202681. lajstromszámú szabadalom • Szélessávú iránycsatoló
1 HU 202681 B 2 A találmány tárgya szélessávú iránycsatoló, amely két, egymással csatolásban levő tápvonalszakaszból van kialakítva. A gyakorlatban előforduló sokféle iránycsatoló közül előnyösek a széles frekvenciatartományban használható kis helyigényű változatok. Technológiai okok miatt ezek csaknem kizárólag szalagtápvonalat kivitelűek, még akkor is, ha más típusú tápvonalak közé vannak beiktatva. Ilyenkor elkerülhetetlen tápvonalátalakítók alkalmazása, amelyek további hibaforrásokat jelentenek, és növelik a költségeket. Az ismert iránycsatolók két egyenes tápvonalszakaszból úgy vannak kialakítva, hogy hosszközépvonaluk mentén hosszabb vagy rövidebb szakaszon esetleg több szakaszon olyan csatolásban vannak egymással, ahol közös a két tápvonal elektromágneses tere. Ezen egymással csatolásban levő szakaszok hosszak, illetve rövid csatolt szakaszok esetén ezek távolsága annak a hullámhossznak a negyedével egyenlő, amely az iránycsatoló sávközepéhez tartozik. Ezen a frekvencián a haladó és a visszavert hullámokból kicsatolt szintek viszonya, vagyis az irányhatás, valamint a csatolás maximális értékű. Az ilyen típusú iránycsatolókra jellemző, hogy a frekvencia növekedtével ismételt optimumot mutatnak meghatározott frekvenciákon, más frekvenciákon azonban használhatatlanok. A hasznosítható sávszélesség a csatolt szakaszok számával együtt nő, azonban ezzel egyidőben nőnek az iránycsatoló méretei, egyre nehezebb és költségesebb a megmunkálásuk. Az ismert szélessávú iránycsatolók közül a legelterjedtebbek lépcsőzetesen változó szélességű és távolságú párhuzamos szalagtápvonalakból vannak kialakítva. A lépcsők számának határt szab és egyúttal korlátozza a legmagasabb működési frekvenciáját az a méretezési követelmény, hogy a hosszirányra merőleges méreteknek, tehát a lépcsők és tápvonalszélesség méretének a hullámhossz negyedéhez képest elhanyagolhatónak kell lennie. A szokásos tervezési elvek alapján koaxiális tápvonalakon igen nehéz iránycsatolót megvalósítani, pedig ez a legelterjedtebb tápvonaltípus. Igen körülményes ugyanis azt a követelményt teljesíteni, hogy az egymással csatolásban levő, tehát közös elektromágneses terű koaxiális tápvonalszakaszok keresztmetszete a hossztengely mentén lépcsősen változzék. A találmánnyal célunk olyan szélessávú iránycsatoló kialakítása, amellyel állandó keresztmetszetű tápvonallal azonos viselkedés érhető el. A találmánnyal további célunk olyan egyszerű kialakítható szélessávú távcsatoló létrehozása, amely mind koaxiális, mind bármely egyéb tápvonaltípushoz alkalmazható, és gazdaságosan gyártható. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy állandó keresztmetszetű tápvonallal azonos viselkedés érhető el, ha két, egymással csatolásba hozott tápvonal között a csatolást folyamatosan és töréspont nélkül változóra alakítjuk ki, olymódon, hogy a csatolásnak legalább egy maximuma legyen. Ez a feltétel egyszerűen teljesíthető, ha a két egymással csatolásban levő tápvonal közül az egyiket ívelten alakítjuk ki. A találmány értelmében tehát a fenti célkitűzés olyan szélessávú iránycsatolóval érhető el, amely két koaxiális tápvonalból van kialakítva, amelyek egymással koaxiális tápvonalak külső vezetőin kialakított csatolónyíláson át csatolásban levő koaxiális tápvonalszakaszokat foglal magába. A csatolt koaxiális tápvonalszakaszok belső ere a csatolónyílás közepéhez viszonyítva egymástól folytonos görbe vonal mentén távolodik. Koaxiális tápvonalak esetében - ahol a csatolás a két tápvonalszakasz jelvezetékei között valósul meg- a fenti feltételek egyszerűen kielégíthetők, ha a csatolásban résztvevő vezetékek közül legalább az egyik ívelt. Ez a megoldás különösen jól alkalmazható koaxiális tápvonalak esetében, mikoris a két egymással csatolandó tápvonal külső vezetőjét megbontva a kettő közül legalább az egyiket meggörbítve, a két tápvonalat külső vezetőjüknél fogva elektromosan és mechanikusan összekapcsolva egyszerűen hozható létre igen jó minőségű szélessávú iránycsatoló. A találmányt a továbbiakban a rajzon bemutatott példakénti kiviteli alakok kapcsán ismertetjük részletesebben. A rajzon az Lábra koaxiális tápvonalakból kialakított szimmetrikus iránycsatoló két ívelt koaxiális tápvonalszakaszból kialakítva, a 2. ábra egyenes és ívelt tápvonalszakaszból kialakított iránycsatoló, a 3. ábra párhuzamos és egyenes tápvonalszakaszokból kialakított szélessávú iránycsatoló csatolónyílása, a 4, ábra többféle iránycsatoló csatolási és irányhatási jelleggel bír. A rajzon bemutatott kiviteli alakok koaxiális kábelekre vonatkoznak, azonban a koaxiális kivitel analógiájára bármely tápvonaltípusból megvalósítható a találmány szerinti iránycsatoló, a találmányt a továbbiakban két koaxiális típusú iránycsatoló példáján mutatjuk be. A legeszerűbben az 1. ábrán látható szimmetrikus változat kivitelezhető, amelynek egyazon síkban fekvő 1 és 2 tápvonalszakaszai egygforma görbületi ív mentén vannak meghajlítva. A görbület külső részén a koaxiális 1 és 2 tápvonalszakaszok külső vezetője síkban le van munkálva, és a lemunkálás helyén 3 csatolónyílás marad vissza. A két egymással egybevágó - és az ábrán ezért külön fel nem tüntethető- 3 csatolónyílás egymásra illeszthető, és az 1, 2 tápvonalszakaszok külső vezetője egymáshoz forrasztható. Ennek elősegítésére a két egymás mellé illesztett 1 és 2 tápvonalszakasz köré 6 huzal van feltekercselve, amely a forrasztás ideje alatt az 1, 2, tápvonalszakaszokat mechanikailag rögzíti. Az 1, 2 tápvonalszakaszok 4, 5 belső ere is ívelt. Az 1. ábrából kitűnik a találmány szerinti szélessávú iránycsatoló koaxiális változatának két előnyös tulajdonsága, nevezetesen a kis méret és az egyszerű megvalósíthatóság. Kicsi a szerelési helyigény, és a szerelés egyszerűen elvégezehtő. A tápvonal akár a beépítés helyén is iránycsatolóvá alakítható, mivel a hajlítási ívek eltérhetnek az egyszerű körívtől és a két hajlított tápvonalszakasznak az ábrától eltérően nem szükségszerűen kell egy síkba esnie. Az 1. ábrán bemutatott szélessávú iránycsatoló esetében az elektromágneses tér az 1 és 2 tápvonalszakaszok fémköpenyének görbült szakaszán kialakított 3 csatolónyíláson át jut az egyik tápvonalból a másikba. A csatolás a 3 csatolónyílás hossza mentén folyamatosan változik és a legnagyobb azon a helyen, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
