird durch die waagerechten Streifen und die abschneidenden öffnungen zwischen den l>enachbarten Streifen vollständig reflektiert. Dementsprechend werden nur solche Wellen verzögert, die die vorausgesetzte £-Polarisation besitzen, und die Anordnung ist, wie vorstehend ausgeführt, polarisiert. Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden auch Reflexionsverluste, wenn solche überhaupt auftreten, wie sie durch Reflexion des senkrechten E-Vektors

an der rückwärtigen und an der vorderen Fläche der Gruppe entstehen, im wesentlichen dadurch ausgeschaltet, daß die untere Hälfte der Gruppe gegenüber der oberen Hälfte um ein Viertel der Wellenlänge in Richtung der Fortpflanzung verschoben ist. Die Umrisse der vorderen und der rückwärtigen Fläche der Gruppe oder der Anordnung, die aus dieser Gruppe und dem Medium besteht, sind so l>eschaffen, daß die Gruppe oder die ganze An-Ordnung ein Beugungssystem der bündelnden oder der nichtbündelnden Art darstellt. Bei einer Ausführungsform ist die Anordnung so gestaltet, daß sie eine planhyperbolische Linse darstellt. Bei einer anderen Ausführungsform hat die Anordnung die Form eines Prismas.

Die linearen waagerechten Glieder, die vorstehend erwähnt wurden, können auch an Stelle der Form von Streifen die Form von Gittern besitzen, d. h. jedes Glied kann aus senkrechten Elementen oder Drähten bestehen, die, gemessen in waagerechter Richtung, weniger als eine halbe Wellenlänge voneinander entfernt sind und deren Länge gleich der Breite der Glieder ist. Nimmt man an, daß solche gitterförmigen Glieder benutzt werden, so treten die senkrechten .Ε-Vektoren durch die Gruppe so hindurch, wie vorstehend erläutert, da das gitterförmige Glied für diese Orientierung der Ε-Polarisation wie ein streifenförmiges Glied wirkt, und die Phasengeschwindigkeit wird herabgesetzt. Waagerechte £-Vektoren jedoch werden nicht reflektiert, sondern gehen durch die waagerechten gitterförmigen Glieder sowie durch die öffnungen zwischen benachbarten gitterförmigen Gliedern ohne Änderung der Phasengeschwindigkeit hindurch. Wie bei der Gruppe mit streifenförmigen Gliedern, so ist auch die Gruppe mit gitterförmigen Gliedern bei der einen der Ausführungsformen so gestaltet, daß sie eine plankonvexe Linse bildet, und bei einer anderen Ausführungsform so, daß sie ein Prisma bildet. Bei einer weiteren Ausführungsform schließlich hat die Gruppe eine konstante kritische Tiefe oder Z-Dimension. Unter der Annahme, daß der £-Vektor schräg liegt, stellt diese Gruppe eine Anordnung dar, die dazu dient, die Polarisation umzubilden oder zu drehen.

Es sei auch hinzugefügt, daß die dünnen linearen Streifen oder gitterförmigen Glieder das magnetische Feld oder //-Feld der ankommenden Welle nicht stören. Dementsprechend wird die effektive dielektrische Konstante der Anordnung durch die //-Vektoren nicht schädlich beeinflußt.

Ausführungsformen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung genauer erläutert, und zwar in Verbindung mit der Zeichnung, in der gleiche Bezugszeichen Elemente gleicher Bedeutung !«zeichnen.

Fig. 1 stellt eine räumliche Ansicht einer Anordnung zum Andern der Phasengeschwindigkeit dar, die nach der Erfindung aufgebaut ist und lineare streifenförmige Glieder enthält, während das Diagramm nach

Fig. 2 dazu dient, Fig. 1 zu erläutern;

!«"ig. 3 ist eine räumliche Ansicht eines anderen Phasengeschwindigkeitswandlers nach der Erfindung mit linearen gitterförmigen Gliedern, während das Diagramm nach

Fig. 4 wieder zur Erklärung der Fig. 3 dient;
Fig. 5 ist eine räumliche Ansicht einer Anordnung zum Drehen oder Umbilden der Polarisation mit mehreren Lagen, und

Fig. 6 ist eine räumliche Teilansicht einer der Lagen der Anordnung nach Fig. 5;

Fig. 7 und 8 bringen eine räumliche und eine Endansicht eines Streifenprismas nach der Erfindung;

Fig. 9 und 10 sind eine Vorder- und eine Endansicht eines Gitterprismas nach der Erfindung;

Fig. 11 ist eine räumliche Darstellung einer Antennenanordnung für ein liniehförmiges Bündel, die eine plankonvexe, kreissymmetrische Streifenlinse nach einer Ausführungsform der Erfindung enthält, während

Fig. 12, 13 und 14 die Darstellung eines Schnittes durch die Spitze, eine Seiten- und eine Vorderansicht der Linse aus der Anordnung nach Fig. 11 bringen;

Fig. 15 und 16 sind Diagramme, die zur Erläuterung der Form oder des Umrisses der Linse nach Fig. 11 benötigt werden;

Fig. 17 bringt einen Satz von Kurven, die die Richtwirkungscharakteristiken der Anordnung nach Fig. 11 in Beziehung zur Bandbreite bringen;

Fig. 18 gibt ein räumliches Bild einer Antennenanordnung mit fächerförmigem Bündel, die eine plankonvexe, zylindersymmetrische Streifenlinse enthält;

Fig. 19 ist eine räumliche Ansicht einer Antennenanordnung mit Bündel von punktförmigem Querschnitt, die eine andere plankonvexe, kreissymmetrische Streifenlinse nach der Erfindung enthält, während

Fig. 20 eine Vorder- oder Rückansicht der Linse nach Fig. 19 darstellt;

Fig. 21 ist im Schnitt eine Seitenansicht einer Antennenanordnung mit Bündel von punktförmigem Querschnitt, die eine plankonvexe, kreissymmetrische Gitterlinse nach einer Ausführungsform der Erfindung enthält, während

Fig. 22 und 23 eine Vorderansicht bzw. eine auseinandergezogene räumliche Ansicht der Linse nach Fig. 2r darstellen; no

Fig. 24 ist eine räumliche Ansicht einer Antennenanordnung mit punktförmigem Bündelquerschnitt. Sie enthält ein pyramidenförmiges Horn, das mit einer abgestuften, plankonvexen, kreissymmetrischen Streifenlinse nach einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist;

Fig. 25, 26, 27, 28, 29 und 30 sind eine räumliche Ansicht, eine Vorderansicht, eine senkrechte Ansicht im Schnitt, eine schräge Ansicht im Schnitt, eine Ansicht von oben und eine Teilansicht vom _Χ20 Ende, und zwar alles von der abgestuften Linse der Anordnung nach Fig. 24;

Fig. 31 und 32 sind Strahlungsdiagramme der Linse nach Fig. 24, die einmal nach Fortnahme der Seiten oder Schirme des Hornes aufgenommen wurden und einmal unter Belassung dieser Seiten;

Fig. 33 und 34 veranschaulichen die Richtwirkungscharakteristik in Abhängigkeit von der Bandbreite, während ·.

Fig. 35 die Reflexionsfrequenzcharakteristik der Anordnung nach Fig. 24 erläutert.

In Fig. ι bezeichnet die Bezugszahl 1 eine Anordnung zum Verzögern der Wellen, die ein dielektrisches Medium 2, wie z. B. Luft, sowie neun lineare, leitende, streifenförmige Glieder 3, wie beispielsweise Metallstreifen, enthält, die in Abstand voneinander, gemessen in der Y- und Z-Dimension des angenommenen Volumens X, Y, Z des Mediums, angeordnet sind. Die neun streifenförmigen Glieder 3 bilden eine Gruppe oder metallische Anord- »5 nung 4 oder ein sog. künstliches Dielektrikum, das, wie nachstehend genauer erläutert werden soll, in der Weise arbeitet, daß es die Phasengeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen verringert. Bezugszahlen 5 und 6 bezeichnen Pfeile, die die elektrische Polarisation E und die Fortpflanzungsrichtung der ankommenden Welle angeben.

Bezugszahlen 7 und 8 bezeichnen die Ebene der ankommenden Wellenfront und die senkrechte Ebene der Wellenfortpflanzung. Die Breite W der Streifen 9, parallel zum .E-Vektor 5, ist klein im Verhältnis zur Hälfte der kürzesten benutzten Wellenlänge, wie beispielsweise ein Viertel dieser Wellenlänge, um Resonanzerscheimingen zu vermeiden, die sonst auftreten können, wenn die Breite in der Größenordnung einer halben Wellenlänge liegt. Die Abstände von Mitte zu Mitte S_y und S₂ längs der Y- und Z-Dimension sind beide kleiner als eine Wellenlänge, und zwar vorzugsweise kleiner als eine halbe Wellenlänge. Wie noch darzulegen ist, hängen diese Abstände von der gewählten Anzahl N der Streifen pro Flächeneinheit ab, bezogen auf den Querschnitt der Gruppe, d. h. von der Anzahl der Streifen pro Flächeneinheit, wenn man die Anordnung in der F-Z-Ebene durchschneidet. Die Abstände zwischen benachbarten Streifen, die in ihrer Wirkung elektrische Dipole darstellen, soll größer sein als der sog. Durchbruchswert, oder, mit anderen Worten, groß genug, um Kurzschlüsse der Streifen zu verhindern. Die neun Streifen sind in drei senkrechten Feldern 9, 10 und 11 angeordnet, von denen jedes drei Streifen enthält, oder, anders betrachtet, sie sind in drei waagerechten Lagen 12, 13 und 14 angeordnet. Wie aus der Zeichnung klar hervorgeht, liegen die in den drei senkrechten Feldern einander entsprechenden Streifen waagerecht je in einer Ebene. Die Bezugszahlen 15 und 16 bezeichnen die Vorder- und die Rückseite der Anordnung i.

ν Nimmt man nun an, daß ein elektrisches Feld E mit einer Polarisation 5 und einer Fortpflanzungsrichtung 6 der Anordnung 4 aufgedrückt wird, so erzeugt dieses Feld eine Neuverteilung der Ladungen auf den leitenden Streifen 3. Jeder Streifen besteht hinsichtlich seiner Wirkung aus einer unendlichen Anzahl von senkrechten linearen Elementen 17 von unendlich geringer Dicke, und das aufgedrückte Feld bewirkt, daß diese Elemente sich wie kleine elektrische Dipole verhalten. Jeder von diesen Dipolen besitzt ein gewisses elektrisches Dipolmoment, das in Beziehung zu dem aufgedrückten elektrischen Vektor 5 und der elektrischen Polarisationsfähigkeit des Elementes und damit des Streifens steht, und zwar durch die Gleichung

M = aE.

(i)

Darin bedeutet M das elektrische Moment des Dipoles, α die Polarisationsfähigkeit des einzelnen Streifens 3 und E den aufgedrückten elektrischen Vektor.

Nimmt man an, daß pro Flächeneinheit Λ^Γ Streifen 3 vorhanden sind, betrachtet in der F-Z-Ebene des dielektrischen Mediums, dann ist

P = NaE.

(2)

Hierin bedeutet P die gesamte Polarisation aller Streifen 3, d. h. der ganzen Anordnung 4, die in das dielektrische Medium 2 eingelotet ist. Es ist nun aber

(3)

	V	"" λ'
*η —*	V
	ε	— f _r ,
*η'² —*
	^f«	Na
ο
M² =	ι -	κ..

(4)

(5)

Darin ist η der Brechungskoeffizient der Gruppe 4, ε die effektive dielektrische Konstante der Gruppe 4, s₀ die dielektrische Konstante des freien Raumes, ε_Γ die relative dielektrische Konstante, ν die Phasengeschwindigkeit der Wellen innerhalb der Gruppe 4, V₀ die Phasengeschwindigkeit der Wellen im freien Raum, λ die Wellenlänge innerhalb der Gruppe 4 und X₀ die Wellenlänge im freien Raum.

Wenn die elektrische Polarisationsfähigkeit a_m des einzelnen Streifengliedes 3 bekannt ist, so kann also der Brechungsindex η der Gruppe 4 ermittelt werden. Da die dielektrische Konstante der Luft 2 gleich ι ist, so ist der Brechungsindex der ganzen Anordnung 1 im wesentlichen der gleiche wie derjenige der Gruppe 4. Wie unten gezeigt, ist die Polarisationsfähigkeit des Streifens direkt proportional dem Quadrat der Streifenbreite W. Auch ist, wie unten gezeigt, die elektrische Polarisations- no fähigkeit des Streifens 3 positiv, so daß sich aus Gleichung (5) ergibt

η > ι,

(6)

daß also der Brechungsindex der Gruppe 4 oder der Anordnung 1 größer als 1 ist. Folglich sind V₀ und A₀ größer als ν und λ, und die Gruppe 1 stellt einen metallischen Verzögerungswellenwandler dar, der dazu dient, die Phasengeschwindigkeit von Wellen mit der ^-Polarisation 5 zu verringern.

Unter einem anderen Gesichtspunkt betrachtet, können die Streifen oder, genauer, die unendlich kleinen Abschnitte 17 als kapazitative Leiter mit freien Raumladungen angesehen werden. In ähnlicher Weise wirken Parallelkapazitäten längs eines Ubertragungsweges so, daß sie die Wellengeschwin-

digkeit herabsetzen. Um in diesem Vergleich fortzufahren, kann im Fall eines geladenen Luftkondensators mit parallelen Platten die Kapazität dadurch vergrößert werden, daß zwischen die Platten entweder festes dielektrisches Material oder isolierte Leiter eingeschoben werden, vorausgesetzt, daß diese Elemente eine merkbare Längenausdehnung in Richtung der elektrostatischen Kraftlinien besitzen, d. h. in der Richtung senkrecht zu den Platten.

ίο Angenommen, es wird ein festes Dielektrikum dazwischengeschoben, so wird die Erhöhung der Kapazität durch die Verschiebung hervorgerufen, die durch das aufgedrückte Feld in den entgegengesetzt geladenen molekularen Teilchen des festen Materials bewirkt wird. Wird angenommen, daß leitende Streifen 3 zwischen die Platten eingefügt werden, deren Breite W sich in Richtung senkrecht zu den Platten erstreckt, so bewirken die Streifen 3 oder die Abschnitte 17 eine Neuordnung der Kraftlinien

_ao und dementsprechend eine Zunahme ihrer Zahl, ähnlich der Neuordnung, die, wie vorstehend erwähnt, durch die Verschiebung der entgegengesetzt geladenen Teilchen verursacht wird. Infolgedessen können die Streifen 3 oder Abschnitte 17 nach Fig. ι als Abschnitte einzelner Kondensatoren betrachtet werden oder aber als Teile, die unter der Wirkung des aufgedrückten Feldes als elektrische Dipole wirken und eine dielektrische Polarisation hervorrufen, vergleichbar derjenigen, die sich aus der Neuordnung der geladenen Teilchen eines nichtpolaren Dielektrikums ergibt. Sowohl die Theorie der Polarisationsfähigkeit als auch die der kapazitiven Ladung erklären zur Genüge die Verschiebungscharakteristik des metallischen Wellenwandlers nadh Fig. 1 und des metallischen Verzögerungsprismas sowie der metallischen Verzögerungslinse. Die elektrische Polarisationsfähigkeit des Streifens 3 bestimmt sich nach Gleichung (15) auf S. 97 des Buches »Static and Dynamic Electricity« von S my the, 1939, McGraw-Hill Book Company,

London. Sie lautet:

η e₀W*

(7)

Setzt man Gleichung (7) in Gleichung (5) ein, so ergibt sich für den Brechungsindex η der Gruppe 4

(8)

Es ist aus Gleichungen (7) und (8) ersichtlich, daß die elektrische Polarisationsfähigkeit <z und der Brechungsindex η beide dem Quadrat der Streifenbreite W direkt entsprechen. Der Brechungsindex η entspricht außerdem direkt der Anzahl N der Streifen pro Flächeneinheit in der F-Z-Ebene. Die Zahl N hängt von dem senkrechten Mittelpunktabstand Sy ab sowie dem waagerechten Mittelpunktabstand S_z der Streifen. Diese Abstände können je nach Wunsch einander gleich oder verschieden sein. Mit dem gewünschten Index η und infolgedessen mit der gewünschten Änderung der Phasengeschwindigkeit v_o-v, die gewählt werden, sowie dem vorgegebenen Wert W können die Zahl N der Streifen und infolgedessen die Abstände S_y und S₂ bestimmt werden. Werden umgekehrt W und N gewählt, so kann der theoretische Wert des Brechungsindex, beispielsweise 1,36, bestimmt werden.

Gleichungen (5) und (8) gehen von der Annahme aus, daß die Streifenbreite W klein ist im Verhältnis zu einer halben Wellenlänge und daß die Abstände Sy und S_z zwischen den Streifen genügend groß sind, um merkbare gegenseitige Kopplungen zu vermeiden. Zur Erzielung günstiger Wirkung sollte W, wie oben festgestellt, kleiner sein als ein Viertel der Wellenlänge.

Bisher ist nur das elektrische Feld E der ankommenden Welle betrachtet worden. Das magnetische Feld H der Welle kann außer acht gelassen werden. Das bedeutet, die relative Permeabilität μ_τ der Gruppe kann gleich 1 angenommen werden, d. h. zu dem gleichen Wert wie für Luft, und zwar insofern, als die Streifen 3 eine vernachlässigbar geringe Dicke oder Z-Dimension besitzen. Im Hinblick auf die vernachlässigbare Dicke der Streifen werden durch das gedämpfte magnetische Feld H Wirbelströme auf den Streifen nicht erzeugt, und infolgedessen wird das magnetische Feld H auch nicht gestört. Deshalb beeinflußt es auch nicht den Brechungsindex.

Wenn an Stelle des Luftmediiums 2 als Medium wie auch zum Füllen eine Substanz benutzt wird, deren dielektrische Konstante e_m nennenswert verschieden ist von I₁ wie !beispielsweise Hartgummi, so kann die effektive dielektrische Konstante e_c der abgewandelten Anordnung 1 aus folgender Gleichung bestimmt werden:

log e_c = k_s log ε + k_m log e„

(9)

Darin bedeuten k_s und k_m in Prozent die Volumanteile, die durch die leitenden Streifen und durch das Medium pro Volumeinheit der Anordnung eingenommen werden. Setzt man in Gleichung (4) für ε den Wert e_c ein, wie er sich aus Gleichung (9) ergibt, so kann der Brechungsindex der abgewandelten Ausführung bestimmt werden.

Im Betriebszustand, laufen bei der Anordnung nach Fig. 1 und 2 die Wellen mit einer Ε-Polarisation 5 und einer Foftpflanzungsrichtung 6 durch die Anordnung 1 hindurch, und es wird, wie vorher dargelegt, die Phasengeschwindigkeit der Wellen hierbei von dem Wert ^₀ auf den Wert ν herabgesetzt. Da die Streifenabmessung W in der Richtung parallel zum elektrischen Vektor klein ist im Vergleich zu einer halben Wellenlänge, ist der E-Vektor nicht kurzgeschlossen, und die Reflexion "5 des E-Vektors 5 kann vernachlässigt werden. Nach einer verständlichen Theorie teilen die in vertikaler Richtung einen gewissen Abstand besitzenden waagerechten Streifen 3 in jedem senkrechten Feld praktisch den E-Vektor in gleichlinige Komponenten und zwingen diese Komponenten, durch die Öffnungen 18 zwischen den benachbarten Streifen hin^ durchzutreten. Die gegebenenfalls vorhandene horizontale Komponente des elektrischen Vektors der ankommenden Welle wird zum Teil durch die Strei- i»5 fen 3 reflektiert und zum Teil durch die abschnei-

denden Zwischenräume ο des dielektrischen Leiters zwischen den benachbarten Streifen, wobei der Abstand α oder die Breite der öffnungen 18 weniger als eine halbe Wellenlänge beträgt. Unter der Annähme, daß die Welle in Fig. ι einen schrägen E-Vektor 19 besitzt," wird die waagerechte £-Komponente 20 durch die Streifen 3 und die öffnungen 18 reflektiert, wie in Fig. 2 durch die gestrichelten Pfeile 22 gezeigt, und die senkrechte E-Komponente 21 geht durch die Anordnung hindurch, wie in Fig. 2 durch die strichpunktierten Pfeile 23 artgedeutet, und sie wird verzögert, wie oben erläutert wurde. Somit ist die Gruppe 4 oder die Anordnung ι also polarisiert.

In Fig. 3 bezeichnet die Bezugsziffer 24 einen Wellenwandler mit Luft als dielektrischem Medium 2 und einer darin angeordneten metallischen Gruppe 25. Die Gruppe 25 ist die gleiche wie die Gruppe 4 in Fig. 1 mit der Ausnahme, daß die neun linearen leitenden Glieder 26 anstatt Streifenform Gitterform besitzen. Jedes waagerechte Gitter enthält eine große Anzahl senkrechter Elemente 27, und zwar Drähte oder Stäbe, die voneinander einen Abstand S_r besitzen, der kleiner ist als die Hälfte der kleinsten in Frage kommenden Wellenlänge, und von denen jeder eine Länge gleich der Breite W der Glieder 26 besitzt. Wie bei der Gruppe 4 in Fig. ι sind die Mittelpunktabstände S_y und S_z in Richtung der Y- und der Z-Dimension der Glieder 26 beide kleiner als die kleinste Wellenlänge, und zwar vorzugsweise kleiner als die Hälfte dieser Wellenlänge. In dieser Anordnung 4 sind die neun linearen Glieder 26 in drei senkrechten Feldern 9, 10 und 11 angeordnet, von denen jedes drei Gitter enthält, oder anders betrachtet, * sie sind in drei waagerechten Lage» 12, 13 und 14 angeordnet. Die einander entsprechenden Gitter der drei Felder liegen in waagerechter Richtung ausgerichtet. Die elektrische Polarisationsfähigkeit α des gitterförmigen Gliedes 26 in Fig. 3 ist die gleiche wie die des Streifens 3 in Fig. 1. Wenn iV und damit S₃, und S₁ gewählt und W gegeben sind, so kann der Brechungsindex η der Gruppe 25 oder des Wellenwandlers 24, der größer ist als 1,. bestimmt werden. Nimmt man an, daß der Wellenwandler als Anordnung zur zirkulären Umformung der Polarisation benutzt werden soll, so ist die Z-Dimension oder Dicke des Wandlers, gemessen in Wellenlängen innerhalb der Gruppe, um ein Viertel der Wellenlänge oder um ein ungerades Vielfaches davon größer als die gleiche Didke Z, gemessen im freien Raum. Soll die Anordnung dazu dienen, die Polarisation um 90⁰ zu drehen, so ist die Dicke Z, gemessen in Wellenlängen innerhalb der Gruppe, um eine halbe Wellenlänge oder um ein Vielfaches davon größer als die gleiche Dicke, gemessen in Luft.

Es sei die Anordnung nach Fig. 3 nun im Betriebszustand betrachtet, und es werde ein schräger E-Vektor 19 angenommen, der gegenüber den Stäben um 45°' geneigt ist, der weiterhin die geeignete Wellenlänge besitzt und der längs des Weges 6 in den Wellenwandler 24eintritt. Soll nun der Wellen-, wandler zur Umformung in zirkuläre Polarisation benutzt werden, so tritt die waagerechte £-Komponente 20 des Vektors 19 durch die Gitter 26 hindurch, wie durch den gestrichelten Pfeil 29 in Fig. 4 gezeigt wird, da ja diese Komponente senkrecht zu den Stäben steht. Die Phasengeschwindigkeit der waagerechten Komponente 20 wird durch die An-Ordnung 25 nicht verändert. Aber die Phasengeschwindigkeit der senkrechten Vektorenkomponente 2i wird gegenüber der waagerechten Komponente um 90° verzögert. Da der Abstand S_r zwischen den benachbarten Stäben 27 in jedem Gitter 26 kleiner ist als eine halbe Wellenlänge, geht die senkrechte E-Komponente 21 der Welle 19 nicht zwischen den Stäben hindurch, und dementsprechend wirkt jedes Gitter 26 auf diese Komponente genau so wie ein Streifen. Wie in Fig. 4 durch die strichpunktierten Pfeile 28 veranschaulicht, wandert die senkrechte Komponente durch die öffnungen 18 zwischen den Gittern 26 eines jeden Feldes hindurch, und es findet, wenn überhaupt, nur eine geringfügige Reflexion dieser Komponente statt. Somit stehen beim Verlassen des Wandlers die beiden Komponenten 20 und 21 hinsichtlich des Phasenwinkels senkrecht zueinander, und da sie auch räumlich zueinander senkrecht stehen, ist die austretende Welle in ihrer Polarisation kreisförmig.

Nimmt man dagegen an, daß der Wellenwandler 24 benutzt wird, um die Polarisation zu drehen, so wird die waagerechte Komponente 20 gegenüber der senkrechten Komponente 21 um i8o° verzögert, und die Polarisation des austretenden resultierenden Vektors 30 steht senkrecht zur Polarisation des eintretenden Vektors 19. Mit anderen Worten, die Polarisation des Vektors 19 ist um 90⁰ gedreht. Der Wellenwandler 31 nach Fig. 5 und 6 ist im Grunde der gleiche wie der Wellenwandler 24, jedoch mit dem Unterschied, daß als dielektrisches Medium 32 an Stelle von Luft hier Polystyrenschaum benutzt ist. Der Polystyrenschaum hat eine dielektrische Konstante von 1,014 und einen Brechungsindex von 1,007 ^und verhält sich also in dieser Hinsicht wie Luft als Medium, da für Luft sowohl die dielektrische Konstante als auch der Brechungsindex gleich 1 sind. Der Wellenwandler 31 besitzt eine Gruppe von 960 metallischen Stäben, die in zehn senkrechten Ebenen 33 bis 42 angeordnet sind. Jede dieser Ebenen enthält acht waagerechte Reihen von Stäben 27, die voneinander einen Abstand von weniger als einer halben, Wellenlänge besitzen, öder anders ausgedrückt, die 960 Stäbe sind in acht Lagen 43 bis 50 angeordnet, von denen jede zehn lineare gitterförmige Glieder 26 enthält, wobei jedes dieser Glieder 26 aus zwölf senkrechten Stäben 27 besteht. Wie in Fig. 6 gezeigt, sind die zehn gitterförmigen Glieder jeder Lage in eine waagerechte Platte 51 aus Polystyrenschaum eingebettet. Die acht Platten 51 für die acht Lagen sind senkrecht übereinandergestapelt, so daß die Gitterglieder 26 in Richtung der Y- und der Z-Dimension der Anordnung einen gewissen Abstand voneinander besitzen. Die Arbeitsweise des WeHenwandlers 31 als Anordnung zur Umformung

oder zum Drehen der Polarisation ist die gleiche wie die des Wellenwandlers 24 in Fig. 3.

In den Fig. 7 und 8 !^zeichnet die Bezugszahl 52 ein metallisches Verzögerungsprisma mit einer Gruppe 53, die in Polystyrenschaum eingebettet ist. Die Gruppe 53 besteht aus einundzwanzig leitenden, streifenförmigen Gliedern 3, die in sechs waagerechten Lagen 54 bis 59 angeordnet sind. Diese Lagen enthalten ein, zwei, drei, vier, fünf oder sechs Streifen. Die sechs Lagen sind in einzelnen Platten 51 aus Polystyrenschaum angeordnet, wobei jeder Streifen in einen geraden Schlitz der Schaumplatte eingesetzt ist. Die Z-Dimensionen der Platten sind, wie es die Zeichnung zeigt, so abgestuft, daß die Platten alle zusammen ein Prisma bilden. Die einander entsprechenden Streifen in jeder Lage sind in waagerechter Richtung ausgerichtet. Wie bei der Anordnung nach Fig. ι können die elektrische Polarisationsfähigkeit und der Brechungsindex des Prismas 52 mit Hilfe der Gleichungen (7) und (8) bestimmt werden.

Es sei für den Betriebszustand angenommen, daß die auf das Prisma fallende Welle sich längs des Weges 6 fortpflanzt und einen E-Vektor parallel zur Streifenbreite W besitzt. Hierbei wird derjenige Teil der Wellenfront, der durch den unteren, dickeren Teil des Prismas hindurchgeht, um einen größeren Betrag verzögert als derjenige Teil der Wellenfront, der durch den dünneren, oberen Teil des Prismas tritt. Folglich wird die Richtung 6 der Welle in der durch den Pfeil 60 gezeigten Weise abgebogen oder gebrochen, wobei der Betrag der Brechung von dem Brechungsindex η des Prismas abhängt. Sowohl in Fig. 7 als auch in Fig. 8 bezeichnet der gestrichelte Pfeil 61 die Austrittsrichtung, die die Wellen hal>en würden, wenn sie durch das Prisma nicht abgelenkt werden würden. Da nur solche Wellen verzögert werden, die einen £-Vektor oder eine E - Vektorkomponente parallel zur Breite W der Streifen besitzen, so stellt das Prisma eine polarisierte Verzögerungsanordnung dar.

In Fig. 9 und 10 wird das metallische Verzögerungsprisma 62 durch eine Gruppe 63 gebildet, die in Polystyrenschaum als Medium eingebettet ist.

Die Gruppe 63 enthält, wie in Fig. 8, 21 leitende gitterförmige Glieder 27, die in sechs waagerechten Lagen 64 bis 69 mit ein, zwei, drei, vier, fünf bzw. sechs Gittern angeordnet sind, wobei diese sechs Lagen je in einer besonderen Schaumplatte 51 eingel>ettet liegen. Die Gitter in benachbarten Lagen sind so gegeneinander versetzt, daß die Anordnung 63, verglichen mit der Gruppe 53 in Fig. 8, eine größere Anzahl metallischer Glieder 26 pro Flächeneinheit in der F-Z-Ebene enthält. Unter der Annähme, daß die Polarisationsfähigkeit der gitterförmigen Glieder 26 in Fig. 10 die gleiche ist wie diejenige der streifenförmigen Glieder 3 in Fig. 8, ist demzufolge der Brechungsindex der Gruppe 63 in Fig. 10 größer als derjenige der Gruppe 53 in Fig. 8. Die versetzte Anordnung gestattet einen gedrängteren Zusammenbau. Wie bei dem Prisma 52 nach Fig. 7 und 8 ist das Prisma 62, wie durch den Pfeil 60 gezeigt, polarisiert und arbeitet so, daß es Wellen mit einem Ε-Vektor 5 und einer Fortpflanzungsrichtung 6 bricht.

In Fig. 11, 12, 13 und 14 bezeichnet die Bezugszahl 70 eine polarisierte, kreissymmetrische, metallische Verzögerungslinse mit einer Gruppe 71 von neunundvierzig leitenden streifenförmigen Gliedern 3, die in Richtung der F-Dimension des als Medium 32 dienenden Polystyrenschaumes einen Abstand S_y besitzen, und in der Richtung der Z-Dimension einen Abstand S₂. Die neunundvierzig Streifen 3 sind in sieben senkrechten Feldern 72 bis 78 angeordnet, oder anders betrachtet, in acht waagerechten Lagen 79 bis 86. Das Schaummedium 32 besteht aus acht senkrecht übereinandergelegten Platten 87 bis 94 mit senkrechten Schlitzen, die die Streifen 3 aufnehmen und so die acht Lagen 79 bis 86 der Streifen stützen. Die Bezugszahlen 95, 96, 97 und 98 bezeichnen die •ebene Vorderfläche, die rückwärtige konvexe Fläche, die optische Achse und den Brennpunkt der Linse 70. Wie in der Zeichnung gezeigt, sind die Längen der Schlitze und der Streifen 3, die Tiefen gewisser äußerer Schlitze und die Breiten der dazu gehörenden äußeren Streifen so gewählt, daß sie den konvexen Umriß der rückwärtigen Linsenfläche 96 bilden. Da die Anzahl N der Streifen pro Flächeneinheit des Schnitts in der F-Z-Ebene über den ganzen Bereich der Gruppe 71 hinweg konstant ist, so ergibt sich, daß die Gruppe nicht nur ganze Streifen, sondern auch Teile von Streifen enthält. Die Kennziffer 99 bezeichnet ein konisches, punktförmiges Horn, dessen Mundstück im Brennpunkt 98 liegt und mittels des dielektrischen Leiters 100 mit einer Übertragungsanordnung 101 verbunden ist.

Wie bei den vorher beschriebenen Anordnungen zum Umformen und zum Drehen der Polarisation und bei den Prismen, so kann auch hier mit den Werten W und N und damit S_y und S₂, wenn sie gewählt werden, die Polarisationsfähigkeit α und der Brechungsindex n, der größer ist als 1, bestimmt werden. Sind umgekehrt η und W gewählt, so können die Werte N und damit die Werte S_y und S_z bestimmt werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 15 soll nunmehr die Gleichung für die äußere Begrenzung der konvexen Fläche 96 ermittelt werden, die dem Brennpunkt 98 und dem Horn 99 zugewandt ist. In Fig. 15 bezeichnet das Bezugszeichen A die Länge eines von einer Welle oder einem Strahl durchlaufenen Weges, der vom Brennpunkt 98 ausgeht und durch den dicken Teil der Linse längs der Achse 97 bis zu der flachen vorderen Seite 95 wandert. In entsprechender Weise bezeichnet das Bezugszeichen B die Länge des Weges eines vom Brennpunkt 98 ausgehenden Strahles, der so gegen den äußeren Umfang gerichtet ist, daß er gerade an der Linse vorbeigeht und auf diesem Wege die vordere Fläche 95 erreicht. Damit nun die kugelförmige Wellenfront 102, die im Brennpunkt 98 entsteht, in eine ebene Wellenfront 103 an der vorderen Fläche 95 umgewandelt wird, muß die Zeit T_A, die zum Durchlaufen der Strecket benötigt wird, ebenso groß i»5 sein wie die Zeit T_B für die Strecke B. Nun ist aber

und

(10)

(II)

In diesen Gleichungen sind / die Brennweite der Linse, χ die Linsendicke längs der Achse 97, y der Halbmesser oder die halbe öffnung der Linse 70, ν die Phasengeschwindigkeit im Innern der Linse, v₀ die Phasengeschwindigkeit im freien Raum.

Infolgedessen ist

^f 1 *=

Da nun aber

(12)

(13)

worin η den Brechungsindex bedeutet, so ergibt sich schließlich

2fx (n— i)

= o. (14)

Dieses ist die Gleichung einer Hyperbel, deren Ursprung 0,0 im Scheitel der Kurve, d. h. der konvexen Fläche 96 liegt.

Es sei nun angenommen, daß die Anordnung 101 in Fig. 11 einen Sender darstellt, dann wird die Energie von diesem Sender 101 über einen Wellenleiter 100 dem Horn 99 zugeführt, und es wird eine Welle mit einer senkrechten Polarisation 21 und einer kugelförmigen Wellenfront 102 in Richtung auf die Linse 70 ausgesandt. Die Wellen, die durch den dicken mitteren Teil, d. h. den Scheitel der Linse, hindurchgehen, werden um einen größeren Betrag verzögert als die Wellen, die durch den

D =

η — ι

_ _r2 J·

(16)

(17)

Hierin liedeutet η den Brechungsindex, und r ist ein Parameter. Die Ausdrücke R_max, R, D, d, r und/ bezeichnen die in Fig. 16 angegebenen Strecken.

In Fig. 17 l>ezeichnen die Bezugszahlen 110, in und 112 die Strahlungsdiagramme in der £-Ebene, aufgenommen über ein Band von i2°/o, nämlich bei 3860, 4120 und 4360 MHz, was Wellenlängen von 7,76, 7,28 und 6,89 cm entspricht, und zwar für eine Anordnung ähnlich der in den Fig. 11 und 15 dargestellten. Bei der untersuchten Anordnung wurde eine Linse 70 mit einem Durchmesser oder einer öffnung von 90 cm mit leitenden Metallstreifen von einer Dicke von 0,0127 ^cm benutzt.

äußeren, dünneren Teil der Linse hindurchgehen, und somit sind alle Wellen, die an der flachen vorderen Fläche 95 eintreffen, gleichphasig. Anders betrachtet, wird die ausgesandte kugelförmige Front der Welle 102 durch die Linse 70 in eine ebene Wellenfront 103 umgewandelt, die senkrecht zur Achse 97 liegt. Beim Empfang spielt sich der umgekehrte Vorgang ab: eine ankommende ebene Wellenfront 103 mit einer Fortpflanzungsrichtung parallel zur Achse 97 wird durch die positive plankonvexe Linse 70 in eine kugelförmige Wellenfront 102 umgewandelt, die zum Brennpunkt 98 konvergiert. Mit anderen Worten, es werden die ankommenden parallelen Strahlen 104 und 105 durch die Linse abgebogen oder gebrochen, wie durch die Strahlen 106 und 107 veranschaulicht, und sie werden auf die Primärantenne 99 vereinigt. Da die Linse 70 kreissymmetrisch ist, wird diese Wirkung der Vereinigung im Brennpunkt in allen Ebenen erzielt, die die Achse 97 enthalten. Wie bei dem Prisma nach Fig. 7 werden nur solche Wellen oder Wellenkomponenten gebrochen, die parallel zur Dimension der Streifenbreite W elektrisch polarisiert sind. Die Wellen, die senkrecht zu der vorgenannten Dimension polarisiert sind, werden reflektiert.

Wenn es erwünscht ist, kann auch die flache Seite der Linse 70 in Fig. 11 an Stelle der konvexen Seite dem Brennpunkt 98 und dem konischen Horn 99 zugewandt sein. Bei dieser so abgeänderten Anordnung, wie sie in Fig. 16 dargestellt ist, unterscheidet sich die Krümmung der konvexen Fläche von derjenigen der konvexen Fläche in Fig. 11 und 15. Wenn die flache Linsenoberfläche 96 dem Horn zugewandt ist, so ergibt sich die Krümmung der konvexen Oberfläche 95 aus den folgenden Gleichungen in Parameterform.

D (K-I)-ff-l/p+ r»

^r2)

(15)

Die Streifenbreite W l>etrug 1,9 cm, der Abstand S_z 0,95 cm und der Abstand \_y 3,8 cm. Wie in Fig. 17 gezeigt, ist l>ei den drei Diagrammen 110, 111 und 112 die Breite 113 der Hauptstrahlungsbereiche 114 im Punkte halber Energie gleich, und zwar beträgt sie in allen drei Fällen 4,5°. Es ist also die Richtwirkung über einen weiten Frequenzbereich gleich. Außerdem sind in allen drei Strahlungscharakteristiken die Bereiche der Neben-Strahlungen 115 alle um etwa den gleichen Betrag unterhalb des Maximalwertes desHauptstrahlungsbereiches, nämlich um i5Dezil>el. Es kann auch noch hinzugefügt werden, daß für Wellenlängen von 7 und 8 cm die gemessenen Brechungsindices der untersuchten Linse 70 etwa 1,43 bzw. 1,41 betrugen, während dieser Index η aus der Gleichung (8) zu 1,45 errechnet worden war. Somit sind also die gemessenen und der errechnete Wert von η im wesentlichen einander gleich oder zumindest vergleichbar.

In Fig. 18 bedeutet das Bezugszeichen 120 eine polarisierte metallische Verzögerungslinse, die der Linse 70 nach Fig. 11 ähnelt. Der erste Unterschied jedoch zwischen den beiden Linsen besteht darin, daß die Linse 120 zylindersymmetrisch ist und eine Brennpunktlinie 121 besitzt, während die Linse 70 kreissymmetrisch ist und dementsprechend einen Brennpunkt 98 hat. Ferner hat dementsprechend die Linse 120 eine optische Achsenebene 122, während die Linse 70 eine optische Achse 97 besitzt. Die Stirnfläche 123 der Linse 120 ist eben, und die rückwärtige Fläche 124 ist zylindrisch-konvex, wobei die konvexe Krümmung sich nach der Gleichung (14) bestimmt. Die Linse 120 enthält eine Gruppe 125 von leitenden Streifen 3, die innerhalb des Mediums 32 in Richtung der Y- und Z-Dimensionen einen gewissen Abstand voneinander besitzen und in Lagen 79 bis 86 angeordnet sind, wobei die Lagen in Schlitzen in einzelnen Schaumplatten 87 bis 94 gehalten werden. Die Streifen 3 sind von gleicher Länge und sind in Schlitzen von ebenfalls gleicher Länge, die derjenigen der Streifenlänge entspricht, befestigt. Bezugsziffer 126 bezeichnet ein sektor- «5 förmiges Horn, dessen öffnung 128 mit der Brennpunktlinie 121 in einer Ebene liegt, wobei diese öffnung mit Erweiterungen 127 versehen ist. Das Horn 126 ist mittels eines Leiters 100 mit der Übertragungsanordnung 101 verbunden. DiePolarisationsfähigkeit α und der Brechungsindex η der Linse 120 für Wellen mit einem E-Vektor 21 parallel zur Streifenbreite 3 sind die gleichen wie die Polarisationsfähigkeit und der Index der Linse 70 in Fig. 11.

Es sei für den Betriebsfall der Anordnung nach Fig. 18 angenommen, daß der E-Vektor 21 senkrecht und die Brennpunktlinie 121 waagerecht liegt, wobei die Wellen, die von einer Anordnung 101 über einen Leiter 100 dem Horn 126 zugeführt werden, gegen die Linse 120 in der Form eines senkrechten, fächerförmigen Bündels ausgesandt werden, und zwar ist dieses Bündel in der senkrechten Ebene breit und in der waagerechten Ebene schmal. Die Linse 120 arbeitet so, daß sie die Wellen in der senkrechten Ebene bündelt. Die Wellen in der waagerechten Richtung jedoch bündelt sie nicht, so daß die Linse 120 die Charakteristik eines waagerechten fächerförmigen Bündels besitzt. Folglich ist das von der Anordnung, bestehend aus Horn oder Primärantenne 126 und Linse oder Sekundärantenne 120 ausgehende Bündel schmal, sowohl in der senkrechten als auch in der waagerechten Ebene, oder, mit anderen Worten, die Anordnung hat die Charakteristik eines linienförmigen Bündels.

In Fig. 19 und 20 bezeichnet die Bezugszahl 130 eine polarisierte, kreissymmetrische Streifenlinse von einfachem Aufbau und von geringem Gewicht. Die Linse 130 enthält sechs Cellophanplatten 131, !33* !35» ^l2>7> ^J39 ^und ^τ4^ι ^und fünf Platten 132, 134, 136, 138 und 140 aus einem festen Dielektrikum, wie Cellophan oder Polystryrenschäum, als Abstandshalter, wobei ein Abstandshalter immer zwischen je zwei benachbarte Feldplatten eingesetzt ist. Jede Feldplatte enthält ein kreisförmiges Linsenfeld 142, das aus mehreren leitenden dünnen Folienstreifen 3 besteht, die an der vorderen Fläche der Feldplatte befestigt sind. Die Felder haben abgestufte Durchmesser und daher verschiedene Zahlen von Streifen, in Übereinstimmung mit der konvexen, optischen rückwärtigen Fläche der Linse 130. Wie bei dem Gitterprisma nach Fig. 10 liegen die einander entsprechenden Streifen in benachbarten Feldern nicht in einer Linie, sondern sind gegeneinander versetzt. So sind die acht Streifen 3 der Feldplatte 133 gegenüber den neun Streifen 3 der Feldplatte 131 versetzt, und sie stehen daher den acht Zwischenräumen 143 der Feldplatte 131 gegenüber. Die Linsenachse 97 geht durch den mittleren Streifen 3 der Feldplatte 131 und durch den Zwischenraum 143 zwischen den beiden mittleren Streifen- der Feldplatte 133 hindurch. Die Feldplatten und die Abstandhalter werden mittels der hölzernen Ringe 144 und 145 sowie der Bolzen- und Mutterverbindungen 146 fest zusammengehalten, und die Linse wird durch den Fuß 147 getragen. Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen ist auch hier der Brechungsindex η größer als 1 für Wellen mit dem E-Vektor 21, und er hängt von den Werten ab, die go für die Größen W und N gewählt wurden. Die Linse 130 hat einen Brennpunkt 98, und ihre konvexe Fläche ist gegen das Horn 99 gerichtet.

Die Arbeitsweise der Anordnung 130, 99 in Fig. 19 ist die gleiche wie diejenige der Anordnung 70, 99 in Fig. 11. Soweit es sich um Wellen handelt, die elektrisch parallel zu der Streifenbreite W polarisiert sind, bündelt die Linse die Wellen in allen Ebenen, die die optische Achse 97 enthalten, und die Anordnung 130, 99 hat die Charakteristik eines linienförmigen Bündels.

In Fig. 21, 22 und 23 bezeichnet die Bezugszahl 150 eine polarisierte, kreisförmigsymmetrische Gitterlinse von einfachem, leichtem Aufbau. Die Linse 150 enthält eine Gruppe 151 von 39 waagerechten gitterförmigen Gliedern 26, von denen jedes aus einer größeren Anzahl von senkrechten, metallischen, stabförmigen Elementen 27 besteht. Die Stäbe 27 besitzen voneinander einen Abstand S_x, der kleiner ist als eine halbe Wellenlänge, und l>esitzen Längen, die der Gitterbreite W entsprechen. Die Gitter 26 sind in sieben kreisförmigen, senkrechten Feldern 152 bis 158 angeordnet, die sich parallel zur X-F-Ebene erstrecken. Die Felder 152 bis 158 haben abgestufte Durchmesser, in Übereinstimmung mit der konvexen Fläche der Linse 150, oder anders betrachtet, sind die Gitter in elf plankonvexen, senkrechten Vorhängen 159 bis 169 angeordnet, die parallel zur F-Z-Ebene verlaufen. In der X-F-Ebene sind die iao Gitter gegeneinander versetzt und in fünfzehn waagerechten Lagen 170 angeordnet. Die Felder bis 158 haben acht, sieben, sechs, sieben, sechs, fünf und zwei Reihen, wobei die Gitter in benachbarten Lagen oder in benachbarten Feldern gegeneinander versetzt sind. Die Stäbe 27 sind in senk-

rechten Platten 171 aus Polystyrenschaum befestigt, und zwar ist je eine solche Platte für jeden j der Vorhänge 159 bis 169 vorhanden, wobei die Platten sich parallel zur F-Z-Ebene erstrecken und die gleichen waagerechten Abstände S_x besitzen wie die Stäbe. Die Abstände S₃, und S₂ der Gitter 26 sind beide kleiner als eine Wellenlänge, und zwar, wie bei den Anordnungen nach Fig. 3 und 5, vorzugsweise kleiner als eine halbe Wellenlänge.

ίο Die Platten 171 werden in ihrer Lage mittels der einzelnen hölzernen Ringe 144 festgehalten. Wie vorher ist der Brechungsindex η der Linse 150 größer als 1 für Wellen, die den senkrechten E-Vektor 21 besitzen, und er hängt von den Werten ab, die für W, N und den Abstand gewählt wurden. Die Linse 150 hat einen Brennpunkt 98 und ist polarisiert. Ihre konvexe Fläche 96 ist dem Horn 99 zugewandt.

Die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 21 mit der Linse 150 und dem Horn 99 ist für Wellen mit dem £-Vektor 21 die gleiche wie diejenige der Anordnungen 130, 99 nach Fig. 19 und 70, 99 nach Fig. 11. Was die Komponenten des //-Vektors anl >elangt, sofern solche vorhanden sind, so gehen diese durch die Gitterlinse 150 nach Fig. 21 hindurch, während sie durch die Linse 70 und die Linse 130 reflektiert werden. Wenn es gewünscht wird, können anpassende Abschnitte von fortschreitend abnehmender dielektrischer Konstante auf jeder Fläche der Linsen 130 und 150 benutzt werden, um die Reflexionsverluste auf einen Mindestwert herabzusetzen, sofern überhaupt solche Verluste auftreten.

Die Form des Aufbaues, die bei der Streifenlinse 130 in Fig. 19 und der Gitterlinse 150 in Fig..21 benutzt ist, gestattet einen verhältnismäßig geringen Abstand S_z. Auf Grund des geringen Abstandes und auch v.egen der versetzten Anordnung kann eine hohe effektive Dielektrizitätskonstante erzielt werden und daher auch eine große Verzögerung. Die gemessenen effektiven Dielektrizitätskonstanten einer Streifengruppe und einer Gittergruppe, die nach Fig. 19 und 21 gebaut wurden, betrugen 225 bzw. 20. Da das künstliche Material der Ausführungsform mit Streifen eine Dielektrizitätskonstante von 225 besitzt, so ist diese besonders geeignet für den Gebrauch in einem Rohr für wandernde Wellen, denn der entsprechende Brechungsindex beträgt 15, und ein Rohr, das mit dem vorgenannten Material gefüllt ist, würde eine

Phasengeschwindigkeit von ν = —- besitzen, d. h.

V₁₅ der Geschwindigkeit im freien Raum.

In Fig. 24 bis 30 bezeichnet die Bezugszahl 180 eine große polarisierte symmetrische Streifenlinse mit einem quadratischen Umfang 181, die in der öffnung 182 eines quadratischen pyramidenförmigen metallischen Hornes 183 angeordnet ist. Die Linse hat eine optische Achse 97, einen Brennpunkt 98 und, wie unten dargelegt, im mittleren Teil einen in sich nicht abgestuften Mehrzonenabschnitt 184, außen einen in sich nicht abgestuften Mehrzonenabschnitt 185, eine mit einem Vorsprung versehene ebene Stirnfläche 186 und eine abgestufte konvex vorspringende rückwärtige Fläche 187. Die Mitte des Hornmundstücks 188 fällt mit dsm Brennpunkt 98 der Linse zusammen, und das Mundstück ist über den rechteckigen Leiter 189 mit einer Übertragungsanordnung 101 verbunden, die einen Sender oder einen Empfänger für sehr kurze Wellen darstellen möge. Die Erweiterungswinkel der Hornseiten in der E- und der //-Ebene sind so, daß, wenn die Seiten bis zur Stirnfläche 186 fortgesetzt wären, wie es durch die gestrichelten Linien 190 in Fig. 27 angedeutet ist, die vier Hornseiten gerade den Kreisumfang der inneren oder zentralen Zone 184 berühren würden. Um die Benutzung der Linse 180 und des Hornes 183 für 5-, 6- oder 7-cm-Wellen zu ermöglichen, was Leitern 189 und Mundstücken 188 verschiedener Form entsprechen würde, ist der kleine Mundstückteil 191 des Hornes abnehmbar gemacht. Infolgedessen kann ein Mundstück 191, dessen öffnung 188 eine bestimmte Form besitzt, entfernt werden, und ein anderes Mundstück 191 mit einer anderen öffnung 188 kann an seiner Stelle eingefügt werden.

Die Linse 180 enthält, unter der Annahme, ihre Größe betrage 1,83 m im Quadrat, eine Gruppe mit einer großen Zahl, beispielsweise 1200, waagerechten Metallstreifen 3, die in der X-Dimension einen Abstand S_x und in der Z-Dimension der Linse einen Abstand S₁ besitzen. Die Streifen sind in einer großen Anzahl, beispielsweise 40, senkrechter Felder 192 (X-F-Ebene) angeordnet, wie es Fig. 30 zeigt. Anders betrachtet, sind sie in einer großen Anzahl, beispielsweise 60, waagerechter Lagen 193 (X-Z-Ebene) angeordnet. Wie in der Linse nach Fig. 11, sind die Lagen in waagerechten, rechteckigen Platten 194 aus Polystryrenschaum, und zwar je einer für jede Lage, angeordnet, wobei die ¹Oo Streifen 3 in einzelnen Halteschlitzen der Platten befestigt sind. Die senkrecht übereinandergeschichteten Platten 194 werden in ihrer Lage durch das quadratische Holzgestell 195 festgehalten.

Der Durchmesser oder die Öffnung des kreisförmigen mittleren Abschnittes 184 ist im allgemeinen, jedoch nicht notwendigerweise, ziemlich groß, d. h. die Brennweite ist im allgemeinen so, daß der mittlere Teil 184 eine Dicke von mehreren Wellenlängen besitzt, so daß dieser Abschnitt, wenn es gewünscht wird, abgestuft werden kann, um die Dicke oder Z-Dimension dieses mittleren Teiles 184 herabzusetzen. In ähnlicher Weise ist die Diagonale der quadratischen Linse im allgemeinen ziemlich groß, d. h. die Dicke des äußeren Abschnittes 185 ist gewöhnlich so, daß der äußere Abschnitt 185 Zonen von mehreren Wellenlängen einschließt, wodurch auch dieser Abschnitt, wenn es gewünscht wird, abgestuft werden kann, um die Dicke des äußeren Abschnittes 185 zu verringern. Während, wie gezeigt, der äußere Abschnitt gegenül>er dem mittleren Abschnitt abgestuft ist, so ist doch jeder dieser Abschnitte, für sich selbst betrachtet, nicht abgestuft, und zwar insofern, als das Abstufen einer Linse, die einen von der Frequenz unabhängigen Brechungsindex besitzt, wie es bei der

Linse i8o der Fall ist, die Bandbreite herabsetzt, wie bei einem parabolischen Reflektor. Zur Gegenüberstellung sei erwähnt, daß das Abstufen einer Linse, deren Brechungsindex sich mit der Frequenz sehr schnell ändert, wie beispielsweise bei einer schnellen metallischen Linse, die Bandbreite erhöht. Die Stufe 196 zwischen den beiden Abschnitten ist von mittlerer Neigung, jedoch kann, wenn es gewünscht wird, der Schritt 196 auch in waagerechter Ausführungsform oder in Richtung zum Brennpunkt hin ausgeführt sein. Wie es jetzt erläutert werden soll, unterscheidet sich die konvexe Krümmung für den äußeren Abschnitt 185 von der konvexen Krümmung des inneren Abschnittes 184.

Unter Bezugnahme auf Fig. 30 sei angenommen, daß der Strahl 197 von dem Brennpunkt 98 eine Strecke T durch den freien Raum wandert und an der vorderen Fläche 186 der Linse 180 ankommt, während der Strahl 198 von dem Brennpunkt 98 die gleiche Strecke durch das künstliche Verzögerungsmaterial oder die metallische Gruppe hindurchwandert und an der Stirnfläche τ86 ankommt. Nun ist

und

(19)

Darin ist X₁ die Zeit, die der Strahl 197 braucht, um die Strecke T im freien Raum zu durchwandern, t₂ die Zeit, die der Strahl 198 braucht, um die Strecke T in der metallischen Verzögerungsanordnung zu durchwandern, ^₀ die Phasengeschwindigkeit im freien Raum und ν die Phasengeschwindigkeit in der Linse 180.

Da nun

V₀ > ν, (20)

so ergibt sich

t₂ X₁. (21)

Damit nun die Strahlen 197 und 198 gleichphasig

(tt' — l)

an der Linsenfläche 186 ankommen, muß t₂ —J₁ gleich

κ χ ⁶S

sein dem Wert -, wobei K irgendeine ganze

Zahl ist und X₀ die Wellenlänge einer Welle in der Mitte des Frequenzbandes, und zwar gemessen im freien Raum. Es gilt also

KX₀

22

Es ist nunmehr zu setzen:

KX_n

KX₀

— T+Τ-?- = Κ X₀, T(n-i)=KX₀,

η — ι'

(23)

(24)

(25) (26) (27)

Wie schon angedeutet, und zwar unter Bezugnahme auf Fig. 15, bestimmt die Gleichung (14) den konvexen Umriß 199 des mittleren Abschnittes 186, wobei der Ursprung 0,0 im Scheitelpunkt der Kurve angenommen ist. Fügt man den Wert T, wie er durch die Gleichung (27) gegeben ist, dem Wert X hinzu, und zieht dieses von / in Gleichung (14) ab, so ergibt sich demnach die folgende Gleichung für den konvexen Umriß der rückwärtigen Seite des äußeren Abschnittes 185:

In der Praxis wird der besondere Wert für K benutzt, der den konvexen Umriß des äußeren Abschnittes am nächsten an die Ecken des Hornes heranbringt.

Um die etwaige Reflexion von Energie an der vorderen und an der rückwärtigen Fläche der Linse in den Leiter 189 auszuschließen, ist die obere Hälfte der Linse vorspringend ausgeführt, und zwar waagerecht gegenüber der unteren Hälfte der Linse, um einen Betrag D gleich einem Viertel Wellenlänge der Welle in der Mitte des Frequenzbandes oder um ein ungerades Vielfaches davon. Die Arbeitsweise der Linse 180 ist im Grunde die gleiche wie diejenige der Linse in Fig. 11. So werden Wellen, die einen senkrechten E-Vektor 21 parallel zur Breite der Streifen l>esitzen, verzögert und gebrochen, und in allen Ebenen, die die Achse 97 enthalten, wird eine bündelnde Wirkung erzielt. Wellen mit einem waagerechten £-Vektor werden an den Flächen der Linse reflektiert. Die Seiten des Hornes arbeiten so, daß sie die Linse abschirmen. Dadurch werden, wie unten genauer ausgeführt, die Bereiche der Nebenstrahlungen vermindert, und es wird eine in hohem Maße zufriedenstellende Richtwirkung erzielt.

Wegen des Vorsprunges D von -einer Viertelwellenlänge sind die Wellen, die von der ol>eren Linsenhälfte reflektiert werden, gegenüber den von

der unteren Hälfte reflektierten zeitlich in ihrer Phase um i8o° verschoben. Infolgedessen tritt keine reflektierte Energie in den Leiter 189 ein. Ein abgeschirmtes Linsensystem, das nach Fig. 24 bis 30 gebaut war, wurde bei Frequenzen innerhalb des Bandes von 3900 bis 4300 MHz untersucht. Bei der untersuchten Anordnung betrugen die X- und F-Dimensionen der Linse je 1,83 m, die Linsendicke oder Z-Dimensionen 41,3 cm und die Brennweite / etwa 1,5 m. Die Breite W der Streifen 3 betrug 1,9 cm, der Streifenabstand S_x = 2,3 cm und der Abstand S_z = 0,95 cm, was Bruchteilen von 0,25 bzw. 0,46 bzw. 0,13 einer Wellenlänge von 7,2 cm entspricht, d. h. einer Welle in der Mitte des Frequenzbandes. Die Streifendicke betrug 0,0127 cm. Der gemessene Brechungsindex η der Linse 180 mit den vorerwähnten Streifenbreiten und -abständen betrug etwa 1,50. Wie unten erörtert, veranschaulichen Fig. 31 bis 35 die gemesao senen Charakteristiken des eben beschriebenen untersuchten Systems 180, 183.

In Fig. 31 und 32 bezeichnen die Bezugszahlen 200 und 201 je ein Strahlungsdiagramm in der waagerechten Ebene H, die beide bei einer Wellenlänge von etwa 7,2 cm gemessen sind, und zwar für die untersuchte Linse 180 als solche, d. h. ohne die Schirme oder Hornseiten, und zum anderen für die untersuchte Linse 180 mit den Hornseiten. Die Bezugszahlen 202 und 203 bezeichnen die Haupt-Strahlungsbereiche und die Bezugszahlen 204 und 205 die Nebenstrahlungsbereiche in den Strahlungsdiagrammen 200 und 201. Es sei hervorgehoben, daß jedes Diagramm in bezug auf die Achse 97 in hohem Maße symmetrisch ist. Diese Symmetrie ist ein Zeichen für die große Homogenität des künstlichen dielektrischen Materials oder der Gruppe, eine gute Eigenschaft, die nicht bei allen festen dielektrischen Substanzen, wie bei PoIystyrenschaum, gefunden wird. Wie in Fig. 31 gezeigt, beträgt die Breite des Hauptstrahlungsbereichs 202 im Punkte halber Energie 206 etwa 2,6°, und die entsprechende Breite 207 für den Bereich 203 beträgt etwa 2,68°. Das Bündel oder die Breite im Punkte halber Energie ist natürlich eine Funktion der Linsenöffnung, und für eine größere öffnung, wie z. B. 3 m, würde das Bündel beträchtlich schmaler sein. Die Nebenstrahlungsbereiche sind außerordentlich niedrig und sind im allgemeinen kleiner als die Nebenstrahlungsbereiche in den Strahlungsdiagrammen vergleichbarer vorbekannter Ausführungsformen. So liegen sogar in dem Strahlungsdiagramm 200 für die ungeschirmte Linse von 1,80 m die Nebenstrahlungsbereiche 204 um etwa 28 Dezibel unterhalb des Maximums des Hauptstrahlungsbereichs 200. In dem Strahlungsdiagramm 201 für die abgeschirmte Linse von 1,80 m liegen die Nebenstrahlungsbereiche 205 mehr als 35, und zwar fast 40 Dezibel darunter. Es ist zweifelsfrei, daß die Nebenstrahlungsbereiche noch niedriger liegen würden, wenn die Linsenöffnung 3 m betragen würde. Wenn. auch die Strahlungsdiagramme 200 und 201 Diagramme für die waagerechte Ebene darstellen, so stellt doch jedes Diagramm ziemlich genau auch das Diagramm für irgendeine andere Ebene dar, die die Achse 97 enthält. In der Praxis ist der Hauptstrahlungsbereich in dem Diagramm der senkrechten Ebene im allgemeinen etwas schmaler als der Hauptstrahlungsbereich 202 oder 203, und die Nebenstrahlungsbereiche sind ausgeprägter, und zwar insofern, als die Wellen in der senkrechten Ebene polarisiert sind. Dementsprechend ist die Anstrahlung der Linse durch das Mundstück in dieser Ebene weniger spitz zulaufend als in der waagerechten El>ene.

In Fig. 33 und 34 bezeichnet die Kurve 210 die absolute Verstärkungsziffer eines Standardhornes über den breiten Frequenzbereich von 3920 bis 4300 MHz, und die Ziffer 211 bezeichnet die gemessene Verstärkung der abgeschirmten Linse 180 mit dem Standardhorn 183. Da während der Messung die Feldstärke sich längs der Hornöffnung oder Linsenöffnung änderte, sich jedoch in der öffnung des Standardhornes nicht änderte, ist die Kurve 211 korrigiert worden. Die Bezugszahl 212 bezeichnet die korrigierte Kurve für die abgeschirmte Linse 180. Die Verstärkung für die ideale oder optimal isotrope Antenne mit einem Bereich entsprechend demjenigen der Linse 180 ist in der Kurve 213 dargestellt. Der Unterschied in go den Kurven 212 und 213 ist ein Maß für die Wirksamkeit der abgeschirmten Linse. Die Kurve 214 in Fig. 34 stellt diesen gemessenen Unterschied dar. Zum Zweck des Vergleiches ist in Fig. 34 auch die gemessene Verstärkungskurve 215 einer abgeschirmten metallischen Beschleunigungskanallinse dargestellt. Die Verstärkung der abgeschirmten metallischen Verzögerungslinse im Sinne der Erfindung ist in der Mitte des Bandes, d. h. gemessen bei 4220 MHz, etwa 1 Dezibel besser als diejenige der metallischen Beschleunigungslinse. Im Hinblick auf die Tatsache, daß der Brechungsindex η der Linse bei der Ausführungsform der Erfindung mit der Frequenz konstant ist, ist auch die Verstärkungskurve 214 flach, d.h. die Verstärkung ist über das ganze Band von 500 MHz (4420 bis 3920 MHz) gleich groß. Demgegenüber ändert sich der Brechungsindex η der metallischen Beschleunigungslinse mit der Frequenz, und die Verstärkung ist über das Frequenzband hinweg keines- no wegs gleich.

In Fig. 35 bezeichnet die Bezugszahl 216 die gemessene Frequenzanpassungscharakteristik für das Horn 183 nach Fig. 24, ,und Bezugszahl 217 bezeichnet die Frequenzanpassungskurve der Linse 180, die an das Horn 183 angebaut ist. Wie die Kurven zeigen, ändern sich die Verhältnisse der stehenden Wellen 216 und 217, gemessen in dem Leiter 189, nicht wesentlich ül>er das Frequenzband hinweg, wie es erwünscht ist. Es ändert sich das Verhältnis oder die Kurve 216 für das Horn um weniger als 0,4 Dezibel und das Verhältnis 217 für die abgeschirmte Linse um etwa 0,3 Dezibel.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit gewissen Ausführungsformen beschrieben worden ist, 1*5 so sei doch hervorgehoben, daß sie nicht auf die

beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein ] soll, und zwar insofern nicht, als andere Geräte ebenfalls für die Ausführung der Erfindung mit Erfolg benutzt werden können.

Claims

Patentansprüche:

ίο i. Anordnung zur Verringerung der Phasengeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen, insbesondere sehr kurzer, ultrakurzer und suprakurzer Wellen, durch leitende Glieder, die iti einem dielektrischen Medium in Abstand voneinander liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Glieder aus langen, dünnen, gleichförmigen und parallelen Streifen bestehen, die derart bemessen sind und solchen Abstand voneinander haben, daß die in Richtung der Breitenausdehnung der Streifen elektrisch polarisierte Wellenkomponente die jeweils gewünschte Verringerung der Phasengeschwindigkeit erfährt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge-

«5 kennzeichnet, daß die Streifen aus massivem

Metall bestehen und eine eolche Längsausdehnung haben, daß die in Richtung dieser Längsausdehnung elektrisch polarisierte Wellenkomponente reflektiert wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen in ihrer Längsrichtung nach Art einer Gruppe paralleler Dipole gitterförmig aufgeteilt sind, derart, daß die in Richtung dieser Längsausdehnung elektrisch polarisierte Wellenkomponente im wesentlichen unbeeinflußt hindurchgeht.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen in Richtung ihrer Breitenausdehnung um weniger als eine halbe Wellenlänge voneinander entfernt sind.
5. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die

Breite der leitenden Glieder kleiner als eine halbe Wellenlänge ist.
6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mehrzahl von Feldern aufweist, die sich senkrecht zur'Bahn der ankommenden Welle erstrecken und längs dieser Bahn voneinander Abstand haben, wobei jedes Feld eine besondere Anzahl leitender Glieder enthält.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Glieder benachbarter Felder gegeneinander versetzt sind.
8. Anordnung nach Anspruch 6 und 7, da.-durch gekennzeichnet, daß die Felder kreisförmig sind, unterschiedliche Durchmesser im Sinne einer optischenLinse besitzen undeinzeln auf eigenen, parallelen und festen dielektrischen Platten angebracht sind, wobei der Abstand zwischen benachbarten Feldern kleiner ist als die Länge der ankommenden Welle.
9. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Hälfte der Anordnung gegenüber der anderen Hälfte in der Achsrichtung um ein Viertel der mittleren Wellenlänge oder ein ungerades Vielfaches davon verschoben ist.
10. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen gegenüber der Achse inneren und äußeren Stufenbereich aufweist, deren jeder eine Anzahl in parallel zur Achse der Anordnung verlaufenden Reihen angeordneter leitender Glieder enthält, wobei jede Reihe in einer aus Poly sty renschaum bestehenden Platte befestigt ist und der Abstand zwischen den Reihen sowie der Gliederabstand innerhalb jeder Reihe kleiner als eine Wellenlänge sind.
11. Anordnung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennpunkt der einen Hälfte der Anordnung um ein ungerades Vielfaches von einem Viertel der mittleren Wellenlänge weiter von der Linse entfernt liegt als der Brennpunkt der anderen Hälfte.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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