EP0014832A1 - Über die Hohlleiterbreitseite geknicktes Rechteckhohlleiter-Winkelstück - Google Patents
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- EP0014832A1 EP0014832A1 EP80100137A EP80100137A EP0014832A1 EP 0014832 A1 EP0014832 A1 EP 0014832A1 EP 80100137 A EP80100137 A EP 80100137A EP 80100137 A EP80100137 A EP 80100137A EP 0014832 A1 EP0014832 A1 EP 0014832A1
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/02—Bends; Corners; Twists
- H01P1/022—Bends; Corners; Twists in waveguides of polygonal cross-section
- H01P1/025—Bends; Corners; Twists in waveguides of polygonal cross-section in the E-plane
Definitions
- the invention relates to a rectangular waveguide angle piece (E-angle piece) which is bent over the broad side of the waveguide and has an outer corner symmetrically beveled by a conductive flattening plane.
- Such contra-angles for example from the "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik", by H. Meinke and FW Gundlach, Springer Verlag, 2nd edition, 1962, from pages 401 and 402 are used in various microwave circuits with waveguides.
- angled waveguides compared to comparable low-reflection circular elbows, a compact structure is achieved, especially with waveguide switches of different types, such as crossovers, polarization switches, wave type switches, etc.
- corner flattening 0
- an E-contra-angle represents an inductive interference with respect to a cross-sectional plane lying in the bisector of the kink, which increases very sharply from bottom to top in the frequency range of a rectangular waveguide.
- corner flattening i.e. increasing quotient
- this object is achieved according to the invention in that in the area of the geometric bisector of the kink a parallel to the hollow is arranged on the broadside of the conductor and is arranged between the opposing waveguide narrow sides and has a cylindrical conductive crossbar and that the conductive crossbar has a region which is arranged symmetrically to the center of the rod and whose diameter d Q is enlarged compared to the diameter of the rod sections located outside this region.
- this precompensated E-angle piece in the area of the bisector w of the bend is provided with a conductive, round crossbar 1 which is aligned parallel to the broad waveguide sides and runs between the opposite narrow waveguide sides.
- the crossbar running parallel to the wide rectangular waveguide side a is conductively connected to both narrow waveguide sides and lies with its axis on the bisector of the E-contra-angle at a medium height between the flattening plane 2 and the inner 'broadside bend K of the E-contra-angle.
- the conductive crossbar 1 is provided with a diameter enlargement arranged symmetrically to the center, which can also be formed as an annular collar made of conductive material and pushed onto the crossbar.
- the resulting region 3 of the thickening of the rod has the relative length 1 / a of 0.17 in the exemplary embodiment.
- FIG. 4 shows a measurement curve for the viability factor s obtained in the embodiment according to FIG. 3 as a function of the frequency.
- the E-contra-angle compensated in accordance with the invention has reflection factors in the frequency range 1.1f kH10 f f 1 1.95f kH10 , which are clearly below 1%.
Landscapes
- Waveguides (AREA)
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein über die Hohlleiterbreitseite geknicktes Rechteckhohlleiter-Winkelstück (E-Winkelstück) mit einer durch eine leitende Abflachungsebene symmetrisch abgeschrägten Außenecke.
- Derartige, beispielsweise aus dem "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik", von H. Meinke und F.W. Gundlach, Springer Verlag, 2. Auflage, 1962, aus den Seiten 401 und 402 hervorgehende Winkelstücke finden in diversen Mikrowellenschaltungen mit Hohlleitern Verwendung. Mit abgewinkelten Hohlleitern wird gegenüber vergleichbar reflexionsarmen Kreisbogenkrümmern ein kompakter Aufbau erreicht, insbesonder bei Hohlleiterweichen unterschiedlicher Art wie z.B. bei Frequenzweichen, Polarisationsweichen, Wellentypenweichen usw. Am häufigsten verwendet sind hierbei Hohlleiter mit rechteckigem Querschnitt bei einem Seitenverhältnis- a:b = 2:1. Derartige Hohlleiter sind im relativen Frequenzbereich der maximalen Breite fo:fu=2:1 mit der H10-Welle eindeutig nutzbar. Aus dem einleitend genannten "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik" geht weiterhin hervor, daß die Reflexion eines E-Winkelstücks dadurch reduziert werden kann, daß nach Fig. 1a die Außenecke eines solchen Winkels symmetrisch abgeflacht wird. Für diese Kompensationsmaßnahme gibt es nach Fig. 1b, in der der Welligkeitsfaktor s von E-Winkelstücken gemäß Fig. 1a mit verschieden starken Eckenabflachungen dargestellt ist, ein auch bereits dem vorgenannten Taschenbuch entnehmbares, optimales Kathetenmaß xo (unterste Kurve für xo/a=0,395), mit dem die Reflexion eines E-Winkelstückes in dem üblicherweise genutzten Frequenzbereich eines Hohlleiters von 1,25fkH10 bis 1,9fkH10 unter r=5% bleibt. Nur in Teilfrequenzbändern davon können kleinere Refelxionen erreicht werden; dazu ist das Kathetenmaß gegenüber xo etwas zu ändern, je nach Lage des Teilbandes innerhalb des vollen Hohlleiterbereiches.
- Im einzelnen zeigt Fig. 1b für ein E-Winkelstück mit einem Knickwinkel von 90° bei einem Seitenverhältnis des Rechteckhohlleiters von a:b=2:1 einige ausgewählte Dimensionierungen
- Zur Verringerung des Reflexionsfaktors in einem relativ breiten Frequenzband ist es bereits vorgeschlagen worden, im Bereich der geometrischen Winkelhalbierenden des Knickes einen parallel zu den Hohlleiterbreitseiten ausgerichteten und zwischen den einander gegenüberliegenden fiohlleiterschmalseiten verlaufenden leitenden Querstab anzuordnen und die Abflachungsebene im Bereich ihres Diagonalenschnittpunktes mit in den Hohlleiter-Innenraum hineinragenden leitenden Mitteln, beispielsweise einem Metallzylinder, zu versehen. Ein derart kompensiertes E-Winkelstück ist zwar über ein ganzes Eohlleiterband sehr reflexionsarm; es erfordert jedoch wegen der drei Kompensationsmaßnahmen einen gewissen Herstellungsaufwand.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein E-Winkelstück der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, daß bei noch geringerem konstruktiven Aufwand einen sehr kleinen Reflexionsfaktor in einem relativ breiten Frequenzband gewährleistet ist.
- Ausgehend von einem E-Winkelstück der einleitend erwähnten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß im Bereich der geometrischen Winkelhalbierenden des Knickes ein parallel zu den Hohlleiterbreitseiten ausgerichteter und zwischen den einander gegenüberliegenden Hohlleiterschmalseiten verlaufender, zylindrischer leitender Querstab angeordnet ist und daß der leitende Querstab einen'symmetrisch zur Stabmitte angordneten Bereich aufweist, dessen Durchmesser dQ gegenüber dem Durchmesser der außerhalb dieses Bereiches gelegenen Stababschnitte vergrößert ist.
- Eine weitere konstruktive Vereinfachung, bei der der Bereich der Durchmesservergrößerung des Querstabes entfallen kann, ergibt sich bei einem Rechteck-Hohlleiter-winkelstück mit einem Knickwinkel von 90° und einem Hohlleiterseitenverhältnis .von a:b=2:1, wenn das Verhältnis x/a des Abstandes x der Abflachungskanten von der theoretischen Lage der äußeren Knickkante des nichtabgeschrägten Winkelstücks zur Hohlleiterbreitseite mit wenigstens annähernd 0,352 gewählt ist, wenn ferner der leitende Querstab in mittlerer Höhe zwischen dem Innenknick und der Abflachungsebene angebracht ist und wenn der Durchmesser dQ des Querstabes im Verhältnis zur Hohlleiterschmalseite b mit einem Wert von wenigstens annähernd dQ/b=0,258 bemessen ist.
- Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.
- In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1a ein bereits erläutertes bekanntes E-Winkelstück mit symmetrischer Eckenabflachung
- Fig. 1b den Welligkeitsfaktor s von E-Winkelstücken mit unterschiedlichen Werten x/a der Eckenabflachung
- Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen E-Winkelstücks
- Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel
- Fig. 4 den Reflexionsfaktor einer Anordnung nach Fig. 3.
- Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein auch als E-Winkelstück bezeichnetes, über die Hohlleiterbreitseite a geknicktes Hohlleiter-Winkelstück, dessen Knickwinkel α=90°, dessen Hohlleiter-Seitenverhältnis mit a:b=2:1 gewählt ist und dessen Abflachung durch das Verhältnis x/a des Kathetenmaßes x zur Hohlleiterbreitseite a gegeben ist. Entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre ist dieses vorkompensierte E-Winkelstück im Bereich der Winkelhalbierenden w des Knickes mit einem parallel zu den Hohlleiterbreitseiten ausgerichteten und zwischen den gegenüberliegenden Hohlleiterschmalseiten verlaufenden leitenden, runden Querstab 1 versehen. Der parallel zur breiten Rechceskhohlleiterseite a verlaufende Querstab ist mit beiden schmalen Hohlleiterseiten leitend verbunden und liegt mit seiner Achse auf der Winkelhalbierenden.des E-Winkelstücks in mittlerer Höhe zwischen der Abflachungsebene 2 und dem inneren'Breitseitenknick K des E-Winkelstücks. Für das Verhältnis von Durchmesser dQ des Querstabes 1 zur Hohlleiterschmalseite b ist hierbei ein Wert von dQ/b = 0,275 gewählt. Zur weiteren Kompensation ist der leitende Querstab 1 mit einer symmetrisch zur Mitte angeordneten Durchmesservergrößerung versehen, die hierbei auch als ringförmiger Bund aus leitenden Material ausgebildet und auf den Querstab aufgeschoben sein kann. Der sich hierdurch ergebene Bereich 3 der Stabverdickung hat beim Ausführungsbeispiel die relative Länge 1/a von 0,17.
- Das in Fig. 3 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel ist durch eine besonders bemessene Eckenabflachung von Wert x/a = 0,352 vorkompensiert. Bei einer solchen Bemessung der Eckenabflachung kann der Bereich 3 der Durchmesservergrößerung des leitenden Querstabes 1 dann ganz entfallen, wenn der relative Durchmesser dQ/b des Querstabes mit einem Wert von 0,258 gewählt ist. Da der Querstab in diesem Fall einen konstanten Durchmesser aufweist, ergibt sich eine weitere Verringerung des konstruktiven Aufwandes. Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist von einem Hohlleiterseitenverhältnis von a:b=2:1 ausgegangen. Bei einer hiervon abweichenden Bemessung des Hohlleiterseitenverhältnisses bzw. auch des Knickwinkels α ergeben sich entsprechende einfach zu ermittelnde Werte für x/a und dQ/b,bei denen die Stabverdickung entfällt.
- Fig. 4 zeigt eine Meßkurve für den beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 erzielten Velligkeitsfaktor s in Abhängigkeit von der Frequenz.
- Danach hat das gemäß der Erfindung kompensierte E-Winkelstück, im Frequenzbereech 1.1fkH10 ≤ f ≤ 1,95fkH10 Reflexionsfaktoren, die deutlich unter 1% liegen. Damit kann ein nur durch eine Eckenabflachung xo = 0,395 a kompensiertes E-Winkelstück hinsichtlich des Reflexionsfaktors wenigstens um den Faktor 5 verbessert werden.
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