NO881968L - Dielektrisk forsinkelseslinje. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører forsinkelseslinjer for å utføre ønskede tidsforsinkelser i transmisjon av elektromagnetiske bølger.

Transmisjonslinjer som anvendes til å oppnå pulstid-forsinkelser er en klasse av konstruksjon som er kjent som forsinkelseslinjer. Linjen må være temmelig lang endog for små tidsforsinkelser, ettersom de elektromagnetiske bølger forplanter seg med en hastighet som er nær lysets hastighet. Spesiell kompakt lav-hastighetslinje er blitt utviklet for å unngå denne ulempe. Den mest vanlige typen er en koaksiallinje, hvor den indre lederen er en spiral. Den største andel av de såkalte "elektriske" forsinkelseslinjer er kunstige transmisjonslinjer som består av konsentrerte kondensatorer og induktorer. Begrensningen av fysisk realiserbare og amplitude- og faseoverføringsfunksjoner er slik at de praktiske forsinkelser som oppnås ikke over-skrider størrelsesoren av noen få pulsperioder. Lengre tidsforsinkelser oppnås ved akustiske forsinkelseslinjer, som anvender akustisk bølgeforplantning og elektromekaniske transdusere på inngangen og utgangen.

Selvom den er meget liten, fleksibel og kompakt, kan en koaksial kabelforsinkelselinje ha problemer på høyere frekvenser ved at den oppviser meget høye innskuddstap. De faktiske mengder av forsinkelse som behøves involverer vanligvis meget lange lengder av kabel. Generering av effekt på disse frekvenser er uhyre kostbar og derfor er dette en viktig faktor.

Konvensjonell bølgelederforsinkelseslinjer av metall er stive kobberrør som er vanskelig å pakke og byr på tallrike installasjonsproblemer. Et annet problem med denne type av forsinkelseslinje er den hva angår spredning. Spredning er det fenomen hvor forskjellige frekvenser beveger seg med forskjellige hastigheter. Denne type av forsinkelseslinje kan gi en situasjon hvorved, over et bånd av frekvenser, der vil være radikalt forskjellige verdier for den absolutte forsinkelse.

Ned-omformere med overflateakustisk bølgeforsinkelselinjer involverer ned-omformnig av mikrobølge/millimeter bølge-signalet til et lavfrekvens akustisk signal som kan forsinkes under anvendelse av en overflateakustisk bølgeforsinkelse-linje. Denne linje vil kun virke over et smalt bånd og er således av begrenset anvendelse.

US patent 4.463.329 omhandler en dielektrisk bølgeleder av en formet gjenstand som har en kjerne av polytetrafluoretylen og som har ett eller flere lag av ekspandert, porøst polytetrafluoretylen omviklet på eller rundt kjernen.

US patent 4.603.942 omhandler en fleksibel bølgeleder for å overføre bølger fra en avføler som er montert på en slingre-bøyle (gimbal) som innbefatter en kabel som innbefatter en ytre fleksibel mantel og en flerhet av fleksible polytetra-fluoretylenfibre som er buntet innenfor mantelen og som innbefatter en avsluttende flens som er koblet til minst en ende derav, med flensen innbefattende en kileformet plugg og et avsmalnet hulrom som danner inngrep med enden av kabelen.

Ifølge den foreliggene oppfinnelse er der tilveiebragt en forsinkelseslinje som omfatter en linje L av en dielektrisk bølgeleder for transmisjonen av elektromagnetiske bølger, idet den dielektriske bølgelederen har en kjerne av poly-tetraf luoretylen (PTFE) og ett eller flere lag av polytetrafluoretylen (PTFE) omviklet rundt kjernen, hvor T = KL/c, og hvor T er den totale tidsforsinkelse, c er hastigheten av lys i fritt rom og K er forsinkelsekonstanten for den dielektriske bølgelederen. Kjernen kan være ekstrudert, usintret PTFE; ekstrudert, sintret PTFE; ekspandert, usintret, porøs PTFE; eller ekspandert, sintret, porøs PTFE. Laget eller hvert lag kan være ekstrudert, usintret PTFE; ekstrudert, sintret PTFE; ekspandert, usintret, porøs PTFE; eller ekspandert, sintret, porøs PTFE. Kjernen og/eller hvert lag kan inneholde et fyllmateriale.

I en foretrukket utførelsesform blir forsinkelseslinjen omviklet over en spindel, og kan omvikles i en f lerhet av omviklinger.

Forsinkelseslinjen kan ha et elektromagnetisk skjermende lag som fortrinnsvis er aluminisert Kapton® polyimid tape. Forsinkelseslinjen kan omvikles med en tape av karbon-fylt

PTFE.

Forsinkelseslinjer som omfatter oppfinnelsen skal nå særlig beskrives med henvisning til de vedlagte tegninger. Figur 1 er et side vertikalriss av en dielektrisk bølgeleder for å danne en av forsinkelseslinjene, med deler bortkuttet for illustrasjonsformål og som viser en overfører. Figur 2 er et tverrsnittriss av den dielektriske bølgelederen i figur 1 tatt langs linjen 2-2 i figur 1. Figur 3 er et sidevertikalriss av en av forsinkelseslinjene med koblingsoverførere ved hver ende av linjen. Figur 4 er et frontvertikalriss av forsinkelseslinjen i figur 3 viklet om en spindel, og

figur 5 er et fronvertikalriss av forsinkelseslinjen ifølge figur 3, viklet om en spindel i flere omviklinger.

En forsinkelseslinje er tilveiebragt for å utføre en ønsket forsinkelse i transmisjonen av elektromagnetiske bølger i mikrobølger og millimeterområdet av spekteret. Linjen omfatter en lengde L av en dielektrisk bølgeleder for transmisjon av elektromagnetiske bølger som omfatter en kjerne av polytetrafluoretylen som har ett eller flere lag av polytetrafluoretylen omviklet rundt kjernen, hvor T = KL/c, hvor T er den totale tidsforsinkelse, c er lysets hastighet i fritt rom og K er forsinkelseskonstanten for den dielektriske bølgelederen. Fortrinnsvis er forsinkelseslinjen omviklet rundt en spindel.

Når overføreren 20 med konvensjonell flens 21 kobles til den dielektriske bølgelederen 10 med setet 12' angitt med stiplede linjer, går elektromagnetisk energi inn i over-føreren 20. En impedansomdanning utføres i den avsmalnede del 30 av bølgelederen 10, slik at energien kobles effektivt inn i kjernen 12 på den dielektriske bølgelederen 10. Så snart innfanget av kjernen 12, finner forplantning sted gjennom kjernen 12 som er omgitt med belegg 14. Kjernen 12 er av polytetrafluoretylen, og belegget 14 er av polytetrafluoretylen, fortrinnsvis ekspandert, porøs polytetrafluoretylen-tape som er omviklet over kjernen 12. Forplantning anvender kjerne/klednignssnittet til å utnytte energien. I motsetning til konvensjonelle bølgeledere, skyldes tapsmekanismen tap i form av varme i kjernematerialet og ikke overflatestrømmer som induseres på bølgelederveggene. Kjernematerialet tjener også til å forsinke signalet med en størrelse som er proporsjonal med dets dielektrisitetskonstant.

For å hindre kryss-kobling eller interferens fra eksterne kilder, er en elektromagnetisk skjerm 16 tilveiebragt samt en ekstern absorberer 18. Skjermen er fortrinnsvis aluminisert Kapton® polyimidtape, og absorbereren er fortrinnsvis karbon-fylt PTFE tape. Figur 2 er et tverrsnittri ss av en dielektrisk bølgeleder 10 tatt langs linjen 2-2 i figur 1 og viser rektangulær kjerne 12 omviklet med tape 14 og viser et skjermlag 16 og absorberende lag 18. Figur 3 viser et vertikalriss av den dielektriske bølge-lederen 10 viklet rundt spindel 26, idet kombinasjonen er betegnet med henvisningstallet 24, og de innmatende og utmatende overførende horn henholdsvis 20 og 22 som har konvensjonelle flenser 21 og 23. Ved å vikle dielektriske bølgeledere 10 rundt spindel 26, tilveiebringes en passende lengde av kabellengde til å gi en gitt tidsforsinkelse. Denne lengde L kan beregnes ut fra kjennskapet til at enhetsforsinkelsen, t, er gitt ved

t = K/c

hvor c er lysets hastighet i fritt rom og K er forsinkelseskonstanten for det anvendte materialet. For PTFE er K ca. 1,45. For en total nødvendig tidsforsinkelse T, følger det at den ønskede lengde av kabel er L, hvor

L -Tc/K.

Ved utmatnignsenden av forsinkelseslinjen omdanner det andre overføringshornet 22 den elektromagnetiske energien tilbake inn i dens initielle feltfordeling. Feste til eksterne kretser oppnås gjennom de standard bølgelederflensene 21 og 23. Figur 4 er et f rontvertikalr iss av kombinasjonen forsinkelseslinje og spindel 24 som viser dielektrisk bølgeleder 10 skruelinjet viklet rundt spindelen 26. Spindelen kan være av et hvilket som helst passende materiale og er fortrinnsvis et plastrør av en akrylplast. Figur 5 viser et frontvertikalriss av kombinasjonen forsinkelse-linje-og-spindel 24 som viser dielektrisk bølgeleder 10 viklet rundt spindel 26 i en flerhet av omvikl inger.

Claims (10)

1. Forsinkelselinje bestående av en lengde L av en dielektrisk bølgeleder (10) for transmisjonen av elektromagnetiske bølger, karakterisert ved at nevnte dielektriske bølgeleder (10) har en kjerne (12) av polytetrafluoretylen (PTFE) og ett eller flere lag (14) av polytetrafluoretylen (PTFE) omviklet rundt nevnte kjerne, hvor T = KL/c hvori T er den totale tidsforsinkelse, c er lysets hastighet i fritt rom og K er forsinkelseskonstanten for nevnte dielektriske bølgeleder (10).

2. Forsinkelseslinje som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte kjerne (10) er av ekstrudert, sintret eller usintret PTFE.

3. Forsinkelseslinje som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte kjerne (10) er av ekspandert, sintret eller usintret porøs PTFE.

4. Forsinkelseslinje som angitt i et hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at nevnte kjerne (10) inneholder et fyllmateriale.

5 . Forsinkelseslinje som angitt i et hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at laget eller hvert nevnte lag (14) er av ekstrudert, sintret eller usintret PTFE.

6. Forsinkelseslinje som angitt i et hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at laget eller hvert nevnte lag (14) er av ekspandert, sintret eller usintret, porøs PTFE.

7. Forsinkelseslinje som angitt i et hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at laget eller hvert nevnte lag (14) inneholder et fyllmateriale.

8. Forsinkelseslinje som angitt i et hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at den er omviklet over en spindel (26).

9. Forsinkelseslinje som angitt i krav 8, karakterisert ved at den er omviklet over spindelen (26) i en flerhet av omhyll inger.

10. Forsinkelselinje som angitt i et hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved et elektromagnetisk skjermende lag (16) av Kapton® polyimidtape eller annet materiale som er omviklet med et hånd (18) av karbon-fylt PTFE, eller annet materiale.