NO155284B - To- eller flerkomponentpakning. - Google Patents

Description

nevnte type i hvilken overforingen av energi kan utfores uten vesentlige tap og uten å påvirke tilpasningsforholdene mellom inngangs- og utgangsenergi. Et ytterligere formål er å tilveiebringe nye og forbedrede koblings- eller overforingsledd for mikrobolge-energi, for variasjon av energifordelingen mellom flere (f.eks. utgangs-) tilkoblingsklemmer, mens det under slike variasjoner opprettholdes tilpasning mellom inngang og utgang. Overforingsanordninger ifolge oppfinnelsen vil kunne brukes

for et stort antall formål og kan inngå i mange forskjellige typer av mikrobolgeutstyr, f.eks. effektdelere, progressivt variable brytere, sykliske mateanordninger, avtastere (scanners) for radarantenner og lignende.

Dette oppnås ifolge oppfinnelsen ved at sondene er anbragt

på lik avstand fra den energireflekterende endevegg og at avstanden mellom sondene i hver gruppe er i hovedsaken lik bredden av den sidevegg som sondene står perpendikulært på dividert med antall sonder i den respektive gruppe, idet denne avstand er således valgt at en felles forskyvning av sondene parallelt med endeveggen ikke i vesentlig grad påvirker energirefleksjonskoeffisienten for den reflekterende endevegg.

I illustrerende men ikke begrensende oyemed skal det nu beskrives eksempelvise utforelsesformer ifolge oppfinnelsen under henvisning til tegningene hvorpå:

Alle figurer er skjematiske, og like referansenummer er brukt overalt for å betegne deler som tilsvarer hverandre.

I fig. 1 og 2 er vist en rektangulær bolgeleder 1 med en inngangsende 4 som kan kobles til en hvilken som helst egnet energi-kilde, f.eks. en (ikke vist) koaksiallinje, og en tett, eller kortsluttet energireflekterende endevegg 5. Den energi som påtrykkes bølgelederens inngangsende 4, skal overfores til et par lignende belastninger for grunnmodusen av energien som forplan-tes gjennom lederen. For dette formål benyttes ifolge oppfinnelsen et par koblingssonder 2.^ og 22 som rager inn i bolgelederen gjennom en sidevegg i denne i koaksialledere 3^ og 32,

og hvis ytre ender er koblet til de (ikke viste) respektive belastninger. Sondene er montert i et felles transversalplan P

i bolgelederen, dvs. i samme avstand y fra lederens energi-ref lekterende endevegg 5, og de er identiske.

I samsvar med den erfaring på hvilken oppfinnelsen i stor utstrek-ning er basert, er det mulig å anordne et antall på to eller flere sonder i en bolgeleder på en slik måte at energioverføring-en mellom bolgelederen og sondene vil foregå på en nesten fullstendig måte, dvs. at energien i bolgelederen i det vesentlige vil tilsvare den samlede energi i sondene, og videre på slik måte at energitilpasningsforholdene mellom inngang og utgang ikke påvirkes av variasjoner i sondeparets posisjon i bølge-lederens tverrsnitt, eller av frekvensvariasjoner innenfor arbeidsområdet.

Spesielt er det når det brukes to sonder slik som vist i fig.

1 og 2, funnet at hvis sondenes 2^ og 2^ avstand fra hverandre er a/2, hvor a er bredden av bolgelederens endevegg, er impe-danstilpasningen uavhengig av plasseringen av sondeparet 2^ og 2^ i planet P. Hvis med andre ord sondeparet forskyves i bolge-ledertverrsnittet slik at den i figurene angitte avstand x varieres (vilkårlig), vil under forutsetning av at den innbyrdes avstand mellom sondene holdes konstant lik a/2, refleksjons-koeffisienten for energien, målt ved bolgelederens inngang 4, også forbli konstant. Virkningen er reversibel slik at enten kan bolgelederen brukes som energi-inngang og de to sonder som utgangene, eller sondene kan brukes som to innganger og bolgelederen som utgang.

Hvis avstanden y mellom sondenes felles plan P og den energi-ref lekterende endevegg 5 velges slik at den passer til bolge-ledersystemets ovrige relevante data og inngangs- og utgangs-kretsene derved er tilpasset for en hvilken som helst verdi av avstanden x (dvs. for en hvilken som helst stilling avsondeparet i transversalplanet P), vil folgelig tilpasningen opprettholdes for alle verdier av X (for alle stillinger av sondeparet i planet P), forutsatt at sondenes innbyrdes avstand holdes lik a/2..

Man har også funnet at ved tilpasning i systemet fordeles den energi som påtrykkes bolgelederens inngang 4, fullstendig mellom de to belastninger. Fordelingen av energien mellom de to sonder avhenger selvsagt av stillingen av sondeparet i bolgelederen,

dvs. av verdien av x. De komponenter av utgangsenergien som fordeles gjennom de respektive sonder 2^ og 22 til de to belastninger er gitt av folgende ligninger, uttrykt ved avstandene x og a:

hvor PQ er den effekt som tilfores inngangen 4, og P.. og P2

er de effektkomponenter som opptrer ved henholdsvis sondene 2^ og 22 og gjennom disse påtrykkes de respektive belastninger. Ved kombinasjon av de to ligninger (1) fremgår det uten videre at pi + P2 = Po' hvilket viser at fordelingen av inngangsenergien mellom de to sonder og de tilkoblede belastninger er fullstendig, efter som den totale utgangsenergi er lik inngangsenergien.

De nettopp beskrevne egenskaper muliggjor konstruksjon av nye og fordelaktige koblingsledd og vendere for bolgeledere og annet mikrobolgeutstyr hvor energi skal overfores fra en forste tilkoblingsklemme til flere enn én andre tilkoblingsklemmer eller omvendt.

Således viser fig. 3 og 4 en anordning for variabel mikrobolge-effektdeling omfattende en rektangulær bolgelederdel 1 med en tykk bunnvegg 6 som er utformet med en transversal slisse 7'. En strimmel 7 som bæres av ikke viste midler, kan forskyves i slissen og er forsynt med et par sonder 2^ og 2^ som rager inn i bolgelederen. Sondene er forlenget gjennom respektive koaksialledere 3Q og 3^ som er fort ut gjennom passende åpninger i strimmelen 7 og utvendig er forbundet med ikke viste belast-ningskretser. Fortrinnsvis anordnes sideslisser 8^ og 82 som står i forbindelse med slissen 7' og danner feller for reduksjon av energilekkasje. Når strimmelen 7 forskyves i slissen, varieres forholdet mellom de energimengder som tilfores sondene 2^ og 22 og disses ledere 3Q og 3^ kontinuerlig i samsvar med ligningene (1). Under en slik vilkårlig forskyvning forblir tilpasningsforholdet for energioverfbringen upåvirket samtidig . som amplitude- og faseforholdene forblir uforandret. Oppfinnelsen er ikke begrenset til mikrobolge-koblingsledd i hvilke energien overfores mellom en bolgeleder og bare to linjer. Antallet slike linjer kan være stbrre enn to, for eksempel n, og i dette tilfelle må ifolge oppfinnelsen avstanden mellom de n sonder fortrinnsvis gjores lik a/n (hvor a som for er bolgelederens bredde) for at tilpasningsforholdene mellom inngangen og utgangene skal forbli upåvirket av sondenes stilling i bolgelederens tverrsnitt. Fig. 5 viser et slikt mikro-bolgekoblingsledd ifolge oppfinnelsen i hvilket det er anordnet fem sonder 2^ til 2^ innenfor den rektangulære leder 1, med innbyrdes sondeavstand lik a/5 hvor a er bolgelederens bredde. Hver enkelt sonde kan anordnes hovedsakelig som beskrevet under henvisning til fig. 1 og 2.

I det generelle tilfelle hvor det er anordnet n sonder med avstand a/n, er energifordelingen mellom sondene gitt av folgende uttrykk for den utgangseffekt P i som tilfores den i-te sonde, hvor i kan være et helt tall fra og med 1 til og med n: med

Mens i samsvar med oppfinnelsens grunnsetning avstanden mellom sondene vanligvis skal være uniform, kan i visse tilfeller denne uniforme avstand anordnes mellom sondene i hver av flere adskilte grupper av sonder anordnet i bolgelederen, men med ikke-uniforme avstander mellom de forskjellige grupper. Denne mulighet er eksempelvis vist i fig. 6, hvor det er vist to grupper av sonder. Således er sondene 2^ og 2^ i den forste av de to grupper anordnet med en innbyrdes avstand a/2, og sondene 22 og 2^ i den annen av de to grupper er også anordnet med en innbyrdes avstans a/2. Imidlertid er sondene 2^ og 22 anordnet med en innbyrdes avstand forskjellig fra a/2, hvilket også er tilfelle for sondene 2^ og 2^. Den resulterende effektfor-deling mellom de forskjellige sonder blir da noe mer kompli-sert enn i de foregående tilfeller, men kan imidlertid lett bestemmes.

Fig. 7 og 8 viser det faktum at anordningen av sondene i bolgelederen kan anta forskjellige former forutsatt at prinsippet vedrorende avstanden mellom sondene benyttes. Således er i fig. 7 de to viste sonder 2^ og 2^ innfort gjennom motsatte sidevegger i den rektangulære bolgeleder. Forovrig ligner anordningen den i fig. 1 viste. I fig. 8 er de to sondenes ^1°^ ^2 ene en^e festet i bolgelederens ene sidevegg.

I et mikrobolge-koblingsledd ifolge oppfinnelsen behdver bolgelederens tverrsnitt ikke nødvendigvis å være rektangulært. Andre tverrsnittformer kan brukes forutsatt at formen er slik at den tillater en uniform fordeling av sondene i bolgelederen på slik måte at avstanden mellom sondene tilsvarer et under-multippel av en dimensjon av bolgelederen.

Det generelle forhold som ligger til grunn for oppfinnelsen, kan således beskrives ved:

hvor e er den innbyrdes avstand mellom sondene i hver gruppe,

a den relevante bolgelederdimensjon og n antallet sonder. Dette gjelder også for det tilfelle da avstandene e og a er vinkel - istedenfor lineære storrelser. Dette er vist i fig. 9 som viser en bolgeleder 1 forsynt med to konsentriske delsylindriske motsatte sidevegger 10 og 11 avsluttet av to radiale sidevegger 12 og 13. Det er her vist to sonder 2^^ og 22 som står radialt i forhold til de buede sidevegger 10 og 11. Vinkelavstanden mellom sondene er halvdelen av vinkelavstanden ot mellom de radiale sidevegger 12 og 13.

En annen variant er vist i fig. 10, som i planet viser en bolgeleder med divergerende sidevegger 14 og 15 og en buet kort-slutningsendevegg av hovedsakelig sylindrisk form og som er koaksial med skjæringslinjen for de divergerende sidevegger 14 og 15. I dette tilfelle er sondene, som f.eks. 2^ og 2^ (som bare er vist i et antall av to, men som om bnskes kan anordnes i et hvilket som helst stbrre antall enn to), montert på en felles sylinderflate som er koaksial med den buede endevegg 16, idet sondenes vinkelavstand fremdeles tilsvarer halvparten av den vinkel som dannes av sideveggene 14 og 15.

En modifikasjon av den siste variant er vist i fig. 11 og 12, som viser en rektangulær bolgeleder 1 forsynt med flere sonder 2^, 22 og 2^ montert i bolgelederen på generatrisene for en felles sylinderflate som i fig. 10. I dette tilfelle er imidlertid sideveggene 17 og 18 som er parallelle med sondenes felles retning, ikke divergerende som i fig. 10, men parallelle. Erfaring har vist at et således konstruert koblingssystem vil arbeide tilfredsstillende forutsatt at den kortsluttende vegg 5 som tetter bolgelederens reflekterende ende, er en omdrei-ningsoverflate koaksial med senteraksen C for de sylinderflater langs hvilke sondene 2^, 2^ ... er montert, slik som vist i fig. 12. Fortrinnsvis bor også den reflekterende vegg 5 pro-fileres på en måte som generelt vist i fig. 11, hvor det sees at profilen av veggens 5 endeflate er forsynt med fremspring og innsnitt og omfatter et fremspring nær den frie ende av sondene 2 i bolgelederen, og et innsnitt nær nedre del av sondene.

Den noyaktige profil bestemmes ved forsok slik at man oppnår en tilfredsstillende impedanstilpasning for energioverføring gjennom koblingsleddet over et bredt frekvensbånd.

Fig. 13 viser en utforelsesform ifolge oppfinnelsen i hvilken det variable mikrobolge-koblingsledd brukes som en kontinuerlig variabel effektvender- eller mateanordning. Den i fig. 13 viste anordning ligner vesentlig det i forbindelse med fig. 3 og 4 ovenfor beskrevne koblingsledd, unntatt at den forskyvbare

strimmel 7 er vesentlig forlenget og er forsynt med flere sonder

2 som rager ut fra denne med innbyrdes uniforme avstander lik

halvdelen av bredden av bolgelederen 1 over hvilken strimmelen kan forskyves. Efter som strimmelen 7 forskyves over bolgelederen, vil således energioverføringen fra bolgelederen til hvert sondepar 2 (og tilkoblede koaksiallinjer 3 og belastninger) foregå i rekkefolge slik at det tilveiebringes en kontinuerlig variabel eller progressiv venderoperasjon.

En modifikasjon, av en slik variabel venderanordning er i fig. 14 og 15 vist anvendt på en mateanordning for et flerhorns radar-antennesystem. I dette tilfelle er det anordnet en stasjonær sirkelformet strimmel 7 som er forsynt med flere sonder som rager radialt utover fra strimmelen. Sondene 2 rundt den sirkelformede strimmel eller bærestykket 7 er, fortrinnsvis ved hjelp av koaksiallinjer, suksessivt forbundet med horn 20, til 20 i et system med n hornantenner. Antallet n horn i

ln

antennesystemet er lik antallet sonder 2 montert rundt bærestykket 7. Matesystemet omfatter videre et bevegelig fordeler-stykke 25 i form av en bolgelederseksjon av transversal form i likhet med den som er beskrevet i forbindelse med fig. 9. Vinkelutstrekningen av bolgelederens 21 buede vegg 10 er i dette eksempel valgt lik fire ganger vinkelavstanden mellom tilstøt-ende radiale sonder 2 rundt det sirkelformede bærestykke 7.

Når fordelerstykket 25 dreies rundt det sirkelformede stykket 7 om periferiens sentrum, overfores energi fra en ikke vist inngang på fordelerstykket 25 til en gruppe på fire suksessive antennehorn 20, slik at alle fire horn i gruppen samtidig tilfores inngangsenergi. Kurven 22 i fig. 15 viser den måte på hvilken inngangsenergien fordeles blandt de fire horn i den gruppe som mates til enhver tid. Eftersom fordeleren 25 dreies kontinuerlig rundt rammen 7, vil energifordelingskurven bevege seg frem og tilbake i det viste koordinatsystem, hvilket således representerer en hurtig avtastningsvirkning.

Skjont det er åpenbart at oppfinnelsen muliggjor et stort antall nyttige anvendelser i hvilke hele systemet med to eller flere sonder som helhet gjores forskyvbart i forhold til bolgelederen, slik som i de utformninger av oppfinnelsen som spesielt er vist i fig. 3-4, fig. 11 - 12, fig. 13 og fig. 14 - 15, skal det understrekes at i visse utforelsesformer ifolge oppfinnelsen behover det ikke å foretas noen relativ forskyvning mellom sondesystemet og bolgelederen, dvs. som eksempelvis vist i fig.

1 - 2, og i hver av figurene 5-10. Oppfinnelsen i denne sta-tiske utforelse kan for eksempel brukes til å konstruere en effektdeler, f.eks. for måleformål. En slik anordning kan i det vesentlige være lik den i fig. 1-2 viste oppbygning, idet den tilknyttes en mikrobolge-effektgenerator som tilforer en

effekt PQ til bolgelederens inngang 4, f.eks. gjennom en koaksiallinje. Med utgangseffekten fordelt til de to like belastninger forbundet med koaksiallinjene 3^ og 32 i samsvar med ovenfor anfbrte ligninger (1), vil det fremgå at forholdet mellom de to utgangseffektverdier er

Denne ligning viser at effektfordelingen bare avhenger av

systemets geometri og ikke av frekvensen eller andre faktorer.

Claims (15)

1. Anordning for overforing av mikrobblgeenergi mellom en forste tilkoblingsklemme og en eller flere grupper hver av minst to andre klemmer, hvilken anordning omfatter en bolge-

leder (1) med en lukket, energireflekterende ende-vegg (5) og sidevegger, koblingsorgan for kobling av den forste klemme til den ende (4) av bolgelederen som er motsatt den energireflekterende endevegg, samt energioverfbringssonder (2^ og 2^) hvis antall tilsvarer antallet av nevnte andre klemmer, hvilke sonder rager inn i bolgelederen perpendikulært på en av dens sidevegger, karakterisert ved at sondene (2^, 22) er anbragt på lik avstand fra den energireflekterende endevegg (5) og at avstanden mellom sondene i hver gruppe er i hovedsaken lik bredden av den sidevegg som sondene står perpendikulært på dividert med antall sonder i den respektive gruppe, idet denne avstand er således valgt at en felles forskyvning a\ r sondene parallelt med endeveggen ikke i vesentlig grad påvirker energirefleksjonskoeffisienten for den reflekterende endevegg.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved en gruppe av to andre tilkoblingsklemmer og to sonder (2^, 22) som har en avstand lik den halve nevnte bredde av sideveggen.

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at bolgelederen er rektangulær.

4. Anordning som angitt i noen av kravene 1-2, karakterisert ved at den reflekterende endevegg (fig. 11 og 12) er delsylindrisk, og at sondene (2^, 2^, 2^ ligger i det vesentlige på generatrisen for en delsylindrisk flate parallell med den reflekterende endevegg (5), idet den innbyrdes vinkelavstand mellom sondene i hver gruppe tilsvarer endeveggens vinkelbue dividert med antall sonder i den respektive gruppe.

5. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at bolgelederens sidevegger (fig. 10) utgjor deler av radiale plan for delsylinderflåtene.

6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at den delsylindriske reflekterende ende-vegg har en takket profil nær sondene (fig. 11).

7. Anordning som angitt i noen av kravene 1, 2 eller 4-6, karakterisert ved at to motsatte sidevegger (fig. 9) har form av koaksiale delsylindriske flater (10, 11) og de to resterende motsatte sidevegger (12, 13) er plane og står perpendikulært på de delsylindriske flater, idet sondene forloper i radial retning i forhold til disse flater og sondene i hver gruppe har en innbyrdes vinkelavstand til-svarende vinkelbuen for de delsylindriske flater dividert med antall sonder i den respektive gruppe.

8. Anordning som angitt i noen av kravene 1 - 7, karakterisert ved at den omfatter midler for forskyvning av sondene i forhold til bolgelederen, idet sondene forblir i lik avstand fra den energireflekterende ende-vegg.

9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at sondene er montert på et felles bærestykke (7) anordnet for forskyvning i forhold til bolgelederen.

10. Anordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at det på bærestykket (7) er anbragt sonder som strekker seg over en lengde av dette som er vesentlig storre enn nevnte bredde eller vinkelbue, idet alle sondene er forbundet med de respektive tilkoblingsklemmer for et avtastingssystem, hvorved den relative forskyvning av bærestykket vil bevirke en forskyvning av energioverforingsvirk-ningen mellom påfolgende grupper av nevnte andre tilkoblingsklemmer .

11. Anordning som angitt i krav 10, karakterisert ved at bærestykket (7) er rett og forskyves parallelt med den sidevegg som står perpendikulært på sondene.

12. Anordning som angitt i krav 10 og krav 7, karakterisert ved at bærestykket (7) er et stasjonært sirkelformet stykke (fig. 14) og at bolgelederen (25) er drei-bar om det sirkelformede stykkets sentrum.

13. Anordning som angitt i krav 12, karakterisert ved at forste tilkoblingsklemme er forbundet med en radarenergikilde og at nevnte andre tilkoblingsklemmer i avtastingssystemet er forbundet med et system av antenne-elementer for mating av effekt til disse ifolge et syklisk av-tastingsmonster.

14. Anordning som angitt i kravene 1-10, karakterisert ved at nevnte forste tilkoblingsklemme er en inngangsklemme, de andre tilkoblingsklemmer er utgangs-klemmer, idet anordningen utgjor en effektdeler.

15. Anordning som angitt i noen av kravene 1-13, karakterisert ved at avstanden fra hver av sondene til den energireflekterende endevegg velges slik at man får en energitilpasning mellom forste klemme og nevnte sett andre klemmer.