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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann man für die Abstimmung
auch veränderbare elektrische oder magnetische Felder benutzen, die von außen im
Körper erzeugt werden.
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Die Erfindung und diazugehörige Einzelheiten sind an Hand von Fig.
i bis 3 beispielsweise erläutert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.