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Abschlußwiderstand für Hohlleiter Die Erfindung bezieht sich auf einen
Abschlußwiderstand für Hohlleiter, insbesondere für Hohlleiter großer Dimensionen
für längere Wellen, der einen vernachlässigbar kleinen Reflexionsfaktor aufweist
und aus zwei, sich in Achsrichtung des Hohlleiters erstreckenden schwertförmigen
Körpern aus Widerstandsmaterial besteht, von denen einer der schwertförmigen Körper
vor einer Abschlußplatte des Hohlleiters verstellbar angeordnet ist.
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Insbesondere für Meßzwecke benötigt man häufig weitgehend reflexionsfreie
Abschlußwiderstände von Hohlleiterbauteilen. Derartige Abschlußwiderstände bestehen
aus mit Widerstandsschichten versehenen Pertinaxplatten oder aus kompaktem Widerstandsmaterial.
Meist werden sie in Form mehrerer Wellenlängen langer spitz zulaufender Streifen
im allgemeinen parallel zum elektrischen Feld in der Mitte des Hohlleiters oder
auch etwas nach der Seite verschoben angeordnet. Der Hohlleiter ist meist am Ende
mit einer Kurzschlußplatte versehen, an dem die schwertförmige Widerstandsplatte
endet. Durch geeignete Wahl des Flächenwiderstandes der Widerstandsschicht und der
Form und der Lage des Streifens lassen sich mit solchen Schwertern geringe Reflexionsfaktoren
erzielen, wenn sie mehrere Hohlleiterwellenlängen lang gemacht werden. Dies führt
bei größeren Wellenlängen, d. h. bei Hohlleitern großen Querschnitts, z. B. bei
einem Hohlleiter vom Typ R6 mit den Abmessungen 381 X 190,5 mm für den Frequenzbereich
450 bis 790 MHz, zu Längen des Schwertes von mehreren Metern, die insbesondere für
meßtechnische Zwecke unerwünscht sind, da sie sehr unhandliche Gebilde darstellen.
Werden die Schwerter kürzer gemacht, so ergeben sich, insbesondere über größere
Frequenzbereiche höhere, Reflexionsfaktoren, die für meßtechnische Zwecke nicht
mehr tragbar sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hohlleiterabschlußwiderstand,
insbesondere für den geschilderten Verwendungszweck, bei relativ niedrigen übertragungsfrequenzen
unterhalb 1000 MHz mit möglichst kleiner Längenausdehnung und möglichst weitgehender
Reflexionsfreiheit zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird bei einem Abschlußwiderstand für Hohlleiter, insbesondere
für Hohlleiter großer Dimensionen für längere Wellen, der einen vernachlässigbar
kleinen Reflexionsfaktor aufweist und aus zwei, sich in Achsrichtung des Hohlleiters
erstreckenden schwertförmigen Körpern aus Widerstandsmaterial besteht, von denen
einer der schwertförmigen Körper vor einer Abschlußplatte des Hohlleiters verstellbar
angeordnet ist, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der eine, größer ausgeführte
schwertförmige Körper, sich von der Abschlußplatte aus in den Hohlleiter hineinerstreckend,
fest angeordnet ist, während der zweite, kleinere schwertförmige Körper aus Widerstandsmaterial,
seitlich versetzt neben dem ersteren, über einen in der Hohlleiterabschlußplatte
drehbar und verschiebbar angeordneten Stab aus Isoliermaterial ebenfalls vor der
Abschlußplatte und so weit seitlich versetzt neben dem ersteren schwertförmigen
Widerstandskörper angeordnet ist, daß eine ungestörte Bewegung des kleineren schwertförmigen
Widerstandes möglich ist.
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Durch die Zeitschrift »Electronic Technology«, Januar 1960, S. 6 bis
8, sind verschiedene Ausführungen von Absorbern für Hohlleiter in Schwertform bekanntgeworden.
Bei einer der geschilderten Ausführungen besteht das Schwert aus zwei einseitig
mit Widerstandsbelag beschichteten und aneinandergelegten einzelnen Schwertern,
die gegebenenfalls noch zur Verminderung des Reflexionsfaktors längsversetzt gegeneinander
angeordnet sind. Außerdem ist an dieser Stelle ein einziges und gegebenenfalls auch
aus zwei solchen einseitig beschichteten Scheiben zusammengesetztes Schwert angegeben,
das vor einem Kurzschlußkolben im Hohlleiter längsverschiebbar und verdrehbar angeordnet
ist. Eine ähnliche Vorrichtung wie die letztgenannte ist auch durch die USA.-Patentschrift
2 922 963 bekannt.
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Es ist außerdem ein veränderbarer Hohlleiterabschlußwiderstand bekannt,
bei dem in. einem runden Hohlleiter ein Widerstandsschwert fest angeordnet ist und
in weiterer Erstreckung des Hohlleiters sich hinter diesem Schwert eine über einen
Schieber bewegbare Kurzschlußplatte befindet, an der ein zweiter, ähnlich großer
schwertförmiger Widerstandskörper befestigt ist, der sich gegen den erstgenannten
Widerstandskörper hin erstreckt. Durch Schiebe-oder Drehbewegungen am Einstellelement,
nämlich
dem Kurzschlußschieber, lassen sich verschiedene Widerstände
einstellen. Die Einrichtung erfordert besonders für niedrige Wellen jedoch erheblichen
Platz in Axialrichtung des Hohlleiters, da zwei Schwerter in Axialrichtung des Hohlleiters
nacheinander angeordnet werden, um eine ungehinderte Beweglichkeit des zweiten Schwertes
zu gewährleisten.
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Ähnliche Nachteile weisen die bereits vorher geschilderten bekannten
Hohlleiterabschlußwiderstände auf. Verbunden mit diesem Nachteil werden diese Konstruktionen
außerdem schwer und unhandlich und sind in den meisten Fällen mit nicht unerheblichem
technischem Aufwand verbunden.. Vor allen Dingen äußern sich diese Nachteile bei
der Bedienung der Einstellvorrichtung. Insbesondere für Meßzwecke muß nämlich eine
Einstellung sehr exakt und leicht reproduzierbar vorgenommen werden können, was
entweder bei den geschilderten Anordnungen nicht möglich oder mit sehr hohem Aufwand
bei der Einstellvorrichtung verbunden ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann dagegen mit Vorteil der kleinere
schwertförmige Widerstandskörper etwa halb so lang und so breit wie der größere
ausgeführt werden. Der größere schwertförmige Widerstand kann dann eine- Gesamtlänge
von etwa 1,5 Hohlleiterwellenlängen aufweisen, ohne daß ein für Meßzwecke geringer
Reflexionsfaktor in einem sehr breiten Frequenzbereich, d. h. dem vom Hohlleiter
maximal übertragbaren Frequenzbereich, überschritten wird. Durch Verschiebung des
kleineren Widerstandskörpers in axialer Richtung und durch Verdrehen, kann für kleinere
Frequenzbandbreiten ein extrem geringer Reflexionsfaktor erreicht werden.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand einer Figur näher erläutert.
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Die Figur zeigt einen Hohlleiterabschnitt HL in perspektivischer
Darstellung. Der Hohlleiterabschnitt ist als Abschlußwiderstand ausgebildet, und
zur Vernichtung der Wellenenergie ist daher senkrecht zu seinen Breitseiten ein
schwertartiger Widerstandskörper HS im Hohlleiterinnern angeordnet. Der schwertartige
Widerstandskörper erstreckt sich von einer Abschlußplatte AP des Hohlleiters in
Achsrichtung des Hohlleiters. Seine Längsseite muß jedoch nicht parallel zur Hohlleiterachse
liegen, sondern sie kann - soweit es die Hohlleiterdimensionen erlauben -auch in
einem Winkel zu dieser angeordnet sein. Die Abschlußplatte wird im allgemeinen eine
metallische Kurzschlußplatte sein, kann jedoch aus einem Isoliermaterial od. ä.
bestehen, da ja am Ende des Widerstandes normalerweise kein Feld mehr vorhanden
ist. Zur Verdeutlichung der Form des Abschlußwiderstandes ist der Hohlleiter teilweise
aufgeschnitten dargestellt. Der Widerstandskörper HS kann aus einer bekohlten Pertinaxplatte
oder aus einem ähnlich gestalteten Vollkörper aus Widerstandsmaterial bestehen,
wie es an sich bekannt ist. Parallel zu diesem Widerstandskörper ist ein kleinerer
Widerstandskörper K angeordnet, der mit einem Stab St verbunden ist. Der Stab ist
durch die Abschlußplatte AP am Ende des Hohlleiters hindurchgeführt und in dieser
Platte so gelagert, daß er mit genügender Einstellsicherheit verdreht und längs
verschoben werden kann. Die Bewegungsrichtungen sind in der Figur mit Pfeilen angedeutet.
Das andere Ende des Hohlleiterabschnitts ist mit einem Flansch Fl versehen zum Anschluß
an weitere Hohlleiterzüge oder unmittelbar an das die Hochfrequenzenergie liefernde
Gerät. Durch passende Einstellung dieses Kompensationsschwertes kann erreicht werden,
daß restliche Reflexionen, die der größere Widerstandskörper noch in diesem Hohlleiterabschnitt
hervorruft, weitgehend reduziert werden. Dies ist besonders wünschenswert bei Hohlleitern
größerer Abmessungen, bei denen, wie eingangs geschildert, zur Vermeidung von Reflexionen
der größere Widerstandskörper HS mehrere Wellenlängen und daher mehrere Meter lang
gemacht werden muß. Bei Anwendung des erläuterten kleineren Widerstandskörpers K
kann, wie umfangreiche Versuche im Rahmen der Erfindung zeigten, der größere Widerstandskörper
HS aber auf eine Länge von weniger als 1,5 Hohlleiterwellenlängen gekürzt werden,
um gleiche oder bessere Ergebnisse bezüglich des Reflexionsfaktors zu erhalten als
mit einem Schwert, das mehrere Hohlleiterwellenlängen lang gemacht wird. Es hat
sich weiterhin herausgestellt, daß der kleinere schwertförmige Widerstandskörper,
um zu günstigen Ergebnissen hinsichtlich Reflexionsfreiheit zu kommen, etwa halb
so breit und so lang wie der größere Widerstandskörper dimensioniert werden soll.
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Versuche, die mit der erfindungsgemäßen Anordnung bei einem Hohlleiter,
der eingangs erwähnten Art vom Typ RB vorgenommen wurden, zeigten, daß in einem
Frequenzbereich von 470 bis 790 MHz mit einer Länge des größeren Widerstandskörpers
von 1,5 Hohlleiterwellenlängen bei gleichbleibender Einstellung des kleineren Widerstandskörpers
K im ungünstigsten Fall ein maximaler Reflexionsfaktor von nur 0,015 erreicht werden
kann. Für kleinere Bandbreiten, wie sie beispielsweise bei Messungen in Fernsehkanälen
vorliegen, also bei einer Bandbreite von 10 bis 20 MHz kann jedoch der kleinere
Widerstandskörper K so eingestellt werden, daß Reflexionsfaktoren kleiner als 2
%o erreicht werden. Dies ist bei Messungen häufig erforderlich und kann ohne Aufwendung
größerer Mittel bei nur einem Widerstandskörper der bekannten Art und bei beliebigen
übertragungsfrequenzen nicht erreicht werden. Durch den kleineren Widerstandskörper
kann dagegen durch Längsverschiebung und Verdrehung eine nach Betrag und Phase geeignete
Reflexion erzeugt werden, die die Reflexion des Hauptschwertes kompensiert.