DE936811C - Trichterfoermige Anordnung zur Anregung und zum Empfang von sich laengs Oberflaechenwellenleitungen fortpflanzenden elektromagnetischen Wellen - Google Patents

Description

• Trichterförmige Anordnung zur Anregung und zum Empfang von sich längs Oberflächenwellenleitungen fortpflanzenden elektromagnetischen Wellen Für die Anregung von Drahtwellen werden meist Trichter benutzt, die den Wellenwiderstand des speisenden Leitungssystems allmählich in den höheren Wellenwiderstand des Drahtwellenleiters überführen. Die Fortleitung von elektromagnetischer Energie in Form von Drahtwellen erfolgt bekanntlich so, daß die gesamte längs des Drahtwellenleiters fortgeführte elektromagnetische Energie sich gleichmäßig um den Drahtwellenleiter verteilt und sich um diesen konzentriert ausbreitet. Je nach der Oberflächengestaltung des Drahtwellenleiters dehnt sich das elektromagnetische Feld mehr oder weniger weit in die Umgebung des Drahtwellenleiters aus. Es kann ein sogenannter Grenzradius definiert werden, der den Radius eines gedachten, um den Drahtwellenleiter gelegten Zylinders angibt, innerhalb dessen fast die gesamte zu übertragende Energie fortgeführt wird.
• Es ist bekannt, zur Anregung oder zum Empfang von Drahtwellen. (Oberflächenwellen) metallische Trichter zu verwenden, deren Öffnungsdurchmesser gleich oder größer ist als der doppelte Grenzradius. Bei einer solchen Dimensionierung. wird erreicht, daß die am Drahtwellenleiter entlanglaufende Drahtwelle fast vollständig durch die Trichteröffnung erfaßt wird. Drahtwellenleiter sind jedoch normalerweise so aufgebaut, daß sie bei günstigem Grenzradius eine günstige Dämpfung aufweisen. Kleine Dämpfung setzt aber einen nicht allzu kleinen Grenzradius voraus. Würde man nun die Anregungstrichter für derartige Drahtwellenleiter aufbauen, so würdenAnregungstrichter mit großem Öffnungsdurchmesser und, bei der bisher verwendeten Anpassungsart mit schlanken Trichtern, mit großen Baulängen entstehen. Anregungstrichter mit großen Abmessungen besitzen jedoch ein verhältnismäßig großes Gewicht und sind großem Winddruck ausgesetzt, so daß die Befestigung auf Grund ihrer großen Längsabmessungenschwierig werden kann.
• Die Abmessungen von trichterförmigen Anordnungen zurAnregung und zumEmpfang vonDrahtwellen nach der Erfindung können durch eine solche besondere Ausbildung des Drahtwellenleiters am Ort der Trichteröffnung bzw. durch solche an diesem Ort um den Drahtwellenleiter angeordnete Mittel herabgesetzt werden, daß das elektromagnetische Feld in der Übergangszone vom Drahtwellenleiter auf die trichterförmige Anregungsanordnung beträchtlich stärker konzentriert wird als im Gebiet des übrigen Drahtwellenleiters. Damit die Öffnungsdurchmesser von trichterförmigen Drahtwellenerregeranordnungen" herabgesetzt werden, können in der Zone des Übergangs zwischen Drahtwellenleiter und Trichter rotationssymmetrische, vorzugsweise doppelkegelförmige oder tropfenförmige Körper aus dielektrischem Material, die den Drahtwellenleiter umgeben, verwendet werden. Drahtwellenleiter mit schraubenlinienförmig verlaufendem Leiter können in der Übergangszone zur Anregungsanordnung eine kleinere Steigung des Leiters aufweisen als der übrige Drahtwellenleiter.
• Bei Verwendung von Drahtwellenleitern, die aus einem mit einer magnetischen Schicht überzogenen leitenden Draht bestehen, wird in der Übergangszone zur Drahtwellenanregungsanordnung die magnetische Belastung des Drahtwellenleiters erhöht, beispielsweise dadurch, daß an solchen Stellen eine dickere Schicht aus ferromagnetischem Material aufgebracht wird.
• Zur Verbesserung der nach der Erfindung ausgebildeten trichterförmigen Anregungsanordnung kann an das in den freien Raum übergehende Trichterende ein sich verjüngendes Verlängerungsstück von der Form eines Kegelstumpfmantels angebaut werden.
• Bei der Anordnung nach der Erfindung erfolgt die Anpassung zwischen dem niederohmigen Wellenwiderstand des den Erreger speisenden Leitungssystems und dem höheren Wellenwiderstand des Drahtwellenleiters nicht allein durch den Erregertrichter, sondern auch durch die im Raum der Trichteröffnung um den Drahtwellenleiter oder dessen Verlängerung angeordneten Mittel zur Konzentrierung des elektromagnetischen Feldes. Durch diese Mittel wird der sogenannte Grenzradius des auf ein Anregungssystem übergehenden Drahtwellenleiters herabgesetzt, so daß der Wellenwiderstand des Drahtwellenleiters gegen das Ende zu kleiner wird. Die vergrößerte Feldkonzentration am Ende des Drahtwellenleiters bringt den Vorteil, daß der Öffnungsdurchmesser eines Anregungstrichters wesentlich kleiner gewählt werden kann als in normalen Fällen und daß bei richtiger Dimensionierung der. Trichterabmessungen erreicht werden kann, daß die Ausbildung der Drahtwellen bereits innerhalb des Anregungssystems erfolgt. Es kann im Trichterraum eine sogenannte Ablösungszone gefunden werden, in der sich die erregten Wellentypen zu einer Drahtwelle ausbilden und sich von dem Trichtersystem ablösen. Man wählt daher die Abmessungen dieses Systems derart, daß in der Ablösungszone der Wellenwiderstand des Drahtwellenleiters gleich dem lokalen Wellenwiderstand des Trichtersystems wird. Die bei den üblichen Anregungssystemen auftretenden Strahlungsverluste werden bei der Anordnung gemäß der Erfindung auf ein Minimum herabgesetzt.
• Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Fig. f1 zeigt eine trichterförmige Anordnung zur Anregung und zum Empfang von Oberflächenwellen.. Sie besteht aus dem Trichter z und dem an diesen Trichter angeschlossenen Leitungssystem a. Der Drahtwellenleiter 3 ist etwa an der Übergangsstelle vom koaxialen Leitungssystem auf den Trichter mit dem Innenleiter des koaxialen Leitungssystems z verbunden. Im Übergangsgebiet von dem Trichter auf den Drahtwellenleiter ist auf dem Drahtwellenleiter selbst ein Körper ¢ aus dielektrischem Stoff angeordnet, der die elektrischen Eigenschaften des Drahtwellenleiters auf den erforderlichen und gewünschten Wert bringt.
• Fig. z zeigt eine der Anordnung nach Fig. r ähnliche Ausführungsform mit dem Anregungstrichter z, der koaxialen Speiseleitung z und dem Drahtwellenleiter 3. An den Trichter r ist an das in den freien Raum übergehende Ende ein sich verjüngendes Verlängerungsstück 5 von der Form eines Kegelstumpfmantels angebaut. Bei dieser Form des Anregungssystems findet eine besonders störungsarme Ablösung der Drahtwellen vom Erregersystem statt.
• In Fig. 3 ist die Anordnung nach der Erfindung für Drahtwellenleiter mit wendelförmig verlaufendem Leiter dargestellt. Der Übergang vom Drahtwellenleiter 3 auf den Innenleiter der koaxialen Speiseleitung :2 erfolgt hier über ein besonderes Zwischenstück 6, auf dem die Steigung des wendelförmig verlaufenden Leiters mit zunehmender Annäherung an den Trichter abnimmt.
• Der Anregungstrichter a kann in vorteilhafter Weise aus wenigstens zwei Teilstücken hergestellt werden, die dann in einfacher Weise an bereits verlegten Leitungssystemen angebracht werden können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Trichterförmige Anordnung zur Anregung und zuin Empfang von sich längs Oberflächenwell.enleitungen fortpflanzenden elektromagnetischen Wellen, gekennzeichnet durch eine solche besondere Ausbildung des Drahtwellenleiters am Ort der Trichteröffnung bzw. durch solche an diesem Ort um den Drahtwellenleiter angeordnete Mittel, daß das elektromagnetische Feld in der Übergangszone vom Drahtwellenleiter auf die trichterförmige Anregungsanordnung beträchtlich stärker konzentriert ist als auf dem übrigen Drahtwellenleiter. z. Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen auf dem Drahtwellenleiter aufgebrachten rotationssymmetrischen, vorzugsweise doppelkegelförmigen oder tropfenförmigen Körper aus dielektrischem Material. 3. Anordnung nach Anspruch i bei Verwendung eines Drahtwellenleiters mit wendelförmig verlaufendem Leiter, dadurch gekennzeichnet, daß der wendelförmig verlaufende Leiter in dem Übergangsgebiet vom Drahtwellenleiter auf die Anregungsanordnung eine kleinere Steigung aufweist als der Leiter des übrigen Drahtwellenleiters. q.. Anordnung nach Anspruch i bei Verwendung eines Drahtwellenleiters, der aus einem leitenden Draht mit einer diesen umhüllenden Schicht aus ferromagnetischem Stoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des ferromagnetischen Stoffes im Übergangsgebiet vom Drahtwellenleiter auf die Anregungsanordnung größer gewählt ist als auf dem übrigen Drahtwellenleiter. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche i bis q., gekennzeichnet durch ein sich verjüngendes, an das in den freien Raum übergehende Trichterende angebautes Verlängerungsstück von der Form eines Kegelstumpfmantels.