-
Richtungskoppler Die Erfindung betrifft einen Richtungskoppler für
sehr kurze elektromagnetische Wellen, bei dem zwei parallel verlaufende streifenartige
Leiter in einem metallischen Gehäuse über eine vorgegebene Länge elektrisch und
magnetisch miteinander gekoppelt sind und bei dem der Abstand der Leiter untereinander
sowie der Abstand der Leiter von den Gehäusewandungen durch Streifen aus einem dielektrischen
Material festgelegt ist.
-
In Schaltungsanordnungen der Mikrowellentechnik werden häufig Richtungskoppler
eingesetzt, da, sie wegen ihrer besonderen Eigenschaften einen vorteilhaften Aufbau
der Gesamtschaltung ermöglichen. Eine besondere Ausführungsform ist der sogenannte
Streifenleitungs-Richtungskoppler, der im allgemeinen verhältnismäßig breitbandig
gemacht werden kann und der immer dann gern verwendet wird, wenn koaxiale Anschlußleitungen
eingesetzt werden. Zur Verkürzung der Baulänge, erforderlichenfalls auch zur Erhöhung
der Spannungsfestigkeit wird das Ge-. häuse in dem sich die Streifenleitungen befinden,
häufig mit einem im Bereich der Mikrowellen geeigneten dielektrischen Material,
wie z. B. Polystyrol, aufgefüllt. Hierbei tritt häufig die Schwierigkeit auf, einen
derartigen Richtungskoppler konstruktiv so auszubilden, daß die Anforderungen an
die mechanische Genauigkeit mit einem fertigungstechnisch erträglichen Aufwand erfüllt
werden können und daß weiterhin einmal eingestellte Verhältnisse über einen längeren
Zeitraum konstant bleiben. Es ist wichtig, den Abstand zwischen den Streifenleitungen
mit großer Genauigkeit einzuhalten, da dieser Abstand den Grad der Kopplung bestimmt.
Weiterhin ist es erforderlich, den Abstand der Streifenleitungen von den Gehäusewänden
konstant zu halten, da dieser Abstand im wesentlichen den Wellenwiderstand der einzelnen
Leitungen festlegt. An den übergangssteilen der Streifenleitungen zu den koaxialen
Anschlußleitungen werden in der Regel Metallplatten vorgesehen, die über Kontaktfederstreifen
verschiebbar im Gehäuse angeordnet sind. Derartige Kontaktfedern erfordern jedoch
eine verhältnismäßig genaue Justierung und können leicht zu unerwünscht großen Übergangswiderständen
führen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten
Schwierigkeiten zu mindern. Ausgehend von einem Richtungskoppler für sehr kurze
elektromagnetische Wellen, bei dem zwei parallel verlaufende streifenartige Leiter
in einem metallischen Gehäuse über eine vorgegebene Länge elektrisch und magnetisch
miteinander gekoppelt sind und bei dem der Abstand der Leiter untereinander sowie
der Abstand der Leiter v(m den Gehäusewandungen durch Streifen aus einem dielektrischen
Material festgelegt ist, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch döst, daß die
streifenartigen Leitungen und die dielektrisahen Sifen durch ein sich an einer Gehäuseinnenwand
abstützendes federndes Element spielfrei gegen die andere Gehäusewand angepreßt
sind.
-
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn. das :federnde Element aus einer
perfbrierten Gummiplatte besteht, die mit einer MeMIlfolie umwickelt ist.
-
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn zur Verbindung mit den koaxialen
Zufiikrungsletttügen die Streifenleitungen zu den Enden deg Kopplungsbereiches rechtwinklig
umgebogen sind und wenn die Zuführungsleitungen senkrecht auf die Streifenleitungen
stehen. Die koaxWen Zuführungsleitungen können dabei in einem beliebigen Winkel
zu den Streifen-Leitungen stehen.
-
Kantaktfederstreifen werden dadurch vermieden, daß an den Übergangsstellen
von den. Streifenleitun= gen zu den koaxialen Anschlußleitungef Abstimmschrauben
angeordnet sind und däß für jeweils zwei Übergänge eine gemeinsame Abstimmschraube
vorgesehen ist.
-
Eine Verschiebung der Streifenleitungen in Längsrichtung läßt sich
in einfacher Weise dadurch vermeiden, daß sie durch aus einem dielektrischen Material
bestehende topfartige Pfropfen abgestützt sind, deren Stirnseiten an den zu den
koaxialen Anschlußleitungen führendem Abschnitten der Streifenleitungen anliegen.
-
Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
-
In der F i g. 1 ist der Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Streifenleitungs-Richtungskopplers
dargestellt.
Die F i g. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Schnittlinie A-B des in der F i g.
1 gezeichneten Längsschnittes. In einem metallischen Gehäuse 5 sind die Außenleiterbohrungen
3 und 4 koaxialer Zuführungsleitungen vorgesehen. Das Gehäuse 5 ist durch einen
Deckel 6 verschließbar, der mit den Schrauben 7 auf das Gehäuse aufgeschraubt wird.
Im Deckel 6 sind die Außenleiterbohrungen 1 und 2 koaxialer Zuführungsleitungen
angeordnet. An 'den Innenleitern 8 und 9 der koaxialen Zuführungsleitungen ist der
Streifenleiter 12 befestigt, an den Innenleitern 10 und 11 der Streifenleiter 13.
Die Innenleiter 8, 9, 10, 11 sind durch geeignete; in der Zeichnung nicht näher
dargestellte Stützscheiben gehaltert. Zwischen dem Gehäuse 5 (s. auch F i g. 2)
und dem Streifenleiter 13 liegt eine Kunststoffplatte 14, zwischen dem Deckel 6
und dem Streifenleiter 12 eine Kunststoffplatte 15, und zwischen den beiden Streifenleitungen
12 und 13 liegt eine weitere Kunststoffplatte 16. Im Gehäuse 5 ist eine Aussparung
17 vorgesehen, in die eine mit einer Metallfolie 19 umwickelte Gummiplatte 18 eingelegt
ist. Die Dicke der Gummiplatte 18 ist so gewählt; daß sie beim Aufschrauben des
Deckels 6 auf das Gehäuse 5 zusammengedrückt wird. Dadurch stehen die Streifenleitungen
12 und 13 sowie die Kunststoffplatten 14, 15 und 16 unter einem gleichmäßigen Druck
und werden somit spielfrei in einer einmal eingestellten Lage gehalten. Da die Kunststoffplatten
14,15 und 16 ohne erheblichen fertigungstechnischen Aufwand, beispielsweise mittels
einer Fräsmaschine, sehr genau anzufertigen sind, lassen sich gut reproduzierbare
Verhältnisse schaffen, und dadurch größere Exemplarstreuungen praktisch vermeiden.
Es ist zweckmäßig, die Gummiplatte 18 mit einer Reihe von Perforationslöchern 20
(s. F i g. 2) zu versehen, da hierdurch unerwünschte Druckverhältnisse vermieden
werden, die durch die Breitenausdehnung der Gummiplatte beim Zusammenpressen entstehen.
Außerdem werden damit die üblichen Dickentoleranzen derartiger-Gummiplatten ausgeglichen.
Durch die Metallfolie 19 wird eine Veränderung der elektrischen Verhältnisse innerhalb
des Richtungskopplers vermieden. In ähnlicher Weise könnte die Gummiplatte 18 auch
durch Stahlfedern oder andere federnde Elemente ersetzt werden.
-
Im Ausführungsbeispiel sind zur Verbindung mit den Innenleitern 8
bis 11 der koaxialen Anschlußleitungen die Streifenleitungen 12 und 13 rechtwinkelig
abgebogen, was durch die Leitungsabschnitte 21, 22, 23 und 24 angedeutet ist. Zur
Sicherung gegen eine Verschiebung der Streifenleiter in Längsrichtung sind im Gehäuse
5 topfartige Pfropfen 25 eingelegt, deren äußerer Querschnitt mit dem Querschnitt
des Gehäuses 5 übereinstimmt und die durch die Schrauben 26 an die Leitungsabschnitte
21 und 23 bzw. 22 und 24 angepreßt werden. (Zur besseren Übersicht sind die Schrauben
26 lediglich durch Pfeile angedeutet.) Im einfachsten Fall bestehen die Pfropfen
25 aus dem gleichen dielektrischen Material wie die Platten 14, 15 und 16. Es ist
hierbei zu berücksichtigen, daß die Abschnitte 21 bis 24 der Streifenleitungen 12
und 13 den koaxialen Zuführungsleitungen zuzurechnen sind, da sie auf die Kop-
| pelwirkung zwischen den Leitern 12 und 13 p |
| keinen Einfluß mehr ausüben: Da der Wellenwider- |
| stand an den übergangsstellen der koaxialen An- |
| schlußleiter zu den Streifenleitungen gestört wird, |
| sind Abgleichschrauben 27 vorgesehen, : die di |
| Störungen kompensieren. Zusätzlich können zzW |
| Kompensation dieser Störungen die Pfropfen 25 |
| gegebenenfalls auch aus einem dielektrischen Mato- |
| rial bestehen, dessen Dielektrizitätskonstante ver- |
| schieden ist von der des Materials, aus dem die |
| Platten 14, 15 und 16 gefertigt sind. Wie praktische |
| Untersuchungen gezeigt haben; ist es ausreichend |
| für jeweils zwei übergangsstellen nur eine Abgleich- |
| schraube anzuordnen, .durch :die der Eingangs- |
| reflexionsfaktor an den koaxialen Anschlüssen in |
| einem breiten Frequenzbereich auf einen für die |
| Praxis unerheblichen Wert gebracht werden kann. |
| 7e nach den konstruktiven Erfordernissen der t. |
| samtanlage, in die der erfindungsgemäße Richtun# |
| koppler einzusetzen ist, können auch eine oder; |
| mehrere der koaxialen Anschlußieitungen beispielp: |
| weise in einem Winkel senkrecht zur Zeichenebene, |
| angeordnet werden, wodurch sich mitunter ei |
| günstige Führung der Zuführungsleitungen ergibt. ; |