DE1018118B

DE1018118B - Waveguide with a magnetizable part that rotates the plane of polarization

Info

Publication number: DE1018118B
Application number: DES47912A
Authority: DE
Inventors: Dr Joseph Frey
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1956-03-12
Filing date: 1956-03-12
Publication date: 1957-10-24
Also published as: GB849976A; FR1167135A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hohlleitung mit magnetisierbarer^ die Polarisationsebene der durch die Hohlleitung laufenden Welle drehendem Teil, das insbesonder aus Ferrit besteht. Derartige Anordnungen sind bereits an sich bekannt und werden vor allem in der dm- und cm-Technik für »Unilines« (Richtungsleitungen), auch »Isolatoren« genannt, Modulatoren, Gyratorenu.dgl. angewendet. Ihre Abmessungen hängen jedoch von den Betriebsfrequenzen, für die diese Hohlleiter dienen, ab und nehmen mit abnehmender Frequenz zu. Wenn z. B. die Betriebsfrequenz eine gewisse Größe unterschreitet, z. B. kleiner wird als etwa 3000 bis 4000 MHz, dann werden die Hohlleiter unhandlich groß. Auch die für die Drehung der Polarisationsebene benötigten Ferritteile werden mit abnehmender Frequenz bei gegebener Größe der Polarisationsdrehung immer unhandlicher. Schließlich können Raumresonanzen im Ferritteil die Brauchbarkeit bei diesen Frequenzen in Frage stellen.The invention relates to a hollow pipe with magnetizable ^ the plane of polarization through the hollow pipe running shaft rotating part, which consists in particular of ferrite. Such arrangements are already known per se and are mainly used in dm and cm technology for »unilines« (directional lines), also called »isolators«, modulators, Gyrators and the like applied. However, their dimensions depend on the operating frequencies for which these waveguides serve, decrease and increase with decreasing frequency. If z. B. the operating frequency a certain Size falls short, z. B. is smaller than about 3000 to 4000 MHz, then the waveguides are unwieldy great. The ferrite parts required for rotating the plane of polarization also decrease with decreasing Frequency becomes more and more unwieldy for a given magnitude of the polarization rotation. Finally you can Room resonances in the ferrite part call into question the usefulness at these frequencies.

Die Erfindung geht von der Tatsache aus, daß die Abmessungen eines Hohlleiterkabels bei gegebener Betriebsfrequenz von der Wurzel ]/?·// des Produktes der Dielektrizitätskonstante (ε) und der Permeabilität (μ) des den Querschnitt des Hohlleiters führenden Mediums abhängen und daß ferner die Drehung der Polarisationsebene durch einen gegebenen Ferritteil proportional der Wurzel (]/i) der im Querschnitt pauschal wirksamen Dielektrizitätskonstante (ε) zunimmt. Es ist daher möglich, wie an sich aus der Hohlleitertechnik bekannt, die Abmessung von Hohlleitern zu vermindern, indem der Hohlleiter mit einem Dielektrikum gefüllt wird und die Drehung der Polarisationsebene zu vergrößern, wie ebenfalls an sich bekannt ist, wenn der Leitungsabschnitt, in dem sich das die Polarisationsebene drehende Teil befindet, mit einem Dielektrikum gefüllt ist, dessen Dielektrizitätskonstante größer als 1, insbesondere erheblich größer als 1 ist.The invention is based on the fact that the dimensions of a waveguide cable at a given operating frequency depend on the root] /? Rotation of the plane of polarization through a given ferrite part increases proportionally to the root (] / i) of the dielectric constant (ε) that is effective across the board. It is therefore possible, as known per se from waveguide technology, to reduce the dimensions of waveguides by filling the waveguide with a dielectric and to increase the rotation of the plane of polarization, as is also known per se when the line section in which the part rotating the plane of polarization is filled with a dielectric whose dielectric constant is greater than 1, in particular considerably greater than 1.

Der erfindungsgemäße Hohlleiter mit einem magnetisierbarem, die Polarisationsebene einer durch die Hohlleitung laufenden Welle drehendem Teil, das insbesondere aus Ferrit besteht, und mit einem dieses Teil umgebenden Dielektrikum mit einer Dielektrizitätskonstante größer als 1, ist in technischer Ausnutzung dieses Sachverhalts dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleitung vollständig mit einem flüssigen Dielektrikum gefüllt ist, dessen Dielektrizitätskonstante größer als 1, insbesondere mehrfach größer als 1 ist, und daß das flüssige Dielektrikum zum Abführen entstehender Wärme und/oder zur Einhaltung einer bestimmten Temperatur dient, indem es mittels Zu- und Abläufen über einen Kühler bzw. Thermostaten geführt ist. Es wird hierdurch eine Doppelausnutzung des Dielektrikums erreicht.The waveguide according to the invention with a magnetizable, the plane of polarization of a wave running through the hollow conduit rotating part, in particular consists of ferrite, and with a dielectric surrounding this part with a dielectric constant greater than 1, is characterized in the technical exploitation of this fact by that the hollow line is completely filled with a liquid dielectric whose dielectric constant is greater than 1, in particular several times greater than 1, and that the liquid dielectric for discharging any arising Heat and / or is used to maintain a certain temperature by means of supply and Processes via a cooler or thermostat is performed. This means that it is used twice of the dielectric achieved.

Hohlleiter mit magnetisierbarem,
die Polarisationsebene drehendem TeilWaveguide with magnetizable,
the part rotating the plane of polarization

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Wittelsbacherplatz 2

Dr. Joseph Frey, München,
ist als Erfinder genannt wordenDr. Joseph Frey, Munich,
has been named as the inventor

Als solche Dielektrika kommen z. B. Silikonöle in Frage, die in dem Frequenzgebiet, in dem das Kabel betrieben wird, nur kleine Verluste haben.Such dielectrics come, for. B. silicone oils in question, in the frequency range in which the cable only have small losses.

Statt eines aus gesintertem Ferrit bestehenden und zur Drehung der Polarisationsebene dienenden Teils (»Faraday plate«) kann dieses Teil auch aus Ferritpulver bestehen, das mit oder ohne Bindemittel gepreßt oder gespritzt ist.Instead of a part made of sintered ferrite and used to rotate the plane of polarization ("Faraday plate") this part can also consist of ferrite powder, which is pressed with or without a binding agent or sprayed.

Es empfiehlt sich auch, statt eines solchen Teiles den Leitungsabschnitt mit feinem Ferritpulver zu füllen.It is also advisable to cover the line section with fine ferrite powder instead of such a part to fill.

Vielfach ist es auch erwünscht, den dielektrikumgefüllten und die Polarisation drehenden Leitungsabschnitt zwischen Rechteckhohlleitungen einzuschalten, die ebenfalls mit einem flüssigen Dielektrikum gefüllt sind. In diesem Falle wird vorgeschlagen, entsprechend geformte Zwischenstücke zur Anpassung zu verwenden, wobei außer den veränderten Abmessungen auch noch das Maß der Drehung der Polarisationsebene berücksichtigt werden muß, weil das dielektrikumgefüllte Leitungsstück kreisförmigen Querschnitt hat und die zu beiden Seiten angeschlossenen Rechteckhohlleiter mit ihren Querschnitten entsprechend der Drehung der Polarisationsebene gegeneinander verdreht sein müssen.In many cases it is also desirable to connect the dielectric-filled and polarization-rotating line section between rectangular hollow lines, which are also filled with a liquid dielectric. In this case it is suggested accordingly to use shaped spacers for adaptation, except for the changed dimensions also the degree of rotation of the plane of polarization must be taken into account, because the dielectric-filled Line piece has a circular cross-section and the rectangular waveguide connected on both sides with their cross-sections rotated against each other in accordance with the rotation of the plane of polarization must be.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den in der Zeichnung gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispielen hervor.Further details of the invention can be found in the description and the preferred ones shown in the drawing Embodiments emerge.

In der Fig. 1 ist ein Hohlleiterabschnitt 1 einer Hohlleitung gezeigt. Diese Leitung besitzt kreisförmigen Querschnitt. Die die Polarisationsebene drehenden Ferritteile 2 mit dem zwischen ihnen liegenden Permanentmagneten 2' sind koaxial in diesem Leitungsabschnitt angeordnet. Zur Verringerung der Abmes- In Fig. 1, a waveguide section 1 of a hollow line is shown. This line has circular Cross-section. The ferrite parts 2 rotating the plane of polarization with the permanent magnet located between them 2 'are arranged coaxially in this line section. To reduce the dimensions

7091757/2327091757/232

sungen dieser Leitungen und der Teile 2, 2' bzw. zur Herabsetzung der Frequenzen, mit denen die Hohlleitung betrieben werden kann, ist die Leitung 1 mit dem flüssigen Dielektrikum 3 gefüllt, wie das durch die Schraffierung in Fig. 1 angedeutet ist. Bei Ver-Wendung z. B. von Silikonölen ist die Hohlleitung 6, wie aus Fig. 2 ersichtlich, z. B. durch Glimmerscheiben 4 abgeschlossen.Solutions of these lines and the parts 2, 2 ' or to reduce the frequencies with which the hollow line can be operated, the line 1 is filled with the liquid dielectric 3, as indicated by the hatching in FIG. When using z. B. of silicone oils is the hollow line 6, as can be seen from Fig. 2, z. B. completed by 4 mica washers.

In dem Beispiel der Fig. 2 ist der Abschnitt 1 mittels der Anpassungsstücke 5 in die Hohlleitung 6 eingeschaltet. Die Leitungen 6 können ebenso wie das Leitungsteil 1 kreisförmigen Querschnitt besitzen. In ihnen können auch die Absorber 9 untergebracht sein, die die unerwünschte Energie beim Isolatorbetrieb aufzehren. Bei der Verwendung von polarisierten Hohlraumwellen bedient man sich jedoch fast ausschließlich rechteckiger Hohlleiter Q, wobei die Polarisationsebene der Hohlwellen mit den Achsen des Querschnitts der Hohlleiter 6 zusammenfällt. Die Querschnitte der beiden Hohlleiter 6 müssen also entsprechend der Drehung der Polarisationsebene, die die Hohlwelle in den Leitungsabschnitt 1 erfährt, gegeneinander verdreht sein. Aus diesem Grunde ist in der Fig. 2 das rechts dargestellte Anpassungsstück 5 bei 51 unterbrochen gezeichnet und der rechts dargestellte Hohlleiter 6 wieder in die Zeichnungsebene gedreht dargestellt.In the example in FIG. 2, the section 1 is switched into the hollow conduit 6 by means of the adapter pieces 5. The lines 6, like the line part 1, can have a circular cross section. The absorbers 9, which consume the unwanted energy during operation of the isolator, can also be accommodated in them. When using polarized cavity waves, however, rectangular waveguides Q are used almost exclusively, the plane of polarization of the hollow waves coinciding with the axes of the cross section of the waveguides 6. The cross-sections of the two waveguides 6 must therefore be rotated relative to one another in accordance with the rotation of the plane of polarization that the hollow shaft experiences in the line section 1. For this reason, the adapter 5 shown on the right is shown interrupted at 51 in FIG. 2 and the waveguide 6 shown on the right is shown rotated again in the plane of the drawing.

Die Anregung der Hohlraumwelle bzw. ihre Auskopplung erfolgt in an sich bekannter Weise mittels der in die Rechteck-Hohlleiter 6 hineinragenden Mittelleiterteile 71, 81 der koaxialen Kabel 7 bzw. 8. Außer dem Rohrl sind auch die Anpassungsstücke5,6 und die Rechteckleiter 6 mit dem flüssigen Dielektrikum 3 gefüllt. Für das Dielektrikum sind Zu- und Abflußrohre 10,11 vorgesehen, die gegen das Eindringen von HF-Energie abgeschlossen sind. Sie lassen jedoch das flüssige Dielektrikum durchströmen und gestatten hierdurch die Verlustwärme abzuführen und die Einrichtung gegebenenfalls zu kühlen.The cavity wave is excited or decoupled in a manner known per se by means of of the central conductor parts 71, 81 of the coaxial cables 7 and 8 protruding into the rectangular waveguide 6. In addition to the pipe there are also the adapters5,6 and the rectangular conductors 6 are filled with the liquid dielectric 3. For the dielectric are supply and Drain pipes 10, 11 are provided to prevent the ingress of RF energy. However, they allow the liquid dielectric to flow through and thereby allow the dissipated heat to be dissipated and, if necessary, to cool the device.

Claims

Patent claims:

1. Waveguide with magnetizable, the polarization plane of a running through the waveguide Shaft rotating part, which consists in particular of ferrite, and with a surrounding this part Dielectric with a dielectric constant greater than 1, characterized in that the Hollow line is completely filled with a liquid dielectric (3) whose dielectric constant is greater than 1, in particular several times greater than 1, and that the liquid dielectric (3) to dissipate the heat generated and / or to maintain a certain temperature serves by being guided via a cooler or thermostat by means of inlets and outlets (10, 11).

2. Line according to claim 1, characterized in that the rotating plane of polarization magnetizable part (2) made of ferrite pressed with or without a binder or from an injection-molded one Ferrite part consists.

3. Line according to claim 1 or 2, characterized in that that the line section (1), in which the plane of polarization rotating magnetizable Part is located, has a circular cross-section and that this line section via intermediate pieces (5) to hollow lines (6) rectangular cross-section is connected.

4. Line according to claim 3, characterized in that the rectangular waveguide (6) has a Adapter (5) connected to the line section (1) rotating the plane of polarization and is also connected to a coaxial line piece (7 or 8).

Considered publications:
Swiss Patent No. 309 358;
French Patent No. 1,073,490;
"The Bell System Technical Journal," January 1955,. 31 to 32.

1 sheet of drawings