NO885083L - Dielektrisk boelgeleder. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en dielektrisk bølgeleder for transmisjon av elektromagnetiske bølger.

Elektromagnetiske felt er kjennetegnet av tilstedeværelsen av en elektrisk feltvektor E ortogonalt på en magnetisk feltvektor H. Svingingen av disse komponentene frembringer en resulterende bølge som utbreder seg i det fri rom ved lysets hastighet og er på tvers av begge disse vektorene. Effekt-størrelsen og retningen på disse bølgene tilveiebringes av Poynting-vektoren gitt ved:

Elektromagnetiske bølger kan finnes både i ubundne media (frie rom) og bundne media (slik som en koaksial kabel eller en bølgeleder). Foreliggende oppfinnelse angår oppførselen til elektromagnetisk energi ved et bundet medium og spesielt ved en dielektrisk bølgeleder.

For at forplantningen av elektromagnetisk energi skal finne sted i et bundet medium er det nødvendig at de Maxwell'ske ligningene tilfredsstilles når egnede grensebetingelser er anvendt.

Ved en konvensjonell metallbølgeleder er disse betingelsene at den tangensiale komponenten til det elektriske feltet, Et, er null ved metallgrensen og også at normalkomponenten til den magnetiske flukstettheten, Bn er lik null.

Oppførselen til en slik bølgelederstruktur er velkjent. Ved eksitering fra eksterne frekvenskilder vil karakteristiske feltfordelinger eller modier bli satt opp. Disse modiene kan bli styrt ved frekvensvariasjon, bølgelederform og/eller størrelse. For regulære former, slik som rektangler, kvadrater eller sirkler, betyr den veldefinerte grense-betingelsen at operasjonen over et bestemt frekvensbånd, som anvender en bestemt modus, er garantert. Dette er tilfelle med de fleste rektangulære bølgeledersystemene som opererer i en ren TE^omodus. Dette er kjent som den dominerende modusen ved at den er den første modusen som blir påtruffet når frekvensen øker. TEmnnomenklaturtypen betegner antall halvslnus feltvariasjoner langs henholdsvis x- og y-aksen.

En annen modiefamilie ved standard rektangulære bølgeledere er TMmnmodiene, som er behandlet på samme måte. De er differensiert ved det faktum at TEmnmodiene har ingen Ez komponenter, mens TMran modiene har ingen Hz komponenter.

US-patent nr. 4 463 329 beskriver en dielektrisk bølgeleder av en formet gjenstand med en kjerne av polytetrafluoretylen og med ett eller flere sjikt ekspandert porøst polytetrafluoretylen overviklet på eller rundt kjernen.

Den dielektriske bølgelederen beskrevet i US-patent nr. 4 463 329 har ikke en slik veldefinert grensebetingelse. Ved en slik dielektrisk bølgeleder vil feltene finnes i det polytetrafluoretylen (PTFE) kappemediumet.

Den absolutte verdien til det avtagende feltet ved hvert punkt i kappen er avhengig av et antall faktorer. Disse innbefatter forskjellen i den dielektriske konstanten mellom kjernen og det optiske kappemediumet, frekvensoperasjonen og den involverte fysiske størrelsen naturligvis av det påførte feltet. Ved en gitt konstruksjon vil flere felt bli indusert i det optiske kappeområdet ved lavere frekvenser til operasjonen. Denne effekten er uønsket siden forplantnings-bølgen blir mere "løst bundet" som således reduserer stabilitetsegenskapene og fører til en generell forvrengning i tap og VSWR ytelsen. Det er blitt funnet en måte å overvinne dette problemet på ved å øke den dielektriske konstanten til kjernen ved å anvende andre materialer enn PTFE beskrevet i US-patent nr. 4 463 329. Ved en gitt frekvens kan alternativt den totale størrelsen på bølge-lederen bli redusert ved å bruke en mindre, høyere dielek trisk konstant kjerne enn den PTFE beskrevet i US-patent nr. 4 463 329.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en dielektrisk bølgeleder for transmisjon av elektromagnetiske bølger innbefattende en kjerne av massivt plastmateriale, ett eller flere sjikt med PTFE optisk kappe viklet rundt kjernen, og et elektromagnetisk skjermsjikt som dekker den optiske kappen. Det optiske kappesjiktet eller ethvert av de optiske kappesjiktene kan være ekstrudert, ikke-sintret PTFE; ekstrudert, sintret PTFE; ekspandert, ikke-sintret porøst PTFE: eller ekspandert, sintret, porøst PTFE. Slike optiske sjikt kan inneholde et fyllmiddel. Skjermsjiktet er fortrinnsvis aluminisert KAPTON (registrert varemerke) polyimidbånd. Den dielektriske bølgelederen kan dessuten være overviklet med et bånd av karbonfylt PTFE. Kjernen kan være polystyren, polyklortrifluoretylen, polyetylen, polypropylen, polysulfon eller polykarbonat.

En utførelsesform av oppfinnelsen skal nå bli spesielt beskrevet, ved hjelp av eksempel, med henvisning til medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et sideriss med deler bortskåret av en dielektrisk bølgeleder ifølge foreliggende oppfinnelse, og en avsenderinnretning. Fig. 2 viser et tverrsnittsriss av en dielektrisk bølge-leder langs linjen 2-2 på fig. 1.

En dielektrisk bølgeleder for transmisjon av elektromagnetiske bølger er anordnet innbefattende en kjerne av et plastmateriale og har ett eller flere sjikt av polytetrafluoretylen (PTFE) optisk kappe og viklet rundt kjernen. Kjernematerialet er et materiale valgt fra klassen bestående av polystyren, polyklortrifluoretylen, polyetylen, polypropylen, polysulfon og polykarbonat.

Fig. 1 viser en dielektrisk bølgeleder ifølge oppfinnelsen. Når avsenderen 20 med konvensjonell flens 21 er anbrakt på den dielektriske bølgelederen 10 innenfor de prikkede linjene går elektromagnetisk energi inn i avsenderen 20. Impe-danseoverføringen utføres av den avtagende delen 13 av kjernen 12 til bølgelederen 10 slik at energien kobles effektivt inn i kjernen 12 til den dielektriske bølgelederen 10. Så snart oppfanget av kjernen 12 finner forplanting sted langs kjernen 12 som er omgitt av den optiske kappen 14. Kjernen 12 er et plastmateriale, og den optiske kappen er polytetraflouretylen, fortrinnsvis ekspandert, porøst polytetrafluoretylenbånd overviklet over kjernen 12. Forplantingen bruker kjerne/det optiske kappegrensesnittet for å utnytte energien. Kjernematerialet er polystyren, polyklortrifluoretylen, polyetylen, polypropylen, polysulfon eller polykarbonat.

For å forhindre krysskobling eller interferering fra den eksterne kilden er en elektromagnetisk skjerm 16 anordnet såvel som en ekstern absorberer 18. Skjermen er fortrinnsvis aluminisert KAPT0N (registrert varemerke) polyimidbånd og absorbereren er fortrinnsvis karbonfylt PTFE-bånd.

Tverrsnittsrisset på fig. 2 viser den rektangulære plast-kjernen 12 overviklet med PTFE-bånd 14 og viser også skjermsjiktet 16 og absorberer sjiktet 18.

Claims (7)

1. Dielektrisk bølgeleder for transmisjon av elektromagnetiske bølger,karakterisert veden kjerne av et massivt plastmateriale, ett eller flere sjikt med PTFE optisk kappe viklet rundt kjernen og et elektromagnetisk skjermsjikt som dekker den optiske kappen.

2. Bølgeleder ifølge krav 1,karakterisertved at det optiske kappesjiktet eller hvert av de optiske kappesjiktene er av ekstrudert, sintret eller ikke-sintret PTFE.

3. Bølgeleder ifølge krav 1,karakterisertved at det optiske kappesjiktet eller hvert av de optiske kappesjIktene er av ekspandert, sintret eller ikke-sintret, porøst PTFE.

4 . Bølgeleder ifølge krav 1,karakterisertved at det optiske kappesjiktet eller hvert av de optiske kappesjiktene inneholder et fyllmiddel.

5. Bølgeleder ifølge krav 1,karakterisertved at skjermsjiktet er av aluminisert KAPTON polyimidbånd.

6. Bølgeleder ifølge krav 7,karakterisertved at den er overviklet med et bånd av karbonfylt PTFE.

7. Bølgeleder ifølge krav 1,karakterisertved at kjernen er av polystyren, polyklortrifluoretylen, polyetylen, polypropylen, polysulfon eller polykarbonat.