DE949834C

DE949834C - Arrangement for damping very short electromagnetic waves

Info

Publication number: DE949834C
Application number: DET10594A
Authority: DE
Inventors: Anton Lauer
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1953-02-07
Filing date: 1955-02-18
Publication date: 1956-09-27

Description

AUSGEGEBEN AM 27. SEPTEMBER 1956ISSUED SEPTEMBER 27, 1956

Anton Lauer, Ulm/DonauAnton Lauer, Ulm / Danube

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Telefunken G. m. b. H., BerlinTelefunken G. m. B. H., Berlin

Zusatz zum Patent 932Addendum to patent 932

Das Hauptpatent hat angefangen am 8. Februar 1953The main patent started on February 8, 1953

Patentanmeldung bekanntgemacht am 22. März 1956Patent application published March 22, 1956

Patenterteilung bekanntgemacht am 6. September 1956Patent issued September 6, 1956

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur wenigstens teilwefeen Absorption von sehr kurzen elektromagnetischen Wellen, die auf einer Wendelleitung fortschreiten·.The invention relates to an arrangement for at least partial absorption of very short electromagnetic waves traveling on a helical cable progress ·.

Im Patent 932 731 ist eine Dämpfungsanordnung für sehr kurze elektromagnetische Wellen angegeben, die aus einem .relativ schmälen Streifen wellenabsonbierenden Material's besteht, der auf einem beispielsweise stalbförmigen Träger in der Nähe des Wendelfeldes angebracht ist. Zur Erzielung von Renexionslosigkeit an den Enden des Streifens ist derselbe beispielsweise spiralartig aius der unmittelbaren Nähe des Wendelfeldes herausgedreht, das bekanntlich in radialer Richtung der Wendel sehr rasch abfällt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, eine Möglichkeit aufzuzeigen, die es. gestattet, den Flächenwiderstand des Dämpfungs-S'treifenis innerhalb eines relativ breiten Toleranzbereiches zu wählen und trotzdem sicherzustellen, daß ein bestimmter Wellenabsorptioniswert in jedem ao Falle mit innerihallb dieses Bereiches liegenden Streifen erzielt werden kann.In patent 932,731 is a damping arrangement specified for very short electromagnetic waves that sound waves from a relatively narrow strip Material's consists, for example, on a rod-shaped support in the vicinity of the helical field is attached. To achieve a lack of rebound at the ends of the strip is the same, for example, spirals apart from the immediate Close to the helix field, which is known to be very much in the radial direction of the helix drops rapidly. The invention is based on the task a way to point out that it. allows the sheet resistance of the damping strip to choose within a relatively wide tolerance range and still ensure that a certain wave absorption value in each ao Trap can be achieved with stripes lying within this area.

Erfindiungsgenräß wird vorgeschlagen, zur Erzielung des vorgegebenen Dämpfungsweirtes pro Längeneinheit den Fläehenwiiderstandswert des wdLlenabsorbierenden Materials innerhalb eines Bereiches zu wählen, dessen obdre Grenze dem Flächenwiderstandswert entspricht, für den bei größt-In accordance with the invention it is proposed to achieve this of the specified damping value per unit length is the area resistance value of the Wound-absorbing material to be selected within a range, the upper limit of which is the surface resistance value corresponds to, for the largest

möglicher Annäherung des Streifens an die Wendelleitung der vorgegebene DampfuinigBwert gerade noch erreicht wird, und dessen untere Grenze dadurch bestimmt ist, daß 'bei größtmöglicher Entfernung von der Wendelleitung unter Berücksichtigung der Reflexionslosigkeit der SltJreifenübergangsbereidhe an den Enden, der vorgegebene Dämpfungswert ebenfalls gerade noch erreicht wird. Besonders vorteilhaft kann die Erfindung bei Wendelleitungenpossible approach of the strip to the helical cable the given vapor value straight is still reached, and the lower limit of which is determined by the fact that 'at the greatest possible distance from the helical line, taking into account the lack of reflection in the transition areas between the tires at the ends, the specified damping value is also just reached. Particularly The invention can be advantageous in the case of helical cables

ίο für Lauffeldröhren, insbesondere auch, bei den sogenannten Carcinotronis, Anwendung finden·, da dort besonders hohe Forderungen an die Reflexionslos'igkeit der Absorptionsvoririchtungen gestellt werden. Die Erfindung ist indessen in ihrer Anwendung hierauf nicht beschränkt, sondern kann auch bei Wendelleitungen für andere bekannte Zwecke, wie z. B. Wendelleitungsabßchlußwiderstände oder Abschwächer, Anwendung finden..ίο for Lauffeldröhren, in particular also with the so-called Carcinotronis, application · because there particularly high demands on the lack of reflection of the absorption devices will. The invention, however, is in its application not limited to this, but can also be used in the case of helical cables for other known ones Purposes such as B. Spiral line termination resistors or attenuators, are used.

Nachstehend wird an Hand eines Ausfühirungisbeispieles die Erfindung näher erläutert. Die Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt dundh eine wemdelförmige Verzögerungsleitung 1, die zwischen drei Keramik-Stäben 2, 3 und 4 gehaltert ist. Auf dem Keramikstab 3 ist gemäß dem Hauptpatenit ein Dämpfungsstreifen aus wellenabsorbierendam Material, beispielsweise aus aufgebranntem Graplhit, angeordnet. Dieser Streifen besitzt einen Abschnitt 5, der in unmittelbarer Nähe der Wendelleitung 1 verläuft und den wesentlichen Anteil an der Wellenabsorption ergibt, und einem spiralartig aus dem Wendelleitungsfeld herausgedrehten Abschnitt 6, der den reflexionsl'osen Übergang an, den Enden deis bedämpften Wendelleitungsaibsc'hnitteis siicherstellt. Die Abb. 2 zeigt einen Ouerischnitt durch die An-Ordnung nach Abb. 1 länge der Schnittlinie A-A', wobei für den Keramikstab 3 auch der Winkelbereich α eingezeichnet ist, über den sich der Dämpfungsstreifen einschließlich des spiralartig !herausgedtrahten Abschnittes 6 erstreckt. Die Abb. 3 zeigt im vergrößerten Maßstab die geometrischen Verhältnisse bei einer derartigen Dämpfungsanordnung. Bei der Fabrikation von Wellenalbsorptionsvoirridh'tungen gemäß dem Haiuptpatent ist es häufig wünschenswert, für den Flädhenwiderstand (Ohim pro Flächeneinheit) einen relativ weiten Bereich zur Verfügung zu haben, und dabei dtadh stets einen ganz bestimmten Wel'lenabsorptionsiwert aiuf der Leitung sichergestellt zu wissen. Unter der Voraussetzung, daß der Fllächenwiderstand innerhalb eines vorgegebenen Bereiches schwanken soll, beispielsweise innerhalb eines Bereiches zwischen ι kOhm und 7 kOhm pro cm², wird daher erfindungsjgemäß der vorgegebene Dämpfumgiswert bei einer W©llmabs0rptionsvorridhtutng nach dem Hauptpatent dadurch erreicht, daß der Winkelibereich a, über welchen sioh der stark absorbierende Abschnitt 5 und der spinalartig herausgedrehte Abschnitt 6 erstrecken, einen bestimmten Wert nicht übersteigt und daß des weiteren der Streifen derart um seine Längsachse gedreht angeordnet wird, daß der stark weHeniaibsorbierende Abschnitt 5 einen Wellenaibsorptioniswert ergilbt, welcher dem vorgegebenen, zu erreichendem Absorptionswert entspricht. Dreht man nämlich den geradlinig verlaufenden, stark wellenalbsar.bierenden Albsahnitt 5 6g — so wie in Abb. 3 gezeigt — in eine Lage, diaß er sich in der größtmöglichsten Nähe der Wendelleitung befindet, d. h., daß durch die B'eziugsachse φ = o° de-r Winlkelbereich a₀ gerade 'halbiert ward, so ergibt sich die größtmöglichste erreichbare Dämpfung. Dreht man hingegen den geradlinig verlaufenden, stark wellenalhsarbierenden Abschnitt 5, welchem der Bereich a_Q entspricht, so wie in Abb. 4 gezeigt, weitgehend aus der unmittelbaren Nähe des Wendelleitungsfeldes heraus, so wird unter normalen Verhältnissen der Wellenabsorptionsiwert pro Längeneinheit der Wendelleitung wesentlich geringer, d. lh. die Wellenalbsorptiioii wird erheblidh schwächer. Infolge des für den reflexionslosen Ülbergangeahsidhnitt 6 erforder/Lichen Winkelbereiches a_x ist dieser Herausdrehung jedoch eine Grenze gesetzt, die dadurch gegeben ist, daß bei noah stärkerer Herausdirehung — wie in Abb. 4 gezeigt — die obere Kante 7 des Spiralabschnittes 6 eine Unstetigkeit bzw. eine Störung längs der Wendelleitung verursacht. Dies beruht darauf, daß sich der Bereich 7 bei Überschreiten des diurch. die Lage ψ — i8o° gegebenen oberen Punktes ohne reflexionslosen Übergang in das Wendelfeld erneut eindreht.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. Fig. 1 shows a longitudinal section that is, a spiral-shaped delay line 1 which is held between three ceramic rods 2, 3 and 4. A damping strip made of wave-absorbing material, for example made of burned-on graphite, is arranged on the ceramic rod 3 in accordance with the main patenite. This strip has a section 5, which runs in the immediate vicinity of the helical line 1 and makes up the essential part of the wave absorption, and a section 6 that is twisted out of the helical line field in a spiral-like manner, which ensures the reflection-free transition at the ends of the damped helical line section . Fig. 2 shows a cross-section through the arrangement according to Fig. 1 along the cutting line A-A ', with the angular range α also being drawn in for the ceramic rod 3, over which the damping strip, including the spiral-shaped section 6 extends. Fig. 3 shows on an enlarged scale the geometric relationships in such a damping arrangement. When fabricating wave absorption devices according to the main patent, it is often desirable to have a relatively wide range available for the thread resistance (ohim per unit area) and to always be able to ensure a specific wave absorption value on the line. Under the prerequisite that the surface resistance should fluctuate within a given range, for example within a range between ι kOhm and 7 kOhm per cm ² , according to the invention the given damping value for a absorption rate according to the main patent is achieved in that the angular range a, over which the strongly absorbent section 5 and the spinally twisted-out section 6 extend, does not exceed a certain value and that furthermore the strip is arranged rotated about its longitudinal axis in such a way that the strongly absorbent section 5 yields a wave absorbance value which corresponds to the predetermined value corresponds to the absorption value reached. If one rotates the straight running, strongly wave-absorbing Albsahnitt 5 6g - as shown in Fig. 3 - into a position that it is as close as possible to the helical line, that is, that through the reference axis φ = o ° the angular area a _{0 has} just been halved, this results in the greatest possible attenuation that can be achieved. If, on the other hand, the straight, strongly wave-absorbing section 5, to which the area a _Q corresponds, as shown in Fig. 4, is rotated largely out of the immediate vicinity of the helical line field, then under normal conditions the wave absorption value per unit length of the helical line is significantly lower, d. lh. the wave albsorptiioii becomes considerably weaker. As a result of the angular range a _x required for the non-reflective transition halfway 6, however, a limit is set for this turning out, which is given by the fact that when the turning out is noah stronger - as shown in Fig. 4 - the upper edge 7 of the spiral section 6 becomes discontinuous or causes a disturbance along the helical cable. This is based on the fact that the area 7 when the di by exceeded. the position ψ - i8o ° of the given upper point turns in again without a reflection-free transition into the helical field.

Es wind deshalb zweckmäßig zur Erzielung eines vorgegebenen Dämpfuingiswertes pro Längeneinheit der FtlädhenwiderstanidiSiwert des wellenabsorbierenden Materials innerhalb eines Bereiches gewählt, dessen obere Grenze dem Flächenwiderstandiswert entspricht, für den bei größtmöglicher Annäherung des Streifens an die Wendelleitung (Abb. 3) der vorgegebene Dämpfungsweirt gerade noch erreicht ist, und dessen untere Grenze dadurch bestimmt ist, daß bei größtmöglicher Entfernung von der Wendelleitung, unter Berücksichtigung der Refiexionslosigkeit der Streifenübergiangsbereidie 6 (Abb. 4), der vorgegebene Dämpfungswert ebenfalls gerade noch erreicht wird.It is therefore expedient to achieve a given damping dis value per unit of length the FtlädhenwiderstanidiSiwert of the wave-absorbing Material selected within a range, the upper limit of which is the sheet resistance value corresponds to, for the closest possible approach of the strip to the helical cable (Fig. 3) the the specified attenuation value has just been reached, and the lower limit of which is determined by this, that at the greatest possible distance from the helical line, taking into account the lack of reflection the strip transition area 6 (Fig. 4), the specified damping value is also just reached.

Zweckmäßig wird hierfbei des weiteren die untere Grenze dösTlächenwideretandswertbereiches derart gewählt, daß der dieser Grenze entsprechende Fläc'henwiderstand in an sich bekannter Weise die maximale Wellenabsorption ergibt, d. h., daß der Flächenwiderstand dieser Stelle des Wendelfeldes in an ,sich bekannter Weise angepaßt ist, oder einen höheren Wert aufweist. Es läßt sich hierdurch vermeiden, daß das Maximum an Wellenabsorption von der in Abb. 3 gezeigten Lage dies Streifens 5 wesentlich abweicht und etwa erst bei einer LageThe lower one is also useful here Limit of the surface resistance value range in such a way chosen that the surface resistance corresponding to this limit gives the maximum wave absorption in a manner known per se, d. This means that the sheet resistance of this point in the helical field is adapted in a manner known per se, or has a higher value. In this way it can be avoided that the maximum of wave absorption from the position shown in Fig. 3 of this strip 5 deviates significantly and only in one location

auftritt. Außerdem ergibt sich hierdurch der Vorteil, daß das Wellenfeld längs der Wendelleitung weniger verzerrt wird, als es für niedrigere Flächenwiderstandswgcte der Fall ist. iaooccurs. This also has the advantage that the wave field along the Helical cable is less distorted than is the case for lower surface resistance values. iao

Die Winkelbereiche, über welche sioh der Abschnitt a₀ und C₁ des Dämpfungisstreifens erstrekken können, richten sich selbstverständlich vor allem auch mach dem Durchmesser d des Dämpfungisstreifenträgeris. Ist der halbe Durchmesser d' wesentlich größer alls der Radius r₀, innerhalb dessen bekannt-The angular ranges over which the section a ₀ and C _{1 of} the damping ice strip can extend are, of course, also primarily based on the diameter d of the damping ice strip carrier. If half the diameter d 'is significantly larger than the radius r ₀ , within which known-

lieh bei Wendeilleitungen der überwiegende Teil der Energie transportiert wird, so kann der Gesamtwinkelibereioh α wesentlich girößer gewählt werden ale i8o°, da ja für diesen. FaI das Ende 7 des spl·- ralförmig -herausgeführten Abschnittes, selbst bei Überdrehiung über die Lage φ = i8o°, noch nicht in merkbarem Maße in das Wendelleitungsfeld eintaucht. Bei wesentlich !geringerem Durchmesser des Dämpf ungsschichtträgers ist der Winkelbereich α ίο in Analogie dementsprechend wesentlich kleiner als i8o° zu wählen.If the predominant part of the energy is transported in the case of twisted sub-cables, the total angular range α can be chosen to be much larger than 80 °, since it is for this. If the end 7 of the spiral-shaped section, even if it is over- rotated beyond the position φ = 180 °, does not yet immerse into the helical line field to a noticeable extent. In the case of a significantly smaller diameter of the damping layer carrier, the angular range α ο is to be selected accordingly, analogously, significantly smaller than i8o °.

Bei einer Lauffeldröhre, die mit einer erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung versehen ist, ergaben sich angenähert folgende Größen bzw. elekirischen Werte. Das Verzögerungsmaß der Wendelleitung lag bei dem Faktor 14, und zur Erzielung einer Gesamtdämpfong von; etwa 60 db über eine Leitungslänge von etwa 8 cm bei einem WendeldurchtnesBer von etwa 3,3 mim und einem Keramikstabdiurchmesser von etwa je 3,5 ,mm konnte der Flädhenwiderstandswert innerhalb eines Bereiches von ι bis 7 kO'hm pro cm² schwanken, wenn der Winkelbereich α etwa 120⁰ und der Bereich a₀ etwa 6o° betrugen. Die Reflexion an den Enden des Dämpfunigsbereidhes war dabei vernaohlässigbar gering, und Dämpfungsstreifen waren auf sämtlichen drei Keramikstabträgern der Wendel in der vorgeschriebenen Weise angeordnet.In the case of a Lauffeldtube which is provided with a damping device according to the invention, approximately the following quantities or electrical values resulted. The degree of delay of the helical line was a factor of 14, and to achieve a total damping of; about 60 db over a line length of about 8 cm with a coil diameter of about 3.3 mm and a ceramic rod diameter of about 3.5 mm each, the thread resistance value could fluctuate within a range from ι to 7 kOhm per cm ² , if the angular range α approximately 120 ⁰ and the area amounted to a ₀ ° approximately 6o. The reflection at the ends of the damping area was negligibly small, and damping strips were arranged in the prescribed manner on all three ceramic rod supports of the helix.

Bei der Anordnung mehrerer Streifen auf jeweils gesonderten Trägern in der erfmdungisgemäß vorgeschlagenen Weise ergäbt sich darüber hinaus noch der wesentliche Vorteil, daß der gewünschte Well· lenaihsorptionswert wesentlich genauer eingestellt werden kann, da in diesem Fäll der einzelne Streifen einen geringeren Anteil an der gesamten Absorption ergibt und somit die Gesaimtaibsorption von der Drehung eines einzelnen Streifen trägere weniger abhängig ist.When arranging several strips on separate carriers in the one proposed according to the invention In addition, there would be the essential advantage that the desired well lenai sorption value set much more precisely can be, because in this case the individual stripe results in a lower proportion of the total absorption and thus the total absorption from the rotation of a single strip is less dependent.

Die Art der Ausbildung- des Querschnittes der Träger aus Dielektrikum, insbesondere Keramik, ist für die Zwecke der Erfindung an sich beliebig; dodh hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, den Querschnitt kreisförmig zu gestalten, da dann die Drehung der einzelnen Träger um ihre Längsachsen ziur Entfernung des wellenabsorbierenden Streifens aus der unmittelbaren Nähe des Wendel·- feildes leichter .realisierbar ist. Die Streifen können auch auf Stäbe aus Dielektrikum aufgebracht werden, die von den eigentlichen Halterungsstäben (2, 3, 4 in den Abbildungen) getrennt sind.The type of training- the cross-section of the For the purposes of the invention, any support made of dielectric, in particular ceramic, is per se arbitrary; dodh it has proven to be particularly useful to make the cross section circular, since then the rotation of the individual carriers around their longitudinal axes for the removal of the wave-absorbing Strip from the immediate vicinity of the helix - feildes easier. can be realized. The strips can can also be applied to rods made of dielectric by the actual support rods (2, 3, 4 in the figures) are separated.

Zweckmäßig werden bei der erfindungsgemäßen Anordnung ebenso wie bei dem Gegenstand des Hauptpatents die Dielektrizitätskonstante und der Durchmesser der Halterungamittel und/oder der Därnpfungsschichtträger derart gewählt, daß die Wendelleitung in Abhängigkeit von dfer Betriebswellenlänge ein wenigstens nabeziu konstantes Verzögerungsmaß besitzt.In the arrangement according to the invention as well as in the subject matter of the Main patent the dielectric constant and the diameter of the holding means and / or the The dampening layer carrier is selected in such a way that the helical line has an at least constant delay measure as a function of the operating wavelength owns.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS:

i. Arrangement for damping very short electromagnetic waves in a helical cable progress, according to patent 932731, in which on one or more rod-shaped, in the direction of the helical cable running carriers of circular cross-section made of dielectric Material: layers of loss-making material in the form of strips are, which towards the ends continuously from the immediate vicinity of the helical line are brought out, characterized in that to achieve a predetermined damping value per unit length is the surface resistance value of the corrugated absorbing material is selected within a range, the upper limit of which is the sheet resistance value for the closest possible approach of the strip to the helical line the specified damping value is just reached, and its lower limit as a result it is determined that taking into account the greatest possible distance from the helical line the reflection liquidity of the strip transition areas the specified attenuation value at the ends is just reached: ·.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the lower limit of the sheet resistance value range at least approximately the same for a long time, but preferably greater than afc the sheet resistance is selected for the closest possible approach of the damping layer the maximum wave absorption occurs on the helical cable.

1 sheet of drawings