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Dämpfungsglied für sehr kurze elektromagnetische Wellen Die Erfindung
betrifft ein Därnpfungsglied für sehr kurze elektromagnetische Wellen, das in den
Zug .einer Hochfrequenzleitung eingeschaltet ist und das aus einem über eine Anregungselektrode
mit der Hochfrequenzleitung gekoppelten unterkritisch bemessenen Hohlrohrleitungsabschnitt
besteht, dessen wirksame Länge durch axiale Verschiebung des in den Hohlrohrleitungsabschnitt
hineinragenden Innenleiterendes eines angekoppelten Koaxialleitungsabschnittes veränderbar
ist.
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Es sind Dämpfungsglieder bekannt, bei denen der Energieabfall in einem
unterkritisch bemessenen Hohlrohrabschnitt ausgenutzt wird. Bekanntlich kann man
bei einer gegebenen Frequenz die Abmessungen eines Hohlrohrleitungsabschnittes,
dessen Ouer.schnitt rechteckig oder auch rund sein kann, in einem solchen Maße verkleinern,
daß die Energieausbreitung im Hohlrohr aufhört. Die Frequenz, bei der dies eintritt,
wird Grenzfrequenz genannt. Unterhalb der Grenzfrequenz nehmen die Felder im Hohlrohr
exponentiell mit zunehmender Leitungslänge ab. Hohlrohrleitungsstücke, deren Abmessungen
derart gewählt sind, daß eine Wellenausbreitung nicht mehr stattfinden kann, sind
unterkritisch bemessen. Da. die Felder in unterkritisch bemessenen Hohlrohrleitungen
nach einer Exponentialfunktion
abnehmen und die Dämpfung im logarithmischen
Malistab definiert ist, nimmt die Dämpfung linear mit zunehmender Hohlrohrleitt,ngslänge
zu. Ein wesentlicher Vorteil dieser Art von Dämpfungsgliedern ist die Tatsache,
daß ihre Dämpfungskonstante exakt durch die Theorie berechnet werden kann. Derartige
Dämpfungsglied-er finden deshalb häufig Verwendung als Dämpfungsnormal.
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Bei einer allgemein üblichen Ausführungsform eines Dämpfungsgliedes,
bei dem der Energieabfall in einem unterkritisch bemessenenHohlrohrabschnitt ausgenutzt
wird, wird der Innenleiter einer Koaxialleitung über eine bestimmte Leitungslänge
unterbrochen, so daß der Außenleiter über diese Länge als unterkritisch bemessenes
Hohlrohrleitun:gsstück wirkt. Die Innenleiterenden wirken hierbei als Anregungselektroden
für das Hohlrohrleitungsstück. Im allgemeinen sind die Innenleiterenden mit einer
kapazitiven Platte (kapazitive Erregung) versehen oder in Form einer Schleife (induktive
Erregung j ausgebildet. Zur Dämpfungsregelung wird die Länge des unterkritisch bemessenen
Hohlrohrabschnittes oder mit anderen Worten, Gier gegenseitige Abstand der beiden
Innenleiterenden verändert. Zu diesem Zweck hat man bisher mindestens eines der
Innenleiterenden nach Art einer Posaune ausziehbar ausgebildet und das Innenleitereilde
durch einen Isolierstab, der durch einen Längsschlitz des Außenleiters in den Außenraum
ragt, verschoben. Eine andere Möglichkeit zur- Dämpfungsregelung besteht darin,
die Außenleiter im Bereich des Hohlrohrabschnittes übereinanderschiebbar auszubilden
und durch mehr oder weniger weites Übereinanderschieben der beiden Außenleiter den
Abstand zwischen den beiden Anregungselektroden 7u variieren.
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Beide Ausführungsformen weisen gleitende Kontakte auf, die zu Ungenauigkeiten
im eingestellten Dämpfungswert führen können. Bei vielen gebräuLhl.ichen Ausführungsformen
tritt ein. Wellenwiderstandssprun:g durch Veränderung der 0Guerschnittsabmessungen
an dem posaunenartig übereinandergeschobenen Innenleiter bzw. an den übereinandergeschobenen
Außenleiterenden auf. Die zweite Ausführungsform besitzt ferner den Nachteil, daß
mit der Dämpfungsregelung eine Veränderung der geometrischen Länge des Dämpfungsgliedes
verbunden ist.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Dämpfungsgliedes, bei
dem gleitende Kontakte wegfallen, Unstetigkeitsstellen des Wellenwiderstandes im
Dämpfungsglied vermieden werden und dessen Länge bei der Dämpfungsregelung nicht
verändert wird.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß mit dem Außenleiter des Koaxialleitungsabschnittes
zwei zueinander und zu dem Außenleiter parallel angeordnete elektrisch leitende
Platten verbunden sind, daß mit dein verschiebbaren Innenleiter des Koaxialleitungsabschnittes
ein zwischen den elektrisch leitenden Platten verlaufender elastisch biegsamer Leiter
verbunden ist, der bei Verschiebung des Innenleiters des Koaxialleituilgssystems
parallel zu den beiden Platten bewegt wird, und daß Mittel vorgesehen sind, um diesen
Innenleiter voll außen her einzustellen.
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An Hand von in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen
soll nachstehend die Erfindung näher beschrieben werden.
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In den Abb. i a und i b ist ein. einfaches, das Prinzip der Erfindung
veranschaulichendes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedes
dargestellt. Abb. i a zeigt die Aufsicht, teilweise im Schnitt, Abb. i b die ebenfalls
teilweise geschnittene Seitenansicht eines derartigen Dämpfungsgliedes. Das Dämpfungsglied
sei in den Zug einer Hochfrequenzleitung, beispielsweise eines in koaxialer Bauweise
ausgeführten Antennenkabels, eingeschaltet. Die Dämpfung kommt in einem Koaxialleitungsabschnitt
i zustande, dessen Innenleiter über eine bestimmte Länge unterbrochen ist. Die Innenleiterabschnitte
2 und 3 sind an ihren Enden mit kapazitiven Platten .4 versehen und dienen als Anregungselektroden
für den an der Unterbrechungsstelle des Innenleiters durch den Außenleiter des Koaxialleitun:gsabschnittes
i gebildeten Hohlrohrabschnitt. Die Querabmessungen des Hohlrohrabschnittes sind
unterkritisch bemessen, d. h., die Hohlrohrgrenzwellenlänge ist kleiner als die
Betriebswellenlänge. Zur Dämpfungsregelung -wird der Innenleiterabschnitt 3 in axialer
Richtung verschoben. Je nach dem gegenseitige-: Abstand. der Enden der Innenleiterabschnitte
2 und 3 wird ein mehr oder weniger großer Energieanteil voll einer Elektrode auf
die andere übergekoppelt und damit die Dämpfung verändert. Zur Führung des Innenleiterabschnittes
3 dienen Abstandsscheiben 5 und 6, die aus Material großer Dielektrizitätskonstante,
beispielsweise Polystyrol, bestehen. Um eine Verschiebung des Innenleiterabschnittes
3. zu ermöglichen, ist mit diesem ein Isolierstab 7 mechanisch verbunden. Die Fortsetzung
des Koaxialleitungsabschnittes i bildet ein Leitungssystem 9, das aus zwei parallel
angeordneten mit dem Außenleiter des Koaxialleitungsabschnittes i verbundenen elektrisch
leitenden Platten io und einem Innenleiter ii, der in einen Schlitz des Innenleiters
3 eingelötet ist, besteht. Zum Übergang auf eine Hochfrequenzleitung gebräuchlichen
Querschnittes ist dieses Leitungssystem an seinem anderen Ende ebenso, wie mit dem
Koaxialleitungsabschnitt i, mit einem Koaxialleitungsabschnitt 8 verbunden. Der
Innenleiter i i ist elastisch biegsam ausgebildet und bewegt sich bei Verschiebung
des Innenleiterabschnittes 3 in einer Ebene parallel zu den Ebenen der beiden Platten
io. Zur Erzielung einer großen Elastizität ist der Innenleiter i i im vorliegeden
Beispiel bandförmig ausgebildet. Bekanntlich errechnet sich der Wellenwiderstand
einer Leitung bei sehr hohen Frequenzen aus der Induktivität und der Kapazität pro
Leitungslänge. Die Größen dieser beiden Werte sind von der Lage und Dichte der sich
ini Leiterquerschnitt erstreckenden elektrischen und manetischen Feldlinien und
damit von der jet#
weiligen Lage und (`restalt der einzelnen Leiter
ab hängig. Das Leitungssystem 9 ist jedoch im vorliegenden Fall derart ausgebildet,
daß der wesentliche Anteil der elektrischen Kraftlinien an den Stellen geringsten
Abstandes vom Innenleiter i i auf die elektrisch leitenden Platten io übertritt
und die magnetischen Feldlinien im wesentlichen in dem dem Innenleiter benachbarten
Raum verlaufen. Infolge der besonderen Ausbildung der elektrischen und magnetischen
Feldlinien wird der Wellenwiderstand dieses Leitungssystems bei Längsverschiebung
des Innenleiters 3 und damit Bewegung des Innenleiters i i zwischen den beiden elektrisch
leitenden Platten keine Änderung erfahren. Umeine Energieabstrahlung in den Außenraum
zu vermeiden, ist die Größe der Platten io derart zu wählen, daß der wesentliche
Anteil der vom Innenleiter i i ausgehenden elektrischen Feldlinien auf den Platten
io endet und die magnetischen Feldlinien nicht in den Außenraum übertreten.
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In den Abb. 2 a und :2 bist eine besonders günstige Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedes dargestellt. Abb. 2 a zeigt die Seitenansicht
im S-hnitt, Abb. 2b die Ansicht von unten bei fehlender Bodenplatte. Mit 12 und
13 seien die Anschlüsse des Dämpfungs:gliedes bezeichnet. Wie im oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel sei das Dämpfungsglie@ in uen Zug einer Hochfrequenzleitung
1q. eing°-# altet. Das Dämpfungsglied diene zur Veränderui-" der in der Hochfrequenzleitung
1q. übertragenen hochfrequenten Energie. Die DämpfungkommtineinemKoaxialleitun:gsabschnitt
15 zustande, dessen Innenleiter über eine gewisse Länge des Abschnittes unterbrochen
ist. Die Innenleiterabschn.itte 16 und 18 tragen an ihren Enden kapazitive Platten
17 und wirken als Anregungselektroden für den sich zwischen den Enden der Innenleiterabschnitte
16 und 18 befindenden unterkritisch bemessenen Hoblrohrabschnitt. Zur Dämpfungsregelung
wird einer der Innenleiter, im vorliegenden Beispiel der Innenleiterabschnitt 18,
in axialer Richtung verschoben und damit der Abstand zwischen den beiden Innenleiterenden,
mit anderen Worten, die Länge des unterkritisch bemessenen Hohlrohrabschnittes,
verändert. Zur Führung und Abstandshalterung des beweglichen Innenleiterabschnittes
18 ist eine Abstandsscheibe 24 vorgesehen. Der Koaxialleitungsabschnitt 15 gleicht
also im wesentlichen dem Koaxialleitungsabschnitt i im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Leitend mit dem Außenleiter des Koaxialleitungsabschnittes 15 ist ein vorzugsweise
flach ausgebildetes Gehäuse i9 verbunden. Ein insbesondere bandförmiger Innenleiter
2o ist einerseits mit dem Ende des Innenleiterabschnittes 18, andererseits mit dem
Innenleiter 2i des koaxialen Anschlußstückes 13 verbunden. Um den Wellenwiderstand
des durch den im Gehäuse i9 befindlichen Teiles des Innenleiterabschnittes 18 und
den benachbarten Wandungsteilen des Gehäuses i9 gebildeten Leitungsabschnittes gleich
den Wellenwiderständen. der übrigen Leitungssysteme zu machen, ist der Abstand zwischen
dem Gehäuse i9 und dem Innenleiter 18 durch Einfügen einer leitenden Platte
25 verringert. Die Abmessungen des Gehäuses i9 und des Innenleiters 2o und deren
Anordnung sind, wie im oben beschriebenen Beispiel, derart gewählt, daß die für
den Wellenwiderstand dieses Leitungssystems bestimmende Induktivität und Kapazität
bei Verschiebung des Innenleiterabschnittes 18 und damit Bewegung des bandförmigen
Innenleiters 2o zwischen den Wandungen des Gehäuses i9 konstant bleiben. Die die
Schmalseiten des Gehäuses i9 abschließenden Wandungsteile sind derart weit vom Innenleiter
20 entfernt angeordnet, daß die Kapazität zwischen dem Innenleiter 2o und diesen
Wandungsteilen gegenüber der wesentlich größeren Kapazität an den eng benachbarten
Teilen des Innenleiters 2o und des Gehäuses i9 praktisch vernachlässigbar ist. Der
Wellenwiderstand des Leitungssystems i9, 2o ist dabei gleich dem Wellenwiderstand
der angeschlossenen Leitungsabschnitte zu wählen. Zur Vermeidung von Hohlraumresonanzen
empfiehlt es sich, die Wandungen des Gehäuses i9 zumindest teilweise mit Dämpfungsmaterial,
beispielsweiseGraphit, zu helegen. Wellenw iderstandssprünge und unerwünschte, zusätzliche
Kapazitäten an den Enden des Innenleiters 2o können vermieden werden, wenn man,
wie in Abb. 2 b dargestellt, die Enden in Form von bandförmigen Übergangsstücken
ausbildet; deren Breite vom Innenleiterdurchmesser bis auf die volle Breite des
Innenleiters 2o zunimmt. Zur Verschiebung des Innnenleiterabschnittes 18 dient ein
Stab 22 aus Isoliermaterial, vorzugsweise Calit, der die Fortsetzung des Innenleiters
18 bildet, und der durch eine Öffnung im Gehäuse i9 nach außen geführt ist. Zur
besseren Bedienung des Dämpfungsgliedes ist der Stab 22 an seinem Ende mit einem
Bedienungsgriff 23 versehen. Eine mechanische feste Verbindung zwischen dem Innenleiter
18 und dem Stab 22 wird man zweckmäßigerweise durch Kitt herstellen.