DE1161329B - Coupling arrangement for the adaptation of two round waveguides with their ends butting against one another - Google Patents
Coupling arrangement for the adaptation of two round waveguides with their ends butting against one anotherInfo
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DEUTSCHESGERMAN
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AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
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M 47013 IXd/21 a4
3. November 1960
16. Januar 1964M 47013 IXd / 21 a4
November 3, 1960
January 16, 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.The invention is concerned with an arrangement for adapting the coupling of two round waveguides for the transmission of H 01 waves which have different surface impedances. It is particularly suitable for connecting a normal round waveguide with a so-called flexible waveguide. This flexible waveguide can consist of a metal spiral embedded in a dielectric or of individual metal rings isolated from one another. "It is known to produce round waveguides in the form of a wire or band-shaped metal spiral which is embedded in a dielectric. Also, waveguides are already known which consist of a large number of mutually insulated metal rings. These waveguides can be constructed periodically or non-periodically with regard to their construction They are all rotationally symmetrical with respect to the waveguide axis and have been developed for the purpose of enabling, on the basis of their predetermined surface impedances, the propagation of H 0 ″ waves while at the same time suppressing undesired other wave modules.
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.These known waveguides have generally proven themselves in practice. But you want one Connect normal round waveguide with a so-called flexible waveguide, so occur at the connection point unwanted reflections and suggestions from other modules. Under flexible waveguides those waveguides are understood here, which are made of strung together metal rings or from There are metal spirals embedded in a dielectric, since the dielectric here has a certain Possesses elasticity.
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.Furthermore, it is already known in the case of flexible rectangular waveguides, the corrugated meander-shaped design of the waveguide to adapt to flanges and the like. To change so that the size of the mentioned Corrugation is formed on the connection side of the waveguide with decreasing size. The effective one However, the diameter of the waveguide is not constant in this arrangement.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Anordnung der oben erwähnten Art aufzuzeigen, bei welcher die genannten Nachteile vermieden werden.The aim of the present invention is therefore to show an arrangement of the type mentioned above, at which the disadvantages mentioned are avoided.
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
HohlleiternIn a coupling arrangement for the adaptation of two round, with their ends abutting waveguides, which are used for the transmission of H 01 waves and whose surface impedances are different from one another at least over the greater part of their length, with at least one of the waveguide ends on its inner coupling arrangement for adaptation of two
round, with their ends butting together
Waveguides
Anmelder:Applicant:
The Marconi Company Limited, LondonThe Marconi Company Limited, London
Vertreter:Representative:
Dr .-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,
Hannover, Göttinger Chaussee 76Dr.-Ing. B. Johannesson, patent attorney,
Hanover, Göttinger Chaussee 76
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Ernst Friedrich Schelisch, Great Baddow, Essex, John Alfred Berry, Chelmsford, EssexErnst Friedrich Schelisch, Great Baddow, Essex, John Alfred Berry, Chelmsford, Essex
(Großbritannien)(Great Britain)
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 30. November 1959
Großbritannieai vom 14. Juni 1960 (Nr. 40 477) - -Claimed priority:
Great Britain 30 November 1959
Great Britain Ai of June 14, 1960 (No. 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.The circumference is provided with depressions whose depth of cut extends along the waveguide in such a way changes that a gradual transition of the surface impedances of the waveguide ends to be connected takes place, it is therefore proposed according to the invention that these depressions are attached in this way are that the effective inner diameter of the waveguide remains constant.
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.According to one embodiment of the invention, a normal circular waveguide has on its one End on the inside indentations, which increase towards this end in order to reduce the surface impedance this waveguide to the surface impedance of another to be connected to it Adapt the waveguide.
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 derIn the simplest case, this can be achieved by inserting the normal circular waveguide on the inside attaches annular recesses, which are arranged side by side and in their depth and / or increase in width, either from one depression to the next or from a whole Group such wells to the next group in the direction of the end of the waveguide. It is also possible to realize the recess in the form of a screw thread with increasing depth and / or width. By choosing the
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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.Surface impedance at the end of this waveguide, it is possible to make an adjustment to the Surface impedance of a flexible waveguide which is connected to the first-mentioned waveguide shall be. This creates a connection between two waveguides with different surface impedances, which, due to the arrangement according to the invention, are connected to one another almost without reflection are.
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.It is possible to increase the surface impedance of a flexible waveguide near its one end vary, so that a perfect connection to a normal circular waveguide is also established without reflections or module conversions taking place. According to a Another embodiment of the invention, this is in a flexible waveguide, which consists of a band-shaped or wire-shaped metal spiral, which is embedded in a dielectric, consists in the way realizes that the wire or ribbon cross-section is changed at the end of this waveguide. Of the The band cross-section of the wire or the band of the metal spiral can be in the direction of the waveguide end too steadily or gradually reduced in order to achieve the desired adaptation of the various To achieve surface impedances.
An Hand der Ausführungsbeispiele soll im Zusammenhang mit den Figuren im folgenden der Erfindungsgedanke näher erläutert werden.On the basis of the exemplary embodiments in connection with the figures in the following The idea of the invention will be explained in more detail.
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 FIG. 1 shows two lengths 1 and 2 of waveguides which are to be connected to one another at the contact point 3 in order to achieve a continuous waveguide connection. The adjacent ends of the two waveguides can be held together in any known manner. In FIG. 1, for the sake of simplicity, this is accomplished by part 4, which encloses the two waveguide ends. The waveguide 2 is a spiral waveguide of known design and consists of a round metal wire 2 a, which is wound into a spiral or helical line and is covered by an outer layer 2 b of a synthetic material. The other waveguide 1 is an ordinary round waveguide in the form of a metal tube. According to the invention, this waveguide is provided with indentations on the inside, which are denoted by la in the figure and have a triangular cross-section. The depth and width of this cross-section increases in the direction of the connection point 3. These depressions, the cross-sections of which change continuously, are dimensioned in a known manner in order to ensure a gradual transition of the surface impedance from the value which the surface impedance of the waveguide 1 does not include Has part provided with recesses to achieve up to the value of the surface impedance which the waveguide 2 has in the connection plane 3. As shown in the figure, the depressions are arranged in such a way that the effective inner diameter of the waveguide remains constant.
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.In FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of the invention. The waveguide 1 is unchanged here, while the cross-sections of the helical wire of the waveguide 2 embedded in the dielectric 2 b are reduced in the direction of the connection plane 3. The cross-section can be reduced in size continuously or in steps. The dimensioning takes place again in such a way that the two different surface impedances of the waveguides 1 and 2 to be connected are matched to one another with as little reflection as possible. As shown in the figure, the effective inner diameter of the waveguide remains constant.
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.The invention can be used if two round waveguides of different construction and thus different surface impedances are to be connected to each other, e.g. B. an ordinary one Round waveguide with a so-called spiral waveguide. A flexible waveguide can also be used as a flexible waveguide Individual metal rings built waveguide or a so-called corrugated tube waveguide can be used.
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.In FIG. 3 shows such an exemplary embodiment in which a waveguide composed of individual metal disks is used as the flexible waveguide. According to the invention, this should be connected to the normal circular waveguide 1. As can be seen from the figure, the waveguide 2 is made up of metal rings 2d , which are insulated from one another by further rings 2e made of dielectric material. As is shown in the figure, the waveguide 1 has depressions 1 a, made on its inside to change its surface impedance at the connection point , as already described in FIG. 1. At the same time, the surface impedance of the waveguide 2 is changed by appropriate selection of the distances between the metal rings 2 d (for example by continuously changing the thickness of the dielectric rings 2e) . These two methods of changing the surface impedance can of course also be used individually. As can be seen from the figure, the effective inner diameter of the waveguide also remains constant in this case.
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.The described change in the surface impedance can be carried out in steps or continuously The constant change can be linear or after a binomial or exponential series is possible.
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