DE1161329B - Koppelanordnung zur Anpassung von zwei runden, mit ihren Enden aneinanderstossenden Hohlleitern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: HOIp;

H 03 h

Deutsche KL: 21a4-73

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

M 47013 IXd/21 a4
3. November 1960
16. Januar 1964

Die Erfindung befaßt sich mit einer Anordnung zur Anpassung bei der Ankopplung von zwei runden Hohlleitern für die Übertragung von H₀₁-Wellen, welche verschiedene Oberfiächenimpedanzen besitzen. Sie ist insbesondere geeignet zur Verbindung eines normalen Rundhohlleiters mit einem sogenannten flexiblen Hohlleiter. Dieser flexible Hohlleiter kann hierbei aus einer in ein Dielektrikum eingebetteten Metallspirale bestehen oder aus einzelnen, gegeneinander isolierten Metallringen. "Es ist bekannt, Rundhohlleiter herzustellen in Form einer draht- oder bandförmigen Metallspirale, welche in ein Dielektrikum eingebettet ist. Ebenso sind schon Hohlleiter bekannt, welche aus einer Vielzahl von gegeneinander isolierten Metallringen besteht. Diese Hohlleiter können bezüglich ihrer Konstruktion periodisch oder nichtperiodisch aufgebaut sein. Sie sind alle rotationssymmetrisch bezüglich der Hohlleiterachse und zu dem Zweck entwickelt worden, um auf Grund ihrer vorbestimmten Oberflächenimpedanzen die Fortleitung von H₀ „-Wellen zu ermöglichen unter gleichzeitiger Unterdrückung unerwünschter anderer Wellenmoduln.

Diese bekannten Hohlleiter haben sich in der Praxis allgemein bewährt. Will man jedoch einen normalen Rundhohlleiter mit einem sogenannten flexiblen Hohlleiter verbinden, so treten an der Verbindungsstelle unerwünschte Reflexionen und Anregungen anderer Moduln auf. Unter flexiblen Hohlleitern werden hierbei solche Hohlleiter verstanden, welche aus aneinandergereihten Metallringen oder aus in ein Dielektrikum eingebetteten Metallspiralen bestehen, da das Dielektrikum hierbei eine gewisse Elastizität besitzt.

Ferner ist es bei flexiblen Rechteckhohlleitern bereits bekannt, die gewellte mäanderförmige Ausbildung des Hohlleiters zur Anpassung an Flansche u. dgl. so zu ändern, daß die Größe der erwähnten Wellung an der Anschlußseite des Hohlleiters mit abnehmender Größe ausgebildet ist. Der wirksame Durchmesser des Hohlleiters ist bei dieser Anordnung jedoch nicht konstant.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Anordnung der oben erwähnten Art aufzuzeigen, bei welcher die genannten Nachteile vermieden werden.

Bei einer Koppelanordnung zur Anpassung von zwei runden, mit ihren Enden aneinanderstoßenden Hohlleitern, welche zur Übertragung von H₀₁-Wellen Verwendung finden und deren Oberflächenimpedanzen mindestens über den größeren Teil ihrer Länge voneinander verschieden sind, wobei mindestens eines der Hohlleiterenden auf seinem inneren Koppelanordnung zur Anpassung von zwei
runden, mit ihren Enden aneinanderstoßenden
Hohlleitern

Anmelder:

The Marconi Company Limited, London

Vertreter:

Dr .-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,
Hannover, Göttinger Chaussee 76

Als Erfinder benannt:

Ernst Friedrich Schelisch, Great Baddow, Essex, John Alfred Berry, Chelmsford, Essex

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 30. November 1959
Großbritannieai vom 14. Juni 1960 (Nr. 40 477) - -

Umfang mit Vertiefungen versehen ist, deren Einschnittiefe sich längs des Hohlleiters derart fortschreitend ändert, daß ein stufenweiser Übergang der Oberflächenimpedanzen der zu verbindenden Hohlleiterenden erfolgt, wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß diese Vertiefungen derart angebracht sind, daß der wirksame innere Durchmesser des Hohlleiters konstant bleibt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt ein normaler Rundhohlleiter an seinem einen Ende auf der Innenseite Eindrehungen, welche gegen dieses Ende hin zunehmen, um damit die Oberflächenimpedanz dieses Hohlleiters an die Oberflächenimpedanz eines weiteren, hiermit zu verbindenden Hohlleiters anzupassen.

Im einfachsten Falle erreicht man dies dadurch, daß man in den normalen Rundhohlleiter auf der Innenseite ringförmige Vertiefungen anbringt, welche nebeneinander angeordnet sind und in ihrer Tiefe und/oder Breite zunehmen, entweder von einer Vertiefung zur nächstfolgenden oder von einer ganzen Gruppe solcher Vertiefungen zur nächsten Gruppe in Richtung auf das Ende des Hohlleiters hin. Es ist auch möglich, die Vertiefung in Form eines Schraubengewindes zu verwirklichen mit zunehmender Tiefe und/oder Breite. Durch entsprechende Wahl der

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Oberflächenimpedanz am Ende dieses Hohlleiters ist es möglich, eine Anpassung vorzunehmen an die Oberflächenimpedanz eines flexiblen Hohlleiters, welcher mit dem erstgenannten Hohlleiter verbunden werden soll. Dadurch erhält man eine Verbindung zweier Hohlleiter verschiedener Oberflächenimpedanzen, welche auf Grund der erfindungsgemäßen Anordnung nahezu reflexionsfrei miteinander verbunden sind.

Es ist möglich, die Oberflächenimpedanz eines flexiblen Hohlleiters nahe seinem einen Ende zu variieren, so daß auch hiermit eine einwandfreie Verbindung zu einem normalen Rundhohlleiter hergestellt werden kann, ohne daß hierbei Reflexionen oder Modulumwandlungen stattfinden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird dies bei einem flexiblen Hohlleiter, welcher aus einer band- oder drahtförmigen Metallspirale, die in ein Dielektrikum eingebettet ist, besteht, in der Weise verwirklicht, daß am Ende dieses Hohlleiters der Draht- bzw. Bandquerschnitt geändert wird. Der Bandquerschnitt des Drahtes bzw. des Bandes der Metallspirale kann hierbei in Richtung auf das Hohlleiterende zu stetig oder stufenweise verringert werden, um damit die gewünschte Anpassung der verschiedenen Oberflächenimpedanzen zu erzielen.

An Hand der Ausführungsbeispiele soll im Zusammenhang mit den Figuren im folgenden der Erfindungsgedanke näher erläutert werden.

In der F i g. 1 sind zwei Längen 1 und 2 von Hohlleitern dargestellt, welche miteinander verbunden werden sollen an der Berührungsstelle 3, um damit eine durchgehende Hohlleiterverbindung zu erzielen. Die benachbarten Enden der beiden Hohlleiter können hierbei in jeder bekannten Weise zusammengehalten werden. In der F i g. 1 ist dies der Einfachheit halber durch den Teil 4 bewerkstelligt, welcher die beiden Hohlleiterenden umschließt. Der Hohlleiter 2 ist ein Spiralhohlleiter bekannter Bauweise und besteht aus einem runden Metalldraht 2 a, welcher zu einer Spirale bzw. Schraubenlinie aufgewickelt ist und durch eine äußere Schicht 2 b eines synthetischen Materials abgedeckt wird. Der andere Hohlleiter 1 ist ein gewöhnlicher Rundhohlleiter in Form einer Metallröhre. Erfindungsgemäß ist dieser Hohlleiter innen mit Vertiefungen versehen, welche in der Figur mit la bezeichnet sind und dreieckförmigen Querschnitt besitzen. Tiefe und Breite dieses Querschnitts nimmt hierbei zu in Richtung auf die Verbindungsstelle 3. Diese Vertiefungen, deren Querschnitte sich fortlaufend ändern, sind in bekannter Weise dimensioniert, um einen allmählichen Übergang der Oberflächenimpedanz von dem Wert, welchen die Oberflächenimpedanz des Hohlleiters 1 in dem nicht mit Vertiefungen versehenen Teil besitzt, zu erzielen, bis zu dem Wert der Oberflächenimpedanz, welche der Hohlleiter 2 in der Verbindungsebene 3 besitzt. Wie in der Figur dargestellt, sind die Vertiefungen derart angebracht, daß der wirksame innere Durchmesser des Hohlleiters konstant bleibt.

In der F i g. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei ist der Hohlleiter 1 unverändert, während die Querschnitte des in das Dielektrikum 2 b eingebetteten schraubenförmigen Drahtes des Hohlleiters 2 in Richtung auf die Verbindungsebene 3 verkleinert werden. Die Verkleinerung des Querschnitts kann hierbei stetig erfolgen oder stufenförmig vorgenommen werden. Die Dimensionierung erfolgt wieder in der Weise, daß die beiden verschiedenen Oberflächenimpedanzen der zu verbindenden Hohlleiter 1 und 2 möglichst reflexionsfrei aneinander angepaßt werden. Wie in der Figur dargestellt ist, bleibt der wirksame innere Durchmesser des Hohlleiters konstant.

Die Erfindung kann verwendet werden, falls zwei runde Hohlleiter verschiedener Konstruktion und somit verschiedener Oberflächenimpedanzen miteinander verbunden werden sollen, z. B. ein gewöhnlicher Rundhohlleiter mit einem sogenannten Spiralhohlleiter. Als flexibler Hohlleiter kann außerdem ein aus einzelnen Metallringen aufgebauter Hohlleiter oder ein sogenannter Wellrohrhohlleiter verwendet werden.

In der F i g. 3 ist ein solches Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem als flexibler Hohlleiter ein aus einzelnen Metallscheiben zusammengesetzter Hohlleiter verwendet wird. Dieser soll erfindungsgemäß mit dem normalen Rundhohlleiter 1 verbunden werden. Wie man der Figur entnimmt, ist der Hohlleiter 2 aus Metallringen 2d aufgebaut, welche durch weitere Ringe 2e aus dielektrischem Material gegeneinander isoliert sind. Wie in der Figur dargestellt wird, besitzt der Hohlleiter 1 zur Änderung seiner Oberflächenimpedanz an der Verbindungsstelle auf seiner Innenseite angebrachte Vertiefungen la, wie sie bereits in der Fig. 1 beschrieben wurden. Gleichzeitig wird die Oberflächenimpedanz des Hohlleiters 2 durch entsprechende Wahl der Abstände zwischen den Metallringen 2 d (beispielsweise durch stetiges Ändern der Dicke der dielektrischen Ringe 2e) geändert. Diese beiden Methoden zur Änderung der Oberflächenimpedanz können natürlich auch einzeln angewendet werden. Wie aus der Figur zu ersehen ist, bleibt auch hierbei der wirksame innere Durchmesser des Hohlleiters konstant.

Die beschriebene Änderung der Oberflächenimpedanz kann stufenförmig erfolgen oder stetig vorgenommen werden, wobei die stetige Abänderung linear erfolgen kann oder nach einer binominalen oder exponentiellen Reihe möglich ist.

Claims (6)

Patentansprüche :

1. Koppelanordnung zur Anpassung von zwei runden, mit ihren Enden aneinanderstoßenden Hohlleitern, welche zur Übertragung von H₀₁-Wellen Verwendung finden und deren Oberflächenimpedanzen mindestens über den größeren Teil ihrer Länge voneinander verschieden sind, wobei mindestens eines der Hohlleiterenden auf seinem inneren Umfang mit Vertiefungen versehen ist, deren Einschnittiefe sich längs des Hohlleiters derart fortschreitend ändert, daß ein stufenweiser Übergang der Oberflächenimpedanzen der zu verbindenden Hohlleiterenden erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vertiefungen derart angebracht sind, daß der wirksame innere Durchmesser des Hohlleiters konstant bleibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des normalen Rundhohlleiters im Innern mit Vertiefungen versehen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe und/oder Breite dieser Vertiefungen gegen das Ende des Rundhohlleiters hin zunehmen.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Bandes bzw. Drahtes, aus welchem die Metallspirale des flexiblen Hohlleiters besteht, in Richtung auf das Hohlleiterende hin abnimmt.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines aus einzelnen Metallringen bestehenden flexiblen Hohlleiters der Abstand dieser Ringe am Ende des Hohlleiters von dem normalen Abstand verschieden ist.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Abmessungen am Ende des bzw. der Hohlleiter stufenförmig oder stetig geändert werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 600 169, 2 912 695.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1 083 363.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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