DE2235346C3

DE2235346C3 - Rundhohlleiter-Wellentypfilter

Info

Publication number: DE2235346C3
Application number: DE2235346A
Authority: DE
Inventors: Kunio Musashi-Murayama Hashimoto; Ken Tokio Kondoh; Masaki Sayama Saitama Koyama; Sadakuni Kodaira Shimada
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1971-07-19
Filing date: 1972-07-19
Publication date: 1980-10-09
Also published as: FR2146375B1; GB1395638A; DE2235346B2; FR2146375A1; US3787787A; JPS5141502B1; DE2235346A1; SU459000A3

Description

Die hei fJhcrtragUMgssystcmcn im Millimeter-Wellenbereich verwendeten Rundhohlleiter haben im allgemeinen einen Innendurchmesser, der erheblich größer ist als die Wellenlänge tier geforderten b/.w. erwünschten I I_1n-WeIIc. iinulie Dämpfung infolge ties Waiuliingswiirmeverlustes des Wellentyps /ii vermindern. Beispielsweise ist der Rundhohlleiter für das im Millimeter-Wellenbereich arbeitende Übertragungssystem, dessen Frequenzbereich von 40 bis 80 GHz oder von 40 bis 120 GHz reicht, so gewählt, daß die • Wellenlängen innerhalb des Innendurchmessers liegen. Infolgedessen kann sich eine beträchtliche Anzahl Wellentypen durch den Rundhohlleiter ausbreiten. Wenn wendeiförmige Hohlleiter als Übertragungsleiiungen verwendet werden, köonen andere

in unerwünschte Wellentypen als z. B. die zirkularsymmetrischen Wellentypen H₀,, H₀₃ und H₀₄ ausreichend unterdrückt werden; der Hohlleiter muß daher im allgemeinen mit Wellentypfiltern zur Dämpfung der unerwünschten H^-Wellen (/i=2) versehen

ι > werden, die zusätzlich auch noch in Winkelhohlleitern erzeugt werden, die als eine Art Spiegel betrachtet werden können, durch die ein Beugen der Mikrowellen an Krümmern oder Bogen um scharfe Winkel ermöglicht ist. Bei den zwischen Städten oder Ämtern

-ti verlaufenden Verbindungsleitungen, die eine beträchtliche Anzahl Krümmungen aufweisen, werden diese Winkelhohlleiter verwendet, wodurch eine Verschlechterung der Übertragungs-Charakteristik aufgrund der Umwandlung und Rückumwandlung der

>ΐ H_ol-SignalweIIe und der unerwünschten H_0n-Wellen für /ι ii 2 auftritt.

Im allgemeinen herrscht von den unerwünschten Wellentypen der -iiedrigste Wellentyp, nämlich die H_o,-WeIIe am meisten vor, so daß, wenn letztere aus-

!Ii reichend unterdrückt oder absorbiert ist, die anderen unerwünschten Wellentypen auf den Mikrowellen-Übertragungsleitungen praktisch keine ernsthaften Schwierigkeiten darstellen. Erwünscht ist deshalb hauptsächlich die Absorption und Dämpfung der

r, H₀₂-WeIIe.

Um die unerwünschte H₀₂-WeIIe zu absorbieren und zu dämpfen, ist bereits ein in »Review of the Electrical Communication Laboratory«, Bd. 16, Nr. 1 bis 2, Seiten 118 bis 137, Jan./Feb. 1968, beschriebenes

-in Wellentypfilter bekannt, bei deir eine große Anzahl von Koppellöchern in der Wandung eines inneren Hohlleiters mit KreisquerschniU derart ausgebildet sind, daß von den sich durch den inneren Hohlleiter ausbreitenden H₀₁- und H_0n-Wellen höherer Ord-

■Γ) nung die unerwünschten H_O2-Wellen durch die Koppellöchcr in einen äußeren Hohlleiter mit Kreisqiierschnitt geleitet werden. Wenn das Wellentypfilter der vorbeschriebenen Art in der Praxis in die Mikrowellen-Übertragungsleitung eingesetzt wird, müssen sich

vi verjüngende Hohlleiter beträchtlicher Länge an beiden Enden des Wellentypfilters angekoppelt werden, wodurch sich verschiedene Schwierigkeiten ergeben, wie z. B. große Baulänge des Wellentypfilters einschließlich der sich verjüngenden Hohlleiter-Kopp-

<i lungseinrichtungen, begrenzte Resonanz und enge Maßtoleranzen bei der Herstellung und beim Verlegen.

Auch wurde bereits ein Resnnanzschütz-Wellentypfilter vorgeschlagen und vorgeführt, bei dem ein

hi mit Verlust behaftetes Material mit einer großen Anzahl Schlitze, die an einer Stelle ausgebildet sind, wo die Feidintensitiit der II₀₁-SIgHaIWeIIe Null wird, in den Hohlleiter eingefügt ist, um den Hohlleiter in zwei Teile /u unterteilen. Wenn sich dann die H₀₁- und

hi die H₀,-Welle durch den Hohlleiter ausbreiten, kann die unerwünschte 11₁₁,-Welle durch das mit Verlust behaftete Material absorbiert werden. Die Dämpfung der unerwünschten I I_n,-Welle, die mit dem Reso-

nanzsehlitz-Wellentypfilter erzielt und größer 2 db/m ist, liegt in dem verhältnismäßig schmalen Frequenzband von 5 GHz, bei 50 GHz. Mit anderen Worten, das Resonanzschlitz-Wellentypfilter ist nicht in einem breiten Band verwendbar. Fernerhin wird mit höherer Frequenz die Dämpfung der unerwünschten H₀₂-WeIIe geringer.

Aus der Literaturstelle »Radiotekhnika i elektronika« 1961, Bd. 6, Nr. 3, S. 152 bis 155, ist bereits ein Rundhohlieiter-Wellentypfilter mit je einem oberen und unteren Hohlleiter mit Halbkreisquerschnitt mit unterschiedlichen Radien bekannt. Das dem Rundhohlieiter-Wellentypfilter zugrundeliegende Prinzip beruht auf der Tatsache, daß die Phasengeschwindigkeiten der sich durch die Hohlleiterteile mit Halbkreisquerschnitt mit unterschiedlichen Radien ausbreitenden halbzirkularen Wellentypen voneinander verschieden sind. Ausgehend von diesem Prinzip kann die unerwünschte H_o,-Welle gedämpft werden, ohne daß die gewünschte H₀₁-WeIIe nachteilig beeinflußt wird. Insbesondere ist für die erwünschte halbzirkuläre H₁J₁-WeIIe die Phasendifferenz zwischen den beiden Hohlleiterteilen mit Halbkreirquerschnitt gleich 2 π oder einem ganzzahligen Vielfachen davon, wodurch die elektrischen Felder der H₀₁-WeIIe in denselben Richtungen am Ausgang jedes Hohlleiters mit Halbkreisquerschnitt ausgerichtet sind. Für die unerwünschte H₀₂-WeIIe ist die Phasendifferenz der sich durch die oberen und unteren Hohlleiterteile ausbreitenden H₀₂-Wellen gleich π oder einem ungeradzahligen Vielfachen davon, wodurch die elektrischen Felder am Ausgang des Wellenleiters in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet sind. Infolgedessen werden die zwei halbzirkularen, sich durch die oberen und unteren Hohlleiter mit Halbkreisquerschnitt ausbreitenden H₀₁-WeIIeH zu einer zirkulären H₀₁-WeIIe zusammengesetzt und überhaupt nicht beeinflußt, während die beiden halbzirkularen H₀₂-Wellen am Ausgang des Hohlleiters in die TM₁₂- oder E_n-WeIIe u. ä. umgewandelt werden, die von dem wendeiförmigen HohT^iter absorbiert werden können. Bei dem Rundhohlieiter-Wellentypfilter der vorbeschriebenen Art werden die besonderen vorbeschriebenen Phasenbeziehungen nicht erhalten, wenn sich die Frequenz derart ändert, daß die Einfügungsdämpfung der H₀₁-WeIIe größer wird. Das bekannte Rundhohileiter-Wellentypfilter ist also über ein breites Band nicht wirksam. Ferner hängt die Dämpfung der unerwünschten H₀₂-WeIIe einzig und allein von der Wellentyp-Umwandlung am Ausgang des Hohlleiters derart ab, daß Vielfac-i-Reflexionen in den Hohlleiterteilen mit Halbkreisquerschnitt auftreten. Hierdurch wird aber die Wirkung der H-Wellenabsorption vermindert, und die Reflexionscharakteristik der erwünschten H₀₁-WeIIe wird nachteilig beeinflußt. Am Ausgang des Hohlleiters werden durch die Wellentyp-Umwandlung verschiedene Wellentypen erzeugt, von denen einige durch den wendeiförmigen Hohlleiter nicht wirksam absorbiert werden können. Die Rückumwandlung in die H₀₂-WeIIe tritt daher an unzureichenden Teilen des wendeiförmigen Hohlleiters auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hohlleiter-Wellentypfillcr der im Oberbegriff des Anspruchs I genannten Art zu schaffen, das eine größere Handbreite als bekannte Hohlleiter-Wellentypfilter aufweist, dessen Gesamtlänge kürzer ist und da* im Vergleich zu den hikannten Wellentypfilter!! gegenüber Fertigungs- und Verlegungstoleranzen oder -fehlern nicht so kritisch ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Durch das in dem Hohlleiterteil mit Halbkreisquerschnitt mit dem kleineren Radius angeordnete Dämpfungsteil breitet sich in diesem Hohlleiterteil die H₀,-WeIIe mit einer anderen Phasengeschwindigkeit aus als die entsprechende H_o,-Welle in dem anderen Hohlleiterteil mit Halbkreisquerschnitt mit einem größeren Radius; hierdurch ist die Feldintensität der H₀₂-WeIIe, die sich in dem Hohlleiterteil mit Halbkreisquerschnitt mit dem kleineren Radius ausbreitet, am Ausgang des Wellentypfilters in einer Richtung ausgerichtet, weiche der Feldintensität der H₀₂-WeIIe entgegengesetzt ist, die sich in dem anderen Hohlleiterteil mit Halbkreisquerschnitt mit größerem Radius ausbreitet, wodurch die unerwünschte zirkuläre H₀,-WeIIe praktisch vollkommen absorbiert wird. Dagegen wird die Ausbreitung der H .,-Welle durch die unterschiedlichen Radien der Hohlleiterteile mit Halbkreisquerschnitt nicht beeinflußt, wenn das Dämpfungsteil in einem bestimmten Abstand von einem oder beiden Enden des Hohlleiters angeordnet ist, so daß die Phasengeschwindigkeit der sich durch die beiden Hohlleiterteile ausbreitenden H_ol-Wellen gleich werden. Dadurch wird dann am Ausgang des Rundhohlleiter-Wellentypfilters nur noch die zirkuläre H₀₁-WeIIe erhalten, und zwar über eine verhältnismäßig große Bandbreite.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wozu auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt wiedergegebene, perspektivische Darstellung eines Rundhohlleiter-Wellentypfilters gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Wellentypfilter.

Fig. 3 die elektrischen und magnetischen Feldverteilungen der zirkulären H₀₁- und H_o,-Wellen, zur Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips,

Fig. 4 die mit den· Rundhohlleiter-Wellentypfilter gemäß der Erfindung erhaltenen Versuchjergebnisse,

Fig 5 die Vorteile, die mit derr Rundholleiter-Wellentypfilter gemäß der Erfindung gegenüber dem bekannten Wellentypfilter mit Koppeleinrichtung erzielt sind,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform des Weilentypfilters gemäß der Erfindung, bei der dielektrische Materialien verwendet sind,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform des Wellentypfilters gemäß der Erfindung, bei der magnetische Materialien verwendet sind,

Fig. 8 eine Längsschnittdarstellung einer Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, und

Fig. 9(a) uiv' 9(b) Draufsichten auf Abwandlungen einer dünnen metallischen, plattenförmigen Zwischenwand mit Widerstandselerncnteri oder -schichten.

In Fig. 1 weist ein in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnetes Rundhcihlleiter-Wellentypfilter gemäß der Erfindung einen oberen und einen unteren Hohllcitcrteil 10 und 20 mit Halhkrcisqucrschnitt auf. die voneinander durch eine dünne metallische Platte 2

getrennt sind. Der mittlere Hohlleitcrteil 13 des oberen Hohllciterteils IO mit Halbkreisquerschnitt besitzt einen Radius, der kleiner ist als der des unteren Hohllcitertcils 20 mit Halbkrcisquersehnitt; ein in Form eines Halbzylinders ausgebildetes Dielektrikum 3 mit einem Radius., der kleiner ist als der des mittleren Hohlleiterteils 13. ist koaxial in dem Teil 13 angeordnet. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Radius R₁₁ des unteren Hohllciterteils 20 größer als der Radius R' des mittleren Hohlleiterteils 13; das in Form eines Halbzylinders ausgebildete Dielektrikum 3 hat einen Radius, der gleich O..Mfi2 /< * ist. Der mittlere Hohllciterteil 13 ist auf beiden Seiten, auf der Eingangs- bzw. der Ausgangsseite, über sich verjüngende Hohlleiterteile 12 bzw. 14 mit Halbkrcis'|uerschnitt mit ilen Hohllciterteilcn 11 und 15 mit Halbkreisquerschnitt verbunden.

Für einen Hohlleiter mit Halbkreis- oder Kreisquerschnitt sind die radialen Feldverteilungen der elektrischen I ransversaiteidkomponcnten /.„ und die magnetischen Longitudinalfeldkomponenten Hz der H_()|- und H₀,-Wellen in Fig. 3 dargestellt; und zwar sind die elektrischen Feldverteilungen der H₀₁- und H_o2-Wellen in den Fig. 3(a) bzw. 3(b) dargestellt, während die magnetischen Feldverteilungen in den Fig. 3(c) bzw. 3(d) dargestellt sind. Beispielsweise wird in Fig. 3(b) die elektrische Feldkomponente /I₁₁ der H₀₂-WeIIe an einer Stelle Null, die im Abstand zur Hohlleiterachse des Wellentypfilter von 0,5462 des Radius R liegt. Wenn daher das Dielektrikum 3. wie in Fig. 2 dargestellt, in einem Abstand zur Hohlleiterachse von 0,5462 des Radius /?' des oberen Hohlleiterteils 10 mit Halbkreisquerschnitt angeordnet ist, wird die sich durch den Hohlleiterteil 10 mit Halbkreisquerschnitt ausbreitende H₀₂-WeIIe im wesentlichen durch das Dielektrikum nicht beeinflußt, außer daß ihre Phasengeschwindigkeit geändert wird, da der Radius des mittleren Hohlwellenteils 13 kleiner ist. Für die sich durch den Hohlleiterteil 10 mit Halbleiterkreisquerschnitt ausbreitenden H₀₁-WeIIe wird der scheinbare Radius des Teils 10 wegen des Einflusses des Dielektrikums 3 größer. Die Phasengeschwin-,Jinj/oiton A*>r cioK Hiirf-U Air* Ilf>kll*>;tort»il» Ift itnA

20 mit Halbkreisquerschnitt ausbreitenden H₀₂-WeI-len sind wegen der Radiusdifferenz zwischen den oberen und unteren Hohlleiterteilen 10 und 20 mit Halbkreisquerschnitt voneinander verschieden. Es ist daher möglich, die Richtungen der sich durch die Hohlleiterteile 10 und 20 ausbreitenden H_O2-Wellen an deren Ausgängen umzukehren, wenn ihre Längen entsprechend gewählt sind. Weiterhin ist es möglich, daß für die H₀₁-Wellen der scheinbare Radius des oberen Hohlleiterteils 10 mit Halbkreisquerschnitt gleich dem Radius des unteren Hohlleiterteils 20 mit Halbkreisquerschnitt wird, wenn die Radien der oberen und unteren Hohlleiterteile 10 und 20 mit Halbkreisquerschnitt und das dielektrische Material 3 entsprechend gewählt werden. Es ergibt sich daher eine Differenz der Phasengeschwindigkeit zwischen den sich durch die oberen und unteren Hohlleiterteile 10 und 20 mit Halbkreisquerschnitt ausbreitenden H₀₁-Wellen. Das heißt, die Richtungen der elektrischen Felder der H₍₎₁-Wellen an den Ausgängen der Hohlleiterteile 10 und 20 mit Halbkreisquerschnitt werden die gleichen. In diesem Fall haben die sich durch die oberen und unteren Hohlleiterteile 10 und 20 mit Halbkreisquerschnitt ausbreitenden H_()!-Wellen keine Phasendifferenz.

Hei den von dem l-.rfimler durchgeführten Versuchen wurde der in Fig. I dargestellte Hohlleiter mit Kreisquerschnitt verwendet, bei dem die eingangs- und ausgangsseitigen llohlleiterteilc U und 15 100 mm lang, die sich verjüngenden Hohlleiterteile 12 und 14 75 mm lang und der mittlere Teil 13 300 mm lang waren: seine Gesamtlänge betrug aKo 650 mm. Der Radius R' des oberen Hohlleiterteils 10 mit Halbkreisqucrschnitt betrug 23.0 mm. wahrend der Radius R₁, des unteren Hohllciterteils 20 mit Halbkreisqucrschnitt 25.5 mm betrug. Das in Form eines Halbzyliiideis ausgebildete Dielektrikum 13 mit einer Dielektrizitätskonstante von 1,03. einer Länge von 100 mm und einer Dicke 2.00 mm v/ar i ι dem Hohlleiterteil 10 mit Halbkreisquerschnitt in einem Abstand von 0,5462 R' von dessen Mittellinie angeordnet.

Die Versuchsergebnissc sind in Fig. 4 dargestellt. In den Fig. 4(a) und 4(b) sind die Einfügungsdämpfungskenniinien der H₀₁-WeUe und die Ansorpiionsdämpfungs- bzw. Dämpfungsverlustkennlinien der H₀₂-WeIIe dargestellt, wenn kein Dielektrikum 3 verwendet wurde. In den Fig. 4(c) und 4(d) sind die entsprechenden Kennlinien dargestellt, wenn das Dielektrikum 3 eingefügt war. In Fig. 4 sind die Versuchswerte durch ausgezogene Linien und die theoretischen Werte durch gestrichelte Linien wiedergegeben. Aus Fig. 4 ist ohne weiteres zu ersehen, daß duu.1 das Einfügen des Dielektrikums 3 in den Hohlleiterteil 10 mit Halbkreisquerschnitt mit dem kleineren Radius des Hohlleiters 1 mit Kreisquerschnitt die Verbesserung der Dänipfungskennlinie der H₀₁-WeIIe erreicht werden kann. Der Grund hierfür ist. daß, wie oben beschrieben, der scheinbare Radius des oberen Hohlleiterteils 10 mit Halbkreisquerschnitt für die H₉₁-WeIIe gleich dem Radius des unteren Hohlleiterteils 20 mit Halbkreisquerschnitt wird. Die Wirkung des Dielektrikums 3 auf die H₀₂-WeIIe ist beinahe vernachlässigbar; die Absorptionsdämpfung wird wegen der Radiusdifferenz zwischen den oberen und unteren Hohlleiterteilen 10 und 20 mit Halbkreisquerschnitt größer.

rVo Vorteil*» /toc W*»llontvnfilti»rc opmäR rlpr Frfin-

dung gegenüber dem bekannten Wellentypfilter mit Koppelelement sind am besten aus Fig. 5 zu ersehen. In Fig. 5(a) ist das Verhältnis zwischen dem Radius und der Länge des jeweiligen Filters und in Fig. 5(b) das Verhältnis zwischen dem Maßfehler des Filterradius und der Maximaldämpfung der H₀₂-WeIIe dargestellt. In Fig. 5 ist das Wellentypfilter gemäß der Erfindung durch ausgezogene Linien und das bekannte Wellentypfilter durch gestrichelte Linien wiedergegeben. Auch ist ohne weiteres zu ersehen, daß die Gesamtlänge des Wellentypfilters gemäß der Erfindung kürzer ist als die des bekannten Wellentypfilters, und daß die für das Wellentypfilter gemäß der Erfindung gestellten Anforderungen bezüglich der Maßfehler oder -toleranzen nicht so streng sind wie bei dem bekannten Wellentypfilter.

Neben dem Wellentypfilter für den Rundhohlleiter, wie er bis jetzt bezüglich der Fig. 1 und 2 beschrieben ist, können verschiedene Abwandlungen und Veränderungen durchgeführt werden.

Bei der zweiten, in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung, weist der Rundhohlleiter obere und untere Hohlleiterteile 10 und 20 mit Halbkreisquerschnitt auf, die wie bei der ersten Ausführungsform voneinander durch die metallische Platte

cider das Blech 2 getrennt sind: st;ilt des in I orm eines Halb/ylinders ausgebildeten Dielektrikums 3 sind aber dielektrische Stäbe 3 in dem oberen, einen kleineren Radius aufweisenden Hohlleiterteil 10 mit Halbkreisquerschnitt in einem Abstand Ο.5-ΚΊ2 IV je- · weils auf beiden Seiten der Mittellinie des Teils 10 angeordnet. Die Wirkungsweise der zweiten Ausfiihrung.scirm ist im wesentlichen die gleiche wie die der ersten Ausführungsfnrm. Das heißt, die Wirkungen der dielektrischen Stäbe 3 auf die sich durch den i" llohlleitertcil 10 mit Halbkreisquerscririitt ausbreitende H,,,-Welle ist beinahe veriiachlässigbar, es wird aber die Phasengeschwindigkeit geändert, da der Radius des oberen Hohlleiterteils 10 mit Halbkreisquerschnitt kleiner ist. J ür die H₀₁-WeIIe wird der schein- ι > bare Radius des oberen Hohlleiterteils 10 mit Halbkreisquerschnitt wegen der Anwesenheit der dielektrischen Stäbe 3 derart größer, daß die Phasenge-M-iiw inuigkeii dci siCii uüici'i dci'i üiicfcü iiuunciicrit"ti 10 mit Halbkreisquerschnitt ausbreitenden H₀₁-WeIIe 2« gleich der Phasengeschwindigkeit der sich durch den unteren Hohlleiterteil 20 mit Halbkreisquerschnitt ausbreitenden H₀₁-WeIIe wird.

Wie aus Fig. 3(c) und 3(d) abzuleiten ist, können die gleichen YVirkungen erhalten werden, wenn an- -"> stelle von dielektrischen Materialien magnetische Materialien verwendet werden.

Bei der in Fig. 7 dargestellten dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist magnetisches Material verwendet. Sie gleicht im Aufbau im wesentli- «> chen der ersten, in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform, abgesehen davon, daß ein in Form eines Halbzylinders ausgebildetes magnetisches Material 3 in dem oberen Hohlleiterteil 10 mit Halbkreisquerschnitt, dessen Radius kleiner r> als der des unteren Hohlleiterteils 20 mit Halbkreisquerschnitt ist, in einem Abstand von 0,3428 R' von der Mittellinie des oberen Hohlleiterteils 10 angeordnet ist.

Die Arbeitsweise der dritten in Verbindung mit -w Fig. !beschriebenen Ausführungsform ist im wesent-Ι,/Ίι<ιη rvloioK Ae*r At>r orct*»n in X/i^rHinHiino mit f\t*n _c _o

Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform.

Das insoweit beschriebene Rundhohlleiter-Wellentypfilter gemäß der Erfindung weist verschiedene -ti Vorteile auf, die bisher mit den bekannten Wellentypfiltern nicht erreicht worden sind; die Schwierigkeit der reflektierten Wellen in dem Filter ist aber ungelöst geblieben. Mit der vorliegenden Erfindung kann aber auch diese Schwierigkeit gelöst werden, wie anhand w der folgenden in Verbindung mit den Fig. 8 und 9 beschriebenen Ausführungsformen zu ersehen ist.

In Fig. 8 ist ein Längsschnitt durch den in Fig. 1 dargestellten Hohlleiter wiedergegeben. Der in·seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnete Rundhohlleiter ist durch die metallische Platte 2 in die oberen und unteren Hohlleiterteile 10 und 20 mit Halbkreisquerschnitt unterteilt; das in Form eines Halbzylinders ausgebildete Dielektrikum 3 ist in dem Mittelteil 13 angeordnet, das einen kleineren Radius aufweist als der obere Hohlleiterteil 11 oder 15. Wenn die Wirkung der reflektierten, in dem Hohlleiter vor- und zurückwandernden Wellen nicht vernachlässigbar ist, werden Widerstandselemeiite oder -filme 5 auf der Trennwand 2 in den Eingangs- und Ausgangs-Hohlleitertcilen 11 und 15 gegenüber deren Innenwandungen angeordnet. Die H,,,-Wellen, die sich durch die oberen und unteren Hohlleiterteile 10 und 20 mit Halbkreisquerschnitt ausbreiten und die an den Ausgangen der Hohlleiterteile 10 und 20 phasenverschoben sind, können durch das Widerstandselcment 5 am Ausgang derart absorbiert werden, daß die Schwierigkeiten mit reflektierten Wellen beseitigt sind. Das Widerstandselement 5 am Eingang kann die noch übriggebliebenen reflektierten Wellen des H₀₁- und Fl₁₁,-Typs absorbieren, die in den oberen und unteren Hohlleiterteilen 10 und 20 mit Halbkreisquerschnitt gcgcricifiuriucr piiuScrivcrsCuG^crt sirtc iiicruurcn ist dann die Vielfachreflexion unterbunden. Die Widerstandselemente 5 sind unter rechtem Winkel zu den Richtungen der elektrischen Feldintensitäten der H_ol-Wellen angeordnet, die in den oberen und unteren Hohlleiterteilen 10 und 20 mit Halbkreisquerschnitt derart in Phase sind, daß sie beinahe nicht beeinflußt werden, wenn die Dicke der Widerstandselemente 5 bezüglich der Wellenlänge beträchtlich kleiner gemacht wird. Obwohl gerade ausgeführt worden ist, daß die zwei Widerstandselemente 5 jeweils am Eingang und Ausgang des Hohlleiters angeordnet sind, reicht es in der Praxis aus, nur das Widerstandselement 5 am Ausgang des Hohlleiters anzubringen.

In Fig. 9(a) ist eine rechteckige dünne Metallplatte 2 mit rechteckigen Widerstandselementen 5 dargestellt. In Fig. 9(b) ist eine Abwandlung der dünnen metallenen Trennplatte 2 dargestellt, die sich verjüngende oder fünfeckige Widerstandselemente 5 aufweist, die im Absorbieren der reflektierten Wellen wirksamer sind als die rechteckigen, in Fig. 9(a) dargestellten Widerstandselemente.

Wenn iinprwOnsrhte riurrh I lnvollknmmenhe.it der Hohlleiter erzeugte Wellentypen absorbiert werden sollen, können die Eingangs- und Ausgangs-Hohlleiterteile 11 und 15 als wendeiförmige Hohlleiter oder ringförmige Wellentyp-Hohlleiter ausgebildet sein. Weiterhin können anstelle von Hohlleiterteilen mit Halbkreisquerschnitt auch wendeiförmige Hohlleiter verwendet werden.

Bis jetzt ist auch nur die Absorption der H₀₂-WeIIe in Betracht gezogen worden; der Hohlleiter gemäß der vorliegenden Erfindung kann aber auch so ausgelegt werden, daß andere höhere zirkuläre Wellentypen absorbierbar sind. In diesem Fall ist es natürlich notwendig, die Lagen der dielektrischen oder magnetischen, in den Hohlleiter eingefügten Materialien zu ändern, da sich die elektrischen und magnetischen Feldverteilungen höherer Wellentypen von denen der H₀₂-WeIk unterscheiden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

U Rundhohlleiter-Wellentypfilter mit geringen Übertragungsverlusten für die H₀₁-WeIIe und hoher Dämpfung für unerwünschte H_0n-Wellen (h=2) bestehend aus zwei Hohlleiterteilen mit halbkreisförmigem Querschnitt unterschiedlicher Radien, deren ebene Begrenzungsflächen einander zugewandt und deren zylindrische Begrenzungsflächen in bezug auf eine gemeinsame, die Hohlleiterachse des Wellentypfilter bildende Achse konzentrisch angeordnet sind, dadurch ge kennzeich net, daß innerhalb des Hohlleiterteils (10) mit dem kleineren Radius [R') des Halbkreisquerschnittes Dämpfungsmittel (3) angeordnet sind, die sich in einem bestimmten konstanten Abstand von der Hohlleiterachse des Wellentypfilters parallel zu dieser Achse über eine Teillänge des Wellentypfilter erstrecken.
2. Weiüntypfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmittel aus einem Dämpfungsglied (3) in Form eines Halbzylinders bestehen, dessen Radius dem bestimmten Abstand der Dämpfungsmittel von der Hohlleiterachse des Wellentypfilter* entspricht.
3. Wellentypfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmittel aus zweistabförmigen Dämpfungsgliedern (3, Fig. 6) bestehen, die diametral ?.ur Hohlleiterachse des Wellentypfilters auf der ebenen Begrenzungsfläche (2) der. Hohlleiterteils (10) mit dem kleineren Radius des Halbkreisquerschnitts angeordnet sind.
4. Wellentypfilter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß u.e Dämpfungsmittel (3) aus einem dielektrischen Material bestehen und ihr vorbestimmter Abstand zur Hohlleiterachse des Wellentypfilters gleich dem 0,5462fachen Wert des Radius des Hohlleiterteiles (10) mit dem kleineren Radius des Halbkreisquerschnittes ist.
5. Wellentypfilter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmittel (3) aus einem magnetischen Material bestehen und ihr vorbestimmter Abstand zur Hohlleiterachse des Wellentypfilters gleich dem (),3428fachon Wert des Radiusdes Hohlleiterteiles (10) mit dem kleineren Radius des Halbkrcisqucrschnittes ist.

ft. Wellentypfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar Hohlleiterteile (10, 20) mit Halbkreisquerschnitt voneinander durch eine dünne metallische Platte (2) oder ein dünnes metallisches Blech getrennt ist, auf der bzw. dem Widerstandsmaterial (S) aufgebracht ist.