DE1236036B

DE1236036B - Waveguide arrangement for adjustable attenuation of electromagnetic waves

Info

Publication number: DE1236036B
Application number: DE1963P0032555
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Poetzl
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1963-09-10
Filing date: 1963-09-10
Publication date: 1967-03-09

Description

Wellenleiteranordnung zur einstellbaren Abschwächung von elektromagnetischen Wellen Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellenleiteranordnung zur einstellbaren Abschwächung elektromagnetischer Wellen, bei der an einem Leiter ein Dämpfungselement fest angebracht und die Kopplung zwischen dem Leiterfeld und dem Dämpfungselement veränderbar ist. Insbesondere dann, wenn vom Generator eine große Leistung geliefert wird, kommt es darauf an, die überschüssige Energie in einem verlustbehafteten Medium zu absorbieren an einer Stelle, an der die Verlustwärme gut abgeführt werden kann und an der in der erforderlichen Weise der Wellenwiderstand bzw. die Kopplung zwischen dem Absorber und den Wellen geändert werden kann.Waveguide arrangement for adjustable attenuation of electromagnetic Waves The invention relates to a waveguide arrangement for adjustable Attenuation of electromagnetic waves in which a conductor has a damping element firmly attached and the coupling between the conductor field and the damping element is changeable. Especially when the generator delivers a large amount of power it depends on the excess energy in a lossy medium to be absorbed at a point where the heat loss can be easily dissipated and in the required way the characteristic impedance or the coupling between the absorber and the waves can be changed.

Bei schichtförmigen Dämpfungsbelägen auf einer Leiteroberfläche werden die Stromverhiste im Widerstandsbelag verändert, und bei Dämpfungskörpern, die sich in den vom Feld erfüllten Raum erstrecken, werden sowohl die Stromverluste im Widerstandsbelag als auch die Feldverluste im Leitwertbelag geändert.In the case of layered damping coverings on a conductor surface the Stromverhiste changes in the resistance coating, and in damping bodies that are extend into the space filled by the field, both the current losses in the resistance layer as well as the field losses in the conductance coating changed.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art wird in einem erweiterten Hohlraum ein Dämpfungskörper in seiner Lage und/oder im Abstand gegenüber einem Innenleiter verschoben, wodurch die Kopplung gegenüber dem Wellenfeld geändert und damit eine verschieden starke Dämpfung erzielt wird. Insbesondere bei hohen Leistungen muß jedoch der Dämpfungskörper intensiv gekühlt werden, so daß dann eine verschiebbare Anordnung des Dämpfungskörpers unzweckmäßig ist und gegebenenfalls die gestellte Aufgabe nicht erfüllen kann.In a known arrangement of this type is in an extended A damping body in its position and / or at a distance from a cavity Inner conductor shifted, which changed the coupling with respect to the wave field and so that a different level of damping is achieved. Especially with high performance However, the damping body must be intensively cooled, so that then a displaceable Arrangement of the damping body is inappropriate and possibly the asked Can't do the job.

Bei einer weiteren bekannten Abschwächungsanordnung ist der Außenleiter einer Koaxialleitung in einem Abschnitt zu einem länglichen Kasten mit rechteckigern Querschnitt erweitert. Die inneren Längsseiten des Kastens sind in einer parallel zum Innenleiter verlaufenden Trennungslinie jeweils in eine gut leitende und eine mit einem Dämpfungsbelag versehene Hälfte geteilt. Durch eine Verschiebung des Innenleiters in der Mittelebene parallel zu den Längsseiten des Kastens kann die Kopplung zwischen dem Leiterfeld und dem Dämpfungsbelag zwischen einem Betrag sehr kleiner Dämpfung und einem Höchstwert der Dämpfung geändert und damit die Abschwächung einer den Wellenleiter durchlaufenden elektromagnetischen Welle einoestellt werden.In another known attenuation arrangement, the outer conductor is a coaxial line in one section to an elongated box with rectangular ones Cross-section expanded. The inner long sides of the box are parallel in one the dividing line running to the inner conductor into a well-conducting and one split half provided with a damping lining. By shifting the inner conductor in the central plane parallel to the long sides of the box, the coupling between the conductor field and the damping layer between an amount of very small damping and a maximum value of the attenuation changed and thus the attenuation of a den Waveguide traversing electromagnetic wave can be set.

Diese Abschwächungsanordnung erfordert umfangreiche Kontaktanordnungen an den Enden des Kastens, an denen ein guter Kontakt zwischen den angeschlossenen Koaxialleitungen und den verschiebbaren Teilen des Kastens vorhanden sein müssen. Es ist jedoch sehr schwer, solche Kontaktanordnungen, insbesondere für höhere Hochfrequenzleistungen, zuverlässig und betriebssicher aufzubauen, und sie erfordern eine aufwendige Wartung.This attenuation arrangement requires extensive contact arrangements at the ends of the box where there is good contact between the connected Coaxial lines and the sliding parts of the box must be present. However, it is very difficult to use such contact arrangements, especially for higher high-frequency powers, to be set up in a reliable and operationally safe manner, and they require extensive maintenance.

Die Erfinduna zielt darauf ab, eine Wellenleiteranordnuno, zur einstellbaren Abschwächunc, elektromagnetischer Wellen anzugeben, bei der die besehriebenen Nachteile vermieden sind. Auch bei sehr hohen Leistungen ist eine Dämpfungsänderung in einem großen Bereich möglich, wenn die einleitend angeführte Anordnung erfindungsgemäß einen in Richtung des Wellenleiters verschiebbaren, die Feldliniendichte am Dämpfungselement ändernden Feldverdrängungskörper enthält.The invention aims to provide a waveguide arrangement that can be adjusted Attenuation of electromagnetic waves with which the described disadvantages are avoided. Even with very high outputs, there is a change in attenuation in one large area possible if the arrangement mentioned in the introduction is according to the invention one displaceable in the direction of the waveguide, the field line density on the damping element contains changing field displacer.

Auf dem vom Verdrängungskörper beeinflußten Abschnitt des Wellenleiters werden der Wellenwiderstand des Wellenleiters herabgesetzt und die Feldliniendichte und die Stromdichte vergrößert, wodurch das Verhältnis des Realanteiles des Widerstandes zum Wellenwiderstand zu größeren Dämpfungswerten verschoben wird, wenn der Verdrängungskörper den Ab- schnitt des Wellenleiters beeMußt, in dem das Dämpfungselement angebracht ist.On the influenced by the displacement body portion of the waveguide, the characteristic impedance of the waveguide can be reduced and the field line density and the current density is increased, whereby the ratio of the real proportion of the resistor is shifted to the characteristic impedance larger damping values when the displacement body beeMußt the portion of the waveguide in which the damping element is attached.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing, for example explained in more detail.

In der Figur ist eine Wellenleiteranordnung für elektromagnetische Wellen dargestellt, die am linken und am rechten Ende in übliche konzentrische Leitungen übergeht, die aus einem Mantel 1 und einem Innenleiter 2 bestehen.In the figure, a waveguide arrangement for electromagnetic waves is shown, which merges at the left and right end into conventional concentric lines, which consist of a jacket 1 and an inner conductor 2.

Der Außenleiter 1 weist bei 3 einen größeren Innendurchmesser auf, und durch einen Dämpfungszylinder 4, dessen Mittelteil etwa parallel zur Achse verläuft und der sich erweiternde Enden aufweist, wird eine Kammer 15 gebildet, die mit einer Einlaufverschraubung 5 und einer Auslaufverschraubung 6 für ein Kühlmittel versehen ist.The outer conductor 1 has a larger inner diameter at 3 , and a chamber 15 is formed by a damping cylinder 4, the middle part of which runs approximately parallel to the axis and which has widening ends, which is provided with an inlet screw connection 5 and an outlet screw connection 6 for a coolant is.

Der Dämpfungszylinder 4 kann selbst aus absorbierendem Material bestehen, wobei dann durch das Kühlmittel lediglich die an ihm entstehende Wärme abtransportiert wird. Es kann auch der Zylinder 4 im wesentlichen nur als Trennwand dienen und ein Kühlmittel hindurchgesandt werden, das selbst absorbierende Eigenschaften hat. Dabei kann der Grad der erwünschten Dämpfun 'c, noch durch die Art des Kühlmittels verändert werden.The damping cylinder 4 can itself consist of absorbent material, where then by the Coolant only that which arises on it Heat is removed. It can also be the cylinder 4 essentially only as Serve partition wall and a coolant to be sent through, the self-absorbing Has properties. The degree of attenuation desired can still be achieved by the Type of coolant can be changed.

Um die Kopplung zwischen dem Dämpfungselement und dem Feld der elektromagnetischen Wellen im Leiter 1, 2 zu verändern, ist auf dem Mittelleiter 2 ein das Feld verdrängender Körper 7 angebracht, der nach beiden Enden eine unter einem kleinen Winkel C, Cleneigte konische Oberfläche aufweist, und zwar vorzugsweise mit einem kleineren Winkel in Richtung auf den Generator und mit einem etwas größeren Winkel in Richtung auf den Verbraucher. Die Enden 8 und 9 des Körpers 7 sind vorzugsweise federnd ausgebildet und legen sich mit gutem Kontakt an den Innenleiter 2 an. Ein Teil des Körpers 7, etwa in der Mitte, hat eine zylindrische Außenfläche, die vorzugsweise gleich oder nur wenig kleiner ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Teils des Dämpfungskörpers 4. Der Körper 7 ist über ein für elektromagnetische Wellen durchlässiges Material, z. B. in Form von Stäben 10, durch die Wandung des Körpers 1 hindurch, z. B. durch Schlitze 11 und 12, mit einem Verstellglied 13 verbunden. Wird dieses verschoben, so wird auch der Körper 7 in axialer Richtung verstellt. Während durch die schräglaufenden Enden des Körpers 7 eine gleichmäßige Überleitung der Wellen in den enoreren Zwischenraum zwischen dem Körper 7 und der Wand 1 und wieder zurück auf den Innenleiter 2 erfolgt und diese Wirkung praktisch unabhängig ist von der Stellung des Körpers 7, ergibt sich bei einer Verschiebung eine wesentliche Änderun- des Abstandes zwischen dem Verdrängungskörper 7 und der Oberfläche des Absorptionskörpers 4. Dadurch wird die Feldliniendichte am absorbierenden Material wesentlich geändert und damit auch der Anteil der absorbierten zur hindurchgelassenen Energie.In order to change the coupling between the damping element and the field of the electromagnetic waves in the conductor 1, 2, a field-displacing body 7 is attached to the central conductor 2, which has a conical surface inclined at a small angle C, Cl at both ends, and although preferably with a smaller angle in the direction of the generator and with a slightly larger angle in the direction of the consumer. The ends 8 and 9 of the body 7 are preferably designed to be resilient and are in good contact with the inner conductor 2. A part of the body 7, approximately in the middle, has a cylindrical outer surface which is preferably equal to or only slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical part of the damping body 4. The body 7 is covered by a material permeable to electromagnetic waves, e.g. B. in the form of rods 10, through the wall of the body 1 , z. B. through slots 11 and 12, connected to an adjusting member 13 . If this is shifted, the body 7 is also adjusted in the axial direction. While the inclined ends of the body 7 uniformly transfer the waves into the enormous space between the body 7 and the wall 1 and back again to the inner conductor 2 and this effect is practically independent of the position of the body 7 Shifting a substantial change in the distance between the displacement body 7 and the surface of the absorption body 4. As a result, the field line density on the absorbing material is significantly changed and thus also the proportion of the absorbed energy to the energy passed through.

Da eine Anordnung nach der Erfindung beidseitig breitbandie, angepaßt ist, ergibt sich keine wesentliche Änderung der Dämpfungseigenschaften in Abhängigkeit von der Frequenz, und auch die Anpassungsverhältnisse werden nicht wesentlich gestört. Erforderlichenfalls können übliche Mittel zur Korrektur de# Frequenzganges und/oder der Anpassung angewandi werden.Since an arrangement according to the invention is broadband on both sides, adapted is, there is no significant change in the damping properties as a function of the frequency, and also the adaptation conditions are not significantly disturbed. If necessary, the usual means for correcting the frequency response and / or of adaptation.

Claims

1. A waveguide assembly for adjustably weakening electromagnetic waves, fixedly mounted a damping element in which on a printed circuit and the coupling between the fiber array and the damping element is variable, characterized by a slidable in the direction of the waveguide, the field line density changing the damping element field displacement body.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the damping element is formed in layers. 3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the damping element is cooled. 4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the damping element is traversed by an absorbent coolant. 5. Arrangement according to claim 1 to 4 with a coaxial line, characterized in that the damping element is attached to the inside of the outer conductor. 6. Arrangement according to claim 5, characterized in that a wedge-shaped or conical body between the inner conductor and outer conductor is used to change the coupling. 7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the body with conical outer surfaces encloses the inner conductor and is preferably displaceable on this. References considered: U.S. Patent Nos. 2,842,748, 3,070,764; Montgomery, "Technique of Microwave Measuremeiits," New York, 1947, pp. 771 and 772.