DE1812268U - Faraday-isolator. - Google Patents

Description

• Faraday-Isolator Die-Erfindung betrifft einen Faraday-Isolator. Dies ist ein Übertragungsvierpol, insbesondere für Dezimeterwellen, der unter Ausnutzung der Faradayschen Polarisationsdrehung nicht dem Reziprozitätstheorem folgt. In der Fig. 1 ist eine solche Anordnung dargestellt, bestehend aus den beiden rechteckförmigen Hohlleiterabschnitten H1 und Hp, die symmetrisch zur Längsachse um 45 gegeneinander versetzt sind. Zwischen diesen beiden Teilen befindet sich ein Rundhohlleiterabschnitt H3, mit einem zentral angeordneten Ferritstab F. Dieser wird durch ein nichüeingezeichnetes Magnetsystem vormagnetisiert. Der Feldstärkevektor verläuft dabei in Achsrichtung des Stabes. Wird in den Rechteckhohl-

  leiter H1 in Pfeilrichtung beispielsweise eine H10-Welle

  mit senkrechter Polarisation eingespeiste so tritt diese bei

  B in den Hohlleiter mit kreisförmigem Querschnitt ein und setzt sich darin als H11-Welle mit ebenfalls senkrechter Polarisationsrichtung fort. Die Welle durchläuft ungedämpft einen senkrecht zur Polarisationsrichtung angeordneten Dämpfungschirm D und tritt dann in den Raum ein, in dem sich der längsmagnetisierte Ferritstab F befindet. Hier erfolgt unter dem Einfluss des Feldes und abhängig von der Feldrichtung eine Polarisationsdrehung, z. B. um 450 im Uhrzeigersinn. Nach dieser Polarisationsdrehung durchläuft die Welle weiter den kreisförmigen Hohlleiter H3 und tritt stossfrei bei A in den um 45° gegenüber dem Hohlleiter H1 verdreht angeordneten Hohlleiter H2 ein. Alle Übergänge sind natürlich durch nichteingezeichnete Elemente stossfrei gemacht.
• Anders verhält es sich bei einer in umgekehrter Richtung verlaufenden Welle. Gleiches magnetisches Längsfeld vorausgesetzt, ergibt dies eine Polarisationsdrehung entgegen dem Uhrzeigersinn um 450, entsprechend dem Faradayschen Effekt. Die gedrehte Welle erreicht die Dämpfungsplatte D mit einer relativ zur hinlaufenden Welle senkrechten Polarisationsrichtung, also mit einer Polarisationsrichtung, die parallel zur Dämpfungplatte D verläuft. Damit wird die Dämpfung voll wirksam und die Welle wird durch D absorbiert. Der Teil der Welle, der den Hohlleiter H1 trotzdem noch erreicht, kann in Folge der geänderten Polarisationsrichtung nicht in diesen eintreten, sondern wird wieder zur Dämpfungsplatte hin, % reflektiert.
• Damit ist aber der Durchgang in Richtung zum Hohlleiter H1

  hin gesperrt. In dem Hohlleiter H3 kann natürlich vor dem

  Hohlleiter H2 ebenfalls eine Dämpfungsplatte angeordnet wer-

  den, die entsprechend dem Hohlleiter H2 um 450 verdreht ist.
• Dies gilt strenggenommen nur für eine Frequenz, d. h. die Anordnung ist sehr selektiv. Für viele Anwendungszwecke jedoch ist dies von grossem Nachteil. Ausserdem wird die Anordnung durch die erforderliche Dämpfungsplatte sehr lang. Als weiterer Nachteil der bekannten Faraday-Isolatoren ist zu erwähnen, dass eine einwandfreie Sperrung in der einen Richtung nur dann eintritt, wenn der E-Vektor der gedrehten Wellen parallel zum Dämpfungsblech verläuft. Geringe Abweichungen des Drehwinkels ergeben somit bereits eine schlechte Dämpfung in der Sperrrichtung und eine erhöhte Dämpfung in der Durchlassrichtung.
• Aus diesen Gründen sind die bisherigen Ausführungen von Faraday-Isolatoren insbesondere für kommerzielle Anlagen im Bereich der Dezimeterwellen unbefriedigend. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die Nachteile zu beseitigen.
• Bei einem Faraday-Isolator, bestehend aus zwei rechteckförmigen Hohlleiterabschnitten, zwischen denen ein runder Hohlleiterabschnitt angeordnet ist mit einem längsmagnetisierten Ferritkörper und einem oder zwei Dämpfungsblechen, wird deshalb-erwungsgemäss vorgeschlagen, in diesem Rundhohlleiterabschnitt einen Dämpfungskörper so anzuordnen, dass seine Dämpfungsschicht senkrecht zum-E-Vektor-der-Welle-inDurchlassrichtung verläuft.
• Damit wird erreicht, dass die Welle in Durchlassrichtung mit ihrem E-Vektor über die gesamte Länge der Faradayschen Polarisationsdrehung senkrecht zu diesem Dämpfungskörper liegt, also fast ungeschwächt passieren kann. In der Sperrichtung hingegen wird die einziehende Welle über die ganze Länge hinweg bereits gedämpfte da jetzt ein Teil des E-Vektors dieser Welle immer parallel zur Dämpfungsschicht verläuft. Im allgemeinen kann auf die bisherigen Endabsorber (D) ganz verzichtet werden. Um die Dämpfung in Sperrichtung noch zu erhöhen, kann am Anfang

  und/oder am Ende des runden Hohlleiterabschnittes H3 in be-

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  kannter Weise zusätzlich ein Dämpfungsblecb. angeordnet werden.
• In einer weiteren Ausführungsform der-Erfindung werden diese Endabsorber mit der Dämpfungsschicht zu einer Baueinheit zusammengefasst. Hierbei bildet dieser Dämpfungskörper also eine Ebene, die so gewandelt ist längs des Hohlleiterabschnittes H3 dass die oben erwähnte Bedingung erfüllt ist. Gleichzeitig läuft der Dämpfungskörper an seinen Enden in eine ebene Fläche aus, die entsprechend dem Dämpfungsblech D parallel zur Breitseite des Hohlleiterabschnittes H1 beziehungsweise zur Breitseite des Hohlleiterabschnittes Hp verläuft. Der ebene Auslauf des Dämpfungskörpers in Richtung auf den Hohlleiterabschnitt H2 is entsprechend der Faradayschen Polarisationsdrehung um einen bestimmten Winkel, beispielsweise 450, verdreht.
• In manchen Fällen ist es zweckmässig, den Dämpfungskörper, der in der Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nicht mit eingezeichnet wurde, gleichzeitig als Halterung für den Ferritkörper F auszubilden. Darüber hinaus ist es möglich, den Rundhohlleiterabschnitt H3 ganz oder teilweise mit einem verlustarmen Dielektrikum auszufüllen, in das der Ferritkörper eingebettet ist sowie der Dämpfungskörper. Hierbei wird dieser Dämpfungskörper zweckmässigerweise durch einen dünnen Widerstandsfilm gebildet, dessen Ebene so gewendelt ist, dass der E-Vektor der Welle in Durchlassrichtung stets senkrecht hierzu verläuft.
• In der Fig. 2 ist die erzielbare Dämpfung in Sperrichtung aufgetragen über der Winkelabweichung. Beträgt die gewünschte Drehung der Polarisationsebene beispielsweise 450, so gibt a die (ungewünschte) Abweichung hiervon an. Diese Winkelabweichung ist gleichzeitig proportional zur Frequenzabweichung Af. Die gestrichelte Kurve zeigt den Dämpfungsverlauf eines bekannten Faraday-Isolators. Wie man sieht, ist die Dämpfung verhältnismässig klein und die Abhängigkeit von der Winkel-bzw. Frequenzabweichung sehr stark ausgeprägt. Wird ein solcher Faraday-Isolator jedoch gemäss der vorliegenden Erfindung mit einer mitlaufenden, gewendelten Dämpfungsschicht aufgebaut, so erhält man einen wesentlich besseren Dämpfungsverlauf, wie dies durch die stark ausgezogene Kurve in der Fig. 2 dargestellt ist.

Claims (1)

1. . Bate n-t a n s p r ü c h e : 1) Faraday-Isolator, bestehend aus zwei rechteckförmigen Hohlleiterabschnitten, zwischen denen ein runder Hohlleiterabschnitt angeordnet ist mit einem längsmagnetisierten Ferritkörper und einem oder zwei Dämpfungsblechen, dadurch gekennzeichnet, dass in diesem Rundhohlleiterab- schnitt ein Dämpfungskörper so angeordnet ist, dass seine Dämpfungsschichtsenkrecht-zum-E-Vektor-der-WeH-4a- - Durehlassrichtung verläuft. .'''''. 2) Faraday-Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper als Halterung für den Ferritkörper dient. 3) Faraday-Isolator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskorper die-Fom- einer gewendelten Widerstands$chichtJDesit, de an bei- den Enden in eine Ebene ausläuft, parallel zur angrenzenden Breitseite der rechteckförmigen Hohlleiterabschnitte.

   4) Faraday-Isolator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper zusammen mit dem Ferritkörper in ein verlustarmes Dielektrikum eingebettet ist, das den Rundhohlleiterabschnitt ganz oder teilweise ausfüllt.