DE958398C - Verfahren zur Herstellung einer Daempfungsanordnung - Google Patents

Description

In der Dezimeter- und Zentimeterwellentechnik wird das Fortschreiten einer elektrischen Welle nach einer bestimmten Richtung hin häufig dadurch verhindert, daß in der Fortpflanzungsrichtung der Welle Dämpfungsmaterialien angeordnet werden, die die Energie der Welle aufzehren. Beispielsweise wird die Hochfrequenzausbreitung längs einer Netzspannungszuführung dadurch verhindert, daß sie als koaxiale Leitung ausgebildet wird mit einer Ausfüllung des Raumes zwischen Innen- und Außenseiter durch einen magnetischen Massekernwerkstoff. Statt durch magnetische Massekernwerkstoffe kann die Dämpfung auch durch Widerstandsmaterialien erfolgen, wie es z. B. bei Richtantennen zur Unterdrückung der Mantelstrahlung bekannt ist, wo der Antennenrandstreifen in einer Breite von etwa einer bis zwei Wellenlängen mit einer nach dem Rande hin zunehmenden Dämpfung durch einen stetig sich vergrößernden ohmschen Widerstand ausgestattet ist. In anderen Fällen soll nur eine teilweise Dämpfung erzielt werden, wie z. B. bei der Ausbreitung einer Welle längs eines Wellenleiters. Hierfür sind besonders die in der Literatur mehrfach diskutierten Wege zur Be-

dämpfung der rücklauf enden Welle auf dem wendeiförmigen Wellenleiter einer Wanderfeldwendelröhre bekannt.

Bei dem weitaus größten Teil der bekannten Dämpfungsanordnungen ist es nicht nur erwünscht, daß die fortschreitende Welle nach einer bestimmten Richtung hin aufgezehrt oder unterdrückt wird, sondern es wird meistens auch gefordert, daß aus dieser Richtung praktisch keine Energie reflektiert wird. Um dieses zu gewährleisten, setzt die Dämpfung der bekannten Anordnungen meist allmählich ein und nimmt stetig in Richtung der fortschreitenden Welle zu und wieder ab. Es ist bekannt, daß die Strecke, längs der diese Zunahme der Dämpfung erfolgt, eine gewisse Mindestgröße haben muß, damit es überhaupt möglich ist, Reflexionen zu vermeiden. Zumindest muß diese Länge größer sein als ein Viertel der Wellenlänge in Ausbreitungsrichtung, denn sonst ist die Anordnung nicht als Dämpfungsanordnung aufzufassen, sondern als ein angekoppelter Widerstand. Bei größeren Anforderungen an die Reflexionsfreiheit wird sich die Ausbreitung der Dämpfungswirkung auf zwei und mehr Wellenlängen erstrecken. Neben dünnen Schichten mit linear ansteigender Schichtdicke aus einem Widerstandsmaterial·, hat man auch schon versucht, solche Anstiege der Dämpfung aus einer Mehrzahl von Schichten konstanter Schichtdichte oder konstanter Dämpfung pro Längen- oder Volumeneinheit durch Aneinanderreihung derart herzustellen, daß zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Dämpfungszonen nur sehr geringe Unterschiede bezüglich der Größe der Dämpfung pro Längen- oder Volumeneinheit bestehen. Stets haftete diesen Dämpfungsanstiegen, jedoch der Nachteil an, daß sie relativ lang gemacht werden mußten, was entweder zu unhandlichen Abmessungen führte oder zur Beeinträchtigung der Wirkungsweise der Schicht, wie das z. B. bei Wanderfeldröhren der Fall ist, bei denen die Verstärkungseinbuße durch eine Dämpfungsschicht bei vorgegebener Dämpfung um so kleiner ist, je kurzer die Dämpfungsschicht ist. Es bestand daher weiter die Aufgabe, Verfahren zu finden, die es gestatten, eine Dämpfungsschicht so herzustellen, daß sie längs einer verhältnismäßig kurzen Strecke den gewünschten Endwert der Dämpfung erreicht, ohne daß durch die dabei erreichte Verkürzung der Anstiegsstrecke der Dämpfung von dieser- Stelle eine Erhöhung der Reflexion eines fortschreitenden HF-Signals infolge einer zu plötzlichen Änderung des Ausbreitungswiderstandes eintritt:

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren, um eine solche Dämpfungsanordnung im Wege einer fortschreitenden elektrischen Welle, deren dämpfende Wirkung in der Fortpflanzungsrichtung der Welle längs einer Strecke, die größer ist als der vierte Teil eines Wellenzuges, stetig zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert ansteigt und/oder abfällt, herzustellen. Erfindungsgemäß wird der Verlauf der Dämpfungswirkung durch einen Durchmischungs- oder Diffusionsprozeß der verwendeten Materialien hervorgerufen. Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise bei vorgegebener Ausdehnung der Anordnung in Richtung der fortschreitenden Welle die Reflexion besonders klein wird. Als Ursache hierfür ist im wesentlichen die Tatsache anzusehen, daß sich bei einem Durchmischungs- oder Diffusionsprozeß die Konzentration der die Öämpfung bewirkenden Teilchen zwangsweise im wesentliehen nach einem exponentiellen Gesetz einstellt, wie es z. B. auch einer Maxwellverteilung zugrunde liegt. Die Verwendung einer solchen Verteilung für den Anstieg oder den Abfall der Dämpfung hat noch den weiteren Vorteil, daß sie in den meisten Fällen technisch besonders leicht und gut reproduzierbar zu realisieren ist.

Bei der Verwendung eines magnetischen Massekernwerkstoffes kann beispielsweise das magnetische Material und das Bindungsmittel nebeneinander fein gepulvert in einer geeigneten Form angeordnet und dann durch einen Schüttelprozeß zum Teil ineinander vermischt werden. Die Vermischungszone weist dann die gewünschte Verteilung auf; die Länge dieser Zone kann nach Bedarf mit Hilfe der Dauer des Schüttelvorganges eingestellt werden. Die Herstellung von Dämpfungsanordnungen aus Widerstandsmaterialien, wie z. B. aus Graphitpulver, kann ähnlich erfolgen.

Häufig ist jedoch die ausgedehnte räumliche Erfüllung durch ein Dämpfungsmaterial nicht erforderlich, sondern es genügt, das Dämpfungsmaterial in dünner Schicht über eine Fläche zu verteilen. Auch in diesen Fällen ist das erfindungsgemäße Verfahren, den Anstieg der Dämpfung nach bestimmten Richtungen durch einen Durchmischungsoder Diffusionsprozeß herzustellen, besonders leicht zu realisieren; so können z. B. zur Herstellung von Dämpfungsschichten aus Materialien, die Kohlenstoff enthalten, mit Vorteil die bekannten technischen Spritzverfahren benutzt werden. In diesem Fall wird beispielsweise von dem Kohlenstoff in der technischen Form von kolloidalem Graphit ausgegangen. Mit Hilfe der Spritzanordnung wird eine Spritzwolke oder ein Spritznebel erzeugt. Durch geeignete Wahl von Teilchengröße, Düse und Druck wird zweckmäßig erreicht, daß die Teilchendichte innerhalb der Wolke nach außen zu nach einem Maxwellschen Verteilungsgesetz abnimmt. Je nach dem Ort innerhalb der Wolke, an den der Träger für die Dämpfungsschicht gebracht wird, wird ein verschieden steiler Anstieg der Dicke der erzeugten Schicht erhalten. Bei Einschluß des Kernstrahles der Spritzwolke kann gleichzeitig anschließend an den Anstieg noch eine praktisch homogene Dämpfungsschicht erzeugt werden.

Bezüglich der Wahl des Trägers für die Dämpfungsschicht ist das Spritzverfahren sehr vielseitig anwendbar. So kann die Dämpfungsschicht z. B. unmittelbar auf die Metallteile eines Wellenleiters aufgespritzt werden. Eine größere Wirksamkeit läßt sich jedoch erzielen, wenn die Dämpfungsschicht auf dielektrischen Halterungen der Metallteile eines Wellenleiters aufgebracht wird, so z. B. i»5 auf den Stäben,' die eine Wendel haltern oder auf

dem Glasrohr, in das eine Wendel eingepaßt wird. Die letzte Form kommt insbesondere bei Wanderfeldwendelröhren in Betracht.

Wenn die beiden vorgenannten Wege nicht gangbar sind, kann die Schicht auf besondere Träger, vorzugsweise aus dielektrischen Stoffen, aufgebracht werden. Diese Träger werden dann innerhalb des elektrischen Feldes der Wellenleiter oder der fortschreitenden Welle angeordnet. ίο Um die Mantelstrahlung einer Richtantenne mit Reflektor zu unterdrücken, wird z.B. unter anderem die Rückseite des Reflektors mit einem solchen dielektrischen Träger einer von der Mitte zum Rande hin zunehmenden Dämpfungsschicht versehen.

Bei besonders hohen Anforderungen bezüglich der Reflexionsfreiheit darf der dielektrische Träger nur eine geringe Dicke und eine niedrige Dielektrizitätskonstante aufweisen, damit die Begrenzung des Trägers nicht selbst zu einer Stoßstelle für die Wellenausbreitung wird. In derartigen Fällen können z. B. Papierfolien als Träger mit Vorteil verwendet werden. Man läßt z. B. ein Papierband kontinuierlich durch die Spritzwolke laufen und kann dann durch Abschneiden geeigneter Streifen eine große Anzahl gleichartiger Dämpfungsbeläge herstellen. Zur Bedämpfung eines in einem Glasrohr gelagerten .wendeiförmigen Wellenleiters werden dann diese Dämpfungsstreifen auf das Glas aufgeklebt, so daß das. Papier den Glaszylinder ganz umschließt. Die dämpfende Wirkung wird dabei am größten, wenn das Papier mit der Dämpfungsschicht zur Glasoberfläche gerichtet aufgeklebt wird. Die dämpfende Wirkung kann ferner weiter erhöht werden, wenn beide Seiten des Papiers bespritzt werden. Gegebenenfalls kann auch das mit der Dämpfungsschicht versehene Papier mehrfach um den Träger, beispielsweise Glaszylinder, herumgelegt werden.

Manchmal kann es zweckmäßig sein, den Anstieg der dämpfenden Wirkung noch langsamer verlaufen zu lassen, als er der technisch mit einem Durchmischungs- oder Diffusionsprozeß herstellbaren Verteilung bei Verwendung· eines Trägers konstanter Breite entsprechen würde. In einem solchen Fall kann der Träger eine solche besondere Form erhalten, daß die Fläche, die pro Längeneinheit der fortschreitenden Welle ausgesetzt ist, in Richtung der Zunahme der dämpfenden Wirkung des Dämpfungsbelages anwächst. Statt z. B. den Papierstreifen, der auf dem Glaszylinder eines wendeiförmigen Wellenleiters aufgeklebt wird, rechteckig zu gestalten, wird der Teil für einen Anstieg oder einen Abfall der Dämpfung als Dreieck ausgebildet, wobei die Spitze des Dreiecks, die parallel zur Richtung der Achse der Wendel gerichtet ist, den dünnsten Dämpfungsbelag aufweist. Bei mehrfacher Umwicklung des Glaszylinders ergeben sich entsprechende Formen für das Papier.

Der Gegenstand der Erfindung ist im folgenden an einem in der Abbildung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

ι stellt einen wendeiförmigen Wellenleiter dar und einen ausgebreitet, getrennt gezeichneten Papierträger für den Dämpfungsbelag. Die Dichte der Punkte'3 auf dem Papierträger 2 soll ein ungefähres Maß für die Stärke des Dämpfungsbelages darstellen. Der Streifen 2 ist durch Ausscheiden aus einem langen Papierstreifen gewonnen, der parallel zur Richtung des Pfeiles 4 kontinuierlich durch eine Graphitspritzwolke gezogen wurde. Das Papierdreieck 2 ist in der aufgerollten Form 5 eng auf dem Glaszylinder 7 angebracht, der die Wendel 1 haltert. Der Träger 5 ist derart angeordnet, daß die Dämpfungsschicht 6 unmittelbar auf dem Glas 7 aufliegt. Der Dämpfungsbelag ist in der angegebenen Form sowohl für ein aus der Richtung 8 kommendes Signal als auch für ein aus der entgegengesetzten Richtung 9 kommendes Signal praktisch reflexionsfrei.

Claims (16)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung einer Dämpfungsanordnung im Wege einer fortschreitenden elektrischen Welle, deremdämpfende Wirkung in der Fortpflanzungsrichtung der Welle längs einer Strecke, die größer ist als der vierte Teil eines Wellenzuges, stetig zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert ansteigt und/oder abfällt, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Dämpfungswirkung durch einen Durchmischungs- oder Diffusionsprozeß der verwendeten Materialien hervorgerufen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung eines Spritzverfahrens, bei dem Teilchengröße, Düse und Druck derart bemessen sind, daß die Teilchendichte innerhalb der Spritzwolke nach außen zu nach dem Maxwellschen Verteilungsgesetz abnimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das dämpfende Material ein dünner und/oder flexibler Träger mit niedriger Dielektrizitätskonstante verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger ein Papierband verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Papierband kontinuierlich durch eine Spritzwolke geführt und geeignete Streifen des Papierbandes abgeschnitten werden. ~

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten des Papiers bespritzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Papierband zu einem dreieckigen Streifen geschnitten wird, dessen Mittellinie von der Zone größter Teilchendichte gebildet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Material Kohlenstoff, vorzugsweise in Form von Graphit, verwendet wird.

9- Anwendung einer nach Anspruch 7 und 8 hergestellten Dämpfungsanordnung zur Bedämpfung eines in einem Glasrohr gehalterten wendeiförmigen Wellenleiters, dadurch gekennzeichnet, daß das Papierband um das Glasrohr herumgewickelt wird.

10. Anwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschicht wenigstens auf der zur Glasoberfläche gerichteten Seite des Papiers aufgebracht ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschicht auf den Metallteilen eines Wellenleiters und/oder auf dielektrischen Körpern erzeugt

wird, aus denen der Wellenleiter besteht oder die zur Halterung des Wellenleiters dienen.

12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschicht auf einem Träger erzeugt wird, der keinen Teil eines Wellenleiters bildet oder zur Halterung eines solchen dient.

13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine solche Dämpfungsschicht erzeugt wird, daß in der Richtung, in der die Dämpfung abnehmen soll, die Fläche pro Längeneinheit in der Fortpflanzungsrichtung der Welle kleiner wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite eines Reflektors mit einem dielektrischen Träger der vom Rande zur Mitte hin abnehmenden Dämpfungsschicht versehen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr aufeinander auf dem Träger geschichtete Lagen der Dämpfungsschicht verwendet werden.

16. Verfahren zur Herstellung von Massekernen für Dämpfungsanordnungen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material bzw. das Widerstandsmaterial und das Bindungsmittel nebeneinander fein gepulvert in einer geeigneten Form angeordnet und dann durch einen Schüttelprozeß derart behandelt werden, daß die Berührungszone aus zum Teil miteinander vermischten Stoffen besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 977 237,
107.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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