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Bandsperre für Zentimeterwellen In der Technik der Zentimeterwellen
ist die Verwendung von Bandsperren bekannt, d. n. von Einrichtungen, die in eine
Übertragungsleitung, insbesondere in einen Wellenhohlleiter, eingeschaltet werden
und die Fähigkeit haben, den Durchgang einer Welle, die sich in @diesem Hohlleiter
nach einer genau bestimmten Art fortpflanzt und einem bestimmten Frequenzband angehört,
zu verhindern oder zu gestatten,- wobei die Betätigung der Umschaltung in einfacher
Weise mit Hilfe eines mechanischen Systems vorgenommen wird.
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Die bisher bekannten Einrichtungen dieser Art besitzen häufig den
Mangel, daß sie die Anwendung von komplizierten mechanischen Systemen erfordern.
Außerdem ist die Herstellung dieser Systeme deshalb heikel, weil sie in der geöffneten
Stellung im Innern des Hohlleiters keine Hindernisse bilden dürfen, die unerwünschte
Reflexionen hervorrufen können, was bei Zentimeterwellen häufig ein schwieriges
Problem ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung dieser Art, welche
ein besonders einfaches mechanisches Betätigungssystem besitzt. Außerdem hat in
der geöffneten Stellung das Hindernis, welches sie in dem Hohlleiter bildet, einen
vernachlässigbaren Reflexionskoeffizienten.
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Wenn in einem rechteckigen Hohlleiter, in welchem sich eine Welle
der transversal-elektrischen Art Hol fortpflanzt, zwei leitende Stäbe angebracht
sind, von denen der eine an der einen schmalen Wand und der andere an der anderen
schmalen Wand auf gleicher Fluchtlinie senkrecht zu diesen Wänden und in gleichem
Abstand von den beiden breiten Wänden angeordnet ist, so besitzt
bekanntlich
das so für die: Wellenausbreitung gebildete Hindernis einen zu, vernachlässigenden
Reflexionskoeffizienten. Wenn man hingegen in der Nähe dieser Stäbe eine örtliche
Störung des elektrischen Feldes erzeugt, so daß seine Komponente in Richtung der
Stäbe nicht mehr Null ist, so verhält sich bekanntlich das System wie eine Bandsperre.
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Gemäß der Erfindung besitzt ein Wellenhohlleiter mit rechteckigem
Querschnitt zwei leitende Stäbe, die einander gegenüberliegend an je einer schmalen
Wand des Hohlleiters senkrecht zu der Wand und in gleichem Abstand von. den beiden
breiten Wänden angebracht sind. Der erste Stab besitzt einen an seinem Ende angebrachten
leitenden Arm, ,velcher die Rolle der Störanordnung spielt, wobei mechanische Mittel
vorgesehen sind, um einerseits diesen Arm durch Umdrehung dieses ersten Stabes um
sich selbst auszurichten und andererseits den zweiten Stab in den Hohlleiter mehr
oder weniger tief eintreten zu lassen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung
zeigen Fig. i und 2 ein vereinfachtes Schema der Erfindung, Fig. 3 und d. eine perspektivische
Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung in der geöffneten bzw. geschlossenen
Stellung, Fig.5 das Schema eines Umschaltsystems mit zwei Zweigen, welches die erfindungsgemäße
Einrichtung verwendet.
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Fig. i und 2 zeigen perspektivisch einen rechteckigen Wellenhohlleiter,
in welchem sich eine Hol-Welle der transversäl-elektrischen Art ausbreitet. Die
Bandsperre besteht aus zwei Metallstäben a und b mit vernachlässigbarem Durchmesser.
Die beiden Stäbe sind in je einer schmalen Wand senkrecht zur Wand auf gleicher
Fluchtlinie und mit gleichem Abstand von den beiden breiten Wänden angebracht. Eine
Einrichtung dieser Art verhält sich, wenn sie allein vorgesehen ist, wie ein Hindernis
mit einem zu vernachlässigenden Reflexionskoeffizienten. Wenn hingegen in ihrer
Nähe eine Deformation des von der Welle erzeugten elektrischen Feldes hervorgerufen
wird, durch welche es eine örtliche Komponente nach der gemeinsamen Richtung der
beiden Stäbe erhält, verhält sich die Einrichtung immer wie ein Hindernis, das einen
zu vernachlässigenden Reflexionskoeffizienten besitzt, außer für Hoi Wellen; deren
Frequenz einer bevorzugten Frequenz nahe kommt. Diese bevorzugte Frequenz hängt
von den Abmessungen des Hohlleiters und den Längen der Stäbe a und
b ab, und bei ihr nimmt der Reflexionskoeffizient einen endlichen Wert an,
der um so höher und um so näher der Einheit ist, je größer" die Kopplung des Systems
an die geführte Welle ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird die örtliche Deformation
des elektrischen Feldes durch einen geraden, am Ende des Stabes a angelöteten Metallarm
c hervorgerufen, wobei dieser Arm mit diesem Stab einen Winkel von 9o° bildet. Der
Stab ca mit dem Arm c kann um den Stab frei gedreht werden. Die Kopplung kann dann
von dem Wert Null (wenn der Arm c nach Fig. i parallel zu der Achse des Hohlleiters
G liegt) auf einen vorbestimmten Wert gebracht werden, der von der Länge des Armes
abhängt, wenn der Arm c senkrecht zu dieser Achse steht (Fig. 2) und die größtmögliche
örtliche Deformation 'hervorruft. Der Stab b kann gemäß der Erfindung in den Hohlleiter
mehr oder weniger tief eintreten und ermöglicht so die Einstellung der Sperrfrequenz
bei konstant bleibender Länge des Stabes a.
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Fig. 3 und, q. zeigen :ein Beispiel einer mechanischen Ausführungsform
der Erfindung, wobei dieselben Bezugszeichen verwendet sind wie in Fig. a und 2.
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Der .Stab a ist mit Hilfe einer flachen Scheibe d befestigt, die in
dem Höhlleiter angeordnet ist und gegen die Wand des Hohlleiters so anliegt, daß
sie einen zu vernachlässigenden Reflexionskoeffizienten und einen guten Kontakt
mit dem Hohlteiter aufweist. Der- Stab bist mit Gewinde versehen, so daß er mit
Hilfe einer Rändelscheibe M mehr oder weniger tief in den Hohlleiter eingeführt
und so die Sperrfrequenz des Filters eingestellt werden kann. Der Pfeil E stellt
die Richtung des elektrischen Feldes dar.
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Fig. 3 und q. zeigen die Einrichtung in der geöffneten bzw. geschlossenen
Stellung.
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Die Längen der Stäbe a und c werden durch Versuch so bestimmt, daß
bei der gewünschten Sperrfrequenz das Dämpfungsmaximüm erzielt wird. Man geht in
folgender Weise vor: Am Eingang des Hohlleiters wird ein Sender angeordnet, der
mit einer Sonde gekoppelt ist, und diese wird so angebracht, daß der Hohlleiter
nach der Hoi Schwingungsar t erregt wird, wobei man den Sender auf die gewünschte
Frequenz regelt. Am Ausgang wird eine Kristallsonde angeordnet, die ein Milliamperem,eter
speist. Man verändert dann die Längen der Stäbe a und c bei gleichbleibender
Länge von b, so daß man das Dämpfungsmaximum erhält und die Anordnung bei
der gewünschten Frequenz und einer festen Länge des Armes c geschlossen ist.
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Als Anwendungsbeispiel zeigt die Fig. 5 schematisch eine Y-Verzweigung
von rechteckigen Hohlleitern mit drei Zweigen (i, 2, 3; die schematisch durch zwei
parallele Linien angedeutet sind. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung kann
auf einen Wellenstrahler R, der durch den Zweig 3 gespeist wird, der eine oder andere
der beiden Sender El und E2 umgeschaltet werden, welche an die Zweige i bzw. 2 angeschlossen
und auf dieselbe Frequenz eingestellt sind. Diese beiden Sender sind so angebracht,
daß sie die Zweige i bzw. 2 nach der Schwingungsart Hol erregen, und der -eine der
beiden Sender soll beim Ausfallen des anderen eingesetzt werden. Die Zweige i und
2 sind mit den erfindungsgemäßen Einrichtungen Dl bzw. Dz versehen, welche auf idie
Frequenz F abgestimmt sind. Diese beiden Einrichtungen sind so angebracht, daß die
eine Einrichtung Dl ständig in
der geöffneten Stellung ist, wenn
die andere D2 sich in der geschlossenen Stellung befindet, und umgekehrt. Beispielsweise
sei Dl in ider geöffneten Stellung angenommen und ermöglicht daher die Verbindung
zwischen dem Sender Ei und dem Strahler R; D2 ist in der geschlossenen Stellung
und verhält sich gegenüber E2 fast wie ein Kurzschluß. Wenn die Anordnung so ausgebildet
wurde, daß Dl und D2 in ihrer geschlossenen Stellung in den Eingang des Zweiges
3 eine unendliche Parallelimpedanz einführen, so wird in dem behandelten Fall die
ganze Energie von Ei von dem Zweig i in den Zweig 3 ohne merkliche Reflexion übergehen.
Man kann leicht eine einzige Betätigungseinrichtung vorsehen, welche es gestattet,
Dl zu schließen und gleichzeitig D2 zu öffnen und so einen der beiden Sender abzutrennen,
während der andere in Betrieb ist.
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Die praktische Bedeutung der Erfindung ergibt sich aus der Einfachheit
der Mittel, die zur Ausführung dieser Maßnahmen benutzt werden, und ferner daraus,
daß es leicht ist, die guten Kontakte zu gewährleisten, die bei jedem Organ unerläßlich
sind, welches bewegliche Teile in einem Höchstfrequenzfeld aufweist.