-
Nichtreziproker Vierpol Die Erfindung betrifft einen nichtreziproken
Vierpol, insbesondere .für den Frequenzbereich der Meter-und Dezimeterwellen, :bei
:dem eine unter dem Einluß eines magnetischen Gleichfeldes stehende, aus gyromagnetischem
Material bestehende Scheibe von zwei aus einem dünnen Band metallischen Materials,
vorzugsweise einem Kupferband, bestehenden Spulen umgeben ist, die von einer ;gemeinsamen
Spannungsquelle derart gespeist werden, daß der Strom .der einen Spule um 90° phasenverschoben
ist gegenüber dem Strom der anderen Spule, und :bei dem die Längsachsen der Spulen
zumindest näherungsweise aufeinander .senkrecht ,stehen.
-
Bekanntlich wird unter einem nichtreziproken Vierpol eine Anordnung
verstanden, .die elektromagnetische Energie in einer Richtung mit anderer Dämpfung
überträgt als in der entgegengesetzten Richtung. Gleichermaßen wird auch die Phase
der in der einen Richtung einfallenden Energie um einen bestimmten Winkelbetrag
gedreht, während die in der anderen Richtung einfallende elektromagnetische Energie
die nichtreziproke Anordnung mit einer anderen Phasendrehung durchläuft. Wenn die
Dämpfungen für die beiden Fortpflanzungsrichtungen sehr verschieden. sind, d. h.
bei nahezu verlustloser übertra,gung in der einen Richtung und bei verhältnismäßig
hoher Dämpfung in der anderen Richtung, dann lassen sich derartige Anordnungen vorteilhaft
dort einsetzen, wo es darum geht, elektrische Schaltkreise möglichst rückwirkungsfrei
miteinander zu verbinden. Bei solchen nichtreziproken Vierpolen wird in der Regel
das Resonanzverhalten gyromagnetischer Stoffe ausgenutzt. Der gyromagnetische Stoff
ist hierbei im Innern eines Wellenleiters angeordnet und wird durch ein magnetisches
Gleichfeld mit Hilfe eines außerhalb des Wellenleiters angebrachten Magnetsystems
vormagnetisiert. Der nichtreziproke Charakter beruht auf der Eigenresonanz der Präzessionsbewegung
der magnetischen Momente des gyromagnetischen Materials. Nichtreziproke Vierpole
wurden zunächst im Bereich der sehr kurzen elektromagnetischen Wellen, also im Bereich
der Mikrowellen, bekannt, da nämlich für das Auftreten der gyromagnetischen Resonanz
das gyromagnetische Material an solchen Stellen des Wellenleiters angeordnet sein
muß, an denen die magnetische Komponente :des elektromagnetischen Feldes eine zirkulare
bzw. eine elliptische Polarisation aufweist. Da im Mikrowellenbereich als Wellenleiter
vorzugsweise Hohlleitungen Verwendung finden und dabei sich in Hohlleitungen fortpflanzender
elektromagnetischer Energie in der Regel ohnehin zirkular polarisierte Anteile des
magnetischen Wechselfeldes vorhanden sind, ist es dort verhältnismäßig einfach,
Vierpole mit nichtreziprokem Charakter zu realisieren. Will man jedoch im Bereich
der Meterwellen bzw. der längeren Dezimeterwellen solche nichtreziproken Vierpole
realisieren, dann treten hierbei zum Teil erhebliche Schwierigkeiten auf, die vor
allem darin zu sehen sind, daß Hohlleitungen im Bereich der Meterwellen außerordentlich
große Abmessungen annehmen und ,somit unhandlich und raumverbrauchend werden. Auch
bei Anordnungen in Koaxialbauweise wird wenigstens eine Ausdehnung verhältnismäßig
groß. Es kommt ferner hinzu, idaß der gyromagnetische Werkstoff solche Eigenschaften
und eine solche Form besitzen muß, daß die gyromagnetische Resonanzfrequenz hinreichend
tief ist, d. h. also ebenfalls im Bereich der Meterwellen liegt.
-
Es ist :durch einen Aufsatz in der Zeitschrift >xElectronics«, September
1961, S.37 bis 42, eine Richtungsleitung bekanntgeworden, bei der die eingangs erwähnten
Schwierigkeiten hinsichtlich des Raumverbrauchs weitgehend behoben sind. Bei dieser
Richtungsleitung werden um eine aus Ferrit bestehende Scheibe zwei Spulen gewickelt,
deren Längsachsen aufeinander senkrecht stehen und die derart an die Eingangsleitung
angeschlossen sind, daß der Strom der einen Spule um 90° phasenverschoben ist gegenüber
dem Strom der anderen Spule. Wie in den dort gezeigten Kurven wiedergegeben ist,
hat eine derartige Richtungsleitung in einem Frequenzbereich von etwa 350 bis 390
MHz eine Durchgangsdämpfung von etwa 0,8 db, während die Sperrdämpfung an den Bandgrenzen
einen Wert von etwa 10 db erreicht, was einem Richtverhältnis von etwa 12,5 entspricht.
Wenn derartige Richtungsleitungen in einem tieferen Frequenzbereich eingesetzt werden
sollen, dann ,sinkt erfahrungsgemäß das Richtverhältnis etwa linear mit der Frequenz
ab, so daß die dabei noch
erzielbare Sperrdämpfung für die Praxis
in der Regel als nicht mehr ausreichend zu,bezeichnen.Ist: Durch die :belgische
Patentschrift 647 71-6 ist weiterhin ein nichtreziproker Vierpol bekanntgeworden,
bei dem das ferromagnetische Material von aufeinander senkrecht stehenden Spulen
umgeben ist. Wenn es dabei darauf ankommt, das ferromagnetische Material mit möglichst
vielen Kreuzungspunkten der aufeinander senkrecht stehenden Spulen zu belegen, dann
wird die Anzahl der erforderlichen Spulenwindungen verhältnismäßig groß. Damit vergrößert
sich aber die Eigeninduktivität der Spulen, wodurch es wiederum schwierig wird,
Aden Betrag ihres Scheinwiderstandes an den Wellenwiderstand der Zuführungsleitungen
anzupassen, um in einem möglichst großen Frequenzbereich eine möglichst gute Anpassung
an den Wellenwiderstand der Zuführungsleitungen zu erzielen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde; den vorerwähnten Schwierigkeiten
in verhältnismäßig einfacher Weise zu begegnen. Insbesondere soll erreicht werden;
daß Richtungsleitungen auch bei verhältnismäßig tiefen Frequenzen, wie beispielsweise
im Gebiet der längeren Dezimetenwellen und der Meterwellen, so ausgebildet= werden
können, daß sie eine ausreichend hohe Sperrdämpfung bei gleichzeitig niedriger Durchlaßdämpfung
und .damit ein hohes Richtverhältnis liefern..._Auch.- bei- nichtreziproken. Phasenschiebern
soll das Verhältnis von nichtreziproker Phasenschiebung .zur Durchgangsdämpfung
verbessert werden.
-
Ausgehend von einem nichtreziproken Vierpol; insbesondere für Aden
Frequenzbereich der Meter-und Dezimeterwellen, bei dem eine unter dem Einfluß eines
magnetischen Gleichfeldes stehende, aus gyromagnetischem Material bestehende Scheibe
von zwei aus einem dünnen Band metallischen Materials, vorzugsweise einem Kupferband,
bestehenden Spulen umgeben ist, die von- einer gemeinsamen Spannungsquelle derart
gespeist werden, daß der Strom der einen Spule um 90° phasenverschoben ist gegenüber
dem Strom .der anderen Spule, und bei dem -die Längsachsen der Spulen zumindest
näherungsweise aüfeinan.der senkrecht stehen, wird diese Aufgabe ge-
mäß der
Erfindung dadurch gelöst, daß jede Spule aus der Parallelschaltung mehrerer - Teilspulen
besteht und daß die Zahl der Teilspulen, die Windungs= zahl je Teilspule und die
Breite des für die einzelnen Windungen verwendeten Bandes derart gewählt sind, daß
der Eingangsscheinwiderstand :des gesamten, mit der durch das magnetische Gleichfeld
magnetisierten gyromagnetischen Scheibe gefüllten Spulensystems gleich dem-Wellenwiderstand
der - Anschlußleitungen ist.
-
Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Anzahl der Windungen jeder Teilspule
gleich ist der Anzahl der einander-parallelgeschalteten Teilspulen. -Der Aufbau
der Spulen kann dabei vorteilhaft in der Weise getroffen sein, daß die Windungen
der Teilspulen zueinander parallel verlaufen, daß .die für eine vollständige Windung
erforderliche Hin- und Rückführung in einer senkrecht zur Spulenachse liegenden
Ebene verlaufen und daß einander unmittelbar benachbarte Windungen unterschiedlichen
Teilspulen angehören.
-
Es ist ferner daran gedacht, den Spulenaufbau derart zu wählen, daß
die Windungen der Teilspulen zueinander parallel verlaufen,- daß . die für eine-
voll= ständige Windung-;erförderliche Hin- -und Rückführung in einer senkrecht zur
Spulenachse fliegenden Ebene verlaufen und däß die Teilspulen derart nacheinander
gewickelt sind, daß sich an die letzte Windung einer Teil-spule,--die erste Windung
der-darauffolgenden Teilspule anschließt.
-
Eine für die Praxis günstige Ausführungsform ist ferner dann gegeben;
wenn die für eine vollständige Windung erforderliche Hin- und Rückführung jeweils
in Ebenen liegen, die gegenüber einer auf der Spulenachse senkrecht stehenden Ebene
geringfügig geneigt sind und deren Neigungswinkel etwa entgegengesetzt .gleich groß
ist, wenn jeweils die Windungen der Teilspulen zueinander parallel verlaufen und
wenn die Teilspulen :derart nacheinander gewickelt sind, daß sich an die letzte
Windung einer Teilspule die erste Windung der darauffolgenden Teilspule anschließt.
-
Der Spulenaufbau läßt sich auch in der Weise wählen, daß,die für eine
vollständige Windung erforderliche Hin- und Rückführung jeweils in Ebenen liegen,
:die gegenüber einer auf der Spulenachse senkrecht stehenden Ebene :geringfügig
geneigt sind und deren Neigungswinkel etwa entgegengesetzt gleich groß ist, daß
jeweils- die Windungen ;der Teilspulen zueinander parallel verlaufen und daß die
Teilspulen derart nacheinander gewickelt sind, daß die gleiche Windung einer Teilspule
auf die gleiche Windung der ihr vorhergehenden Teilspule folgt.
-
Einfache technische Herstellungsmöglichkeiten werden dadurch erreicht,
wenn .die einzelnen Spulenwindungen untereinander :den gleichen Abstand haben.
-
Ein möglichst homogenes magnetisches Wechselfeld zirkularer Polarisation
läßt sich dadurch erzielen, daß die aus gyromagnetischem Material bestehende Scheibe
etwa .die Form eines Quadrats hat und daß die Dicke der Scheibe kleiner ist als
ein Zehntel der Seitenlänge des Quadrats.
-
Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Teilspulen auf einen Rahmen dielektrischen
Materials gewickelt sind, dessen Dicke etwa der Dicke -der aus - gyromagnetischem
Material bestehenden Scheibe entspricht, wenn die aus gyromagnetischem Material
bestehende Scheibe innerhalb .des Rahmens befestigt ist und wenn der Rahmen an seinem
Umfang mit kammartig :geformten Aussparungen versehen ist, in die die einzelnen
Windungen eingelegt sind.
-
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Windungen derart straff
gewickelt sind, daß sie zur Oberfläche oder aus gyromagnetischem Material .bestehenden
Scheibe möglichst genau parallel verlaufen, und wenn die aufeinander senkrecht stehenden
Spulen durch Zwischenlage einer aus isolierendem Material bestehenden Folie gegeneinander
isoliert sind.
-
Weiterhin ist es günstig; wenn zwischen die aus gyromagnetischem Material
bestehenden Scheibe und die ihr unmittelbar benachbarte Spule eine aus einem isolierenden
Material bestehende Folie eingelegt ist, deren Dicke ,derart-gewählt ist, daß das
Richtverhältnis ein Maximum ist.
-
An Hand von Ausführungsbeispielen wird nachstehend .die .Erfindung
noch näher erläutert.
-
Die F i g. 1 zeigt .das an sich .bekannte Prinzipschaltbild. In der
Schaltung sind ;dabei zwei Spulen S1 und S2 derart angeordnet., daß ihre Längsachsen
aufeinander senkrecht- stehen. Zwischen den Eingangsklemmen
1 und
1' und der Spule S 1 liegt ein in seinem Kapazitätswert veränderbarer Konden= Bator
C, im Längszweig der Schaltung. Der Spule S2 ist im Querzweig der Schaltung ein
in seinem Kapazitätswert veränderbarer Kondensator Cp parallel geschaltet. Die Ausgangsklemmen
der Schaltung sind mit 2 und 2' bezeichnet. Durch die Serienschaltung des Kondensators
Cs und die nachfolgende Parallelschaltung ides Kondensators Cp ist .der in der Spule
S2 fließende Strom um 90° phasenverschoben gegenüber dem in der Spule S1 fließenden
Strom. Wegen der aufeinander senkrecht stehenden Spulenlängsachsen entsteht in Verbindung
mit der 90°-Phasenverschiebung des .die Spulen durchfließenden Stromes im Raum zwischen
den ,Spulen ein zirkular polarisiertes magnetisches Wechselfeld, in das eine aus
gyromagnetischem Material bestehende Scheibe eingebracht werden muß. Die Sperrdämpfung
a, bzw. die Durchlaßdämpfung a" eines derartigen nichtreziproken Vierpoles .sind
dann in bekannter Weise durch die Beziehungen a,=20 log UJUe bzw. a"=20 log
UJUa in Dezibel gegeben, wenn U, und U" die an den Klemmen 1, 1' bzw. an den Klemmen
2, 2' liegenden Spannungen sind.
-
Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß zur Erzielung
eines hohen Richtverhältnisses der gyromagnetische Werkstoff in einem möglichst
homogenen magnetischen Wechselfeld zirkularer Polarisation liegen muß. Zusätzlich
müssen die Spulen der Form des gyromagnetischen Materials möglichst genau angepaßt
sein, auch wenn dieses wegen der relativ niedrigen Frequenz in Form einer dünnen
Scheibe ausgebildet sein muß. Ferner dürfen die Spulen nicht wesentlich größer als
die aus gyromagnetischem Material bestehende Scheibe sein, und die Längsachsen müssen
möglichst genau senkrecht zueinanderstehen. Es muß ferner die Induktivität der Spulen
so groß sein, daß der Betrag ihres Scheinwiderstandes gleich dem Wellenwiderstand
der Zuführungsleitungen ist, um in einem möglichst breiten Frequenzband eine gute
Anpassung an die Zuführungsleitungen zu erreichen. Darüber hinaus muß die Streukapazität
zwischen den einzelnen Spulen möglichst klein sein. Diese Forderungen lassen sich
in verhältnismäßig einfacher Weise dadurch erfüllen, daß jede Spule aus der Parallelschaltung
mehrerer Teilspulen besteht und daß die Zahl der Teilspulen, die Windungszahl je
Teilspule und die Breite des für die einzelnen Windungen verwendeten Bandes derart
gewählt sind, daß der Eingangsscheinwiderstand des gesamten, mit der durch das magnetische
Gleichfeld magnetisierten gyromagnetischen Scheibe gefüllten Spulensystems gleich
dem Wellenwiderstand der Anschlußleitungen ist.
-
Für den Spulenaufbau lassen sich zweckmäßig die in den F i g. 2 und
3 gezeigten Anordnungen verwenden, die in der Weise ausgebildet sind, daß die Anzahl
der Windungen jeder Teilspule gleich ist der Anzahl der einander parallelgeschalteten
Teilspulen.
-
Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 2 ist eine aus gyromagnetischem
Material, wie beispielsweise Ferrit, bestehende quadratische Scheibe 5 in einen
aus einem Kunststoff bestehenden Rahmen 6 eingebracht. Die Spulen sind dabei derart
angeordnet, daß die Windungen jeder einzelnen Spule zueinander parallel verlaufen
und daß die für eine vollständige Windung erforderliche Hin- und Rückführung jeder
einzelnen Windung in einer senkrecht zur Spulenachse 4 liegenden Ebene verlaufen.
Die Parallelschaltung der einzelnen Spulen wird so vorgenommen, daß einander unmittelbar
benachbarte Windungen unterschiedlichen einzelnen Spulen angehören. Die F .i g.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei einzelne Spulen parallel geschaltet
sind und bei dem jede einzelne Spule aus zwei Windungen besteht. Als Material wird
ein flaches Kupferband 3 verwendet. Die erste Teilspule besteht aus den Windungen
W 1 und W2, die zweite Teilspule besteht aus den Windungen W 1' und W2'.
Die Windungen W 1 und W l' der beiden Teilspulen sind an ihrem Windungsanfang
A 1 und A 2 miteinander verbunden. Die Hin- und Rückführungen der einzelnen Spulenwindungen
liegen senkrecht übereinander, so daß in der Draufsicht der F i g. 2 lediglich die
jeweiligen Hinführungen zu sehen sind. Die Punkte, an denen die einzelnen Spulenwindungen
durch den Rahmen 6 hindurchstoßen, sind in der Weise gewählt, daß sich die einzelnen
Windungen nicht in unerwünschter Weise berühren. Die Endpunkte E1 und E2 der Teilspulen
sind ebenfalls miteinander verbunden, so daß die beiden Teilspulen parallel geschaltet
sind. In der F i g. 2 a ist zur besseren übersieht die Anordnung der Windungen und
ihre Zusammenschaltung nochmals schematisch dargestellt. Dabei sind zur besseren
übersieht die einzelnen Hin- und Rückführungen geringfügig gegeneinander versetzt
gezeichnet. Die Hinführungen sind durch ausgezogene Linien und die an der Unterseite
der Scheibe 5 verlaufenden Rückführungen gestrichelt gezeichnet. Die Punkte, an
denen gestrichelte und ausgezogene Linien aneinanderstoßen, sind als Durchstoßpunkte
zu betrachten, an denen die an der Unterseite des Rahmens 6 verlaufenden Windungsanteile
durch den Rahmen 6 hindurchstoßen.
-
In der F i g. 3 ist eine weitere Möglichkeit zum Aufbau der Spulenwicklungen
gezeigt. Dabei liegt wiederum in einem aus Kunststoff bestehenden Rahmen 6 eine
aus gyromagnetischemMaterial bestehende Scheibe 5. Die einzelnen Teilspulen bestehen
je aus zwei Windungen W I und W 2 bzw. WI'* und W2", die untereinander
den gleichen Abstand haben. Die Spulen sind dabei derart gewickelt, daß die einzelnen
Windungen zunächst hintereinander aufgewickelt und dann parallel geschaltet sind.
Der Anfang A 1 und A 2
jeder einzelnen Teilspule und das Ende E1 und
E2 sind miteinander verbunden, so daß die gewünschte Parallelschaltung entsteht.
Bei dieser Schaltungsart ist die erste Windung einer Teilspule der letzten Windung
der vorhergehenden Teilspule benachbart. Die einzelnen Spulenwindungen verlaufen
zueinander parallel und sind gegenüber einer auf der Spulenachse senkrecht stehenden
Ebene geringfügig geneigt. Die Neigungswinkel der Hin- und Rückführung sind etwa
entgegengesetzt gleich groß.
-
Die in der F i g. 3 gezeigte Windungsart läßt sich analog auch auf
das Ausführungsbeispiel der F i g. 2 anwenden. In diesem Fall verlaufen die Windungen
der Teilspulen zueinander parallel, und die für eine vollständige Windung erforderliche
Hin- und Rückführung verlaufen in einer Ebene, die senkrecht auf die Längsachse
der Spule steht. Die einzelnen Teilspulen sind nacheinander gewickelt und derart
geschaltet, daß sich an die letzte Windung einer Teilspule die erste Windung der
darauffolgenden Teilspule anschließt.
. - In ähnlicher Weise läßt
sich auch die in der F i g. 2-gezeigte Windungsart auf das Ausführungsbeispiel der
F i g. 3 anwenden. Dabei liegen dann die für: eine vollständige Windung_ erforderliche
Hin- .und-Rückführung jeweils in slchen Ebenen, die gegenüber einer auf der Spulenachse
senkrecht stehenden Ebene geringfügig geneigt sind. Der Neigungswinkel- der-Ebene,
in der die Rückführung verläuft, ist etwa entgegengesetzt gleich groß dem Neigungswinkel
.derjenigen Ebene, in der die Hinführung verläuft. Die Windungen der einzelnen Teilspulen
verlaufen zueinander parallel, und die Teilspulen sind derart nacheinander gewickelt
und derart geschaltet, daß die gleiche Windung einer Teilspule auf die gleiche Windung
der ihr vorhergehenden Teilspule folgt.
-
In der F i g. 4 ist ein für die Anwendung in einem nichtreziproken
Vierpol geeigneter Spulenaufbau gezeichnet, bei dem die Windungsart gemäß der F
i g. 3 verwendet ist. Die Spulen S 1 und S 2 sind auf einen aus dieelektrischem
Material bestehenden Rahmen 6' gewickelt, dessen Dicke etwa der Dicke der aus gyromagnetischem
Material bestehenden Scheibe 5 entspricht. Zur einfachen Herstellung der Spulenwindungen
sind im Rahmen 6' kammartige Aussparungen 7 vorgesehen, in die die einzelnen Windungen.
eingelegt sind. Durch diese Anordnung der beiden Spulen S1 und S2 wird eine Vielzahl
von Kreuzungspunkten zweier aufeinander senkrecht stehender Spulenwindungen erreicht
und damit an vielen Stellen des gyromagnetischen Materials gleichzeitig ein zirkularpolarisiertes
Feld angeregt, wodurch sich eine erhebliche Erhöhung der Wirksamkeit erreichen läßt.
So läßt sich bei einem für einen Frequenzbereich von etwa 220 bis 240 MHz realisierten
Ausführungsbeispiel eine Sperrdämpfung von etwa 20 db an den Bandgrenzen bei einer
maximalen Durchgangsdämpfung von etwa 0,7 db erzielen. Wie sich gezeigt hat, hat
die in der F i g. 4 gezeigte Wicklungsart ein günstigeres Verhältnis von Sperr-
zu Durchgangsdämpfung als die in der F i g. 2 dargestellte Wicklungsart. Die Ursache
hierfür ist darin zu sehen, daß die aus gyromagnetischem Material bestehende Scheibe
5 mit genau der gleichen Anzahl von Kreuzungspunkten belegt ist, wie bei einer gemäß
der F i g. 2 ausgebildeten Windungsart. Darüber hinaus sind bei einer Windungsart
gemäß der F i g. 3, wie sie im Ausführungsbeispiel gemäß der F i g. 4 angewendet
-ist, die an der Oberseite der Scheibe 5 liegenden Kreuzungspunkte gegenüber den
an der Unterseite der Scheibe 5 liegenden Kreuzungspunkte versetzt, wodurch sich
eine außerordentlich gleichmäßige Belegung- der gesamten Oberfläche der Scheibe
5 mit Kreuzungspunkten aufeinander senkrecht stehender Windungen erzielen -läßt.
Als Beispiel hierfür sind in der Fig.4 die Kreuzungspunkte 10,11,12,13 -an
der Oberseite der Scheibe 5 und die Kreuzungspunkte 15,16,17,18 an der Unterseite
der Scheibe eingezeichnet. Um eine möglichst große Wirkung zu erzielen, ist es zweckmäßig,
die einzelnen Windungen derart straff zu wickeln, daß sie zu der Oberfläche der
aus gyromagnetischem Material bestehenden Scheibe 5 möglichst parallel verlaufen.
Es hat sich gezeigt, daß durch Zwischenlage einer Folie aus isolierendem Material
zwischen die Scheibe aus gyromagnetischem Material und die ihr unmittelbar benachbarte
Spule das Richtverhältnis zu beeinflussen ist. Mit wachsender Dicke der Zwischenlage
wird es zunächst größer, erreicht einen Maximalwert und nimmt dann wieder ab. Um
die einzelnen Spulen s.1 "und S 2 voneinanderzu isolieren, wird zweckmäßig, zwischen
die zur Spule S 1 und zur Spule S 2 gehörenden Windungen
eine aus dielektrischem Material bestehende Folie eingelegt. Wenn die aus gyromagnetischem
Material, bestehende Scheibe 5 die Form eines Quadrats hat und wenn die Dicke der
Scheibe- kleiner ist als- ein Zehntel der Seitenlänge. des Quadrats, dann ist der
Wirkungsgrad eines derartigen Spulenaufbaus besonders groß. Durch diese Ausbildung
liegen nämlich sämtliche Kreuzungspunkte im Bereich der Scheibe 5, und es 'l'äßt
sich -ein möglichst homogenes magnetisches Wechselfeld zirkularer Polarisation erzielen.
-
Wie der F i g. 4 -zu entnehmen ist, ergeben sich durch die Parallelschaltung
je zweier Spulen, von denen jede aus zwei Windungen besteht, bereits sechzehn Kreuzungspunkte
zweier aufeinander senkrecht stehender Windungen-- auf jeder Oberflächenseite der
aus . gyromagnetischem Material bestehenden Scheibe 5. In analoger Weiterbildung.
des Erfindungsgedankens läßt sich die Zahl der Kreuzungspunkte beliebig dadurch
vermehren, daß die Spulen S1 bzw. S_2"aus mehr als zwei Teilspulen mit an sich beliebiger
Wincrurlgszähl bestehen; wenn dabei nur darauf geachtet wird; daß der Eingangsscheinwiderstand
des gesamten Spulensystems, das auf -die durch das magnetische Gleichfeld magnetisierte,
aus gyromagnetischem Material bestehende Scheibe aufgebracht ist, gleich ist dem
Wellenwiderstand der Anschlüßleitungen.
-
In der F i g. 5 ist schematisch der Aufbau einer Richtungsleitung
in geöffnetem Zustand gezeigt. Auf einer metallischen Grundplatte 20 sind
die Kondensatoren 21 und 22 befestigt. An den Kondensator
21
führt eine als Koaxialleitung ausgebildete Zuführungsleitung
23, deren Außenleiter über ein Halteblech24 unmittelbar mit der metallischen
Platte 20 verbunden ist. Der Innenleiter 25 führt zum Kondensator 21. In
analoger Weise ist die Ausgangsleitung 26 ausgebildet, deren Innenleiter
27 mit dem Kondensator 22 und deren Außenleiter 28 mit der metallischen Grundplatte
20 verbunden ist. In Serie mit dem Kondensator 21 ist die Spule S1 geschaltet,
während die Spule S2 parallel zum Kondensator 22 liegt, so daß das gemäß der F i
g. 1 ausgebildete Schaltbild realisiert wird. Für den Aufbau der Spulen wird eine
gemäß der F i g. 4 ausgebildete Anordnung verwendet, die im Ausführungsbeispiel
der F i g. 5 nur noch schematisch angedeutet ist. Das magnetische Gleichfeld wird
durch zwei Dauermagneten 30,31
erzeugt, die über das. Joch 32 miteinander
verbunden sind, so daß sich der magnetische Kraftfluß der Dauermagneten
30 und 31 über die aus gyromagnetischem Material bestehende Scheibe
5 und das Joch 32 schließt.
-
Wie einleitend bereits. erwähnt, lassen sich .die-vorstehend beschriebenen
Anordnungen zur Erzeugung eines zirkulär polarisierten Magnetfeldes im Bereich der
Meter- und Dezimeterwellen auch in elektrischen Vierpolen . einsetzen, die in unterschiedlichen
übertragungsrichtungen unterschiedlichePhasendrehungen bewirken. Wegen der hohen
Wirksamkeit bei der Erzeugung eines zirkular polarisierten Magnetfeldes bei gleichzeitig
guter Anpassung und geringer Durchgangsdämpfung läßt sich bei derartigen nichtreziproken
Phasenschiebern ein relativ großes Verhältnis von nichtreziproker Phasenschiebung
zur Durchgangsdämpfung erreichen.