DE1948156C3 - Übergangstransformationsteil für Hohlleiter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Übergangstransformationsteil der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung. Derartige Übergangstransformationsteile, die den durch die unterschiedlichen Querschnitte der zu verbindenden Hohlleiter bedingten Querschnittsstufensprung ausgleichen, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und besitzen den Vorteil einer kurzen axialen Baulänge, da jede Transformationsstufe nur eine Länge von λ/4 besitzt, und sie gewährleisten über eine große Bandbreite bis zu einer Oktave eine Konstanthaltung des Wellenwiderstandes mit der angestrebten geringen Reflexion unter der Voraussetzung, daß die geometrischen Abmessungen exakt stimmen. Die hierfür erforderliche Feinbearbeitung mit den engen Toleranzen von weniger als ±0,01 mm ist außerordentlich aufwendig und schwierig, insbesondere wenn an jedem Transformationsstufensprung beide Rechteckseiten gleichzeitig geändert werden. Eine Vereinfachung eines solchen Ubergangsteiles kann erreicht werden, wenn gemäß der DE-AS 71 228 an einer Transformationsstelle die Rechteckseite mit der breiteren Abmessung erhalten bleibt, was durch geeignete Bemessung einer zweiten Transformationsstelle möglich wird. Auch hier ergeben sich jedoch noch schwerwiegende bearbeitungstechnische Schwierigkeiten zur Herstellung der Transformationsstufen, und die Herstellung erfolgt im allgemeinen durch aufwendige galvanoplastische Verfahren oder durch teuren Präzisionsguß. Eine wirtschaftliche spanabhe

bende Bearbeitung ist nicht möglich.

Auch die genannten galvanoplastischen Verfahren und Feingußverfahren, obgleich äußerst aufwendig und teuer, sind noch zu ungenau, und es sind daher immer Nachbearbeitungen und aufwendige Kompensationsmaßnahmen erforderlich, um die unvermeidbaren geometrischen Fehler auszugleichen. Im allgemeinen geschieht dies durch Abgleichselemente in Gestalt von Stiften oder Schrauben, die in Richtung des elektronen ίο Feldes in den Hohlraum hineinragend entsprechend tief eingestellt werden. Hierdurch wird wiederum die Breitbandigkeit beeinträchtigt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein axial kurzes Übergangstransformationsteil der eingangs is genannten Bauart derart auszubilden, daß es mit den erforderlichen Toleranzen auf einfache Weise spanabhebend so genau bearbeitet werden kann, daß über eine große Bandbreite die angestrebte Reflexionsfreiheit gewährleistet ist.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Die Herstellung kann dann einfach in der Weise geschehen, daß mittels einer Drehmaschine in die breiten Rechteckseiten des Übergangsteils Ausdrehungen parallel zur Achse in einer Länge von λ/4 in einer Tiefe und mit einem Durchmesser eingebracht werden, die zunächst empirisefe bestimmt werden können. Liegt auf diese Weise die durch laufende Messungen empirisch ermittelte geometrische Form erst einmal vor, so ist es verhältnismäßig einfach, diese Form auf der Drehmaschine zu reproduzieren. Es hat sich gezeigt, daß die herstellungstechnisch bedingte Verrundung der Ausnehmungen keinen störenden Einfluß auf die elektrischen Eigenschaften ausübt, unabhängig davon, j5 ob beide Ausnehmungen den gleichen Krümmungsmittelpunkt in der Hohlleiterachse aufweisen oder ob ihre Krümmungsmittelpunkte auf Geraden parallel zur Hohlleiterachse liegen. Im ersten Fall können beide Ausnehmungen gleichzeitig hergestellt werden. Eine zweite Transformationsstelle kann in den Übergang zu dem weiterführenden Rechteck-Hohlleiter zu verlegt werden, indem das Transformationsteil gemäß Anspruch 2 ausgebildet ist.

Es ist bekannt, bei Übergangselementen zur Verbindung elliptischer Hohlleiter mit Rechteck-Hohlleitern durch spanabhebende Bearbeitung, Ausnehmungen in den breiten Rechteckseiten anzubringen. Hierbei handelt es sich jedoch ausnahmslos um Ausnehmungen, die einen sich verjüngenden Übergang herstellen sollen und damit eine Exponentialleitung anstreben. Ein solches Übergangselement ist durch die DE-AS 12 71229 bekannt, bei welchem die Ausnehmung in Gestalt eines Hohlkegels durch Drehen oder im Guß oder nach galvanoplastischen Verfahren eingebracht wird. Abgesehen davon, daß derartige Übergangsstücke eine große axiale Baulänge von mehr als 3/4λ pro Stufe mit einem hohen Materialaufwand erfordern, ist die Herstellung derart kompliziert verlaufender, in der Tiefe abnehmender Ausnehmungen äußerst problemabo tisch und in der Praxis nicht gelöst. Es hat sich als unvermeidbar erwiesen, jeweils von Fall ZU Fall individuell abzugleichen und Kompensationsstufen unterschiedlicher Länge in den Hohlraum einzubauen, was einen hohen zusätzlichen Aufwand erfordert und „■-, die Breitbandigkeit beeinträchtigt.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausgangswerkstückes für das Transformationsteil;

Fig.2 eine perspektivische Darstellung eines aus dem Ausgangswerkstück gemäß Fig. 1 gefertigten Übergangstransformationsteiles;

Fig.3 eine perspektivische Darstellung eines anderen, aus dem Ausgangswerkstück gemäß Fig. 1 gefertigten Übergangstransformationsteiles.

Das Ausgangswerkstück gemäß F i g. 1 besteht aus einem Rechteckkärper, der aus Vollmetall hergestellt und mit einer durchgehenden öffnung durch Räumen hergestellt ist, die die Grundform eines Rechtecks besitzt Die axiale Länge L entspricht der Länge zweier Transformationsstufen.

Fig.2 zeigt ein erstes und Fig.3 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ubergangstransformationsteils 1 in seinem fertigen Zustand nach Abschluß der zweiten Herstellungsstufe. Das Transformationsteil 1 arbeitet zweistufig, wobei zur Erzeugung der zweiten Transformationsstufe (die eine Länge L ι besitzt) von der Seite des ovalen Hohlleiters her auf die Tiefe der ersten Transforrnationsstufe (die eine Länge L \ besitzt) die beiden Breitseiten ύ, 7 des durchgeräumten Rechtecks vorzugsweise durch Ausdrehen vergrößert werden.

Diese Ausnehmung in jeder der Breitseiten 6, 7 des Rechtecks ist mit dem Bezugszeichen 2 versehen. Die Länge der Ausdrehung ist mit L _u die Breite mit B und die größte Tiefe mit T bezeichnet. Über die Länge L ₂ hinweg verbleiben die Breitseiten 6,7 des Rechtecks in ihrem ursprünglichen (in F i g. 1 gezeigten) Zustand. Die Gesamtlänge L des Transformationsteils 1 ist die Summe aus L ι und L 2.

Die Ausnehmungen 2 sind vorzugsweise mittig angeordnet, d. h. ihre seitlichen Begrenzungskanten 11, 12 haben gleiche Abstände von den Schmalseiten 8, 9 des Rechtecks. Ferner ist die Ausnehmung 2 in der unteren Breitseite 6 des Rechtecks und (die nicht mit einem Bezugszeichen versehene) Ausnehmung 2 in der oberen Breitseite 7 des Rechtecks mit gleicher Form ausgebildet. Weiterhin liegen die beiden Ausnehmungen 2 in der oberen und unteren Breitseite 6, 7 spiegelbildlich zueinander.

Gemäß der Erfindung besitzen die Ausnehmungen 2 entsprechend der Mantelfläche eines Kreiszylinders geformte Bodenflächen bzw. Bodenkanten 4, und zwar über die ganze Stufenlänge L 1 hinweg.

Gemäß der Erfindung werden die Ausnehmungen 2 vorzugsweise ausgedreht

Die Ausführungsbeispiele gemäß Fig.2 und 3 unterscheiden sich dadurch, daß im einen Falle (Fig. 2) die Bodenflächen 4 der Ausnehmung 2 in der unteren und oberen Breitseite durch ein und denselben Kreiszylinder gebildet werden, dessen vordere Stirnseite in Fig.2 strichpunktiert dargestellt und mit dem Bezugszeichen 30 versehen ist. Im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß Fig.3 wird die in der unteren Breitseite ausgebildete Ausnehmung 2 durch einen bei 21 strichpunktiert angedeuteten Kreiszylinder und die Ausnehmung 2 in der oberen Breitseite 7 durch einen bei 22 strichpunktiert angedeuteten Kreiszylinder gebildet Die Achsen der beiden Kreiszylinder sind bei M\ bzw. M₂ angedeutet Die Achsen der beiden Kreiszylinder liegen in einer parallel zu den Schmalseiten 8,9 verlaufenden Ebene.

Der in der Zeichnung nicht dargestellte ovale Hohlleiter liegt an der Eingangsstirnseite 5 des Übergangstransformationsteils 1 an. Der Rechteckquerschnitt an der Ausgangsseite des Übergangstransformationsteils 1 weist vorzugsweise vom Rechteckquerschnit.t des anzuschließenden Hohlleiters abweichende Abmessungen auf. Dadurch wird diese Anschlußstelle als weitere Transformationsstufe ausgenützt. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich eine sehr einfache Herstellung des Übergangstransformationsteils, das ein sehr gutes Transformationsverhalten aufweist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Übergangstransformationsteil in Gestalt eines Stufentransformators mit achsparalielen Wänden zur reflexionsarmen Verbindung eines Rechteckhohlleiters mit einem glatten oder gewellten ovalen Hohlleiter, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt durchgehend mit rechteckiger Grundform ausgebildete Öffnung des Transformationsteils auf beiden Breitseiten je eine Stufenausnehmung (2) aufweist, deren Querschnittsformen senkrecht zur Achse über ihre gesamte axiale Stufenlänge (L ι) spiegelgleich sind und die Form eines Kreisabschnitts besitzen.

2. Obergangstransformationsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an die Ausnehmungen (2) anschließende Teil der Rechtecköffnung mit der restlichen Länge (L₂) eine zweite Transformationsstufe "jildet, wenn der anzuschließende Rechteckhohlleiter eine gegenüber der Rechtecköffnung des Transformationsteils unterschiedliche Bemessung aufweist.

3. Obergangstransformationsteil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsmittelpunkte beider Ausnehmungen (2) mit der Hohlleiterachse zusammenfallen und die Wandflächen der Ausnehmungen Mantelabschnitte eines Kreiszylinders bilden (F i g. 2).

4. Übergangstransformationsteil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsmittelpunkte beider Ausnehmungen (2) auf Geraden parallel zur Hohlleiterachse liegen und die Wandflächen der Ausnehmungen durch den Mantel zweier Kreiszylinder gebiiJet sind, die beide gleiche Radien besitzen.