DE903354C

DE903354C - Attenuator

Info

Publication number: DE903354C
Application number: DEI4190A
Authority: DE
Inventors: Andre G Clavier; David L Thomas
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1950-05-25
Filing date: 1951-05-26
Publication date: 1954-02-04
Also published as: ES197851A1; CH316572A; US2782382A

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 4. FEBRUAR 1954ISSUED FEBRUARY 4, 1954

/ 4190 Villa/21 a± / 4190 Villa / 21 a ±

DämpfungsgliedAttenuator

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrowellenübertragungsanlage mittels Oberflächenwellenleiter und insbesondere auf Dämpfungsglieder für solche Systeme.The invention relates to a microwave transmission system by means of surface waveguides and in particular to attenuators for such systems.

Es sind verschiedene Formen von Oberflächenwellenleitern für die Oberwellenfortpflanzung von Mikrowellenenergie bekannt. Der Oberflächenwellenleiter kann entweder aus einem blanken Leiter mit endlichem spezifischem Widerstand oder aus einem Leiter mit darauf entlang verteiltem dielektrischem Material, entweder als eine kontinuierliche Bedeckung oder als getrennte Teile oder Perlen, bestehen. Der größere Teil des elektromagnetischen Feldes wird dadurch in die Form eines zylindrischen Volumens um die Oberfläche des Leiters eingeschlossen, wodurch sich eine wirksame Übertragung hochfrequenter Energie ergibt. Zum Beispiel hat ein gewöhnlicher 2 mm starker emaillierter Kupferdraht eine elektromagnetische Feldkonzentration, die sich innerhalb 75 bis 100 mm Radius um den Draht erstreckt und wobei sich die gesamte Hochfrequenzenergie in diesem Feld mit sehr geringen Verlusten fortpflanzt.There are different forms of surface waveguides for the harmonic propagation of Known microwave energy. The surface waveguide can either consist of a bare conductor finite resistivity or from a conductor with dielectric distributed along it Material, either as a continuous covering or as separate parts or Pearls, exist. The greater part of the electromagnetic field is thereby in the form of a cylindrical volume enclosed around the surface of the conductor, creating an effective Transmission of high frequency energy results. For example, an ordinary one is 2 mm thick Enamelled copper wire has an electromagnetic field concentration that is within 75 to 100 mm The radius around the wire extends and all of the radio frequency energy is in this field reproduces with very little loss.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Dämpfungsvorrichtung für Oberflächenwellenleiter zu schaffen, welche leicht einstellbar ist.It is an object of the invention to provide a surface waveguide attenuator, which is easily adjustable.

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings.

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch eine Dämpfungsvorrichtung, Fig. Ι is a longitudinal section through a damping device,

Fig. 2 ein Längsschnitt durch eine abgeänderte Dämpfungsvorrichtung undFig. 2 is a longitudinal section through a modified damping device and

Fig. 3 eine Teilansicht im Längsschnitt einer noch anderen Ausführungsform der Dämpfungsvorrichtung. 3 is a partial view in longitudinal section of yet another embodiment of the damping device.

Die Dämpfungsvorrichtung nach Fig. ι besteht aus einem koaxialen System mit einem Innenleiter ι und einem äußeren Glied 3. Der innere Leiter weist zwei Endteile 4 und 5 auf, die die Endteile eines Wellenleiters sein können oder welche durch geeignete Mittel mit einem Oberflächenwellenleiter gekoppelt sein können. Um eine Dämpfung hervorzurufen, schließt der Leiter 2 einen mittleren Teil von teilweise verringertem Querschnitt ein. Dieser Teil hat eine solche Länge, daß die gewünschte maximale Dämpfung erzeugt wird. Das äußere Glied 3 hat die Form eines hohlen Zylinders aus vorzugsweise dielektrischem Material, dessen Enden durch isolierende Abstandsscheiben 7 von den Leiterteilen 4 und 5 getragen werden. Um den koaxialen Teil an den Oberflächenwellenleiter anzupassen und auf diese Weise unzulässige Störungen der Hochfrequenzenergie zu vermeiden, sind Isoliermaterialkörper 7", benachbart den Teilen 7, am Ende des koaxialen Systems vorgesehen, die praktisch bis zur Oberfläche der Leiterteile 4 und 5 oder bis zur Bedeckung derselben verjüngt sind. Das Innere des koaxialen Systems ist mit einer dielektrischen Flüssigkeit 8 ausgefüllt, welche einen Dielektrizitätskoeffizienten von praktisch gleicher Größe hat wie die Körper 7 und J" und das Außenglied 3.The damping device according to FIG. Ι consists of a coaxial system having an inner conductor ι and an outer element 3. The inner conductor has two end parts 4 and 5, which may be a waveguide, the end portions or which can be coupled by suitable means with a surface waveguide . In order to produce attenuation, the conductor 2 includes a central part of partially reduced cross-section. This part has a length such that the desired maximum damping is produced. The outer member 3 is in the form of a hollow cylinder, preferably made of dielectric material, the ends of which are supported by the conductor parts 4 and 5 by insulating spacers 7. In order to adapt the coaxial part to the surface waveguide and in this way to avoid inadmissible interference with the high-frequency energy, insulating material bodies 7 ″ are provided, adjacent to the parts 7, at the end of the coaxial system, practically up to the surface of the conductor parts 4 and 5 or up to the covering The inside of the coaxial system is filled with a dielectric liquid 8 which has a dielectric coefficient of practically the same size as the bodies 7 and J ″ and the outer member 3.

Die Impedanz der Dämpfungsvorrichtung ist durch Veränderung der wirksamen Länge des mittleren Teiles 6 vom Leiter 2 einstellbar. Dies wird erreicht durch eine Hülse 9, die konzentrisch um die Leiterteile 5 und 6 angeordnet ist, wobei die Hülse praktisch gleichen Querschnitt wie der Leiterteil 5 hat. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Hülse 9 etwas größer als der Leiterteil 5, so daß die Hülse teleskopartig mit Gleitkontakt darübergeschoben werden kann. Das entgegengesetzte Ende der Hülse 9 ist verjüngt und weist federnde Finger 10 auf, die einen Gleitkontakt mit dem Leiterteil 6 bilden. Innerhalb der Hülse ist ein ringförmiger Körper aus Weicheisen 11 befestigt. Eine Feder 12 liegt zwischen dem Eisenkern 11 und dem Ende vom Leiterteil 5. Die Feder drückt die Hülse normalerweise in eine solche Lage, daß sie hauptsächlich über dem schwächeren Leiterteil 6 liegt. Um das äußere Glied 3, benachbart der Hülse, ist eine Solenoidspule 13 angeordnet, die bei ihrer Erregung· den Kern 11 anzieht und dadurch die Hülse gegen den Druck der Feder 12 nach rechts verschiebt, wo ein Teil des Leiterteiles 6 freigegeben wird. Wenn die Solenoidspule aberregt wird, gleitet die Hülse zurück und verringert die wirksame Länge des Teiles 6 auf ein vorbestimmtes Dämpfungsminimum, während bei erregter Solenoidspule der Teil 6 vergrößert wird und ein vorbestimmtes Dämpfungsmaximum erreicht wird.
In Fig. 2 ist eine abgeänderte Form einer Dämpfungsvorrichtung gezeigt, bei welcher der Leiter 2 zwei Teile 14, 15 mit einem stark reduzierten Mittelteil 16, ähnlich wie in Fig. 1, aufweist.The impedance of the damping device can be adjusted by changing the effective length of the central part 6 of the conductor 2. This is achieved by a sleeve 9 which is arranged concentrically around the conductor parts 5 and 6, the sleeve having practically the same cross section as the conductor part 5. As shown in Fig. 1, the sleeve 9 is slightly larger than the conductor part 5, so that the sleeve can be pushed over it telescopically with sliding contact. The opposite end of the sleeve 9 is tapered and has resilient fingers 10 which form a sliding contact with the conductor part 6. An annular body made of soft iron 11 is fastened within the sleeve. A spring 12 lies between the iron core 11 and the end of the conductor part 5. The spring normally presses the sleeve into such a position that it lies mainly over the weaker conductor part 6. A solenoid coil 13 is arranged around the outer member 3, adjacent to the sleeve, which, when excited, attracts the core 11 and thereby displaces the sleeve to the right against the pressure of the spring 12, where part of the conductor part 6 is released. When the solenoid coil is de-energized, the sleeve slides back and reduces the effective length of the part 6 to a predetermined damping minimum, while when the solenoid coil is energized, the part 6 is enlarged and a predetermined maximum damping is reached.
FIG. 2 shows a modified form of a damping device in which the conductor 2 has two parts 14, 15 with a greatly reduced central part 16, similar to that in FIG.

In Fig. ι ist der Leiter 2 als blanker Draht dargestellt, obgleich er auch, mit einer isolierenden Bedeckung versehen sein kann. Ein äußeres Glied 17 wird durch isolierende Abstandsstücke 18 getragen, welche fLüssigkeitsdichte Stoffbuchsen aufweisen, in denen die inneren Leiterteile 14 und 15 geführt sind. Die Abstandsstücke 18 sind aus Anpassungsgründen an ihren äußeren Seiten verjüngt. Das Innere der koaxialen Ausbildung ist mit einem flüssigen Dielektrikum 20 ausgefüllt, welches den gleichen Dielektrizitätskoeffizienten hat wie die Abstandsstücke 18 und das Glied 17.In Fig. Ι the conductor 2 is shown as a bare wire, although it can also be provided with an insulating covering. An outer link 17 is supported by insulating spacers 18, which have liquid-tight fabric sockets in which the inner conductor parts 14 and 15 are led. The spacers 18 are tapered on their outer sides for reasons of adaptation. The interior of the coaxial training is filled with a liquid dielectric 20, which the Has the same dielectric coefficient as the spacers 18 and the member 17.

Für pine gleitende Bewegung zwischen dem starken Leiterteil 14 und dem dünnen Leiterteil 16 ist 'eine Hülse 21 mit federnden Kontaktfingern 22 und 23 vorgesehen. Die Verbindung der Hülse 21 mit dem äußeren Glied 17 bildet eine perforierte Isolierscheibe 24. Die Perforationen 2 5 dienen für den Flüssigkeitsausgleich, wenn die Hülse 21 bewegt wird. Die Bewegung der Hülse wird durch Bewegung 'des äußeren Gliedes 17 relativ zum Leiter 2 von Hand vorgenommen. Auf diese Weise kann idie effektive Länge des dämpfenden Leiters 16 verändert werden, wobei der Dämpfungsgrad durch die einstellbare Länge mittels der Hülse 21 bestimmt iwird.For pine sliding movement between the strong conductor part 14 and the thin conductor part 16, a sleeve 21 with resilient contact fingers 22 and 23 is provided. The connection of the sleeve 21 with the outer member 17 forms a perforated insulating disk 24. The perforations 25 serve to equalize the liquid when the sleeve 21 is moved. The sleeve is moved by moving the outer member 17 relative to the conductor 2 by hand. In this way, the effective length of the attenuating conductor 16 can be changed, the degree of attenuation being determined by the adjustable length by means of the sleeve 21.

In Fig. 3 ist der Leiter 27 am Ende 28 hohl. Der zentrale .Dämpfungsleiterteil 29 ist getrennt von dem hohlen Endteil 28, aber axial dazu angeordnet. Eine einstellbare -Hülse 30 hat eine solche Größe, daß sie teleskopartig in den hohlen Endteil 28 paßt. j Diese -Hülse weist auch Gleitkontaktfinger 31 für j den Eingriff mit dem Leiterteil 29 auf. Das entgegengesetzte Ende der Hülse hat eine röhrenförmige Ausdehnung 32 kleineren Durchmessers mit einem Schieberelement 33, welches sich rechtwinklig dazu durch einen Schlitz 34 im hohlen Leiterteil 28 erstreckt. Der geschlitzte Teil liegt hinter dem Ende des Außengliedes 3 5. Durch Betätigung des Schiebers 33 kann die Hülse 30 so eingestellt werden, daß die wirksame Länge des Leiters 29 verändert wird. Das äußere Glied 3 5 wird von dem hohlen Leiter 28 einerseits und einem entsprechenden vollen Leiterteil 36 andererseits mittels isolierender Abstandsstücke 37 getragen. Für eine verbesserte Anpassung ist zusätzliches dielektrisches Material 38 'vorgesehen, welches vom Durchmesser des Außenleiters bis zur Oberfläche des mit Isoliermaterial bedeckten Leiters 27 verjüngt ist. Das Innere der koaxialen Ausbildung kann gleichfalls ein flüssiges Dielektrikum aufweisen, das mittels Stoffbuchsen 39 und 40 zwischen dem hohlen Leiter 28 und der Ausdehnung 32 der Hülse und zwischen dem Innern der Hülsenausdehnung und dem Leiter 29 am Ausfließen durch den Schlitz 34 verhindert ist.In Fig. 3, the conductor 27 is hollow at the end 28. The central .Dämpfungsleiterteil 29 is separate from the hollow end portion 28, but arranged axially thereto. An adjustable sleeve 30 is of such a size that it telescopes into the hollow end portion 28. j This sleeve also has sliding contact fingers 31 for j engages the ladder part 29. The opposite end of the sleeve is tubular Extension 32 of smaller diameter with a slide element 33, which is at right angles for this purpose, extends through a slot 34 in the hollow conductor part 28. The slotted part is behind the End of the outer link 3 5. By operating the slide 33, the sleeve 30 can be adjusted be that the effective length of the conductor 29 is changed. The outer link 3 5 is of the hollow conductor 28 on the one hand and a corresponding full conductor part 36 on the other hand by means of insulating Spacers 37 carried. There is additional dielectric for a better fit Material 38 'is provided, which extends from the diameter of the outer conductor to the surface of the insulating material covered conductor 27 is tapered. The interior of the coaxial training can also have a liquid dielectric, which by means of fabric sleeves 39 and 40 between the hollow Conductor 28 and the extension 32 of the sleeve and between the interior of the sleeve extension and the conductor 29 is prevented from flowing out through the slot 34.

In den drei Figuren der Zeichnung ist ersiehtlieh, daß die Hülsen 9, 21 und 30 jeweils eine unterschiedliche Querschnittsgröße bezüglich der damit 'überdeckten Leiterteile 5, 14 und 28 haben. Das Hauptmerkmal der Dämpfungsvorrichtung ist, eine Länge hochdämpfenden Drahtes zu schaffen, wie z.B. die Mittelleiterteile 6, 16 und 29, und dieIn the three figures of the drawing it can be seen that the sleeves 9, 21 and 30 each have a different cross-sectional size with respect to the thus' covered ladder parts 5, 14 and 28 have. The main feature of the damping device is to create a length of high damping wire, such as the center conductor parts 6, 16 and 29, and the

wirksame Länge dieser Teile durch Hülsen zu variieren, deren Wellenwiderstände beträchtlich unterschiedlich von den Wellenwiderständen der Teile 6, i6 und 29 sind, und die gleichzeitig eine Anpassung an den Oberflächenwellenleiter bewirken, mit welchem die Dämpfungsvorrichtung verbunden ist.the effective length of these parts can be varied by means of sleeves, the wave resistances of which are considerable are different from the wave resistances of parts 6, i6 and 29, and at the same time one Cause adaptation to the surface waveguide with which the damping device is connected is.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Attenuation device for waveguides of the Species in which a surface propagation of radio frequency energy by means of a around the Waveguide formed electromagnetic field takes place, characterized by a first part of the line, the one in series with the Oberrlächeii waveguide is arranged and which has a predetermined wave resistance, a second line part with significantly different wave resistance and further thereby characterized in that one of the parts is adjustable relative to the other in order to adjust the impedance of the to determine combined parts.

2. Damping device according to claim 1, characterized in that the first part has a greater wave resistance than the surface waveguide and that the second part has a wave resistance practically equal to that of the surface waveguide.

3. Damping device according to claim 1, characterized in that an outer member of dielectric material with said first and second parts as an inner conductor forms a coaxial system and that the movable line part is a control device to cause its movement from outside the outer dielectric member.

4. Damping device according to claim 3, characterized in that the control device includes a body of magnetizable material carried by the movable member, further including a spring, to force the moving part in one direction according to a given location, and one Enclosing solenoid coil outside of outer member to oppose the magnetic material magnetically attracting the pressure of the spring, thereby controlling the movement of the movable To effect part.

5. Damping device according to claim 3, characterized in that the control device Includes means connecting the sleeve to the outer member, thereby creating a Movement of the outer member relative to the inner conductor causes movement of the sleeve.

6. Damping device according to claim 3, characterized in that the first part for a given length thereof is hollow and has a slot and that the control device consists of an element arranged in this slot and connected to the sleeve.

7. damping device according to claim i, characterized in that the first conduit part has a first section of predetermined cross-sectional size and has a second section of a given length and entirely different in size from that of the first section, and that the second part is movable relative to the first part by the effective length of the second Section to vary, and that the second part has practically the same cross-section as that of the aforementioned first section.

8. Damping device according to claim 7, characterized in that the second part in telescopic relationship is arranged to the first part and that an end part of said second part is in sliding contact engagement with said first portion and that the other end part of the second part in sliding contact relation with said second Section stands.

9. Damping device according to claim 8, characterized in that the sleeve has a has a larger cross-section than said first section, so that it engages telescopically over it.

ι o. Damping device according to claim 8, characterized in that the first section is hollow and that the sleeve telescopically engages the hollow portion.

11. damping device according to claim 10, characterized in that the hollow portion has an axially disposed slot and that the control device includes a member carried by the sleeve which extends through extends the slot.

12. Damping device according to claim 1, characterized in that the first and second parts are coaxial structures which have a inner conductor and an outer dielectric member include that the inner conductor has a first section of given cross-sectional size and a second section considerably smaller cross-sectional size that has a conductive sleeve concentric around the inner Conductor is arranged and that one end of the sleeve is in sliding contact with the first section and the other end of the sleeve is in sliding contact with the second portion and that a control device is provided for adjusting the position of the sleeve along the inner conductor that can be operated outside of the outer link.

13. Damping device according to claim 12, characterized in that said coaxial structure includes bodies of insulating material, which complete each end of the outer link, and which practically on the surface of the inner conductor are too tapered.

14. Damping device according to claim 13, characterized in that the space between the inner and outer members of the coaxial structure is filled with a dielectric liquid, which has a dielectric coefficient equal to that of the insulator.

15. Damping device according to claim 12, characterized in that the control device comprises a body made of magnetizable material includes carried by the movable member, further includes a spring to to force the moving part in one direction according to a given location, and one Enclosing solenoid coil outside of outer member to oppose the magnetic material magnetically attracting the pressure of the spring, thereby controlling the movement of the movable To effect part.

16. Damping device according to claim 12, characterized in that the control device includes means which the sleeve with connect the outer link, causing movement of the outer link relative to the inner Head causes the sleeve to move.

17. Damping device according to claim 16, characterized in that the coaxial structure of the first and second parts consists of bodies Includes insulating material sealing the ends of the outer member, and that the said body having liquid-tight fabric sockets around the inner conductor and that a liquid dielectric is contained in the space between the inner and outer members.

18. Damping device according to claim 12, characterized in that the first section is hollow and that the sleeve telescopes into the hollow section engages.

19. Damping device according to claim 18, characterized in that the hollow portion has an axially disposed slot and in that the control device includes a member carried by the sleeve which extends through the slot.

20. Damping device according to claim 19, characterized in that the coaxial structure Body of insulating material enclosing the space between the inner and outer Complete links at the ends of the outer link, and that liquid-tight fabric sleeves are provided to the part of the hollow section which contains the slot, to close.

1 sheet of drawings

I 5719 1.