DK143375B - Boelgeleder der har massiv metallisk vaeg og kan opvikles boejes og vrides - Google Patents

Description

(19) DANMARK ( W

\Ra,

0 (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT οό 143375 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 1886/75 (51) lnt.CI.3 Η 01 P 3/14 (22) Indleveringsdag 6. apr. 1975 (24) Løbedag 6. apr. 1975 (41) Aim. tilgængelig 8. okt. 1975 (44) Fremlagt 10. aug. 1981 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 7. apr. 1972, 2216802, DE

(71) Ansøger SIEMENS AKTIENGESEIXSCHAPT, Berlin und Muer.chen, 8 Muenchen 2, DE.

(72) Opfinder Richard Schuster, DE: Wolfgang Loew, DE.

(74) Fuldmægtig internationalt Patent-Bureau.

(54) Bølgeleder, der har· massiv, metallisk væg og kan cpvikles, bøjes og vrides.

Opfindelsen angår en bølgeleder, der har massiv, metallisk væg og kan opvik-les, bøjes og vrides, og hvis indre hulrum har rektangulært tværsnit med et forhold mellem sidelængderne på ca. 1:2, hvor de brede og de smalle siders yderkonturer i retning mod midten er trukket således cirkelbueformet indad, og vægtykkelserne i bølgeledertværsnittets omkredsretning i overensstemmelse hermed varierer således, at der ved bølgelederens krumning opstår i tværsnitsplanet liggende, I men uden for den indvendige kontur optrædende moddrejningsmomenter, der sammen • med i samme retning bøjende drejningsmomenter ophæver drejningsvirkningen af de andre momenter, der bevirker tværsnitsdeformeringen, så at der ved bølgelederens krumning opnås et optimalt formtro bølgeledertværsnit..

Sådanne bølgeledere bruges især som forbindelsesledning mellem antennen og 1 sende-modtageapparater i retningsradioanlæg med radiofrekvenser over 3 GHz. Det 2 143375 er kendt at opbygge disse bølgelederstrækninger af delafsnit, nemlig lige bølgeledere, krumme stykker og snoningsstykker, hvorved disse dele bliver fremstillet i fabrikken og sammensat ved monteringspladsen. Ofte sker dog afvigelser af de virkelige lokale dimensioner eller eventuelt nødvendige ændringer, således at de forud fremstillede dele ikke mere passer sammen, og specielle længder af bølgele-derprofiler og formstykker skal efterfremstilles.

I tysk offentliggørelsesskrift nr. 1.939.317 blev der allerede angivet en løsning for en bølgeleder, som på monteringspladsen kan tilpasses de forhåndenværende forhold og har i det mindste den samme overføringskvalitet som de hidtil brugte, stive bølgelederstrækninger. Denne bølgeleder har en sådan tværsnitsprofil, at der ved krumning og vridning om dens længdeakse opnås et optimalt formtro bølgeledertværsnit. Herved kan der fremstilles en bølgeleder af større længde, som i opviklet tilstand bringes til monteringspladsen og her ved monteringen bliver tilpasset den tilsigtede ledningsføring ved krumning eller bøjning eller ved vridning.

Til grund for opfindelsen ligger den opgave yderligere at forbedre en sådan bølgeleder på en sådan måde, at de til opretholdelse af et optimalt formtro bølgeledertværsnit ved krumning og vridning nødvendige momenter holdes mindst mulige.

Denne opgave løses ved en bølgeleder af den i indledningen angivne art ifølge opfindelsen på en sådan måde, dels at de cirkelbueformede indtrækninger af de brede sider er således dimensioneret, at de brede siders vægtykkelse ved midten er ca. halvdelen af vægtykkelsen ved overgangen til de tilgrænsende smalle sider af det indre tværsnit, dels at yderkonturen af de brede sider er forlænget således ud over planerne for de tilgrænsende smalle siders indre konturer, at der dannes konsoller, hvis yderkonturer uden for de cirkelbueformede indtrækninger i de brede sider forløber parallelt med de indre konturer af de brede sider og ved de frie ender afrundet og kontinuert går over i de cirkelbueformede indtrækninger i de smalle sider, dels at længden af konsollerne samt disses bredde og dybden af indtrækningerne i de smalle sider er valgt således, at forholdet mellem længden og bredden af konsollerne målt i forhold til henholdsvis planerne for de smalle siders indre konturer og planerne for de brede siders indre konturer er ca. 2,5:1.

Ved udformningen svarende til det valgte vægtykkelsesforløb sikres et formtro bølgeledertværsnit ved bølgelederens krumning i H- og E-planet og ved vridning om dens længdeakse, og især ved krumningen i E-planet (x-x-planet) opnås et meget ringe modstandsmoment. På grund af denne bølgeleders lille tværsnitshøjde opstår mindre krumningsradier ved krumningen i E-planet ved ens mekaniske deformeringer i de yderste fibre end ved kendte bølgeledere. Ved krumningen i E-planet og ved en snoning med ligeledes ringe vridningsmoment kan der altså realiseres ledningsstrækninger udelukkende med små krumn ing sra die r. Den enkle geometriske yderkontur af bølgelederen er også fordelagtig, idet presseform, flange og fastgørelseselementer 3 143375 for bølgelederen bliver forenklet og flangebearbejdningen lettet. Desuden giver den gunstige formgivning, ved hjælp af hvilken der opnås et formtro bølgeledertvær-snit, gode pladssikre anlægsflader ved opviklingen af bølgelederen og muliggør anvendelse af simple bøjningsværktøjer, ved hvis hjælp bølgelederen ved monteringspladsen bøjes og vrides til opnåelse af den forudbestemte ledningsføring.

En yderligere fordel er, at det ved den rektangulære bølgeleder ifølge opfindelsen er muligt at frembringe en direkte forbindelse mellem den bøjelige rektangulære bølgeleder og de sædvanlige bølgelederkomponenter med rektangulært tværsnit eller med de stive rektangulære bølgeledere, uden at der skal anvendes bølgelederovergange. Over for den stive bølgeleder består fordelen ved bortfald af krumme stykker, snoningsstykker og mellemstykker samt ved en væsentlig besparelse i planlægningstid og monteringsomkostninger.

Ved dimensioneringen ifølge opfindelsen opnås endvidere, at bølgelederens materialeforbrug ved en tilstrækkelig stabilitet bliver reduceret på fordelagtig måde, hvorved også energiforbruget til bøjningen og vridningen formindskes, og bølgelederens montering lettes.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til et på tegningen vist udførelseseksempel.

Figuren viser i tværsnit en bølgeleder med rektangulært indvendigt tværsnit og en egnet profileret yderkontur, fortrinsvis bestående af blødt, elektrisk ledende materiale, især aluminium, og fremstillet ved en strengstøbeproces. Ved krumning af bølgelederen om bøjningsplanet x-x tilvejebringes parallelt med bøjningsplanet træk- og trykspændinger, som medfører kræfter q vinkelret på bøjningsplanet. Disse kræfter afhænger af krumningsradius, tværsnitsfladeindholdet og tværsnitsformen og fremkalder drejningsmomenter M, som deformerer bølge lederkonturen. Som det kan påvises ved udregning, kan tværsnitsdeformeringen styres gennem hensigtsmæssig dimensionering af tværsnitsfladen. Ved given rektangulær eller vilkårlig indvendig kontur af bølgelederen er en minimal tværsnitsdeformering opnåelig, når yderkonturen vælges således, at der ved bølgelederens krumning opstår drejningsmomenter M, der sammen med drejningsmomentet Mq ophæver momentet M’s drejningsv irkn ing.

Ved bølgelederen ifølge opfindelsen er yderkonturen af de brede sider 1 og de smalle sider 2 trukket ind hen mod midten, fortrinsvis cirkelbueformet, således at der ved disse indadbøjninger 4 og 5 opstår forskellige vægtykkelser i periferiretningen af bølgelederens tværsnit. De brede sider 1 af bølgelederen er forlænget ud over de smalle sider under dannelse af de såkaldte konsoller 3. Disse forlængelser er således udformet og dimensioneret, at der med hensyn til de enkelte smalle sider og de enkelte kvadranter i bølgeledertværsnittet opstår en i det mindste tilnærmet symmetrisk T-profil og med hensyn til de enkelte brede si*-

Claims (2)

143375 4 der en stærkt usymmetrisk T-profil. Til konsollens udformning og dimensionering kræves to betingelser: For det første må de gennem momenterne i konsollerne fremkaldte bøjningsspændinger ikke overstige den tilladelige værdi, og for det andet må bølgelederens brede sider ikke bøje sig ud over det forudbestemte mål. Fra konsollens længdesider, d.v.s. i retning af de brede sider af bølgelederen forløbende sider, forløber i det mindste de sider, der viderefører yderkontu-rema af de brede sider, parallelt med de indvendige brede sider, d.v.s. planerne III og IV, Ved enderne er konsollerne 3 afrundet og overgår fortrinsvis bueformet i de hen mod midten indadtrukne yderkonturer af de smalle sider

2. Derved er altså atter frembragt en materialeudligning, fordi det, som bliver fjernet af materiale ved konsolenden, atter tilføjes på overgangsstederne fra den brede side til konsollen, så at det til moddrejningsmomenter virksomme tværsnitsfladeindhold opretholdes. I områder af konsollerne 3 opstår ved bølgelederens krumning i tværsnitsplanet liggende, men uden for den indvendige kontur optrædende moddrejningsmomenter M, som sammen med det i samme retning bøjende drejningsmoment Mq ophæver drejningsvirkningen af de andre momenter M, som bevirker tvær-snitsdeformering. Tykkelsen h af bølgeledervæggen i de brede sider i de ved de enkelte smalle sider bestemte planer I og II er fortrinsvis dimensioneret til en minimalt tilladelig værdi, hvorved der på en fordelagtig måde opnås en forringelse af materialeforbruget og også en nedsættelse af de nødvendige momenter ved bøjningen. I det foreliggende tilfælde bliver bølgelederens vægtykkelse valgt så- 2 ledes, at den tilfredsstiller betingelsen M~h-β'. Heri betyder M drejningsmomentet, som skal skal kompenseres, h tykkelsen af bølgeledervæggens brede sider i planet for de smalle sider og £ den maksimalt tilladelige bøjningsspænding i materialet, som anvendes til bølgeledervæggen. En proportionalitetsfaktor, som skal indføres i denne betingelse, afhænger bl.a. af bøjningsradius og udgør eksempelvis C = ^ . Tykkelsen af bølgeledervæggen skal derefter i det mindste vælges så stor, fortrinsvis dog ikke væsentlig større end, at betingelsen M * ^-*^er opfyldt. Den i figuren viste rektangulære bølgeleder er afbildet i den rigtige målestok, så at dimensionerne svarer til de virkelige størrelsesforhold. Bølgeleder, der har massiv, metallisk væg og kan opvikles, bøjes og vrides, og hvis indre hulrum har rektangulært tværsnit med et forhold mellem sidelængderne på ca. 1:2, hvor de brede og de smalle siders (1 og 2) yderkonturer i retning mod midten er trukket således cirkelbueformet indad, og vægtykkelserne i bølgeledertværsnittets omkredsretning i overensstemmelse hermed varierer således, at der ved bølgelederens krumning opstår i tværsnitsplanet liggende, men uden for den indvendige kontur optrædende moddrejningsmomenter, der sammen med i