DE1042048B - Anordnung zur AEnderung der elektrischen Laenge eines Leitungsabschnittes einer Mikrowellen-Bandleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Änderung der elektrischen Länge eines Leitungsabschnittes einer Mikrowellenbandleitung.

Es ist bekannt, bei Hohlleitern deren elektrische Länge durch Verändern der mechanischen Länge des Leiters zu beeinflussen. Auch ist es bekannt, die elektrische Länge bei Hohlleitern kreisförmigen oder elliptischen Querschnitts dadurch zu ändern, daß deren Querschnitt innerhalb der Elektrizitätsgrenze deformiert wird. Diese Maßnahme erlaubt nur eine Variation innerhalb eines relativen kleinen Bereiches, da andernfalls bleibende Veränderungen des Wellenleiters auftreten würden und eine Reproduzierbarkeit der eingestellten Werte nicht gegeben wäre.

Weiterhin ist es bekannt, auch Lecherleitungen abstimmbar zu gestalten, indem man den zwischen den beiden Leitern liegenden Zwischenraum mehr oder weniger mit einem Körper aus hochwertigem Dielektrikum ausfüllt und somit die Kapazität pro Längeneinheit der Leitung in einem bestimmten Abschnitt stetig verändern kann.

Demgegenüber wird mit der Erfindung eine Anordnung geschaffen, die speziell für Mikrowellen-Bandleitungen eine vorzugsweise kontinuierliche Änderung der elektrischen Länge eines Leitungsabschnittes ermöglicht.

Bandleitungen bestehen bekanntlich in ihrer einfachsten Form aus Leitern, die praktisch parallel an entgegengesetzten Seiten eines dünnen Streifens oder einer Schicht dielektrischen Materials in einem Abstand nur eines kleinen Bruchteils einer Viertelwellenlänge angeordnet sind, so daß die Vorteile der aus der Hochfrequenztechnik bekannten gedruckten Schaltungen auch für diese Mikrowellen-Übertragungsleitungen ausgenutzt werden können, da die genannten Leitungen vorzugsweise nach Art der gedruckten Schaltungen aufgedruckt werden können. Die beiden Leiter können von derselben Breite sein, oder einer kann breiter als der andere gehalten sein. Das Dielektrikum zwischen den beiden Leitern kann praktisch die gleiche Breite wie der schmälste der beiden Leiter oder breiter, je nach den erforderlichen Verhältnissen sein.

Die Anordnung gemäß der Erfindung zur Änderung der elektrischen Länge eines Leitungsabschnittes einer Mikrowellen-Bandleitung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiter der Bandleitung mit zwei Leiteransatzstücken versehen ist, mit deren Hilfe die Breite dieses Leiters stetig oder stufenweise veränderbar ist, und daß diese Ansatzstücke so geformt sind, daß die Anordnung bei jeder eingestellten Breite Stoßstellenfreie Übergänge mit der anschließenden Leitung fester Abmessung bildet.

Anordnung zur Änderung der elektrischen Länge eines Leitungsabschnittes

einer Mikrowellen-Bandleitung

Anmelder:

International Standard Electric
Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. Mai 1952

Maurice Arditi, Clifton, N. J.,

und Jack Elefant, Brooklyn, N. Y. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt einer Mikrowellen-Bandleitung mit einer Vorrichtung zur Änderung ihrer elektrischen Länge gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Der Abschnitt der Leitung ist in seiner Stellung für engste Breiteneinstellung der Leiteransatzstücke gezeigt.

Fig. 2 gibt eine Ansicht der linken Seite der Leitung nach Fig. 1 beim größtem Abstand der Leiteransatzstücke voneinander.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Änderung in der Wellenlänge in Abhängigkeit von den verschiedenen Breiten der Leiter zeigt.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 6 ist eine Ansicht im Längsschnitt gemäß der Linie 8-8 von Fig. 5.

Die Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnung zeigen eine nach Art der gedruckten Schaltung hergestellte Mikrowellen-Übertragungsleitung mit einem ersten oder »Leitungs«-Leiter 1 und einem zweiten oder »Erde-Leiter 2 mit einer dazwischen angeordneten Schicht 3

S09 660/196

dielektrischem Materials. Das leitende Material kann auf eine Lage dielektrischen Materials, wie z. B. auf Polystyren, Polythylän, Polytetra-Fluor-Äthylen, bekannt unter der Bezeichnung »Teflon«, Fiberglas oder anderes geeignetes Material hoher dielektrischer Güte, in der Form leitender Farbe oder Tinte aufgelegt und/ oder geformt oder geätzt werden, oder das leitende Material kann chemisch aufgelegt, durch eine Düse aufgespritzt oder auf eine vorbereitete Oberfläche des Dielektrikums aufgesprüht oder in anderer Weise der gedruckten Schaltungstechnik aufgebracht werden. Der Abstand der beiden Leiter ist vorzugsweise ein bestimmter kleiner Bruchteil in der Größenordnung von ungefähr einem Zehntel bis einem Fünftel einer Viertelwellenlänge der übertragenen Mikrowelle.

Der Leiter 1 ist, vorzugsweise auf einem Abschnitt von z. B. einer Wellenlänge oder zwei Wellenlängen, allmählich verjüngt, wie bei 4 dargestellt. Ein Paar Leiteransatzstücke in Form leitender Streifen 5 und 6 sind in bezug zum Leiter 1 einander überlappend angeordnet. Die Summe der Breiten der beiden Streifen 5 und 6 ist vorzugsweise gleich der kleinsten Breite des Leitungsleiters 1. Zentral in bezug zum Leitungsleiter 1 und im Abstand zueinander sind zwei Vorzugsweise aus dielektrischem Material bestehende Stifte 7 und 8 angeordnet. Das dielektrische Material kann dasselbe sein wie das Dielektrikum 3. Die Stifte 7 und 8 können aber auch aus leitendem Material bestehen. Sie sind je an einem Ende der Leiteransatzstücke angeordnet und berühren den Leiter 1 und die Leiteransatzstücke 5 und 6 nicht. Dieses kann in der Weise erfolgen, daß die Stifte durch Öffnungen 9 (Fig. 3) im Leiter 1 hindurchgeführt werden. Die Leiterstücke 5 und 6 können mit Ausschnitten 10 und 11 versehen sein (Fig. 2), um eine Berührung mit dem Stift zu vermeiden, wenn dieser aus leitendem Material besteht. Das Vorhandensein eines solchen Stiftes in der Leitung hat, wie festgestellt wurde, nur eine kleine Wirkung auf die Leitung, verglichen mit der zur Abstimmung der Leiterstücke 5 und 6 durchgeführten Änderung der Leitungsbreite.

Um die Stifte 7 und 8 sind die drehbaren Nockenstücke bzw. Nockenscheiben 12 und 12a angeordnet, welche ein Paar Nockenschlitze oder -flächen 13 und 14 besitzen. Durch die Schlitze 13 und 14 ragen von den Leiteransatzstücken 5 und 6 getragene Stifte 15 und 16 hindurch. Die Nocken 12 und 12a werden von einem endlosen Band 17 umfaßt. Wird der Nocken 12 durch Drehen am Knopf 18 betätigt, so werden beide Nocken mittels des endlosen Bandes 17 gedreht. Eine Drehung der Nocken 12 und 12a bewirkt eine von der Drehung abhängige Bewegung der Leiteransatzstücke 5 und 6 quer zur Achsrichtung des Leiters 1. In der Fig. 1 sind die Nocken in der einen Endstellung gezeigt, in der sie die Leiteransatzstücke 5 und 6 nach innen in bezug zu den äußeren Kanten des Leitungsleiters 1 gezogen haben. Fig. 2 zeigt die Leiteransatzstücke 5 und 6 in der entgegengesetzten äußeren Stellung, d. h. wenn die Nocken in der entgegengesetzten Richtung bis zum Anschlag gedreht sind. Die Stifte 15 und 16 befinden sich hierbei an den Enden der Nockenschlitze 13 und 14, und zwar in der Fig. 2 an den entgegengesetzten Enden desselben Sdhlitzes wie in der Fig. 1.

Um die Leiteransatzstücke 5 und 6 in gutem leitendem Kontakt mit dem Leiter 1 zu halten, werden die Enden 19 und 20 unter den Streifen 21 und 22 geführt. Diese Streifen können als seitliche Verlängerung des Leiters 1 ausgebildet und an den Enden der Leiteransatzstücke 5 und 6 zurückgebogen und zusammengelötet sein, wie bei 23 angedeutet ist. Die Streifen 21, 22 können auch in anderer Weise ausgebildet sein und praktisch eine Platte leitenden Materials darstellen, die entweder durch den Leiter 1 oder das Dielektrikum 3 getragen wird. Das Band 21, 22 hat den Zweck, die Enden 19 und 20 gegen den Leiter 1 zu drücken, um eine leitende Berührung und auch darüber hinaus eine ausreichende Elastizität zu gewährleisten, die eine seitliche Bewegung der Stücke 5 und 6 gestattet.

Die Kanten des Leiters 1 sind allmählich nach innen zu in Richtung des engsten, für den Leiter 1 gewählten Querschnitts gekrümmt. Die Endteile der Leiteransatzstücke 5 und 6 verlaufen in ähnlicher Weise bei 24 und 25 allmählich gekrümmt, um eine plötzliche Unstetigkeit zwischen der Kante des Leiters 1 und den Kanten der beiden Stücke 5 und 6 zu vermeiden. Dieser allmähliche Übergang ist bei jeder Breite des Leiters vorhanden.

Das Diagramm der Leitungswellenlänge 2, in Abhängigkeit von verschiedenen Leitungsbreiten der Fig. 4, gilt für zwei verschiedene Materialien. Die Kurve 26 wurde mittels einer gedruckten Mikrowellen-Übertragungsleitung ermittelt, welche Polystyren als Dielektrikum 3 besitzt. Die Kurve 27 gilt für einen Übertragungsabschnitt, dessen Dielektrikum 3 aus Fiberglas besteht. Die verwendete Frequenz betrug hierbei 4700 MHz. Eine Änderung in der Breite des Leitungsleiters 1 von 6 auf 3 mm bei Fiberglas verändert die Leitungswellenlänge von 36,3 auf 38,3 mm. Dieselbe Änderung in der Leitungsbreite mit PoIystyren als Dielektrikum verändert die Leitungswellenlänge von 45 auf 48 mm.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem gleichzeitig die elektrische Länge eines Leitungsabschnittes auf zwei Wegen verändert wird. Man erhält die eine Veränderung mit Hilfe einer leitenden Schraube 37 und die andere Veränderung durch ein Paar leitender Stücke 38 und 39, die ähnlich wie die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten ausgebildet sind. Die Schraube 37 ist mit einer Zahnung 40 versehen, welche mit Zahnstangen 41 und 42 im Eingriff steht und durch die Stücke 38 bzw. 39 getragen werden. Die Schraube 37 ist in ein Loch 43 eingeschraubt und bewirkt bei ihrer Drehung, daß durch die Zahnstangen 41 und 42 die Stücke 38 und 39 seitwärts bewegt werden, so daß eine Änderung in der effektiven Breite des Leitungsleiters la auftritt. Die Einführung der Schraube 37 in den Zwischenraum (mit dem Dielektrikum 3 a) zwischen die Leiter 1 α und 2 α bewirkt auch für sich bereits eine kleine Änderung in der elektrischen Länge des Abschnittes. Zum Beispiel ergibt eine leitende Schraube von 1,3 mm Durchmesser, die praktisch ganz in den Zwischenraum zwischen den Leitern eingeführt ist, eine Vergrößerung von ungefähr 0,2 mm in der Leitungswellenlänge.

Das Gewinde der Schraube 37 kann so geschnitten sein, daß die Schraube in die Leitung bewegt wird, wenn die Stücke 38 und 39 einander genähert werden, oder umgekehrt kann die Schraube aus der Leitung herausgedreht werden, wenn die Stücke 38 und 39 auseinandergezogen werden. Im ersten Fall sind die beiden Effekte additiv, und im zweiten würde der Effekt der Schraube subtraktiv in bezug auf den Effekt der Stücke 38, 39 sein. Die Rippen 34 und 35 am Leiter la dienen zur Führung der Stücke 38 und 39.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sollen nur zur Erläuterung dienen, nicht aber eine Beschränkung auf die dargestellten Fälle bedeuten.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Änderung der elektrischen Länge eines Leitungsabschnittes einer Mikrowellen-Bandleitung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiter der Bandleitung mit zwei Leiteransatzstücken versehen ist, mit deren Hilfe die Breite dieses Leiters stetig oder stufenweise veränderbar ist, und daß diese Ansatzstücke so geformt sind, daß die Anordnung bei jeder eingestellten Breite Stoßstellenfreie Übergänge mit der anschließenden Leitung fester Abmessung bildet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteransatzstücke als sich in Richtung der Leitung erstreckende und senkrecht hierzu bewegliche Metallstreifen ausgebildet sind und daß eine mechanische Verstellvorrichtung dazu dient, diese Metallstreifen nach Art eines sich öffnenden Kulissenverschlusses auseinanderzuschieben, so daß die wirksame Breite der Bandleitung anwächst.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verstellvorrichtung aus zwei in der Mitte der Leiteroberfläche

drehbar gelagerten und über ein Band miteinander verbundenen Kreisscheiben besteht, die je zwei spiralförmige Führungsschlitze aufweisen, in denen entsprechende, an den Metallstreifen angebrachte Stifte entlang gleiten, so daß mit einer Drehung der Kreisscheiben beide Metallstreifen nach außen bzw. nach innen verschiebbar sind.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verstellvorrichtung aus einem in der Mitte der Leiteroberfläche drehbar gelagerten Ritzel besteht, bei dessen Drehung mittels zweier Zahnstangen die Metallstreifen nach außen bzw. nach innen bewegt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 836 057, 866 061;

USA.-Patentschrift Nr. 2 543 425;

französische Patentschrift Nr. 964 835;

britische Patentschriften Nr. 530097, 579 782, 494, 670 405;

H. Meinke, »Kurven, Formeln und Daten aus der Dezimeterwellentechnik«, 1949, München, S. DIV/15.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen