DE1218026B - Waveguide section for converting a wave entering it - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

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Deutsche Kl.: 21a4-74German class: 21a4-74

Nummer: 1218 026Number: 1218 026

Aktenzeichen: C 25567IX d/21 a4File number: C 25567IX d / 21 a4

Anmeldetag: 21. November 1961Filing date: November 21, 1961

Auslegetag: 2. Juni 1966Opening day: June 2, 1966

Die Erfindung betrifft einen Hohlleiterabschnitt zur Umwandlung einer in ihn eintretenden Welle, insbesondere zur Umwandlung einer H₁₀-WeIIe in eine H₀₁-WeIIe, mit einem in ihm neben einem Teil der Hohlleiterwandung, an dem das elektrische Feld der Welle Null ist, vorgesehenen Ferritelement, das seine größte Abmessung in der zur Fortpflanzungsachse der im Hohlleiter geführten Energie parallelen Richtung besitzt, bei dem gemäß Patentanmeldung C 24332 DCd/21a⁴ Mittel vorgesehen sind, die das Ferritelement der einer zur Polarisationsebene der einfallenden Welle senkrechten Achse folgenden Komponente eines äußeren Magnetfeldes unterwerfen. The invention relates to a waveguide section for converting a wave entering it, in particular for converting an H ₁₀ -WeIIe into an H ₀₁ -WeIIe, with a ferrite element provided in it next to a part of the waveguide wall where the electric field of the wave is zero , which has its largest dimension in the direction parallel to the propagation axis of the energy guided in the waveguide, in which according to patent application C 24332 DCd / 21a ⁴ means are provided which subject the ferrite element to the component of an external magnetic field following an axis perpendicular to the plane of polarization of the incident wave .

Ein derartiger als Filter wirkender Hohlleiterabschnitt bildet bekanntlich einen Richtkoppler zwischen den beiden betreffenden Hohlleiterwellentypen und gestattet, diese beiden Wellentypen mehr oder weniger vollständig, mehr oder weniger reziprok und mehr oder weniger selektiv miteinander zu üq koppeln. Ein mehr oder weniger wesentlicher Anteil der auf diesen Koppler einfallenden Energie wird auf Grund der in dem Ferritelement anfallenden dielektrischen Verluste absorbiert.Such a waveguide section acting as a filter is known to form a directional coupler between the two waveguide wave types in question and allows these two types of waves to be more or less complete, more or less reciprocal and more or less selectively to couple with one another. A more or less essential part the energy incident on this coupler is due to the energy generated in the ferrite element absorbs dielectric losses.

Es wurde im Zuge der Erfindung nun festgestellt, as daß man in dem Fall, in dem man die durch Einschaltung dieses Kopplers entstehenden Verluste weitgehend zu mindern wünscht, was unter gewissen Anwendungsbedingungen eines solchen Kopplers besonders vorteilhaft ist, einen Teil des Ferritelementes des Hohlleiterabschnitts gemäß Patentanmeldung C 24332IXd/21a⁴ durch ein dielektrisches Material mit geringen Verlusten und ausreichender Dielektrizitätskonstante ersetzen kann.It has now been established in the course of the invention that in the case in which one wishes to largely reduce the losses caused by switching on this coupler, which is particularly advantageous under certain application conditions of such a coupler, part of the ferrite element of the waveguide section according to the patent application C 24332IXd / 21a ^{4 can be} replaced by a dielectric material with low losses and sufficient dielectric constant.

Die Erfindung schlägt daher vor, bei einem Hohlleiterabschnitt gemäß Patentanmeldung C 24332 IXd/21a⁴ der einleitend genannten Art neben dem Ferritelement einen Körper aus dielektrischem Material mit einer Dielektrizitätskonstante anzuordnen, die etwa gleich der des Ferritelementes ist. Die gewünschte selektive Filterwirkung stellt sich so lange ein, als das Volumen des Ferritelementes nicht unter ein verhältnismäßig kleines Minimum absinkt. Man kann demzufolge die am Ferrit verbrauchte Menge wesentlich vermindern, wobei entweder die Querabmessungen des Ferritelementes oder seine Länge oder auch beide vorgenannte Dimensionen gleichzeitig kleiner gewählt werden können. Durch die hier vorgeschlagene Maßnahme läßt sich also das Ferritelement wesentlich kleiner als in dem Fall halten, daß kein dielektrischer Körper vorgesehen ist.The invention therefore proposes to arrange a body made of dielectric material with a dielectric constant approximately equal to that of the ferrite element in a waveguide section according to patent application C 24332 IXd / 21a ^{4 of the type mentioned in the introduction next to the ferrite element.} The desired selective filter effect is achieved as long as the volume of the ferrite element does not drop below a relatively small minimum. As a result, the amount of ferrite consumed can be significantly reduced, with either the transverse dimensions of the ferrite element or its length or both of the aforementioned dimensions being able to be selected to be smaller at the same time. By means of the measure proposed here, the ferrite element can therefore be kept much smaller than in the case where no dielectric body is provided.

Es ist zwar bei Zirkulatoren bereits bekannt, längs Hohlleiterabschnitt zur Umwandlung einer in
ihn eintretenden WelleAlthough it is already known in circulators, along waveguide section for converting a into
wave entering him

Zusatz zur Anmeldung: C 24332IX d/21 a4 —
Auslegeschrift 1210467Addition to registration: C 24332IX d / 21 a4 -
Interpretation document 1210467

Anmelder:Applicant:

Compagnie Frangaise Thomson-Houston, ParisCompagnie Frangaise Thomson-Houston, Paris

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. Dipl. oec. publ, D. Lewinsky,Dipl.-Ing. Dipl. Oec. publ, D. Lewinsky,

Patentanwalt, .Patent attorney,.

München-Pasing, Agnes-Bernauer-Str. 202Munich-Pasing, Agnes-Bernauer-Str. 202

Als Erfinder benannt:
Roger Salomon Alfandari, Paris;
Robert Pauchard, St. Mande, Seine;
Georges Pircher, Paris (Frankreich)Named as inventor:
Roger Salomon Alfandari, Paris;
Robert Pauchard, St. Mande, Seine;
Georges Pircher, Paris (France)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Frankreich vom 23. November 1960 (844 801)France of November 23, 1960 (844 801)

der Schmalwände ihres Hohlleiters Ferrite anzuordnen und den Raum zwischen diesen Ferritelementen mit einem dielektrischen Werkstoff mit geringen Verlusten auszufüllen, um den in einem solchen Zirkulator gewünschten Verschiebungseffekt zu steigern. Demgegenüber wird mit dem hier vorgeschlagenen Moduswandler die Aufgabe verfolgt, in einem solchen Hohlleiterabschnitt eine Wellentransformation vorzunehmen. Auf Grund dieser Zweckbestimmung steht die Wirkkomponente des magnetischen Feldes senkrecht zur kleinen Seite des Hohlleiters und nicht etwa senkrecht zur großen Hohlleiterseite. Ferner gestattet die vorgeschlagene Hinzufügung des dielektrischen Werkstoffes, das Volumen des Ferritelements zu verringern, das notwendig ist, um die Transformation der Wellenart stattfinden zu lassen. Hierfür ist vorzugsweise das Volumen des Ferritelements kleiner als dasjenige des ihm zugeordneten dielektrischen Körpers.to arrange the narrow walls of their waveguide ferrites and the space between these ferrite elements to be filled with a dielectric material with low losses in order to achieve that in such a circulator to increase the desired shifting effect. In contrast, the one proposed here Mode converter pursues the task of a wave transformation in such a waveguide section to undertake. The effective component of the magnetic field is based on this purpose perpendicular to the small side of the waveguide and not approximately perpendicular to the large waveguide side. Also permitted the proposed addition of the dielectric material, the volume of the ferrite element that is necessary to allow the wave type transformation to take place. Therefor the volume of the ferrite element is preferably smaller than that of the dielectric element assigned to it Body.

In der Zeichnung ist ein Richtkoppler der erfindungsgemäßen Art in einer beispielsweisen Ausfüh-The drawing shows a directional coupler of the type according to the invention in an exemplary embodiment

609 577/150609 577/150

rungsform schematisch in einem Teilbild veranschaulicht. Gegen die eine 'Schmalwand des- Hohlleiterabschnitts G des Richtkopplers ist ein Stück gesetzt, das die Aufgabe des bei dem Ferritübertrager gemäß Hauptpatent verwendeten Ferritelementes erfüllt. Dieses parallelepipedische Stück ist jedoch gemäß vorliegender Erfindung aus zwei sich zu diesem Gesamtkörper ergänzenden Elementen zusammengesetzt, nämlich aus einem kleinen Ferritelement F von ebenfalls in dem betrachteten Fall parallelepipedischen Form und aus einem größeren Körper D aus dielektrischem Werkstoff mit geringen Verlusten, dessen Form derjenigen des Parallelepipeds des Gesamtkörpers unter Wegnahme des Parallelepipeds des Ferritelements F entspricht.Approximate form illustrated schematically in a partial image. Against the one 'narrow wall of the waveguide section G of the directional coupler, a piece is set which fulfills the task of the ferrite element used in the ferrite transformer according to the main patent. According to the present invention, however, this parallelepipedic piece is composed of two elements that complement each other to form this overall body, namely a small ferrite element F, which is also parallelepiped in shape in the case under consideration, and a larger body D made of dielectric material with low losses, the shape of which is that of the parallelepiped of the entire body with the removal of the parallelepiped of the ferrite element F corresponds.

Die Dielektrizitätskonstante des den Körper D bildenden dielektrischen Werkstoffes muß etwa demjenigen des das Ferritelement F bildenden ferritmagnetischen Materials entsprechen.The dielectric constant of the dielectric material forming the body D must correspond approximately to that of the ferrite magnetic material forming the ferrite element F.

In dem Fall eines bereits gemäß der Erfindung hergestellten Richtkopplers wurde als dielektrisches Material ein keramischer Stoff des Typs Alumine verwendet, dessen Verlustfaktor etwa 10~* und dessen Dielektrizitätskonstante ungefähr 9 beträgt (die Dielektrizitätskonstante von Ferrit liegt etwa bei 10). Es wurde ein genormter Hohlleiter mit Rechteckquerschnitt benutzt, der in dem Band X für eine Frequenz von 10000 MHz verwendbar ist (innere Hohlleiterabmessung 10,16 mm/22,86 mm); das aus den Teilen D und F sich zusammensetzende Gesamtstück hatte die Form eines Rechteckprismas mit einem Rechteck als Basis, dessen eine Seite kleiner oder gleich der Höhe des Hohlleiters ist, während die andere Seite eine Breite von einigen Millimetern aufweist. Die Verluste.des Selektivfilters werden bei diesen Abmessungen in einem Verhältnis vermindert, das den Faktor 10 erreicht oder sogar überschreitet.In the case of a directional coupler already manufactured according to the invention, a ceramic material of the Alumine type was used as the dielectric material, the dissipation factor of which is about 10 ~ * and the dielectric constant of which is about 9 (the dielectric constant of ferrite is about 10). A standardized waveguide with a rectangular cross-section was used, which can be used in band X for a frequency of 10,000 MHz (inner waveguide dimensions 10.16 mm / 22.86 mm); the total piece composed of parts D and F had the shape of a rectangular prism with a rectangle as a base, one side of which is less than or equal to the height of the waveguide, while the other side has a width of a few millimeters. With these dimensions, the losses of the selective filter are reduced by a ratio that reaches or even exceeds a factor of 10.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Hohlleiter abschnitt zur Umwandlung einer in ihn eintretenden Welle, insbesondere zur Umwandlung einer H₁₀-WeIIe in eine H₀₁-WeIIe, mit einem in ihm neben einem Teil der Hohlleiterwandung, an dem das elektrische Feld der Welle Null ist, vorgesehenen Ferritelement, das seine größte Abmessung in der zur Fortpflanzungsachse der im Hohlleiter geführten Energie parallelen Richtung besitzt, bei dem Mittel, die das Ferritelement der einer zur Polarisationsebene der einfallenden Welle senkrechten Achse folgenden Komponente eines äußeren Magnetfeldes unterwerfen, vorgesehen sind, nach Patentanmeldung C24332IXd/21a*, 74, deutsche Auslegeschrift 1210467, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Ferritelement (F) ein Körper (D) aus dielektrischem Material mit einer Dielektrizitätskonstante angeordnet ist, die etwa gleich der des Ferritelementes ist.1. Waveguide section for converting a wave entering it, in particular for converting an H ₁₀ wave into an H ₀₁ wave, with a ferrite element provided in it next to a part of the waveguide wall on which the electrical field of the wave is zero, which has its largest dimension in the direction parallel to the axis of propagation of the energy guided in the waveguide, in which means are provided which subject the ferrite element to the component of an external magnetic field following an axis perpendicular to the plane of polarization of the incident wave, according to patent application C24332IXd / 21a *, 74, German Auslegeschrift 1210467, characterized in that a body (D) made of dielectric material is arranged next to the ferrite element (F) with a dielectric constant which is approximately equal to that of the ferrite element. 2. Hohlleiterabschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Ferritelementes (F) kleiner als dasjenige des ihm zugeordneten dielektrischen Körpers (D) ist.2. Waveguide section according to claim 1, characterized in that the volume of the ferrite element (F) is smaller than that of the dielectric body (D) assigned to it. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 849 683.Considered publications:
U.S. Patent No. 2,849,683. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings