DE9003388U1

DE9003388U1 - Rechteckhohlleiter mit H-Versatz

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Publication number: DE9003388U1
Application number: DE9003388U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1990-03-22
Filing date: 1990-03-22
Publication date: 1990-07-26
Anticipated expiration: 2000-03-23
Also published as: JPH04103702U

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Rechteckhohlleiter mit H-Versatz.

Die Erfindung bezieht sich auf einen in Breitseitenausdehnungsrichtung mit einem Parallelversatz, d.h. einem sogenannten &EEgr;-Versatz, versehenen Rechteckhohlleiter mit zwei quer zur Wellenfortpflanzungsrichtung verlaufenden Versatzflächen, deren Flächeninhalt durch das Produkt aus der Versatzstrecke und der Schmalseitenabmessung des Hohlleiters bestimmt ist.

Fig. 1 zeigt in einer Ansicht von oben einen üblichen H-Parallelversatz eines Rechteckhohlleiters 1,1'. Die Versatzstrecke des eine Breitseitenabmessung a aufweisenden Hohlleiters 1,1' beträgt A a. Die Versatzflächen 2 und 3, die quer zur Fortpflanzungsrichtung A der Welle im Hohlleiter 1,1' verlaufen, liegen in einer gemeinsamen Ebene 5. Ein derartiger Versatz eines Rechteckhohlleiters erfordert wenig Baulänge, besteht aus nur einem Teil und läßt sich auch in kostengünstiger NC-Frästechnik herstellen.

Fig. 2 zeigt für einen derartigen Hohlleiterversatz in einer grafischen Darstellung den Verlauf des Welligkeitsfaktors s=l+ r/l-r in Abhängigkeit von der Frequenz f in einem Betriebsfrequenzband. Daraus ergibt sich, daß ein solcher Versatz breitbandig eine ziemlich hohe Reflexion aufweist, die in vielen Anwendungsfällen nicht in Kauf genommen werden kann (r = Reflexionsfaktor).

Verwendet man zur Erzeugung eines &EEgr;-Versatzes ein schräg verlaufendes Zwischenhohlleiterstück, das mittels je eines &EEgr;-Knicks an beiden Enden in die versetzten Hohlleiter übergeht, so müßte der an den beiden Enden jeweils notwendige H-Knick wegen der zwischengeschalteten Leitungslänge sorgfältig

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kompensiert werden. Das schräg verlaufende Rechteckhohlleiterstück ist darüberhinaus nicht zweidimensional NC-fräsbar. Ein &EEgr;-Versatz mit schrägem Zwischenstück beansprucht außerdem viel Baulänge.

Auch der Versuch, den &EEgr;-Versatz mit seiner großen induktiven Störung, die mit wachsender Frequenz sinkt, durch eine Kapazität zu kompensieren, ist aussichtslos, weil die Wirkung praktisch aller bekannten, einfach realisierbaren Kapazitäten mit wachsender Frequenz ansteigt, so daß als Resultat nur Schmalband-Kompensationen möglich sind. In diesem Zusammenhang wird auf die Kombination von induktiver und kapazitiver Blende im Rechteckhohlleiter zur Resonanzblende hingewiesen, die aus Meinke/Gundlach: "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik", 1. Auflage, 1956, Springer-Verlag, Seiten 300-304 bekannt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rechteckhohlleiter-H-Versatz zu schaffen, der bei wenig Baulänge breitbandig reflexionsarm ist und sich in einem einzigen Teil in kostengünstiger NC-Frästechnik herstellen läßt.

Gemäß der Erfindung, die sich auf einen Hohlleiter der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden Versatzflächen nicht in einer gemeinsamen Ebene, sondern in zwei parallel zueinander verlaufenden und damit zueinander versetzten Ebenen liegen, und daß in einer parallel dazwischenliegenden, gleiche Abstände zu den beiden versetzten Ebenen aufweisenden Symmetrieebene ein kapazitives Mittel, z.B. in Form wenigstens einer parallel zu den Hohlleiterschmalseiten durch eine Hohlleiterbreitseitenwand ins Hohlleiterinnere geführten Schraube, eines gleich wirksamen, an der gleichen Stelle wie die Schraube beim Fräsvorgang stehengelassenen Zapfens oder einer beim Fräsvorgang in der Symmetrieebene stehengelassenen, sich über die Hohlleiterbreitseite

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erstreckenden kapazitiven Blende,vorgesehen ist, das so bemessen ist, daß die sich dadurch ergebende Kapazität eine noch vorhandene, sich aufgrund der Anordnung der beiden Versatzflächen in zwei zueinander parallelen Ebenen ergebende, induktive Restreflexion breitbandig kompensiert. Das jeweils eingesetzte kapazitive Mittel wirkt als Leitwert.

Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung wird anhand von sechs Figuren erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht eines üblichen, bereits vorher beschriebenen Rechteckhohlleiter-H-Versatzes von oben,

Fig. 2 für diesen Versatz eine ebenfalls bereits beschriebene grafische Darstellung der Abhängigkeit zwischen der Welligkeit s und der Frequenz f,
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Fig. 3 die Ansicht eines Rechteckhohlleiter-H-Versatzes nach der Erfindung von oben,

Fig. A für den &EEgr;-Versatz nach Fig.3, allerdings ohne die mittels der Schraube durchgeführte Kompensation, eine grafische Darstellung der Abhängigkeit zwischen der Welligkeit s und der Frequenz f,

Fig. 5 die Schrägansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten H-Versatzes,

Fig. 6 für den mit kapazitiver Kompensation versehenen &EEgr;-Versatz nach Fig. 3 und 5 eine grafische Darstellung der Abhängigkeit zwischen der Welligkeit s und der Frequenz f. 35

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-&Agr;&Igr; Fig. 3 zeigt in einer Ansicht von oben und Fig.5 in einer perspektivischen Ansicht einen nach der Erfindung ausgebildeten Parallel-H-Versatz eines Rechteckhohlleiters 6,6'. Die Versatzstrecke des eine Breitseitenabmessung a und eine Schmalseitenabmessung b aufweisenden Hohlleiters 6,6' beträgt &Lgr; a. Der hohlleiter 6,6' besteht aus einem einzigen Teil und ist in kostengünstiger NC-Frästechnik hergestellt. Die beiden quer zur Wellenfortpflanzungsrichtung 4 verlaufenden Versatzflächen 7 und 8, die durch Tieferfräsungen von oben bzw. von unten gebildet werden, liegen in zwei zueinander parallelen Ebenen 9 und 10, welche parallel zu einer Symmetrieebene 11 in der Mitte dazwischen verlaufen. Der senkrechte Abstand zwischen der Ebene 9 und der Symmetrieebene 11 beträgt T,,, und der Abstand zwischen der Ebene 10 und der Symmetrieebene 11 T_UD. Die Abstände T_UI und &Tgr;.._&eegr; sind gleich bemessen. Die Versatzflächen 7

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und 8 haben jeweils einen Flächeninhalt von A a . b. In der Symmetrieebene 11 ist ein als kapazitiver Leitwert wirksames Mittel_?z.B. in der Form einer parallel zu den Hohlleiterschmalseiten durch die Hohlleiterbreitseitenwand 12 geführten Schraube 13, eines beim Fräsvorgang stehengelassenen, gleich wirksamen Zapfens oder einer beim Fräsvorgang stehengelassenen kapazitiven Blende gleicher Wirkung,vorgesehen, das im jeweiligen Anwendungsfall so bemessen ist, daß die sich dadurch ergebende Kapazität eine noch vorhandene, sich aufgrund der Anordnung der beiden Versatzflächen 7 und 8 in zwei zueinander parallelen Ebenen 9 bzw. 10 ergebende induktive Restreflexion breitbandig kompensiert.

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Fig. 4 zeigt für einen in den Figuren 3 und 5 dargestellten H-Hohlleiterversatz in einer grafischen Darstellung den Verlauf des Welligkeitsfaktors s in Abhängigkeit von der Frequenz im gleichen Betriebsfrequenzbereich (3,6 - 4,2 GHz) wie Fig.2. Dabei ist allerdings noch nicht die Kompensierung durch die Schraube 13 ausgeführt. Es zeigt sich aus Fig.4, daß mit zunehmender Tieferfräsung &Lgr;^,./&Dgr; a = T_HR /A a, d.h. zunehmendem Abstand zwischen den Ebenen 9 und 11 bzw. 10 und 11, die Reflexion breitbandig sinkt und für T ... /A a = 0,55 der Frequenzgang der Reflexion nahezu verschwindet, wobei aber die Reflexion noch unbrauchbar hoch ist. Sehr wichtig ist nun, daß mit der weiteren Vertiefung der Hinterfräsung T_HL /Ab. = T_HR/ A a > 0,55 die Umkehrung des Frequenzganges der induktiven Reflexion erreicht wird. Damit ist zwar mit der einzigen Maßnahme des Hinterfräsens alleine noch keine reflexionsarme Lösung möglich, weil nach Fig.4 für s = 1 etwa in Bandmitte wiederum ein erheblicher, dem ursprünglichen und in Fig. 2 dargestellten Frequenzgang entgegengesetzter Frequenzgang auftritt. Diese mit der Frequenz ansteigende induktive Reflexion des durch symmetrisches Hinterfräsen vorkompensierten &EEgr;-Versatzes bietet nunmehr den erfindungsgemaßen Lösungsansatz, diese Restreflexion mit einer einfach realisierbaren Kapazität passender Größe und passenden Frequenzganges breitbandig zu kompensieren. Diese Kapazität wird z.B durch die symmetrisch angeordnete Schraube 13, die geeignet justiert wird, oder durch einen gleich großen, beim Fräsvorgang stehengelassenen Zapfen oder durch eine kapazitive Blende gleicher Wirkung realisiert.

Fig. 6 zeigt, daß durch richtige Gewichtung der Abstände T,,. und T|,_R, welche die Vorkompensation bestimmen, und durch passende Einstellung der Schraube 13 im Frequenzbereich von 3,6 bis 4,2 GHz Reflexionen unter 1 % erreicht werden können.

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-&egr; &igr; Für die Diagramme nach den Figuren 2,4 und 6 wurde ein 4 GHz-Rechteckhohlleiter mit einer Breitseitenabmessung a von 58,17 mm und einer Schmalseitenabmessung b von 29,08 mm zugrunde gelegt, wobei für das Versatzverhältnis &Lgr; a/a ein Wert von 5 0,172 angenommen wurde. In Fig. 4 stellt die untere Kurve einen Wert von 1,0, die mittlere Kurve einen Wert von 0,75 und die obere Kurve einen Wert von 0,55 für die Tieferfräsung T&ldquor;, /z/ a = T_HR/4a dar.

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-&dgr;-Zusammenfassung

Rechteckhohlleiter mit H-Versatz.

Die beiden quer zur Wellenfortpflanzungsrichtung (A) verlaufenden Versatzflächen (7,8) liegen nicht in einer gemeinsamen Ebene, sondern in zwei parallel zueinander verlaufenden Ebenen (9,10), zwischen denen in einer dazu parallelen Symmetrieebene (11) und parallel zu den Hohlleiterschmalseiten ein als Leitwert wirkendes kapazitives Mittel, z.B. in der Form einer vorzugsweise in Zentrallage (seitensymmetrisch) durch eine Hohlleiterbreitseitenwand (12) geführten Schraube (13) oder eines gleich wirksamen, beim Fräsvorgang stehengelassenen Zapfens oder einer beim Fräsvorgang stehengelassenen kapazitiven Blende, vorgesehen ist, das im jeweiligen Anwendungsfall so bemessen wird, daß die sich dadurch ergebende Kapazität eine noch vorhandene induktive Restreflexion breitbandig kompensiert. Die Erfindung läßt sich bei reflexionsarm auszuführenden Hohlleiterzuführungen insbesondere in NC-gefräster Technik einsetzen.

Fig. 5

Claims

G1 1 53OE . - 7 Schutzansprüche

1. In Breitseitenausdehnungsrichtung mit einem Parallelversatz, d.h. einem sogenannten &EEgr;-Versatz, versehener Rechteckhohlleiter mit zwei quer zur Wellenfortpflanzungsrichtung verlaufenden Versatzflächen, deren Flächeninhalt durch das Produkt aus der Versatzstrecke und der Schmalseitenabmessung des Hohlleiters bestimmt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Versatzflächen (7,8) nicht in· einer gemeinsamen Ebene, sondern in zwei parallel zueinander "verlaufenden und damit zueinander versetzten Ebenen (9,10) liegen, und daß in einer parallel dazwischenliegenden, gleiche Abstände (T,,, Tür) zu den beiden versetzten Ebenen aufweisenden Symmetrieebene (11) ein kapazitives Mittel, z.B. in Form wenigstens einer parallel zu den Hohlleiterschmalseiten durch eine Hohlleiterbreitseitenwand

(12) ins Hohlleiterinnere geführten Schraube (13), eines gleich wirksamen, an der gleichen Stelle wie die Schraube beim Fräsvorgang stehengelassenen Zapfens oder einer beim Fräsvorgang in der Symmetrieebene (11) stehengelassenen, sich über die Hohlleiterbreitseite (a) erstreckenden kapazitiven Blende_;vorgesehen ist, das so bemessen ist, daß die sich dadurch ergebende Kapazität eine noch vorhandene, sich aufgrund der Anordnung der beiden Versatzflächen in zwei zueinander parallelen Ebenen ergebende induktive Restreflexion breitbandig kompensiert.

2. Rechteckhohlleiter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine einteilige, in NC-Frästechnik erstellte Ausführungsform.

3. Rechteckhohlleiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Versatzflächen (7,8) durch zwei symmetrische Tieferfräsungen gebildet sind.