WO2015140036A1 - Schlitzhohlleiter - Google Patents

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WO2015140036A1
WO2015140036A1 PCT/EP2015/055156 EP2015055156W WO2015140036A1 WO 2015140036 A1 WO2015140036 A1 WO 2015140036A1 EP 2015055156 W EP2015055156 W EP 2015055156W WO 2015140036 A1 WO2015140036 A1 WO 2015140036A1
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slot
slotted
slot waveguide
section
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Stefan Rabe
Viktor REISING
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Paul Vahle GmbH and Co KG
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Paul Vahle GmbH and Co KG
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    • H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices
    • H01P5/103—Hollow-waveguide/coaxial-line transitions

Definitions

  • the present invention relates to a slot waveguide, having a longitudinally extending cavity for guiding electromagnetic waves, which is bounded by lateral, electrically conductive walls, wherein at least one lateral wall in the longitudinal direction of the slot waveguide for coupling the electromagnetic waves along the slot waveguide is slotted
  • a generic slot waveguide is used for information transmission along a route, in particular track-guided vehicles.
  • the known slot waveguide has at least one slot in the longitudinal direction and is u.a. known from DE 2555909 C3.
  • Slotted coaxial conductors are used in various forms. From DE 102009061067 AI, DE 102009052871 Bl and DE 102011119351 AI it is known to fasten slot waveguide laterally on a mounting rail, wherein the carried and guided by the support rail vehicle engages with an antenna mounted on the vehicle in the slot waveguide and thus via the slot waveguide, z , B. with a localized data processing, can communicate.
  • These slot waveguides which are additionally mounted in parallel on the carrier rail or carrier, disadvantageously require additional space, as a result of which the cross section of the carrier rail is adversely increased by the transmission line. Installation in the area of switches and turntables is problematic if not impossible due to lack of space.
  • the slot waveguide 10 known from DE 102009061067 A1 is shown in cross section in FIG.
  • the slot waveguide 10 is formed by a profile body with the L Lucass109wandungen 13- 17 and includes a cavity 11 and the longitudinal slot 12, which is often referred to as a fireplace.
  • the z. B. mounted on a vehicle antenna and couples out in the slot waveguide longitudinally propagating electromagnetic wave or feeds an electromagnetic wave in the slot waveguide.
  • the cross-sectional dimensions of a slot waveguide are basically inversely proportional to its transmission frequency.
  • the transmission frequency can be increased. This is economically only up to a certain limit, which is currently under 6 GHz, makes sense.
  • 102010048586 AI known to integrate the inner contour of the slot waveguide in the support profile directly.
  • the disadvantage here is that special support profiles must be made. It is also not possible to retrofit an existing system with a slot-type conductor integrated in a supporting profile.
  • Doppelsteghohlleiter are known which have been derived from the rectangular waveguides.
  • a corresponding Doppelsteghohlleiter is shown in Figure 2.
  • two outer regions 22a and 22b are formed, which are connected to each other by a middle section 22c over the entire longitudinal extension of the waveguide 20, wherein the height D of the central portion is smaller than the height B of the two outer portions 22a and 22b.
  • the central region 22c is bounded by the two webs 25a and 26a, by virtue of which the length A, which has not changed with respect to the original rectangular waveguide, is virtually lengthened, resulting in an extension of the unambiguous transmission range.
  • the cut-off wavelength of the H10 wave of the rectangular waveguide is assumed to be A c .
  • a reduction in the lower cut-off frequency of the rectangular waveguide results in the cavity by the web or the constriction in the middle section 22 c .
  • the necking is accomplished by making the upper and lower walls 25, 26 thicker in the central region 25a and 26a.
  • the wall thickness of the formed is also possible to form the wall thickness of the formed as a profile double ridge waveguide constant, which then looks from the outside approximately as a double-T-beam.
  • the lower limit frequency can be transmitted from the Doppelsteghohlleiter with the same outer dimensions relative to the rectangular waveguide electromagnetic waves with lower frequency. At the same frequency, the required space for the waveguide is thus reduced [Käs, Günter; Pauli, Peter: Microwave Technology: Fundamentals, Application, Measurement - Franzis 1991, Chap. 2.4.2].
  • the object of the present invention is to further develop a slot waveguide such that it is smaller in size than conventional slot waveguides, wherein the frequency of the transmission signal is smaller than the signal frequency with correspondingly small slot waveguides of known design.
  • the inventive idea is to provide a Doppelsteghohlleiter with a longitudinal slot, similar to known slot waveguides.
  • a Doppelsteghohlleiter with a longitudinal slot, similar to known slot waveguides.
  • the principle of Doppelsteghohlleiters instead of the rectangular waveguide is advantageously the space required for the slot waveguide at the same Frequency reduced.
  • the longitudinal slot now also a signal pick along the Doppelsteghohlleiters is advantageously possible.
  • the two outer sections do not necessarily have to be rectangular. Rather, a round in cross-section, in particular circular or elliptical, embodiment of the two outer sections is possible.
  • the walls bounding the middle portion need not necessarily be flat.
  • the height of the middle section extends over the length of the middle section, i. from the one outer portion toward the middle and the other outer portion. This can be done continuously or in jumps. It is thus possible for the upper and / or lower walls delimiting the middle section, if the slot is arranged at the top or bottom, to be round, curved or triangular in cross-section.
  • the two outer sections do not have to be identical.
  • the cross-sectional area of one outer portion may be greater than the cross-sectional area of the other outer portion. It is only necessary that the height of at least one outer portion is greater than the height of the central portion.
  • a slot waveguide with dimensions of 21 mm ⁇ 40 mm, wherein the frequency of the signals may be less than 6 GHz.
  • This is z. B. advantageously possible to arrange the slot waveguide for information transmission along the support rail of a small electric monorail in the space for contact rails, without the slot waveguide engages in the travel of the monorail systems. Due to the advantageously small dimensions of 21 mm x 40 mm, the slot waveguide can be easily bent.
  • the slot waveguide can thus advantageously also be arranged along the horizontal and vertical curves customary in small-suspension overhead conveyors.
  • FIG. 1 slot waveguide according to the prior art
  • Figure 2 double ridge waveguide according to the prior art
  • FIG. 3 shows a cross section through a first possible embodiment of a slotted waveguide according to the invention
  • Figure 4 perspective view of the front side of a waveguide according to
  • FIG. 3 with an antenna arrangement engaging in the slot
  • FIG. 5 shows a cross section through a second possible embodiment of a slotted waveguide according to the invention
  • Figure 6 perspective view of the front side of a waveguide according to
  • FIG. 5 with an antenna arrangement engaging in the slot
  • FIG. 7 shows a cross section through a third possible embodiment of a slotted waveguide according to the invention with curved boundary walls of the middle section;
  • FIG. 8 shows a cross section through a fourth possible embodiment of a slotted waveguide according to the invention, the cavity of which corresponds in cross-section to a round dumbbell;
  • FIG. 9 shows a cross section through an embodiment of a slotted waveguide according to the invention which is modified with respect to the second embodiment
  • Figure 10 cross-section through a fifth possible embodiment with outlet channels
  • FIG 11 shows a cross-section through a sixth possible embodiment, wherein the cavity of the conductor is foamed in regions in the longitudinal direction or filled with a dielectric material;
  • Figure 12 cross-section through a seventh possible embodiment, wherein the height of the slot is extended by externally molded or fixed fireplace walls.
  • the cutoff frequency of the waveguide according to the invention is determined by the dimensions of the waveguide sections 2a, 2b and 2c.
  • the two outer sections 2a and 2b have a height B and the middle section the height D. Since the two outer sections 2a and 2b are substantially rectangular in shape, with only slightly rounded corners, the width C of the upper projection V 3 is equal to the sum of the widths of the projections Vi and V 2 and the slot width S.
  • the slot height S H yields through the height of the projections Vi and V 2 . The larger the slot height S H , the lower the radiation from the slot 6.
  • the slot itself has only a minor effect on the cutoff frequency of the waveguide 1, so that in principle for the dimensioning of the waveguide the same formulas as for those from the literature known and adequately described and explored Doppelstegrechteckhohlleiter apply, since the walls Wi-W 7 are flat.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the end face of the waveguide 1 according to FIG. 3 with an antenna arrangement A engaging in the slot 6 and arranged at the free end of the feed line Z.
  • the antenna arrangement A can be moved freely in the slot 6 in the longitudinal direction L of the waveguide and couple signals in and out.
  • FIG. 5 shows a cross section through a second possible embodiment of a slotted waveguide 1 according to the invention, in which the length C of the upper web V 3 is smaller than the sum of the lengths or widths E and S of the projections Vi and V 2 and of the slot 6.
  • the two outer portions 2 a and 2 b are no longer purely rectangular in cross-section, whereby the mode training given the embodiment of Figure 3 changed.
  • the cutoff frequency and the broadband of the waveguide 1 according to the invention By choosing the ratio C / D, the cutoff frequency and the broadband of the waveguide 1 according to the invention to be influenced.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the end face of a waveguide 1 according to FIG. 5 with an antenna arrangement A engaging in the slot.
  • FIG. 7 shows a cross section through a third possible embodiment of a slotted waveguide 1 according to the invention, in which the boundary walls Wi, W 2 and W 3 , which are formed by the projections Vi, V 2 and V 3 , are curved. Due to the nature of the curvature and the choice of the radii of curvature of the curved boundary walls Wi, W 2 and W 3 , the mode formation can be influenced because the height D changes continuously over the web width C.
  • FIG. 8 shows the cross section through a fourth possible embodiment of a slotted waveguide 1 according to the invention, the cavity 2 of which corresponds in cross section to a round dumbbell.
  • the cross sections of the two outer sections 2a and 2b can also be circular.
  • moisture may collect in the two outer sections 2a and 2b. So that the moisture does not disturb the signal transmission, several drainage channels AK at the lowest points of the lower walls 11, in particular in the form of holes, can be incorporated.
  • the boundary wall W 3 curved and the opposite walls Wi and W 2 form flat. It should be noted, however, that the ratio between the height H v3 and the slot height S H significantly determines the radiation from the slot 6 out. In this case, the smaller the height H v3 in relation to the slot height S H , the lower the radiation.
  • FIG. 10 shows a fifth possible embodiment, which corresponds to the first embodiment according to FIG. 3, which is provided with outlet channels AK. If the waveguide is arranged twisted by 90 °, the outlet channels can also be provided in the walls 8 or 9.
  • the waveguide 1 shown in FIG. 11 has a hollow space 2 which is foamed in the longitudinal direction, at least in some regions, the foam preferably being a dielectric with ⁇ ⁇ approximately equal to 1. Filling at least the two outer sections 2a and 2b causes them to not pollute or to be able to fill with moisture, in particular condensation water.
  • Figure 12 shows a cross section through a seventh possible embodiment, wherein the height S H of the slot 6 is extended by externally molded or fixed fireplace walls W s and thereby the radiation through the slot 6 can be reduced compared to the embodiments described above.
  • the waveguide 1 builds higher, which may be undesirable, which is why usually should be dispensed with the fireplace walls W s .

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schlitzhohlleiter (1), mit einem sich in Längsrichtung (L) erstreckenden Hohlraum (2) zur Führung von elektromagnetischen Wellen, welcher von seitlichen, elektrisch leitfähigen Wandungen (3) begrenzt ist, wobei zumindest eine seitliche Wandung (4) in Längsrichtung (L) des Schlitzhohlleiters (1) zum Auskoppeln der elektromagnetischen Wellen längs des Schlitzhohlleiters (1) geschlitzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitzhohlleiter (1) im Querschnitt mindestens zwei äußere Abschnitte (2a, 2b) und einen diese verbindenden mittleren Abschnitt (2c) aufweist, wobei der mittlere Abschnitt (2c) zumindest abschnittsweise oder über seine gesamte Breite (C) eine konstante Höhe (D) und die äußeren Abschnitte (2a, 2b) eine Höhe oder Radius (B) aufweisen, wobei die Höhe (H) des mittleren Abschnittes (2c) kleiner ist als die Höhe bzw. der Radius (B) zumindest eines äußeren Abschnittes (2a, 2b), und dass eine Begrenzungswandung (4) des mittleren Abschnitts (2c) geschlitzt ist.

Description

Schlitzhohlleiter
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schlitzhohlleiter, mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Hohlraum zur Führung von elektromagnetischen Wellen, welcher von seitlichen, elektrisch leitfähigen Wandungen begrenzt ist, wobei zumindest eine seitliche Wandung in Längsrichtung des Schlitzhohlleiters zum Auskoppeln der elektromagnetischen Wellen längs des Schlitzhohlleiters geschlitzt ist
Ein gattungsgemäßer Schlitzhohlleiter dient zur Informationsübertragung entlang einer Trasse, insbesondere zu spurgeführten Fahrzeugen. Der bekannte Schlitzhohlleiter weist mindestens einen Schlitz in Längsrichtung auf und ist u.a. aus der DE 2555909 C3 bekannt.
Schlitzhohleiter kommen in verschiedensten Formen zum Einsatz. Aus DE 102009061067 AI, DE 102009052871 Bl und DE 102011119351 AI ist es bekannt, Schlitzhohlleiter an einer Tragschiene seitlich zu befestigen, wobei das von der Tragschiene getragene und geführte Fahrzeug mit einer am Fahrzeug befestigten Antenne in den Schlitzhohlleiter eingreift und somit über den Schlitzhohlleiter, z. B. mit einer ortsgebundenen Datenverarbeitung, kommunizieren kann. Diese zusätzlich parallel an der Tragschiene bzw. Fahrträger montierten Schlitzhohlleiter benötigen nachteilig zusätzlich Platz, wodurch der Querschnitt der Tragschiene durch die Übertragungsleitung nachteilig vergrößert wird . Eine Montage im Bereich von Weichen und Drehscheiben ist problematisch wenn nicht sogar aufgrund von Platzmangel unmöglich. An solchen Tragschienen können auch seitliche Stromschienen oder induktive Systeme zur Energieübertragung zum Fahrzeug angeordnet werden. Auch können zusätzliche Wegmesssysteme an der Tragschiene angeordnet werden. Der aus DE 102009061067 AI bekannte Schlitzhohlleiter 10 ist in Figur 1 im Querschnitt dargestellt. Der Schlitzhohlleiter 10 ist durch einen Profilkörper mit den Längsseitenwandungen 13- 17 gebildet und umfasst einen Hohlraum 11 sowie den Längsschlitz 12, welcher auch oft als Kamin bezeichnet wird . In den Schlitz 12 greift die z. B. an einem Fahrzeug befestigte Antenne ein und koppelt die sich in dem Schlitzhohlleiter in Längsrichtung ausbreitende elektromagnetische Welle aus oder speist eine elektromagnetische Welle in den Schlitzhohlleiter ein.
Die Querschnittsabmessungen eines Schlitzhohleiters sind grundsätzlich umgekehrt proportional zu seiner Übertragungsfrequenz. Um nun einen Schlitzhohleiter hinreichend klein zu bauen, damit er nicht über den zur Verfügung stehenden Platz eines Tragprofils hinausragt kann die Übertragungsfrequenz erhöht werden. Dies ist wirtschaftlich nur bis zu einer gewissen Grenze, die zurzeit bei unter 6 GHz liegt, sinnvoll.
Die in der DE 102011119351 AI beschriebene Lösung ist für ein Elektrohängebahnprofil (EHB-Profil) der Größe 80mm x 240mm gelöst. Bei dem sehr verbreiteten EHB-Profil der Größe 60mm x 180mm [VDI 3643] würde der dort eingesetzte Schlitzhohleiter über den zur Verfügung stehenden Freiraum hinaus ragen, und damit das Fahrzeug in seiner Bewegung behindern.
Auch ist aus DE 102004008571 B4, WO 2012062435 AI und DE
102010048586 AI bekannt, die Innenkontur des Schlitzhohleiter in das Tragprofil direkt zu integrieren. Nachteilig hier ist, dass spezielle Tragprofile gefertigt werden müssen. Auch ist ein Nachrüsten einer bestehenden Anlage mit einem in ein Tragprofil integrierten Schlitzhohleiter nicht möglich .
Zudem sind Doppelsteghohlleiter bekannt, welche von den Rechteckhohlleitern abgeleitet worden sind . Ein entsprechender Doppelsteghohlleiter ist in Figur 2 dargestellt. Durch das Einschnüren des mittleren Bereiches des ursprünglich rechteckigen Hohlraums eines Rechteckhohlleiters entstehen zwei äußere Bereiche 22a und 22b, die durch einen mittleren Abschnitt 22c miteinander über die gesamte Längserstreckung des Hohlleiters 20 in Verbindung sind, wobei die Höhe D des mittleren Abschnittes kleiner ist als die Höhe B der beiden äußeren Abschnitte 22a und 22b. Der mittlere Bereich 22c wird durch die beiden Stege 25a und 26a begrenzt, durch den sich die Länge A, welche gegenüber dem ursprünglichen Rechteckhohlleiter nicht verändert worden ist, virtuell verlängert, wodurch sich eine Erweiterung des eindeutigen Übertragungsbereiches ergibt. Wird für Ac die Grenzwellenlänge der H10-Welle des Rechteckhohlleiters angenommen, so ergibt sich durch den Steg bzw. die Einschnürung im mittleren Abschnitt 22c, im Hohlraum eine Verringerung der unteren Grenzfrequenz des Rechteckhohlleiters. Das einschnüren erfolgt dadurch, dass die oberen und unteren Wandungen 25, 26 im mittleren Bereich 25a und 26a dicker ausgebildet werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Wandstärke des als Profil ausgebildeten Doppelsteghohlleiters konstant auszubilden, wobei diese dann von außen ungefähr wie ein Doppel-T-Träger aussieht. Durch die Verringerung der unteren Grenzfrequenz können bei gleichen äußeren Abmessungen gegenüber dem Rechteckhohlleiter elektromagnetische Wellen mit kleinerer Frequenz vom Doppelsteghohlleiter übertragen werden. Bei gleicher Frequenz wird somit der benötigte Platz für den Hohlleiter verringert [Käs, Günter; Pauli, Peter: Mikrowellentechnik: Grundlagen, Anwendung, Messtechnik - Franzis 1991, Kap. 2.4.2] .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schlitzhohleiter dahingehend weiter zu entwickeln, dass er kleiner in seinen Abmessungen gegenüber herkömmlichen Schlitzhohlleitern ist, wobei die Frequenz des Übertragungssignals kleiner ist als die Signalfrequenz bei entsprechend kleinen Schlitzhohlleitern bekannter Bauart.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Schlitzhohlleiter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Schlitzhohlleiters nach Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.
Der Erfindungsgedanke besteht darin, einen Doppelsteghohlleiter mit einem Längsschlitz, ähnlich wie bei bekannten Schlitzhohlleitern, zu versehen. Durch die Verwendung des Prinzips des Doppelsteghohlleiters statt des Rechteckhohlleiter wird vorteilhaft der Platzbedarf für den Schlitzhohlleiter bei gleicher Frequenz verringert. Durch den Längsschlitz ist nunmehr ebenfalls ein Signalabgriff entlang des Doppelsteghohlleiters vorteilhaft möglich.
Es hat sich gezeigt, dass die beiden äußeren Abschnitte nicht unbedingt recht- eckförmig ausgebildet sein müssen. Vielmehr ist auch eine im Querschnitt runde, insbesondere kreisförmige oder elliptische, Ausgestaltung der beiden äußeren Abschnitte möglich. Auch müssen die den mittleren Abschnitt begrenzenden Wandungen nicht unbedingt flach ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass sich die Höhe des mittleren Abschnittes über die Länge des mittleren Abschnittes, d.h. ausgehend von dem einen äußeren Abschnitt hin zur Mitte und zum anderen äußeren Abschnitt, ändert. Dies kann stetig oder auch in Sprüngen erfolgen. So ist es möglich, dass die den mittleren Abschnitt begrenzenden oberen und/oder unteren Wandungen, sofern der Schlitz oben oder unten angeordnet ist, rund, gebogen oder im Querschnitt dreiecksförmig ausgebildet sind .
Die beiden äußeren Abschnitte müssen auch nicht identisch ausgebildet sein . So kann die Querschnittsfläche des einen äußeren Abschnitts größer als die Querschnittsfläche des anderen äußeren Abschnitts sein. Es ist lediglich notwendig, dass die Höhe zumindest eines äußeren Abschnittes größer ist als die Höhe des mittleren Abschnitts.
Mittels des erfindungsgemäßen Prinzips ist es möglich, einen Schlitzhohlleiter mit Abmessungen von 21 mm x 40 mm zu realisieren, wobei die Frequenz der Signale kleiner als 6 GHz betragen kann. Hierdurch ist es z. B. vorteilhaft möglich, den Schlitzhohlleiter zur Informationsübertragung längs der Tragschiene einer Kleinelektrohängebahn in dem Freiraum für Schleifleitungen anzuordnen, ohne dass der Schlitzhohlleiter in den Fahrraum der Hängebahnen eingreift. Durch die vorteilhaft kleinen Abmessungen von 21 mm x 40 mm kann der Schlitzhohlleiter einfach gebogen werden. Der Schlitzhohlleiter kann somit vorteilhaft auch entlang der bei Kleinelektrohängebahnen üblichen horizontalen und vertikalen Kurven angeordnet werden.
Nachfolgend werden verschiedene mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schlitzhohlleiters anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :
Figur 1 : Schlitzhohlleiter nach dem Stand der Technik;
Figur 2 : Doppelsteghohlleiter nach dem Stand der Technik;
Figur 3 : Querschnitt durch eine erste mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen geschlitzten Hohlleiters;
Figur 4: perspektivische Ansicht auf die Stirnseite eines Hohlleiters gemäß
Figur 3 mit einer in den Schlitz eingreifenden Antennenanordnung;
Figur 5 : Querschnitt durch eine zweite mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen geschlitzten Hohlleiters;
Figur 6: perspektivische Ansicht auf die Stirnseite eines Hohlleiters gemäß
Figur 5 mit einer in den Schlitz eingreifenden Antennenanordnung;
Figur 7 : Querschnitt durch eine dritte mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen geschlitzten Hohlleiters mit gekrümmten Begrenzungswandungen des mittleren Abschnitts;
Figur 8: Querschnitt durch eine vierte mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen geschlitzten Hohlleiters, dessen Hohlraum im Querschnitt einer Rundhantel entspricht;
Figur 9 : Querschnitt durch eine gegenüber der zweiten Ausführungsform abgewandelten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen geschlitzten Hohlleiters;
Figur 10 : Querschnitt durch eine fünfte mögliche Ausführungsform mit Auslasskanälen;
Figur 11 : Querschnitt durch eine sechste mögliche Ausführungsform, wobei der Hohlraum des Leiters bereichsweise in Längsrichtung ausgeschäumt ist oder mit einem dielektrischen Material ausgefüllt ist; Figur 12 : Querschnitt durch eine siebte mögliche Ausführungsform, wobei die höhe des Schlitzes durch außen angeformte oder befestigte Kaminwandungen verlängert ist.
Die Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch eine erste mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen geschlitzten Hohlleiters 1. Die Grenzfrequenz des erfindungsgemäßen Hohlleiters wird bestimmt durch die Abmessungen der Hohlleiterabschnitte 2a, 2b und 2c. Die beiden äußeren Abschnitte 2a und 2b weisen eine Höhe B und der mittlere Abschnitt die Höhe D auf. Da die beiden äußeren Abschnitte 2a und 2b im Wesentlichen rechteckförmig, mit nur leicht abgerundeten Ecken, sind, ist die Breite C des oberen Vorsprunges V3 gleich der Summe der Breiten der Vorsprünge Vi und V2 und der Schlitzbreite S. Die Schlitzhöhe SH ergibt sich durch die Höhe der Vorsprünge Vi und V2. Je größer die Schlitzhöhe SH ist, desto geringer ist die Abstrahlung aus dem Schlitz 6. Der Schlitz selbst hat nur geringfügige Auswirkungen auf die Grenzfrequenz des Hohlleiters 1, so dass im Prinzip für die Dimensionierung des Hohlleiters die gleichen Formeln wie für den aus der Fachliteratur bekannten und hinreichend beschriebenen und erforschten Doppelstegrechteckhohlleiter gelten, da die Wandungen Wi-W7 eben ausgebildet sind .
Die Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht auf die Stirnseite des Hohlleiters 1 gemäß Figur 3 mit einer in den Schlitz 6 eingreifenden Antennenanordnung A, welche am freien Ende der Zuführleitung Z angeordnet ist. Die Antennenordnung A kann in dem Schlitz 6 frei in Längsrichtung L des Hohlleiters bewegt werden und Signale ein- und auskoppeln.
Die Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch eine zweite mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen geschlitzten Hohlleiters 1, bei dem die Länge C des oberen Steges V3 kleiner ist als Summe der Längen bzw. Breiten E und S der Vorsprünge Vi und V2 sowie des Schlitzes 6. Durch diese Maßnahme sind die beiden äußeren Abschnitte 2a und 2b im Querschnitt nicht mehr rein rechteckförmig, wodurch sich die Modenausbildung gegeben der Ausführungsform gemäß Figur 3 verändert. Durch die Wahl des Verhältnisses C/D kann die Grenzfrequenz sowie die Breitbandigkeit des erfindungsgemäßen Hohlleiters 1 beeinflusst werden. Figur 6 zeigt die perspektivische Ansicht auf die Stirnseite eines Hohlleiters 1 gemäß Figur 5 mit einer in den Schlitz eingreifenden Antennenanordnung A.
Die Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch eine dritte mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen geschlitzten Hohlleiters 1, bei dem die Begrenzungswandungen Wi, W2 und W3, welche durch die Vorsprünge Vi, V2 und V3 gebildet sind, gewölbt ausgebildet sind . Durch die Art der Krümmung und die Wahl der Krümmungsradien der gekrümmten Begrenzungswandungen Wi, W2 und W3 kann die Modenbildung beeinflusst werden, da sich die Höhe D über die Stegbreite C hin stetig ändert.
Die Figur 8 zeigt den Querschnitt durch eine vierte mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen geschlitzten Hohlleiters 1, dessen Hohlraum 2 im Querschnitt einer Rundhantel entspricht. Die Querschnitte der beiden äußeren Abschnitte 2a und 2b können auch kreisrund ausgebildet sein.
Wird der Hohlleiter in der dargestellten Ausrichtung montiert, kann sich in den beiden äußeren Abschnitten 2a und 2b Feuchtigkeit sammeln. Damit die Feuchtigkeit die Signalübertragung nicht stört, können mehrere Ablaufkanäle AK an den untersten Stellen der unteren Wandungen 11, insbesondere in Form von Bohrungen, eingearbeitet sein.
Wie in Figur 9 dargestellt, ist es auch möglich, die Begrenzungswandung W3 gekrümmt und die gegenüberliegenden Wandungen Wi und W2 eben auszubilden. Es ist dabei jedoch zu beachten, dass das Verhältnis zwischen der Höhe Hv3 und der Schlitzhöhe SH maßgeblich die Abstrahlung aus dem Schlitz 6 heraus bestimmt. Dabei gilt, je kleiner die Höhe Hv3 im Verhältnis zur Schlitzhöhe SH ist, desto geringer ist die Abstrahlung .
Die Figur 10 zeigt eine fünfte mögliche Ausführungsform, wobei diese der ersten Ausführungsform gemäß Figur 3 entspricht, welche mit Auslasskanälen AK versehen ist. Sofern der Hohlleiter um 90° verdreht angeordnet wird, können die Auslasskanäle auch in den Wandungen 8 oder 9 vorgesehen werden. Der in Figur 11 dargestellte Hohlleiter 1 weist einen zumindest bereichsweise in Längsrichtung ausgeschäumten Hohlraum 2 auf, wobei der Schaum bevorzugt ein Dielektrikum mit εΓ ungefähr gleich 1 ist. Das Ausfüllen zumindest der beiden äußeren Abschnitte 2a und 2b bewirkt, dass diese nicht verschmutzen oder sich mit Feuchtigkeit, insbesondere Kondenswasser, füllen können.
Die Figur 12 zeigt einen Querschnitt durch eine siebte mögliche Ausführungsform, wobei die Höhe SH des Schlitzes 6 durch außen angeformten oder befestigte Kaminwandungen Ws verlängert ist und hierdurch die Abstrahlung durch den Schlitz 6 gegenüber den zuvor beschriebenen Ausführungsformen gemindert werden kann. Durch die Kaminwandungen Ws baut der Hohlleiter 1 jedoch höher, was ungewünscht sein kann, weshalb in der Regel auf die Kaminwandungen Ws verzichtet werden sollte.
Es versteht sich von selbst, dass auch andere Querschnittsformen für den Hohlraum 2 möglich sind . Im Sinne der Erfindung sind all die geschlitzten Hohlleiter, welche einen eingeschnürten mittleren Bereich 2c aufweisen, um eine kleinere untere Grenzfrequenz gegenüber einem von den Außenabmessungen gleichen Rechteckhohlleiters zu erzielen, so dass der Hohlleiter vorteilhaft mit einer kleinere Abmessungen aufweist.

Claims

Patentansprüche
Schlitzhohlleiter (1), mit einem sich in Längsrichtung (L) erstreckenden Hohlraum
(2) zur Führung von elektromagnetischen Wellen, welcher von seitlichen, elektrisch leitfähigen Wandungen
(3) begrenzt ist, wobei zumindest eine seitliche Wandung (4) in Längsrichtung (L) des Schlitzhohlleiters (1) zum Auskoppeln der elektromagnetischen Wellen längs des Schlitzhohlleiters (1) geschlitzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitzhohlleiter (1) im Querschnitt mindestens zwei äußere Abschnitte (2a, 2b) und einen diese verbindenden mittleren Abschnitt (2c) aufweist, wobei der mittlere Abschnitt (2c) zumindest abschnittsweise oder über seine gesamte Breite (C) eine, insbesondere konstante, Höhe (D) und die äußeren Abschnitte (2a, 2b) eine Höhe oder Radius (B) aufweisen, wobei die Höhe (H) des mittleren Abschnittes (2c) kleiner ist als die Höhe bzw. der Radius (B) zumindest eines äußeren Abschnittes (2a, 2b), und dass eine Begrenzungswandung (4) des mittleren Abschnitts (2c) geschlitzt ist, die Querschnittsform und die Abmessungen der Abschnitte (2a, 2b, 2c) in Längsrichtung (L) des Schlitzhohleiters (1) konstant sind, und dass der mittlere Abschnitt (2c) mittels nach innen ragender Vorsprünge (Vi, V2, V3) gebildet ist, welche insbesondere im Querschnitt rechteckförmig sind, wobei die Vorsprünge (Vi, V2, V3) gleichzeitig mit ihren Seiten (Vis, V2s, V3s) Seitenwandungen der äußeren Abschnitte (2a, 2b) bilden.
Schlitzhohleiter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitzhohleiter (1) ein Profilkörper ist.
Schlitzhohleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Abschnitte (2a, 2b) eine rechteckför- mige, kreisrunde oder elliptische Querschnittsform aufweisen.
4. Schlitzhohleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum des Schlitzhohlleiters (1) im Quer- schnitt hanteiförmig oder I-förmig bzw. entsprechend eines Doppel-T- Trägers ausgebildet ist, wobei der Verbindungssteg den mittleren Abschnitt (2c) bildet.
5. Schlitzhohleiter ( 1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Materialvorsprünge (Vi, V2) um die Breite (E) des zwischen ihnen ausgebildeten Schlitzes (6) voneinander beabstandet sind .
6. Schlitzhohleiter ( 1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Materialvorsprünge (Vi, V2) die geschlitzte Wandung (4) bilden, wobei die beiden Materialvorsprünge (Vi, V2) jeweils eine Breite (E) und der Schlitz (6) eine Breite (S) aufweisen .
7. Schlitzhohleiter ( 1) nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Breiten (E, S) der beiden Materialvorsprünge (Vi, V2) und des Schlitzes (6) größer oder gleich der Breite (C) des oberen Materialvorsprunges (V3) ist.
8. Schlitzhohleiter ( 1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten (K) zumindest eines Materialvorsprungs (Vi, V2, V3) abgerundet sind .
9. Schlitzhohleiter ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitzhohlleiter ( 1) ein geschlitzter Doppelsteg-Rechteckhohlleiter ist, wobei der Verbindungssteg (7) des Doppelsteg-Rechteckhohlleiter geschlitzt ausgebildet ist.
10. Schlitzhohleiter ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Wandungen (8, 9, 10, 11) Ablaufkanäle (AK), insbesondere in nicht äquidistanten Abständen und/oder durch Bohrungen gebildet, angeordnet sind .
11. Schlitzhohleiter ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die äußeren Abschnitte (2a, 2b) bereichsweise und/oder auch der mittlere Abschnitt zumindest bereichsweise oder ganz mit einem dielektrischen Material (FÜ), insbesondere Schaum, ausgefüllt sind .
12. Schlitzhohleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (6) sowohl durch die Vorsprünge (Vi, V2) und/oder durch äußere an der Außenwandung (11) angeformte oder befestigte Wandungsabschnitte (Ws) gebildet ist.
13. Schlitzhohleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Höhe (D) im Bereich des mittleren Abschnittes (2c) über die Länge (C=2*E+S) des mittleren Abschnittes (2c), d.h. ausgehend von dem einen äußeren Abschnitt (2a, 2b) hin zur Mitte und zum anderen äußeren Abschnitt (2b, 2a), ändert.
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