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DE2013585B2 - Koppelsystem mit einstellbarem koppelfaktor zum speisen sehr schwach gedaempfter hochfrequenzresona toren - Google Patents

Koppelsystem mit einstellbarem koppelfaktor zum speisen sehr schwach gedaempfter hochfrequenzresona toren

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Publication number
DE2013585B2
DE2013585B2 DE19702013585 DE2013585A DE2013585B2 DE 2013585 B2 DE2013585 B2 DE 2013585B2 DE 19702013585 DE19702013585 DE 19702013585 DE 2013585 A DE2013585 A DE 2013585A DE 2013585 B2 DE2013585 B2 DE 2013585B2
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DE
Germany
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coupling
resonator
feed line
openings
end plate
Prior art date
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Pending
Application number
DE19702013585
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English (en)
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DE2013585A1 (de
Inventor
Helmut Dr Szecsi Laszlo Dipl Ing 7500 Karlsruhe Friedburg
Original Assignee
Gesellschaft fur Kernforschung mbH, 7500 Karlsruhe
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Filing date
Publication date
Application filed by Gesellschaft fur Kernforschung mbH, 7500 Karlsruhe filed Critical Gesellschaft fur Kernforschung mbH, 7500 Karlsruhe
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Priority to US00118126A priority patent/US3713035A/en
Priority to GB2291871A priority patent/GB1345575A/en
Publication of DE2013585A1 publication Critical patent/DE2013585A1/de
Publication of DE2013585B2 publication Critical patent/DE2013585B2/de
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00Resonators of the waveguide type
    • H01P7/06Cavity resonators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/866Wave transmission line, network, waveguide, or microwave storage device

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

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
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
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
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.
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
: 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)

Patentansprüche:
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
DE19702013585 1970-03-21 1970-03-21 Koppelsystem mit einstellbarem koppelfaktor zum speisen sehr schwach gedaempfter hochfrequenzresona toren Pending DE2013585B2 (de)

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