199041. lajstromszámú szabadalom • Monopol csatolóelem koaxiális tápvonal és mikrohullámú tér között illesztett csatolás létesítésére
1 HU 199041 B 2 ! íííi-lS ■ A találmány tárgya monopol csatolóelem koaxiális tápvonal és mikrohullámú tér között illesztett csatolás létesítésére, amelynél a koaxiális tápvonal belső ere a térbe benyúlik és a monopol csatolóelem alsó végével kapcsolódik, a monopol csatolóelem teljes hossza a sávközéphez tartozó és a monopol csatolóelemet körülvevő térben mért Lg hullámhossz 0,06-szorosa és 0,4-szerese közé esik és külső mérete, adott esetben átmérője ezen hullámhossz 0,05-szöröse és 0,25-szöröse között van. A találmány szerinti monopol csatolóelem felhasználható koaxiális kábelnek hullámvezetőhöz való csatolására és önálló mikrohullámú eszközként monopol körsugárzó antenna formájában. Koaxiális kábel és hullámvezető között illesztett csatolást nagyon sokféle módon létesíthetünk. Ezeket a lehetőségeket összefoglalóan tárgyalja például I. Lebedev: Microwave Engineering c. könyvének 8.12a fejezete (MIR Publishers, Moscow, 1973). A koaxiális tápvonal tengelye merőleges a hullámvezető hossztengelyére, és belső ere benyúlik a hullámvezető terébe, esetenként különböző formában annak túlsó falóhoz is kapcsolódik. A monopol elemként a belső térbe benyúló belső ér ott különböző alakokat vehet fel, ezek közül említendők a hengeres, a csepp és a legyező alakzatok. Trapéz alakú lemezszonda kialakítására találhatunk példát a 181.277 lsz. magyar szabadalomban. Az ilyen csatolások egyik legfontosabb jellemzője az üzemi sávszélesség. A sávszélességet általában az illesztés romlása, azaz a reflexiós csillapítás csökkenése korlátozza. A különböző irányú fejlesztések egyik fontos célját éppen a sávszélesség növelésének igénye képezi. Hasonló korlátok érvényesülnek mikrohullámú monopol körsugárzó antennák esetében, amelyeket nagyon gyakran koaxiális tápvonalról gerjesztenek. A forgásszimmetrikus antennák szélessávú tulajdonságait például Haruo Kawakami és Getei Sato: .Broad- Band Characteristics of Rotationally Symmetric Antennas and Thin Wire Constructs' c. közleménye (IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. AP-35 No. 1, 1987 pp. 26-32) ismerteti. Itt különböző alakú sugárzók árameloszlását, sugárzási jelleggörbéjét és talpponti impedanciáját számítják és vetik össze a mért értékekkel. A találmány feladata olyan monopol csatolóelera létrehozása, amely megfelelően nagy sávszélességgel rendelkezik és képes koaxiális tápvonal éB mikrohullámú tér között illesztett csatolás létesítésére, ahol a mikrohullámú teret egyaránt képezheti valamely hullámvezető belső tere vagy a szabad tér. A találmány szerint felismertük, hogy a sávszélesség nagyobb lesz, ha a koaxiális tápvonal belső erével összekapcsolt monopol csatolóelemnek a koaxiális kábel felé eső oldalában egy a térben mért hullámhossz hatodrészénél is rövidebb, körszimmetrikus üreget alakítunk ki, és a koaxiális kábel belső erét ezen üreg középső részével kapcsoljuk össze. A találmánnyal tehát monopol csatolóelemet hoztunk létre koaxiális tápvonal és mikrohullámú tér között illesztett csatolás létesítésére, amelynél a koaxiális tápvonal belső ere a térbe benyúlik és a monopol csatolóelem alsó végével kapcsolódik, a monopol csatolóelem teljes hossza a sávközéphez tartozó és az azt körülvevő térben mért Lg hullámhossz 0,06-szorosa és 0,4-szerese közé esik és külső mérete, adott esetben átmérője ezen hullámhossz 0,05-szörőse és 0,25-szöröse között van, és a találmány szerint a koaxiális kábelnek a belső ere a monopol csatolóelem testébe benyúló koaxiális üreg középső részéhez csatlakozik, amelynek tengelyirányú kiterjedése 1 = 0,015 Lg és 1 = 0,05 Lg kczé esik. A monopol csatolóelem célszerűen hengerszimmetrikus kialakítású és az üregnek is hengerszimmetrikus alakja van. Egy előnyös kiviteli alaknál az üreg belső része a monopol csatolóelem testéből kinyúló nyakrészben folytatódik. A monopol csatolóelem egy előnyös felhasználás esetében kör- vagy négyszögletes keresztmetszetű hullámvezető belső terébe, annak hossztengelyére merőlegesen nyúlik be és a hullámvezető a benyúlási helyen túl, célszerűen attól 0,2 Lg távolságra rövidrezért. Ennél a kiviteli alaknál sugárzó alakítható ki, ha a hullámveztönek a vége a rövidrezárósi síkkal átellenes oldalon nyitott tölcsérben folytatódik. A találmány szerinti monopol csatolóelem egy előnyős változata a koaxiális kábel végéhez közvetlenül vagy bordás tápvonalon át csatlakoztatott és a szabad térbe nyúló körsugárzó antenna alakjában van kiképezve, és a koaxiális kábel külső vezetője virtuális földsikot létesítő elemmel, előnyösen szoknyával kapcsolódik. Ennél a kivitelnél előnyös, ha az üreg kúposán felfelé szűkül. A találmány szerinti monopol csatolóelem kialakítása egyszerű, felhasználási lehetőségei sokrétűek és az általa bizbositott sávszélesség a hasonló ismert megoldásokét meghaladja. A találmány szerinti monopol csatolóelemet a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az: 1. ábra koaxiális tápvonal és kórkeresztmetszetű hullámvezető csatolását szemlélteti, amely körkeresztmetszetű primer sugárzóként van kiképezve, a 2. ábra az 1. ábrához hasonló vázlat, ahol a csatolás piramidális töl5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
