DE1065039B - Richtungsabhaengige Resonanz-Daempfungsleitung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine richtungsabhängige Resonanz-Dämpfungsleitung, bestehend aus einem Wellenleiter, in welchem Ferrite angeordnet sind und einem quer zur Fortpflanzungsrichtung der elektromagnetischen Welle verlaufenden Magnetfeld.

Derartige Dämpfungsglieder sind bekannt. Sie bestehen aus einem Stück Hohlleitung mit den Eingängen A und B. Fig. 1 zeigt eine solche bekannte Anordnung. Innerhalb eines Hohlleiters 1 ist ein Ferritstreifen 2 angeordnet, der aus Anpassungsgründen an seinen beiden Enden abgeschrägt ist. Quer zur Fortpflanzungsrichtung ζ ist ein Magnetfeld vorgesehen, welches die Feldstärke H₀ hat. Der obere Teil der Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die Leitung, in welcher zwei Ferritstreifen angeordnet sind.

Diese so ausgebildete Leitung hat die Eigenschaft, daß beim Übergang der elektromagnetischen Wellen von A nach B diese eine wesentlich höhere Dämpfung (Absorption) erfahren als in umgekehrter Richtung von B nach A.

Ferner ist bereits eine Einwegleitung vorgeschlagen worden, bei der im Hohlleiter ein Ferritkörper angeordnet ist, der durch einen Magneten außerhalb des Hohlleiters beeinflußt wird. Dieser Magnet ist in eine Mehrzahl von geneigten Oberflächen unterteilt, so daß jeder Abschnitt der Polstücke mit einer bestimmten Neigung des Polschuhes in bezug auf den Ferritkörper einen keilförmigen Luftspalt bildet. Hierbei ändert sich die Neigung der Polstücke längs der Anordnung wenigstens einmal.

Der richtungsabhängige Dämpfungseffekt beruht physikalisch darauf, daß einerseits die im Ferrit vorhandenen Elektronen sich infolge ihres magnetischen Momentes im Ruhezustand in Richtung des äußeren Magnetfeldes stellen, bei Anregung senkrecht zu dieser Ruhestellung aber wegen ihrer Rotation (Spin) um die Richtung von H₀ zu präzedieren beginnen, andererseits die magnetischen Komponenten der H₁₀-Welle in der xs-Ebene beim Fortschreiten ein elliptisch oder zirkulär polarisiertes Feld bilden. Wegen der geringen Leitfähigkeit der Ferrite kann die Welle in diese eindringen, und es erfolgt eine Wechselwirkung zwischen der Präzessionsbewegung der Elektronen und den zirkulär polarisierten elektromagnetischen Feldern dergestalt, daß eine Aufschaukelung der Präzisionsamplitude erfolgen kann, bis im Falle der Resonanz infolge der inneren Reibung ein großer Teil der Energie der elektromagnetischen Welle in Wärme übergeht.

Die Präzessionsfrequenz der Elektronen um die Richtung des äußeren Feldes wird außer von Naturkonstanten und Materialkonstanten lediglich von der Stärke H₀ des äußeren Magnetfeldes bestimmt. Stellt man die magnetische Feldstärke H₀ so ein, daß die Präzessionsfrequenz und -richtung der Elektronen mit

Richtungsabhängige
Resonanz-Dämpfungsleitung

Anmelder:
Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dipl.-Phys. Rudolf Steinhart, Backnang (Württ]
ist als Erfinder genannt worden

der Rotationsfrequenz und Richtung des zirkulär polarisierten magnetischen Feldes der H₁₀-Welle übereinstimmt, so erfolgt die erwähnte Resonanzabsorption, die man durch Regeln des äußeren Magnetfeldes H₀ in ziemlich weiten Grenzen auf jede beliebige Frequenz legen kann.

Sofern das Hohlrohr unsymmetrisch mit Ferrit belastet ist, resultiert aus der Wechselwirkung zwischen der elektromagnetischen Welle und der Elektronenpräzession das richtungsabhängige Verhalten, da bei Umkehr der Fortpflanzungsrichtung der Welle im Hohlrohr sich zwar der Drehsinn der magnetischen Vektoren der H₁₀-Welle ändert, nicht aber der Drehsinn der Präzessionsbewegung, denn dieser hängt nur vom äußeren Magnetfeld H₀ ab. Ist das Hohlrohr jedoch symmetrisch belastet, so machen die beschriebenen Eigenschaften den Bau eines reziproken Dämpfungsgliedes möglich.

Da die Absorption der elektromagnetischen Welle auf einem Resonanzeffekt beruht, ist sie demzufolge frequenzabhängig. In der Praxis ist jedoch häufig für ein bestimmtes Frequenzgebiet ein weitgehend frequenzunabhängiges Verhalten erwünscht.

Die Erfindung ermöglicht nun trotz dieses frequenzabhängigen Verhaltens die Herstellung einer breitbandigen Dämpfungsleitung. Wie erwähnt, wird nämlich die Präzessionsfrequenz der Elektronen vom äußeren Magnetfeld H₀ gesteuert, und zwar erzeugt das äußere Magnetfeld an jeder Stelle im Ferrit ein bestimmtes inneres Magnetfeld H_ii welches dann direkt die Präzessionsfrequenz festlegt. Eine lineare Änderung dieses inneren Magnetfeldes längs des Ferritkörpers über die gesamte Längsausdehnung des Ferritstückes hinweg ist nun für die Breitbandigkeit einer solchen Anordnung von entscheidender Bedeutung.

Bei einer richtungsabhängigen Resonanz-Dämpfungsleitung mit einem quer zur Fortpflanzungsrich-

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Claims (3)

tung der elektromagnetischen Wellen verlaufenden Magnetfeld und einem in der Leitung angebrachten Ferritstück, bei der oberhalb und unterhalb der Leitung je ein Polschuh so angeordnet ist, daß zwischen Ferritstück und Polschuh ein keilförmiger Luftspalt entsteht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Breite des Luftspaltes längs des Ferritstückes so auszubilden, daß er sich über die gesamte Längsausdehnung dieses Ferritstückes hinweg linear ändert. Während die bekannten richtungsabhängigen Dämpfungsglieder häufig Bandbreiten von etwa 50 MHz im Gebiet von 4 Gigahertz aufweisen, gelingt es durch die Erfindung, die Bandbreite auf über 400 MHz zu steigern. Dies rührt daher, daß durch das sich in Fortpflanzungsrichtung ändernde Magnetfeld von Ort zu Ort die Resonanzfrequenz quasi eine andere ist, so daß dadurch der die Frequenzabhängigkeit bestimmende Resonanzeffekt verbreitert wird. Die Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele einer richtungsabhängigen Dämpfungsleitung gemäß der Erfindung. Wie in Fig. 1 befindet sich innerhalb der Hohlleitung 1 ein Ferritstreifen 2, der wieder von einem quer zur Fortpflanzungsrichtung der elektromagnetischen Wellen verlaufenden Magnetfeld H0 durchsetzt ist. Oberhalb und unterhalb des Hohlleiters befinden sich zwei Polschuhe 3 und 4, die nicht parallel zum Hohlrohr verlaufen, sondern leicht gegen dieses geneigt sind, so daß der Luftspalt zwischen den Polschuhen und dem Ferritstreifen von A nach B linear kleiner wird. Hierdurch wächst von A nach B die Feldstärke innerhalb des Ferritstreifens. Durch diese keilförmige Ausbildung des Luftspaltes zwischen den Polschuhen und den Ferritstreifen ergibt sich gemäß der oben festgestellten Proportionalität zwischen der Präzessionsfrequenz und dem inneren Magnetfeld eine Verbreiterung der Resonanzlinie, so daß man bei geeigneter Gestaltung der Luftspalte im gewünschten Frequenzband eine weitgehende Frequenzunabhängigkeit erreicht. Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 3. Hier verlaufen die Polschuhe Z1 4 des Magneten parallel zum Hohlrohr, wogegen aber die Breite des Ferritstreifens 2 in der Z-Richtung linear zunimmt. Durch diese Ausbildung des Ferritstreifens ändert sich auch der Luftspalt zwischen Ferrit und Magnet. Zusätzlich bedeutet aber die Änderung der geometrischen Abmessungen des Ferritstreifens, insbesondere seiner Höhe, einer Änderung der Demagnetisierungsfaktoren, und das bedeutet ebenfalls eine Änderung der inneren magnetischen Felder. Auch hier entsteht durch eine geeignete Variation der Höhe des Ferritstreifens und der Einstellung der magnetischen FeldstarkeJi0 eine Verbreiterung der Resonanzlinie im Sinne der Erfindung. Patentansprüche:

1. Richtungsabhängige Resonanz-Dämpfungsleitung mit einem quer zur Fortpflanzungsrichtung der elektromagnetischen Wellen verlaufenden Magnetfeld und einem in der Leitung angebrachten Ferritstück, bei der oberhalb und unterhalb der Leitung je ein Polschuh so angeordnet ist, daß zwischen Ferritstück und Polschuh ein keilförmiger Luftspalt entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite des Luftspaltes längs des Ferritstückes über die gesamte Längsausdehnung des Ferritstückes hinweg linear ändert.

2. Richtungsabhängige Dämpfungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der keilförmige Luftspalt durch Polschuhe erzeugt wird, die zur Längsachse des Hohlrohres geneigt sind.

3. Richtungsabhängige Dämpfungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Polschuhen (3,4) angeordnete Ferritstreifen keilförmig ausgebildet ist.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 029 434.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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