DE1042048B - Anordnung zur AEnderung der elektrischen Laenge eines Leitungsabschnittes einer Mikrowellen-Bandleitung - Google Patents
Anordnung zur AEnderung der elektrischen Laenge eines Leitungsabschnittes einer Mikrowellen-BandleitungInfo
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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.)
Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. Mai 1952
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)
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
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