DE879853C - Resonator fuer Hochfrequenzschwingungen - Google Patents

Description

• Resonator für Hochfrequenzschwingungen Im Kurz-, Mittel-, Langwellenbereich werden Schwingungskreise verwendet, die aus getrennter Induktivität und Kapazität aufgebaut sind. Bei sehr kurzen elektromagnetischen Wellen im Zentimeter-und Dezimeterwellenbereich verwendet man sogenannte Hohlraumresonatoren, bei denen die Induktivität und die Kapazität in einem Bauelement konzentriert ist. Bei Verwendung der Hohlraumresonatoren bei Wellenlängen über dem Dezimeterhereich werden die Gebilde, die meist rohrförmig oder topfförmig sind, in ihren Abmessungen aber zu groß, da ihre Größe in, einem bestimmten Verhältnis zur Wellenlänge stehen muß.
• Gemäß der Erfindung wird :dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß das elektrische und magnetische Feld der Hochfrequenzschwingungen im Resonator in einem magnetisch und dielektrisch leitfähigen Medium erregt werden, das eine wesentlich größere Permeabilität unfd/oder Dielektrizitätskonstante als Luft aufweist. Zweckmäßig soll ein Medium verwendet werden, dessen Permeabilität und/oder Dielektrizitätskonstante den etwa tausendfachen Wert der Luft hat. Ein solches Medium ist z. B. das an sich bekannte Mangan-Zink-Ferrit, dessen Permeabilität,u. in der Größenordnung von 500 ... 2000 liegt und das eine Dielektrizitätskon!stante von ioo. . . i& aufweist.
• Für den Resonator wird das Medium zweckmäßig in Form eines massiven Körpers oder eines Hohlkörpers angewendet. Man kann z. B. einen zylindrischen oder prismatischen Körper benutzen odei# einen rohrförmigen Hohlkörper. Der Körper kann außen mit einer Metallschicht versehen werden, die z. B. durch Metallisierung haftend aufgebracht wird. Bei einem Hohlkörper kann auch der Hohlraum innen metallisiert werden. Bei einem Körper aus einem Material mit sehr hoher Permeabilität und/oder Dielektrizitätskonstante kann die Metallisierung unter Umständen, auch wegfallen, weil dabei die elektromagnetischen Wellen an der Übergangsfläche zwischen dem Medium und der Luft ohnehin reflektiert werden.
• Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung wind ,der Körper aus dem erwähnten Medium mit elektrischen und/oder magnetischen Kopplungsmitteln versehen, mit deren, Hilfe die Hochfrequenzschwingungen auf elektrischem oder magnetischem Wege von einem hochfrequenten Schwingungserzeuger dem Resonator zugeführt werden. Als magnetisches Kopplungsmittel eignet sich z. B. eine Drahtschleife, die außen um den Körper herumgelegt wird oder in einer Ausnehmung, z. B. Bohrüng; dies Körpers angeordnet wird. , Als elektrisches Kopplungsmittel kann man einen Drahtstift oder eine Metallfläche verwenden, die in eine Ausnehmting (Bohrung) des Körpers hineinragt. Die Ausnehmung bzw. Bohrung, des Körpers kann hierfür innen metallisiert werden. Die haftende Metallschicht dient dann als elektrisches Kopplungsmittel.
• Der Körper nach der Erfindung kann in weiterer Ausgestaltung mit Abstimmitteln versehen werden, z. B. einem veränderbaren Kondensator oder einer veränderbaren In:duktivität oder einer veränderbaren Leitung (Lecherleitun@g). Die Abstimmittel, werden zweckmäßig unmittelbar am Körper angebracht, z. B. an einer Kopplungsfläche desselben, die metallisiert sein kann. Die Kopplungsfläche wird zweckmäßig geschliffen, um das Ahstimmittel möglichst fest ankoppeln zu können,, Als solches Abstimmittel kann z. B. ein ,geeignet geformter Teil aus dem gleichen Material oder Metall oder überhaupt hinsichtlich elektrischer und/oder magnetischer Eigenschaften geeignetem Material verwendet und auch in, Aussparüngen,des Körpers eingeführt werden. Das Abstimmittel kann z. B. wie die an sich bekannten. Schraubkerne, Schiebekerne oder sonstigen Abgleichkerne von Hochfrequenzspulen ausgebildet werden. Die Abstimmung erfolgt dabei nach der Störkörpermethode, bei der der Verlauf dies elektrisdhen und/oder magnetischem Feldes im Medium definiert verändert wird.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann man für die Abstimmung auch veränderbare elektrische oder magnetische Felder benutzen, die von außen im Körper erzeugt werden.
• Die Erfindung und diazugehörige Einzelheiten sind an Hand von Fig. i bis 3 beispielsweise erläutert.
• Nach Fig. i besteht .der Resonator aus dem zylindrischen, Körper i, der als massiver Körper oder auch als Hohlkörper ausgebildet seins kann. Der Körper i kann auch prismatische Form besitzen. Als Material kommt das erwähnte Mangan-Zink-Ferrit in Betracht oder ein entsprechender Werkstoff mit sehr hoher Permeabilität und/oder Dielektrizitätskonstante. Die elektromagnetischen Wellen im Körper werden um das Verhältnis der magnetischen und dielektrischem Materialeigenschaften zu denen in Luft verkürzt, beispielsweise um den Faktor iooo. Der Resonator kann infolgedessen, sehr wesentlich kleiner sein als die bisher bekannten Hohlraumresonatoren, und man, kommt somit auch bei Meterwellen mit außerordentlich kleinen Gebilden aus. Am Umfang .2 und/oder an den Stirnflächen 3 kann der Körper i mit einer Metallschicht versehen werden, die z. B. durch Aufdampfen im Vakuum aufgebracht wird. Als Kopplungsmittel für die Energiezufuhr vom Hochfrequenzgenerator oder zum Ankoppeln eines an@ deren Bauteiles des Hochfrequenzgerätes kann die außen, herumgelegte Drahtschleife 4 verwendet werden. Die Kopplung erfolgt damit auf magnetischem Wege. Die Schleife soll demzufolge an der Stelle angeordnet werden, wo sie das magnetische Feld der im Resonator erzeugten Schwingungen beeinlußt, am besten im Maximum des magnetischen Feldes.
• In Fig. a ist ein Ausführungsbeispiel des Resornators im Schnitt dargestellt. Auf seinem Umfang und auf seinen Stirnflächen aufgebrachte Metallschichten sind' mit 5 bzw. 6 bezeichnet. Für die magnetische Ankopplung eines Generators oder eines anderem Kreises ist im Maximum des magnetischen Feldes die Aussparung bzw. Bohrung 7 angebracht, an die das geschirmte Kabel ä herangeführt ist. Der metallische Kabelmantel steht mit der Metallschicht 5 elektrisch leitend in Verbindung. Die Kabelader ist zu der Drahtschleife 9 umgebogen; die in die Bohrung 7 hineinragt und die magnetische Kopplung bewirkt. Für die elektrische Kopplung kann im Körper i die arn der Stirnseite liegende Ausnehmung bzw. Bohrung io vorgesehen werden, in die der Metallstift i i hineinragt. Er liegt im Maximum des elektrischen Feldes der Hochfrequenzschwingungen im Körper. Er ist z. B. die Verlängerung der Adler des geschirmten Kabels 12, dessen Mantel mit der Metallschicht 6 verbunden ist.
• Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Bohrung io innen metallisiert, und: die haftend-aufgebrachte Metallschicht 13 bewirkt die elektrische Kopplung. Die Ader des geschirmten Kabels 12 ist hierfür an die Metallschicht 13 angelötet oder angeschweißt.
• Die- Ankopplung von Abstimmitteln, z. B. verärndlerbarem Kondensatoren od. dgl., kann zweckmäßig über die stirnseitig am Körper i liegende Metallschicht 6 erfolgen. Die Stirnseiten des Körpers i sind hierfür zweckmäßig geschliffen. Als Abstimmittel nach her Störkörpermethode dient der Abg Teichkern 14, z. B. Schraubkern, oder der entsprechende Kern 15.
• Zur Abstimmung kann ein magnetisches Gleichfeld im Körper dienen, das unter Umständen von außen her erzeugt werden kann. Das Feld kann verändert werden und liegt in Richtung des hochfrequenten magnetischen Feldes im Körper. Man kann auch ein veränderbares elektrisches Gleichfeld zur Abstimmung benutzen. Dieses soll dann in Richtung des hochfrequenten elektrischen Feldes im Körper verlaufen.
• Da der Permeabilitätswert und/oder .die Dielektrizitätskonst.ante des Mediums temperaturabhängig sind, kann man zur Abstimmung eine Temperaturänderung anwenden, z. B. indem man den Körper auf elektrischem Wege mehr oder weniger stark heizt. Hierfür kann eine Heizspirale (Wendel) außen um den Körper herumgelegt oder irr einen Hohlraum desselben eingebracht werden.
• Eine bevorzugte Ausführungsform des Resonators nach der Erfindung besteht darin, daß er als vorzugsweise rohrförmiger Ho'h'lkörper über eine hochfrequenzführende Leitung geschoben wird. Der Resonator wirkt :dann als Filter, z. B. für Störsclrutzz@veclce. Die Kopplung zwischen der Leitung und dem Resonator wird dabei durch seinen Innendurchmesser und durch den Leitungsdurchmesser bestimmt und kann durch. Verändern dieser Abmessungen geregelt werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Resonator für Hocbfrequenzschwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische und magnetische Feld der Hochfrequenzschwingungen in einem magnetisch und dieiektrisch leitfähigen NTediurn erregt werden, das eine wesentlicb größere Permoabilftät und/oder Dielektrizitätskonstante als Luft aufweist.
2. 2. Resonator nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß als Medium Mangan-Zink-Ferrit vorgesehen ist.
3. 3. Resonator nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, d@aß das Medium in, Form eines massiven. Körpers oder eines Hohlkörpers vorgesehen. ist, z. B. in Form eines zylindrischen oder prismatischen Massivk rpers oder eines rohrförmigen Hohlkörpers. .a.. Resonator nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper mit magnetischen, und/oder elektrischen Kopplungsmitteln versehen ist, über die die HochfrequenzschwingUn:gen auf elektrischem oder magnetischem Wege von einem ;hochfrequenten Schwingungserzeuger zugeführt oder zu anderen Kreisen weitergeleitet werden können. 5. Resonator nach Anspruch .l, dadurch gekennzeichnet, daß als magnetisches Kopphangsmittel eine Drahtschleife dient, die außen um den Körper herumgelegt oder in einer Ausnehmung, z. B. Bohrung, desselben: angeordnet ist. 6. Resonator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisches Kopplungsmittel ein Drahtstift oder eine Metallfläche in einer Ausnehmung der übrigen Metallisierung des Körpers dient. 7. Resonator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausnehmung, z. B; Bohrung, des Körpers innen teilweise metallisiert ist und die haftende Metallschicht als elektrisches Kopplungsmittel. dient. S. Resonator nach einem der Ansprüche .l bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zuführung bzw. Ableitung der Hochfrequenzschwingungen ein geschirmtes Kabel dient, dessen metallischer :Mantel mit der auf dem Körper angebrachten Metallschicht elektrisch leibend in: Verbindung steht und dessen Kabelader die Drahtschleife für die magnetische Kopplung oder denDrahtstift für die elektrische Kopplung bildet oder mit der haftenden Metallschiebt in der Ausnehmung des Körpers verbunden ist. 9. Resonator nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Körper Abstimmitteel antigebracht sind!, .die vorzugsweise über eine außen auf dem Körper aufgebrachte Metallschicht angekoppelt werden, indem sie diese vorzugsweise unmittelbar berühren. io. Resonator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsfläche geschliffen ist. i i. Resonator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstimmittel verstellbare Störkörper aus Metall oder aus dem Medium dies Resonators od:. dgl. vorgesehen sind, die z. B. nach Art der Abgleichkerne, Schraubkerne, Schiebekerne od. dgl. ausgebildet sind. 12. Resonator nach einem der Ansprüche i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstimmung ein veränderbares elektrisches oder ma'gnetisc'hes Gleichfeld im Körper erzeugt wird, das in Richtung dies elektrischen bzw. magnetischen Feldes der Hochfrequenzschwingungen verläuft. 13. Resonator nach einem der Ansprüche i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstimmung eine Temperaturänderung im Körper erzeugt wird, z. B. durch eine außen 'herum-;gelegte oder innen einbgefügteHeizspirale (Wendel). i.t. Resonator nach einem der Ansprüche i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß er als vorzugsweise rohrförmiger Hohlkörper über eine hochfrequenzführende Leitung geschoben ist und z. B. einen Filter für Störschutzzwecke bildet.