DE2013585B2 - Koppelsystem mit einstellbarem koppelfaktor zum speisen sehr schwach gedaempfter hochfrequenzresona toren - Google Patents
Koppelsystem mit einstellbarem koppelfaktor zum speisen sehr schwach gedaempfter hochfrequenzresona torenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Koppelsystem mit ein- Koppelelementen treten jedoch relativ hohe Verluste
stellbarem Koppelfaktor zum Speisen sehr schwach auf, die alle Vorteile supraleitender Resonatoren
gedämpfter Hochfrequenzresonatoren, bei dem die wieder aufheben. Auch wenn Koppelschleife oder
elektromagnetische Energie über eine mit dem Reso- Koppelstift in einem besonderen Koppelraum angenator
verbundene, am Ende kurzgeschlossene Speise- 5 ordnet werden, der mit dem Resonator durch eine in
leitung zugeführt wird, ein den Kurzschlußstrom be- der Trennwand zwischen Koppelraum und Resonator
gleitendes magnetisches Feld in den Resonatorraum befindliche Bohrung verbunden ist, bestehen diese
hinein wirkt und die Speiseleitung mit dem Resona- Nachteile weiter, da auch bei dieser Anordnung
tor in der Weise fest verbunden ist, daß die Bau- Resonatorfelder mit normalleitenden Flächen Konelemente
zum Kurzschließen der Speiseleitung oder io takt haben.
die Wand der Speiseleitung gleichzeitig mindestens Aus dem BNL-Report 11702, September 1967, ist
teilweise Bauelemente des Resonators ■' sind, und ein induktives Koppelsystem bekannt. Dort wird eine
durch in diesen Bauelementen angeordnete Öffnun- koaxiale Speiseleitung mit Koppelschleife in ihrer
gen (Koppelöffnungen) ein magnetisches Koppelfeld Längsachse in einer federnden Führung verschiebbar
in den Resonatorraum eintritt und zum Einstellen 15 angeordnet, wobei das durch die Koppelschleife erdes
Koppelfaktors von der Speiseleitung unabhängige, zeugte Magnetfeld durch eine in der Resonatorwand
einstellbare Mittel zum Abdecken der Koppelöffnun- angeordnete Öffnung zum Einstellen des Koppelgen
vorgesehen sind. f aktors mehr oder weniger weit in den Resonator
Es ist ein Koppelsystem mit einstellbarem Koppel- hineinwirkt. Dabei besteht infolge Wärmeabstrahlung
faktor für Hochfrequenzresonatoren bekannt, bei 20 von dem normalleitenden Koppelsystem zwischen
dem durch in der Wand des Resonators angeordnete Koppelraum und Resonator ein enger thermischer
Öffnungen (Koppelöffnungen) ein Koppelfeld in den Kontakt, so daß der supraleitende Zustand des
Resonatorraum eintritt und zum Einstellen des Resonators mindestens teilweise aufgehoben und eine
Koppelfaktors einstellbare Mittel zum Abdecken der technische Anwendung verhindert wird.
Koppelöffnungen vorgesehen sind. Dabei wird zum 25 Insbesondere beim Einspeisen großer Leistungen
Einstellen des Koppelfaktors ein vor der Koppel- treten in den bekannten Kpppelsystemen hohe
öffnung angeordnetes metallisches Bauelement, ein Energieverluste auf, die in den Koppeleinrichtungen
Draht oder ein Blech deformiert, bis sich der gefor- sowohl von den Resonatorfeldern, als auch durch die
derte Koppelfaktor ergibt. Eine solche Justiereinrich- eingespeiste HF-Energie verursacht werden und die
rung ist jedoch zum wiederholten Einstellen reprodu- 30 zum Zusammenbruch der Supraleitung führen können,
zierbarer .Koppelf aktoren und somit zur Anwendung Aber auch bei der Anwendung schwacher Felder,
in einer Meßeinrichtung nicht geeignet. z. B. zur Untersuchung von Supraleitern, haben die
In bestimmten Fällen ist die Verwendung von bekannten normalleitenden Koppelsysteme erhebliche
Höhlraum- oder Koaxialresonatoren vorteilhaft. Die Nachteile, da die in diesen auftretenden Verluste
in den metallischen Resonatorwänden fließenden 35 meßtechnisch nicht von den im Resonator auftretenhochfrequenten
Ströme verursachen relativ hohe den Verlusten getrennt werden können. Die Meß-Verlustleistungen,
die durch auf diese Wände aufge- ergebnisse sind also mit erheblichen Fehlern behaftet
brachte supraleitende Schichten und Kühlung des und deshalb nur näherungsweise oder gar nicht
Resonators, z. B. mit flüssigem Helium, um etwa interpretierbar.
4 bis 5 Zehnerpotenzen reduziert werden können. 4° Bei Untersuchungen der Frequenzabhängigkeit ist
4 bis 5 Zehnerpotenzen reduziert werden können. 4° Bei Untersuchungen der Frequenzabhängigkeit ist
Supraleitende Hochfrequenz-Resonatoren können außerdem bei den bekannten Koppeleinrichtungen
beim Bau von Teilchenseparatoren und auch in der von erheblichem Nachteil, daß die Leistung frequenz-Meßtechnik,
ζ. B. zum Messen der Frequenz- und abhängig aufgespalten wird und dadurch weitere
Temperaturabhängigkeit des Flächenwiderstandes Meßwertverfälschungen eintreten. Die Ursache hiersupraleitender
Schichten und der in solchen Schichten 45 für hegt darin, daß die Felder in den Koppelräumen,
in Abhängigkeit von Frequenz, Temperatur und also in der Umgebung der Koppelschleife oder des
Feldstärke auftretenden Leistungsverluste verwendet Koppelstiftes, breitbandige Nebenresonanzen und
werden. Die große Resonatorgüte (Reziprokwert der demzufolge Undefinierte Verluste verursachen.
Dämpfung), die in solchen Resonatoren erzielt wer- Ein weiterer Nachteil der bekannten Koppeleinden kann, ermöglicht bei kleiner Verlustleistung 5° richtung tritt in Erscheinung, wenn der Koppelfaktor hohe Wandströme und hohe elektromagnetische durch Verschieben derselben einstellbar sein soll, weil Feldstärken. Das Ankoppeln von Resonatoren so sich durch geometrische Änderungen im Bereich der hoher Güte ist jedoch mit erheblichen Schwierigkeiten Koppelfelder die dort auftretenden Verluste ändern verbunden, da die im Koppelsystem auftretenden zu- und eine zusätzliche Verfälschung der Meßwerte versätzlichen Verluste möglichst klein gehalten werden 55 Ursachen,
müssen. Ein anderer erheblicher Nachteil der bekannten
Dämpfung), die in solchen Resonatoren erzielt wer- Ein weiterer Nachteil der bekannten Koppeleinden kann, ermöglicht bei kleiner Verlustleistung 5° richtung tritt in Erscheinung, wenn der Koppelfaktor hohe Wandströme und hohe elektromagnetische durch Verschieben derselben einstellbar sein soll, weil Feldstärken. Das Ankoppeln von Resonatoren so sich durch geometrische Änderungen im Bereich der hoher Güte ist jedoch mit erheblichen Schwierigkeiten Koppelfelder die dort auftretenden Verluste ändern verbunden, da die im Koppelsystem auftretenden zu- und eine zusätzliche Verfälschung der Meßwerte versätzlichen Verluste möglichst klein gehalten werden 55 Ursachen,
müssen. Ein anderer erheblicher Nachteil der bekannten
Zum Einkoppeln der Energie kann entweder die Koppelschleifen und Koppelstifte ist darin zu sehen,
magnetische oder die elektrische Feldkomponente daß, selbst wenn diese Koppeleinrichtungen aus
verwendet werden. Dementsprechend ist es bekannt, supraleitendem Material hergestellt würden, zum
Koppelschleifen für die induktive und Koppelstifte 60 Einstellen und Aufrechterhalten der Supraleitfähig-
für die kapazitive Kopplung anzuwenden. Diese be- keit das Zuführen eines Kühlmittels zwingend erfor-
kannten Koppelelemente sind mit einer koaxialen derlich wäre und daß sich aus dieser Notwendigkeit
Speiseleitung verbunden und ragen in ihrer Längs- außerordentliche Schwierigkeiten insbesondere auch
achse verstellbar in den Feldraum des Resonators dann ergeben würden, wenn die zu kühlenden Bau-
hinein, so daß Eigenfeld des Koppelelementes und 65 elemente bewegbar sein müssen. Selbst wenn es ge-
Resonatorfeld, miteinander gekoppelt sind und der länge, das Kühlproblem befriedigend zu lösen,
Koppelfaktbr durch die Wechselwirkung dieser würde die Vielzahl anderer Nachteile konventioneller
Felder bestimmt wird. In diesen normalleitenden Koppeleinrichtungen fortbestehen.
3 4
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, jedoch bei dem kegelförmig ausgebildeten Koppelein
Koppelsystem mit weitem Frequenzbereich für kopf vorzugsweise Koppelelemente mit zur Speise-Hochfrequenzresonatoren
zu schaffen, das weitgehend leitung paralleler Achse (Koppelstempel) verwendet verlustfrei arbeitet, das kontinuierliche Einstellen des werden, ist bei der koaxialen Speiseleitung mit zylin-Koppelfaktors
ermöglicht und alle Nachteile be- 5 drischem Koppelkopf vorteilhafterweise ein Koppelkannter
Einrichtungen dieser Art fast vollständig be- element mit in der Ebene der Abschlußplatte liegenseitigt.
der Achse (Koppelschieber) zu verwenden.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch Die erfindungsgemäße Ausbildung des Koppelgelöst, daß paarweise benachbarte Koppelöffnungen systems ermöglicht es auch in besonders einfacher
so angeordnet sind, daß in einem zwischen zwei io Weise, den Frequenzbereich der Anordnung zu be-Koppelöffnungen
verbleibenden Steg ein in seiner stimmen, indem durch eine vorbestimmte Geometrie
Richtung durch die Stegrichtung vorbestimmter (Form und Abstand) der Koppelöffnungen deren
Leitungsstrom fließt, dessen Magnetfeld als Koppel- Eigenresonanzfrequenz so festgelegt wird, daß sie
feld die Koppelöffnungen durchdringt und infolge weit oberhalb der Resonanzfrequenzen des zu speisender
Stegrichtung so gerichtet ist, daß mindestens eine 15 den Resonators (Betriebsfrequenzen) liegt und da-Komponente
des Koppelfeldes mit der geforderten durch für die Betriebsfrequenzen ein breites Fre-Feldrichtung
im Resonator übereinstimmt. Durch die quenzband zur Verfügung steht. Dabei hat es sich als
Verwendung von der Speiseleitung unabhängiger besonders vorteilhaft erwiesen, die Koppelöffnungen
Koppelelemente zum Einstellen des Koppelfaktors in der Abschlußplatte als Bohrungen mit Kreisquerwird
eine feste Anordnung der kurzgeschlossenen 20 schnitten auszubilden und deren Mittelpunkte auf
Speiseleitung zum Resonator ermöglicht. Dadurch einem Kreis mit vorbestimmtem Radius anzuordnen,
wird die Voraussetzung für eine einfache Kühlmittel- oder aber die Koppelöffnungen als parallele Langzufuhr
und damit für eine supraleitende Ausführung löcher auszubilden, deren Längsachsen unter einem
aller im Bereich der Koppelfelder befindlichen Bau- vorbestimmten Winkel zur radialen Richtung, vorelemente
geschaffen. 35 zugsweise 45°, angeordnet sind.
Eine besonders einfache und betriebssichere Kon- Der Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung
struktion eines Koppelsystems der erfindungsgemäßen wird insbesondere dadurch vereinfacht, daß Koppel-Art
besteht darin, daß am Ende einer koaxialen kopf und Resonator im wesentlichen in der Ebene
Hochfrequenzspeiseleitung Mittelleiter und Außen- der Abschlußplatte in der Weise konstruktiv getrennt
leiter bei konstantem Wellenwiderstand kegelförmig 30 sind, daß die durch die Resonatorwand gebildete
erweitert und mit einer Abschlußplatte kurzgeschlos- Abschlußplatte und die kegelförmige Ausweitung des
sen sind, wobei diese Abschlußplatte das elektro- Mittelleiters der koaxialen Speiseleitung eine Einheit
magnetische Feld im Koppelkopf von demjenigen im und die kegelförmige Ausweitung des Außenleiters
Resonator trennt und in der Abschlußplatte paar- mit den Einrichtungen zum Führen und vakuumweise
eng benachbarte Koppelöffnungen so angeord- 35 dichten Anschließen der Koppelelemente eine andere
net sind, daß in einem zwischen zwei Koppelöffnun- Einheit bilden. Dadurch wird es möglich, alle Baugen
verbleibenden schmalen Steg ein in seiner Rieh- elemente im Bereich der Koppelfelder, die nicht aus
tung durch die Stegrichtung vorbestimmter Leitungs- supraleitendem Material bestehen, an ihrer Oberfläche
strom fließt, dessen Magnetfeld als Koppelfeld die mit einer supraleitenden Schicht zu versehen.
Koppelöffnungen durchdringt und mindestens eine 40 Die betriebsmäßige Handhabung der Einrichtung Komponente des Koppelfeldes mit der geforderten wird auch dadurch erleichtert, daß der aus supra-Feldrichtung im Resonator übereinstimmt, wobei die leitendem Material bestehende kegelförmige Koppel-Koppelöffnungen zum Einstellen des Koppelfaktors kopf an seiner Spitze einen zylindrischen Ansatz mit durch Koppelelemente ganz oder teilweise verschließ- einem als Kontaktfeder nach Art eines Bananenbar sind und alle den Kurzschlußstrompfad zwischen 45 Steckers ausgebildeten Ende zum Aufstecken des Innen- und Außenleiter bildenden Bauelemente, die normalleitenden Mittelleiters der koaxialen Speisemit dem oder den Koppelfeldern im Kontakt stehen, leitung besitzt und diese Steckverbindung außerhalb aus supraleitendem Material bestehen oder an ihrer des Bereiches der Koppelfelder angeordnet ist.
Oberfläche mit einer supraleitenden Schicht versehen Es hat sich ferner als zweckmäßig erwiesen, die sind und direkt mit flüssigem Helium benetzt werden. 50 Berührungsflächen lösbar miteinander verbundener
Koppelöffnungen durchdringt und mindestens eine 40 Die betriebsmäßige Handhabung der Einrichtung Komponente des Koppelfeldes mit der geforderten wird auch dadurch erleichtert, daß der aus supra-Feldrichtung im Resonator übereinstimmt, wobei die leitendem Material bestehende kegelförmige Koppel-Koppelöffnungen zum Einstellen des Koppelfaktors kopf an seiner Spitze einen zylindrischen Ansatz mit durch Koppelelemente ganz oder teilweise verschließ- einem als Kontaktfeder nach Art eines Bananenbar sind und alle den Kurzschlußstrompfad zwischen 45 Steckers ausgebildeten Ende zum Aufstecken des Innen- und Außenleiter bildenden Bauelemente, die normalleitenden Mittelleiters der koaxialen Speisemit dem oder den Koppelfeldern im Kontakt stehen, leitung besitzt und diese Steckverbindung außerhalb aus supraleitendem Material bestehen oder an ihrer des Bereiches der Koppelfelder angeordnet ist.
Oberfläche mit einer supraleitenden Schicht versehen Es hat sich ferner als zweckmäßig erwiesen, die sind und direkt mit flüssigem Helium benetzt werden. 50 Berührungsflächen lösbar miteinander verbundener
Hier wird durch den kegelförmigen Koppelkopf Bauelemente im Bereich des Koppelkopfes an ihren
der koaxialen Speiseleitung des Resonators die kon- an die Kurzschlußstrombahn angrenzenden Kanten
struktive Voraussetzung für eine einfache Anord- wulstförmig zu verstärken und mindestens diese
nung heliumgekühlter Koppelelemente zum Ein- Wulst aus einem supraleitenden Material herzustellen
stellen des Koppelfaktors geschaffen, die ebenso wie 55 oder mit einer supraleitenden Schicht zu versehen,
alle anderen im Bereich der Koppelfelder angeord- Anderenfalls kann das Magnetfeld im Bereich der
neten Bauelemente vollständig supraleitend sind. Koppelöffnungen von zufälligen Kontaktunsicher-
Eine andere mögliche Koppeleinrichtung besteht heiten abhängen.
im wesentlichen darin, daß am Ende einer koaxialen Der erfindungsgemäße Aufbau des Koppelsystems
Hochfrequenz-Speiseleitung Mittelleiter und Außen- So ermöglicht es, alle Bauelemente im Bereich von
leiter mit einer Abschlußplatte kurzgeschlossen sind, Koppelfeldern mit Kühlkanälen zu versehen, die mit
wobei diese Abschlußplatte das elektromagnetische dem den Resonator umgebenden Heliumbad in VerFeld
im zylindrischen Koppelkopf der Speiseleitung bindung stehen. Dadurch wird eine Voraussetzung
von demjenigen im Resonator trennt und in der Ab- geschaffen für die vollständig supraleitende Ausfühschlußplatte
paarweise eng benachbarte Koppelöff- 65 rung des Koppelsystems.
nungen angeordnet sind. Auch diese Anordnung er- Ein Ausführungsbeispiel des Koppelsystems nach
möglicht die Anwendung heliumgekühlter Koppel- der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und
elemente zum Einstellen des Koppelfaktors. Während wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 Schnitt durch ein Koppelsystem mit kegelförmigem Koppelkopf,
Fig. 2 Schnitt II-II mit kreisförmigen Bohrungen als Koppelöffnungen,
Fig. 3 Schnitt II-II mit Langlöchern als Koppelöffnungen,
F i g. 4 Frequenzabhängigkeit der Koppelgeometrie,
Fig. 5 Resonatorgüte in Abhängigkeit vom Koppelfaktor.
Über die koaxiale Speiseleitung 1 wird dem Koaxialresonator 2 hochfrequente elektrische Energie
zugeführt (Fig. 1). Dabei ist der Mittelleiter 11 der Speiseleitung zu einem Kegel 21 und der Außenleiter
12 zu einem Kegel 22 erweitert, so daß sie gemeinsam
einen hohlkegelförmigen Koppelraum bilden. Dieser Koppelraum 3 wird an seinem unteren Ende
durch eine Abschlußplatte 4 begrenzt, die im vorliegenden Fall Teil der Resonatorwand ist und
Koppelraum 3 und Resonatorraum 5 trennt. Andererseits wird durch die Abschlußplatte 4 Innen- und
Außenleiter der Speiseleitung fast vollständig kurzgeschlossen.
In der Abschlußplatte 4 sind paarweise eng benachbarte Bohrungen 6 angeordnet, wobei der Steg
zwischen den Bohrungen wie eine Köppelspule wirkt und die magnetischen Feldlinien sich um den Steg
und durch die Koppelöffnungen schließen können und dabei die Felder im Koppelraum 3 mit den
Feldern im Resonatorraum 5 koppeln.
• Zum-Einstellen des Koppelfaktors sind Koppelstempel 7 für jedes Paar von Koppelöffnungen angeordnet, die durch Bohrungen 221 des Kegels 22 in den Koppelraum 3. hineinragen und über Antriebseinrichtungen 8 in ihrer parallel zur Speiseleitung 1 liegenden Achsrichtung bewegt werden können und dabei mit ihrem ebenen Ende die Koppelöffnungen ganz oder teilweise abdecken. In der Speiseleitung, dem Koppelraum und dem Resonatorraum herrscht Hochvakuum, deshalb ist jeder Koppelstempel 7 über einen Faltenbalg 9 hochvakuumdicht an die Außenwand des Kegels 22 angeschlossen. Die Koppelstempel 7 sind als Hohlzylinder ausgebildet, deren Innenraum mit dem Heliumbad 10 in Verbindung steht.
• Zum-Einstellen des Koppelfaktors sind Koppelstempel 7 für jedes Paar von Koppelöffnungen angeordnet, die durch Bohrungen 221 des Kegels 22 in den Koppelraum 3. hineinragen und über Antriebseinrichtungen 8 in ihrer parallel zur Speiseleitung 1 liegenden Achsrichtung bewegt werden können und dabei mit ihrem ebenen Ende die Koppelöffnungen ganz oder teilweise abdecken. In der Speiseleitung, dem Koppelraum und dem Resonatorraum herrscht Hochvakuum, deshalb ist jeder Koppelstempel 7 über einen Faltenbalg 9 hochvakuumdicht an die Außenwand des Kegels 22 angeschlossen. Die Koppelstempel 7 sind als Hohlzylinder ausgebildet, deren Innenraum mit dem Heliumbad 10 in Verbindung steht.
Der Kegel 21 ist mit der Abschlußplatte 4 fest verbunden und wird durch einen in der Ebene der
Abschlußplatte 4 liegenden zentralen Kanal 211 mit flüssigem Helium gekühlt. Alle den Koppelraum 3
begrenzenden oder in diesen hineinragenden Bauelemente bestehen im Bereich der Koppelfelder aus
supraleitendem Material oder sind an ihrer Oberfläche mit einer supraleitenden Schicht versehen.
In Fig. 2 ist die Anordnung kreisförmiger Bohrungen 6 als Koppelöffnungen in der den Koppelraum
3 vom Resonatorraum 5 trennenden Abschlußplatte 4 dargestellt. Dabei liegen dieBohrungen auf
einem Kreis mit vorbestimmtem Radius. Zwei eng benachbarte Bohrungen bilden einen schmalen Steg 62.
Fig. 3 zeigt die Ausführungsform der Koppelöffnungen
als parallele Langlöcher 63, die einen Steg 64 bilden, dessen Längsachse unter einem "Winkel
von 45° zur radialen Richtung angeordnet ist.
In F i g. 4 ist der Quotient aus Koppelfaktor β und
Resonatorgüte Q0 als Funktion der Frequenz bei konstanter Temperatur (4,20K, also im supraleitenden
Zustand) und unveränderter Stellung der Koppelstempel dargestellt. Das Verhältnis ß/Q0 ist nach der
Theorie von den Resonatorverlusten unabhängig. Es ergibt sich innerhalb der recht engen Fehlergrenzen
ein Verlauf/3/Q0 ~ ω3. Dies entspricht einer der
Frequenz proportionalen Koppelinduktivität und deutet gleichzeitig an, daß das Koppelelement eine
verhältnismäßig einfache Ersatzschaltung haben muß und daß eventuelle Störresonanzen, z. B. der Koppelstempel,
so schmalbandig sind, daß sie sich nicht im Bereich der Meßfrequenzen bemerkbar gemacht
haben.
ίο In Fi g. 5 ist die Güte Q0 des Resonators als Funktion
des Koppelfaktors β dargestellt. Messungen im Bereich 0,01 ^L β ^. 5 ergaben einen konstanten Wert
für Q0 und zeigen, daß in diesem Bereich die Resonatorverluste
einen durch die Einstellung derKoppelstempelverursachten
meßbaren Beitrag nicht enthalten.
Die Vorteile des Koppelsystems nach der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß erstmals alle
Bauelemente im Bereich der Koppelfelder vollständig supraleitend ausgeführt werden können, so daß bei
geeigneter Geometrie der Koppelöffnungen über einen weiten Frequenzbereich eine nahezu verlustlose
Ankopplung beliebiger Hohlraum- oder Koaxialresonatoren hoher Güte möglich wird und gleich-
zeitig der Koppelfaktor kontinuierlich- einstellbar ist. Die Resonatorgüte ist von der Einstellung der
Koppelelemente, also vom Koppelfaktor β weitgehend
unabhängig. Die paarweise Anordnung der Koppelöffnungen besitzt Dipoleigenschaften, so daß die
3°: Kopplung im wesentlichen durch ein Dipolfeld bewirkt
wird.
Der einfache Aufbau ermöglicht ferner eine schnelle Montage, sichert die Hochvakuumdichtheit
und die zuverlässige Kühlung aller supraleitenden Teile.
Diese vorteilhaften Eigenschaften des Koppelsystems ermöglichen die Ausführung sehr genauer
Messungen, z. B. bei der Untersuchung von Supraleitern hinsichtlich der Temperatur- und Frequenzabhängigkeit
des Oberflächenwiderstandes.
Claims (12)
1. Koppelsystem mit einstellbarem Koppelfaktor zum Speisen sehr schwach gedämpfter
Hochfrequenzresonatoren, bei dem die elektromagnetische Energie über eine mit dem Resonator
verbundene, am Ende kurzgeschlossene Speiseleitung zugeführt wird, ein den Kurzschlußstrom
begleitendes magnetisches Feld in den Resonatorraum hinein wirkt und die Speiseleitung mit dem
Resonator in der Weise fest verbunden ist, daß die Bauelemente zum Kurzschließen der Speiseleitung
oder die Wand der Speiseleitung gleichzeitig mindestens teilweise Bauelemente des
Resonators sind und durch in diesen Bauelementen angeordnete Öffnungen (Koppelöffnungen)
ein magnetisches Koppelfeld in den Resonatorraum eintritt und zum Einstellen des Koppelfaktors
von der Speiseleitung unabhängige, einstellbare Mittel zum Abdecken der Koppelöffnungen
vorgesehen sind, dadurchgekennzeichnet,
daß paarweise benachbarte Koppelöffnungen so angeordnet sind, daß in einem zwischen zwei .Koppelöffnungen verbleibenden
Steg ein in seiner Richtung durch die Stegrichtung vorbestimmter Leitungsstrom fließt, dessen Magnetfeld
als Koppelfeld die Koppelöffnungen
durchdringt und infolge der Stegrichtung so gerichtet ist, daß mindestens eine Komponente des
Koppelfeldes mit der geforderten Feldrichtung im Resonator übereinstimmt.
2. Koppelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende einer koaxialen
Hochfrequenz-Speiseleitung Mittelleiter und Außenleiter bei konstantem Wellenwiderstand
kegelförmig zu einem Koppelkopf erweitert und mit einer Abschlußplatte kurzgeschlossen sind,
wobei diese Abschlußplatte das elektromagnetische Feld im Koppelkopf von demjenigen im
Resonator trennt.
3. Koppelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle den Kurzschlußstrompfad
zwischen Innen- und Außenleiter bildenden Bauelemente des Koppelkopfes, die mit den Koppelfeldern
in Kontakt stehen, aus supraleitendem Material bestehen oder an ihrer Oberfläche mit
einer supraleitenden Schicht versehen sind und direkt mit flüssigem Helium benetzt werden.
4. Koppelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus supraleitendem
Material bestehende Abdeckmittel als mit dem Heliumbad in Verbindung stehender heliumgefüllter
Hohlzylinder ausgebildet und an seinem den Koppelöffnungen zugewandten Ende geschlossen
ist, wobei dieses Ende eben geformt und parallel zur Ebene der Abschlußplatte angeordnet
ist (Koppelstempel), und die Längsachse des Koppelstempels parallel zur Achse der
koaxialen Speiseleitung und des Koppelkopfes verläuft und der Koppelstempel in seiner Achse
verschiebbar über einen Faltenbalg hochvakuumdicht an die Außenwand des Koppelkopfes angeschlossen
ist.
5. Koppelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus supraleitendem
Material bestehende Abdeckmittel als mit dem Heliumbad in Verbindung stehender heliumgefüllter,
an wenigstens einer Seite abgeflachter Hohlzylinder ausgebildet ist, wobei die Längsachse
parallel zur Ebene der Abschlußplatte angeordnet ist (Koppelschieber) und eine abgeflachte
Seite über den Koppellöchern oder dem Koppelloch liegt und daß der Koppelschieber in seiner
Achse verschiebbar über einen Faltenbalg hochvakuumdicht an den Außenleiter der Speiseleitung
angeschlossen ist.
6. Koppelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine vorbestimmte
Geometrie (Form und Abstand) der Koppelöffnungen deren Eigenresonanzfrequenz so festgelegt
ist, daß sie weit oberhalb der Resonanzfrequenzen des zu speisenden Resonators (Betriebsfrequenzen)
liegt und dadurch für die Betriebsfrequenzen ein breites Frequenzband zur Verfügung steht.
7. Koppelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelöffnungen in der
Abschlußplatte als Bohrungen mit Kreisquerschnitt ausgebildet sind, deren Mittelpunkte auf
einem Kreis mit vorbestimmtem Radius liegen.
8. Koppelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelöffnungen in der
Abschlußplatte als parallele Langlöcher ausgebildet sind, deren Längsachsen unter einem
vorbestimmten Winkel zur radialen Richtung, vorzugsweise 45°, angeordnet sind.
9. Koppelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Koppelkopf und Resonator
im wesentlichen in der Ebene der Abschlußplatte in der Weise konstruktiv getrennt sind, daß die
durch die Resonatorwand gebildete Abschlußplatte und die kegelförmige Ausweitung des
Mittelleiters der koaxialen Speiseleitung eine Einheit und die kegelförmige Ausweitung des Außenleiters
mit den Einrichtungen zum Führen und vakuumdichten Anschließen der Abdeckmittel eine andere Einheit bilden.
10. Koppelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus supraleitendem
Material bestehende kegelförmige Koppelkopf an seiner Spitze einen zylindrischen Ansatz mit
einem als Kontaktfeder ausgebildeten Ende zum Aufstecken des normalleitenden Mittelleiters der
koaxialen Speiseleitung besitzt und diese Steckverbindung außerhalb des Bereiches der Koppelfelder
angeordnet ist.
11. Koppelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen lösbar
miteinander verbundener Bauelemente im Bereich des Koppelkopfes an ihren an die Kurzschlußstrombahn
angrenzenden Kanten wulstförmig verstärkt sind und mindestens diese Wulst aus einem supraleitenden Material besteht oder mit
einer supraleitenden Schicht versehen ist.
12. Koppelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bauelemente im Bereich von
Koppelfeldern mit Kühlkanälen versehen sind und über diese mit dem Heliumbad in Verbindung
stehen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 109 528/285
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702013585 DE2013585B2 (de) | 1970-03-21 | 1970-03-21 | Koppelsystem mit einstellbarem koppelfaktor zum speisen sehr schwach gedaempfter hochfrequenzresona toren |
| US00118126A US3713035A (en) | 1970-03-21 | 1971-02-23 | Coupling system with adjustable coupling factor for feeding high frequency resonator |
| GB2291871A GB1345575A (en) | 1970-03-21 | 1971-04-19 | Coupling system with adjustable coupling factor for feeding high frequency resonators |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702013585 DE2013585B2 (de) | 1970-03-21 | 1970-03-21 | Koppelsystem mit einstellbarem koppelfaktor zum speisen sehr schwach gedaempfter hochfrequenzresona toren |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2013585A1 DE2013585A1 (de) | 1971-07-08 |
| DE2013585B2 true DE2013585B2 (de) | 1971-07-08 |
Family
ID=5765823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19702013585 Pending DE2013585B2 (de) | 1970-03-21 | 1970-03-21 | Koppelsystem mit einstellbarem koppelfaktor zum speisen sehr schwach gedaempfter hochfrequenzresona toren |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3713035A (de) |
| DE (1) | DE2013585B2 (de) |
| GB (1) | GB1345575A (de) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4290035A (en) * | 1978-10-30 | 1981-09-15 | Electric Power Research Institute, Inc. | Mechanical filter and method of acoustically coupling waveguides therein |
| KR930010829B1 (ko) * | 1991-12-13 | 1993-11-12 | 주식회사 금성사 | 도파관 시스템 |
| DE4142219A1 (de) * | 1991-12-20 | 1993-07-01 | Siemens Ag | Koppelvorrichtung mit variablem koppelfaktor zur ankopplung einer koaxialen speiseleitung an einen hohlraumresonator |
| AUPS216702A0 (en) * | 2002-05-07 | 2002-06-06 | Microwave and Materials Designs IP Pty | Filter assembly |
-
1970
- 1970-03-21 DE DE19702013585 patent/DE2013585B2/de active Pending
-
1971
- 1971-02-23 US US00118126A patent/US3713035A/en not_active Expired - Lifetime
- 1971-04-19 GB GB2291871A patent/GB1345575A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3713035A (en) | 1973-01-23 |
| DE2013585A1 (de) | 1971-07-08 |
| GB1345575A (en) | 1974-01-30 |
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