DE2110461C3 - Einrichtung zur Begrenzung der Wellenausbreitung an einem Mikrowellengerfit - Google Patents

Description

|'^; eine Richtungsumkehr des Energietransportes erfolgt

|i so daß eine Wellenfortpflanzung in Richtung auf das

andere Ende der periodischen Struktur nicht möglich ist

|: Am einen Ende der Einrichtung einfallende Wellen

jf werden also an der weiteren Ausbreitung in Richtung

|s auf das andere Ende gehindert, und eine am einen Ende

*j. der Einrichtung eingespeiste Welle kann nicht in

ξ Richtung auf das andere Ende, sondern nur in

Pi entgegengesetzter Richtung, also einseitig gerichtet

iv abgestrahlt werden. Die Einrichtung ist deshalb als

[I wirksames .Absorptions- bzw. Reflexionselement oder

'■-: auch als einseitig abstrahlende Antenne verwendbar,

:; und zwar mit dem besonderen Vorteil daß diese

U Eigenschaften nicht an eine bestimmte Wellenlänge

: gebunden sind, sondern in einem sehr breiten Wellenlängenbereich oberhalb einer Mindestfrequenz auftre- : ten.

Aufgrund der genannten Eigenschaften kann also die

':',■ periodische Struktur in vorteilhafter Weise durch

Ankopplung eines mit einem Mikrowellensender

^: verbundenen Leiters als einseitig gerichtet abstrahlende

' Antenne ausgebildet sein.

In weiterer vorteilhafter Ausbildung kann die Einrichtung so verbessert werden, daß sie nicht nur aus einer, sondern aus zwei verschiedenen Richtungen ankommende Wellen an der Ausbreitung hindern kann. Dies wird dadurch erreicht daß die leitfähigen Elemente auf der Basisfläche in einer in zwei Richtungen periodischen Struktur angeordnet sind. Ein weiterer besonderer Vorteil zeigt sich darin, daß die Basisfläche eben oder gekrümmt sein kann, wodurch Anpassungen an die Formen und örtlichen Gegebenheiten des Mikrowellengerätes möglich sind.

Mikrowellengeräte dienen in den meisten Fällen der Erhitzung eines Gutes und haben dann meistens die Form eines Mikrowellenofens mit leitfähigen Wänden und mindestens einer öffnung für den Durchtritt des Gutes, wobei die Begrenzung der Wellenfortpflanzung mindestens am Umfang der öffnung erfolgen muß, da dort die größte Gefahr für den unerwünschten Austritt der Mikrowellenenergie aus dem Ofen gegeben ist Die Erfindung wird in bevorzugter Ausführungsform an einem solchen Mikrowellenofen angewendet in der Weise, daß die periodische Struktur als Bestandteil einer Wand des Ofens ausgebildet oder in einem Abstand parallel zu einer Wand oder einer Auflagefläche des Ofens angeordnet ist. Die Auflagefläche kann z. B. ein stationäres Bodenblech oder ein durch den Ofen wanderndes Förderband sein.

Die erfindungsgemäß vorgesehene periodische Struktur von leitfähigen Elementen muß lang genug sein, d. h. ausreichend viele Elemente umfassen, damit sich durch deren Zusammenwirken die beschriebenen besonderen Wellenfortpflanzungseigenschaften mi· zur Richtung der Phasenfortpflanzung entgegengesetztem Energietransport ergeben. Vorzugsweise besteht die periodische Anordnung in Foripflanzungsrichtung der Wellen aus mindestens drei elektrisch leitfähigen Elementen.

Die gewünschten, die Wellenausbreitung begrenzenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Einrichtung können weiter dadurch verbessert werden, daß die periodische Struktur in einem Abstand von mindestens einer halben Wellenlänge von einer zu ihr parallel verlaufenden, leitfähigen Fläche angeordnet ist. Eine noch weitergehende Verbesserung ergibt sich, wenn diese parallel verlaufende leitfähige Fläche eine weitere, in Richtung der Wellenfortpflanzung periodische Struktur von leitfähigen Elementen aufweist, die die Wellen mit einer Phasengeschwindigkeit fortleiten, welche kleiner oder gleich der Phasengeschwindigkeit der erstgenannten periodischen Struktur ist > Anhand der Zeichnungen werden das Prinzip der Erfindung näher erläutert und Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Einrichtung,

to Fig.2 und 3 Ersatzschaltbilder für die periodische Struktur mit Hochpaß- bzw. Tiefpaß-Filtereigenschaften,

Fig.4 ein ω-φ-Diagramm für die Wellenfortpflanzung in den periodischen Strukturen nach F i g. 2 und 3,

ι ^rj F i g. 5 und 6 ergänzte Ersatzschaltbilder eines Hochbzw. Tiefpaßfilters mit zwei Ausbreitungsmoden,

F i g. 7 ein o-gp-Diagramm für die Wellenausbreitung in den Strukturen nach F i g. 5 bzw. 6, Fig.8 ein ω-φ-Diagramm für die Struktur nach

i·.; Fig.5,

Fig.9, 10, II und 12 mit zugehörigen Schnittdarstellungen A-A, B-B, C-C, D-D, E-E und F-F verschiedene Arten biperiodischer Strukturen, F i g. 13 einen Durchlauf-Mikrowellenofen,

?-> Fig. 14 in Draufsicht und im Schnitt nach der Linie G-G eine andere Ausführungsform eines Förderbandoder Tunnelofens,

Fig. 15 und 16 einen Mikrowellenofen mit rechteckiger öffnung und eine zugehörige Wellenleiterplatte und

A> Fig. 17 bis 19 mit zugehörigen Schnittdarstellungen H-H, 1-1, J-J, K-K, L-L, M-M und N-N verschiedene Arten von zweidimensional periodischen Strukturen.

In F i g. 1 ist schematisch bei 1 die periodische Struktur angedeutet die von einer leitfähigen Basisflä-

r. ehe 5 getragen wird, parallel zur leitfähigen Wand 2 verläuft und mit dieser eine Laufstrecke bildet und am einen Ende dieser Laufstrecke an eine Zuleitung, insbesondere den Innenleiter 6 eines Koaxialkabels angeschlossen ist dessen Außenleiter 7 mit der

»o Basisfläche 5 verbunden ist. Über das Ende der Laufstrecke hinaus wird die leitfähige Wand 2 durch eine Wand 3 und die Basisfläche 5 durch eine Wand 4 fortgesetzt.

Die periodische Struktur 1 hat entweder die

Eigenschaft e'nes Hochpaßfilters oder eines Tiefpaßfil ters, d. h„ es gilt entweder das Ersatzschaltbild nach F i g. 2 mit in Serie geschalteten Kapazitäten 8 und parallelgeschalteten Induktivitäten 9 oder das Ersatzschaltbild nach Fig.3 mit parallelgeschalteten Kapazi-

".Ii täten 11 und in Serie geschalteten Induktivitäten 10. Im ersteren Fall sind bei der Wellenfortpflanzung längs der periodischen Struktur die Phasen- und Gruppengeschwindigkeit einander entgegengerichtet, im letzteren Fall einander gleichgerichtet. Die Ausbreitung von

ν, Wellen mit der Kreisfrequenz ω = 2 π f längs einer solchen Struktur kann im ω-φ-Diagramm gemäß F i g. 4 dargestellt werden, aus der sich ergibt, daß Wellenausbreitung nur im Frequenzbereich von wi bis aj möglich ist und zwischen Kreisfrequenz und Phasenwinkel eine

>ii eindeutige Beziehung, und zwar nach Kurve a für die Schaltung von Fig. 2 und nach Kurve b für die Schaltung von Fig. 3, besteht. Es gilt φ = BL und β = ω/ν (β — Phasenkonstante, ν = Phasengeschwindigkeit).

• ι Werden zusätzlich zur periodischen Struktur 1 auch die Wände 2, 5 bzw. 3, 4 betrachtet, so gibt es zwei Moden der Wellenausbreitung, nämlich eine Welle I längs der Struktur 1 und eine Welle II, die sich zwischen

den Wänden 2, 5 bzw. 3, 4 fortpflanzt. Dies entspricht den Ersatzschaltbildern nach Fig.5 und 6, bei denen zusätzlich zum Hochpaßfilter 8,9 bzw. Tiefpaßfilter 10, 11 in Reihe geschaltete Induktivitäten 13 (entsprechend der Induktivität der Wände 2, 5 pro Länge L) und para!lc^:gesdiaiu:te Kapazitäten 12 (entsprechend der Kapazität zwischen der Wand 2 und der Struktur 1 pro Länge L) vorgesehen sind. Für die Wellenausbreitung gilt dann das ω-<ρ-Diagramm nach Fig. 7, wobei wiederum Kurve a für einen Hochpaß nach Fi g. 5 und Kurve b für einen Tiefpaß nach Fig.6 gilt. Man sieht aus F i g. 5, daß unter der Frequenz toi nur Wellen Il mit einer Phasengeschwindigkeit vn, die etwas kleiner als die Lichtgeschwindigkeit ist, fortgepflanzt werden (für jeden Punkt im ω-φ-Diagramm ist die Phasengeschwindigkeit gleich dem Ctg des Winkels <x zwischen einer zum Nullpunkt gezogenen Geraden und der Abszissenachse. Die in F i g. 7 eingezeichnete Gerade ν entspricht der Lichtgeschwindigkeit). Im Frequenzbereich oberhalb Wi, wo auch die Wellen I sich fortpflanzen können, findet eine Kopplung und ein Energieaustausch zwischen den Wellen I und Il statt, und zwar im Fall einer Struktur mit Tiefpaßeigenschaften bereits von der Frequenz Wi ab, bei Verwendung einer Struktur mit Hochpaßeigenschaften dagegen erst im Frequenzband zwischen O)₂ und (1)3, in welchem sich die Wellen I und Il mit komplexen Ausbreitungskonstanten

i = ± (j3 +

ry)

fortpflanzen.

Erfindungsgemäß ist nun die periodische Struktur 1 für die Wellen des jeweils gewünschten Frequenzbandes W2 bis Oi als Hochpaßfilter ausgebildet, so daß die Wellen mit entgegengesetzter Phasen- und Gruppengeschwindigkeit fortgepflanzt werden, und zwar derart dimensioniert, daß die Ausbreitung der Wellen I längs der Struktur mit einer Phasengeschwindigkeit v\ erfolgt, die etwa gleich oder höher ist als die Phasengeschwindigkeit vi! der sich zwischen den Wänden 2 und 5 bzw. 3 und 4 fortpflanzenden Wellen II. Es wird also der nichtschraffierte Bereich des ω-φ-Diagramms von Fig. 8 benutzt.

Hierdurch wird erreicht, daß eine in F i g. 1 von rechts zwischen den Wänden 3 und 4 ankommende Welle II in der Struktur 1 eine mit ihr gekoppelte Welle I induziert, die sich mit ansteigender Amplitude in Gegenrichtung fortpflanzt und an der Zuleitung 6, 7 ausgekoppelt werden kann, so daß die von rechts kommende Welle an der Ausbreitung über die Struktur 1 hinaus gehindert wird (die Auskopplung am Leiter 6, 7 kann auch entfallen). Umgekehrt wird eine durch eine mittels der Zuleitung 6, 7 auf die Struktur 1 aufgekoppelte Welle 1 zwischen den Wänden 2 und 5 eine Welle II mit in Gegenrichtung ansteigender Amplitude induzieren, die sich weiter zwischen den Wänden 3 und 4 fortpflanzen wird, so daß die Anordnung als gerichtete Antenne wirkt Durch diese Richtungsumkehr ankommender oder auszusendender Wellen wird ihre unerwünschte Fortpflanzung nach links hin völlig unterbunden, und hierfür kann bereits eine periodische Struktur 1 von relativ begrenzter Länge, z. B. mit nur sechs Periodenlängen L ausreichen, insbesondere wenn der Wellenwiderstand der periodischen Struktur 1 etwa gleich dem Wellenwiderstand zwischen ihr und der Wand 2 gewählt wird

Die auf vorstehend beschriebenem Prinzip beruhende Einrichtung zur Begrenzung der Wellenausbreitung, die als Antenne für auszusendende oder als Sperre für ankommende Wellen verwendbar ist, kann auf verschiedenste Weise realisiert werden Einige Ausführungsfurmen sind in F i g. 9 bis 12 gezeigt.

^ri F i g. 9 stellt einen Hochpaß mit T-förmigen Leitern 14 dar, welche sich von einer Fläche 5 aus erstrecken und zwischen denen Wände 15 angeordnet sind. Die Fläche 5 kann Öffnungen aufweisen, um Leiteranschlüsse aufzunehmen. Ohne die Wände 15 würde die Struktur

ri 1 so arbeiten, daß sie lediglich Wellen fortpflanzt, deren Phasen- und Gruppengeschwindigkeit gleichgerichtet sind. Die Wände 15 sind folglich bei dieser Ausführungsform erforderlich, wenn die Struktur die Erfordernisse nach der Erfindung erfüllen soll. Der untere Abschnitt

ι¹; der Wände 14, 15 kann vorzugsweise Koaxiaiieiter bilden, die im unteren Bereich von Fig.9 über die Fläche 5 kurzgeschlossen sind und am oberen Ende in einen zentralen Endkörper auslaufen, welcher rechtekkige Flächen darbietet und Spaltwände sowie eine

?(> obere Fläche der Platte 5 bildet. Aus der Schnittdarstellung A-A ergibt sich, daß man die Struktur so breit machen kann, wie man will, wobei die Wände oder Leiter 14 vorzugsweise von Schlitzen 16 unterteilt sind, welche im Abstand von Viertel-Wellenlängen über der

?"· Breite der Struktur liegen. Hochfrequenzabsorbierende Materialien können in die Schlitze 16 eingesetzt werden, um elektromagnetische Wellen mit kleinen Verlusten daran zu hindern, sich entlang der Wände 14, 15 fortzupflanzen. Ein Anschluß an einen oder mehrere

in Koaxialleiter, Bandleiter oder Wellenleiter 6, 7 kann beispielsweise durch eine Verbindung mit dem Leiter oder der Wand 14 nächst den Flächen 3 und 4 hergestellt werden.

Fig. 10 zeigt eine biperiodische Struktur, welche

3^r> anstatt der Wände 15 eine induktive Kopplung oder vorzugsweise eine sogenannte Bandverbindung 17, 18 (strap connection) zwischen den Leitern oder Wänden 14 aufweist. Die induktiv gekoppelte oder über ein Band verbundene Struktur kann an Koaxialleiter angeschlos-

^Jo sen sein, welche eine Verlängerung der Kopplungen oder Bandleiter umfassen können. Auch kann sie mit Wellenleitern verbunden sein, die Öffnungen zwischen den Wänden 14 nächst der Fläche 4 und dieser Fläche aufweisen.

■"•^:> F i g. 11 zeigt eine weitere biperiodische Struktur, die lediglich Wände 14 aufweist, welche, aufgrund von Schlitzen 16, eine verminderte Breite besitzen und abwechselnd gegeneinander versetzt sind. Die Wandbreite kann annähernd ein Viertel oder die Hälfte der

in Wellenlänge betragen. Für den Fall von Ausführungsformen entsprechend den Fi g. 10 und 11 liegt die Höhe der Wände annähernd bei einem Viertel der Wellenlänge, während sie etwas geringer ist bei Ausführungsformen entsprechend Fig.9. Die biperiodische Struktur

« kann beispielsweise über Anschlüsse 20 an eine Fläche 4 angeschlossen sein.

F i g. 12 zeigt eine biperiodische Struktur gemäß der nach F i g. 11, jedoch ohne Wände 14. Dort sind lediglich photogeätzte oder in anderer Weise angeordnete

wi leitende Flächen 19 auf einem dielektrischen Substrat zwischen den Flächen und einer Fläche 5 vorgesehen Die Länge dieser Flächen 19 soll annähernd ein Viertel bis ein Halb der Wellenlänge betragen. Die Rächer können abwechselnd um die Hälfte dieser Länge

b·) versetzt sein, wie es in Fig. 12 gezeigt ist Die biperiodische Struktur kann mit einer Fläche A verbunden sein, und zwar beispielsweise über Anschlüsse 20, die zwischen der Struktur 1, der Fläche 19 und dei

Fläche 4 liegen.

Fig. 13 zeigt einen Durchlauf-Mikrowellenofen Der Ofen umfaßt ein elektrisch leitendes oder elektrisch nichtleitendes Förderband 21, Uas zwischen Rollen 22 und 23 läuft und beispielsweise von einem Motor 24 angetrieben wird. Das Förderband durchläuft einen länglichen Hohlraum 25, 26 mit öffnungen 27, 28 oder es passiert im einfachsten Fall eine Fläche 33, welche oberhalb des Förderbandes angeordnet ist und lediglich einen einzigen Hohlraum 25 oberhalb (oder unterhalb) des Bandes bildet. Nahe den Enden oder Öffnungen 27, 28 der Hohlräume sind Antennen und/oder Wellen begrenzende Vorrichtungen 29,30 gemäß der Erfindung angeordnet. Leiter 31 stellen eine Verbindung zwischen diesen Vorrichtungen und einem oder mehreren Hochfrequenzerzeugern 32 her, wobei letztere als Trioden-, Magnetron- oder, beispielsweise, Halbleiter-Oszillatoren ausgebildet sein können. Die Antennen und Vorrichtungen 29, 30 zur Begrenzung der Wellenfortpflanzung können an den öffnungen 27 und 28 auf all den Flächen angeordnet werden, welche innerhalb dieses Bereiches das Förderband 21 umgreifen. Ist der Ofen offen, beispielsweise wenn lediglich eine Fläche 33 oberhalb des Förderbandes 21 vorgesehen wird, so kann mit Vorteil eine breitere Fläche 34 oberhalb der Fläche 33 befestigt werden. Die Fläche 34 ist dabei gegen die Fläche 33 gut abisoliert, jedoch vorzugsweise in deren Nähe angeordnet. Sie kann auf diese Weise eine Abstrahlung von den anderen Flächen verhindern. In diesem Fall sollten die Fläche bzw. das Förderband 21 und die Fläche 34 breiter als die Fläche 33 sein. Eine Versorgung mit elektrischer Hochfrequenzenergie kann an mehreren Sielten innerhalb des Hohlraums 25, 26 vorgenommen werden, jedoch nur auf einer Seite 25 der beiden Hohlräume und lediglich nahe einer der beiden am Ende liegenden öffnungen 27, 28. Dabei sind dann nahe der gegenüberliegenden öffnungen nur Vorrichtungen 30 zur Begrenzung der Wellenausbreitung gemäß der Erfindung angeordnet. Wird Hochfrequenzenergie der Antenne 29 zugeführt, so pflanzt sich die Energie zwischen der Antenne, den Flächen 21 (2,3, 2) und 33 (4) sowie gegenüberliegenden Vorrichtungen 30 fort, welche lediglich als Drossel arbeiten. An den Vorrichtungen 30 wird derjenige Energieanteil reflektiert, der während des Durchgangs des auf dem Förderband 21 abgelegten und zu erhitzenden Materials nicht absorbiert wurde. Auch kann dieser Energieanteil von den Vorrichtungen 30 beispielsweise dazu verwendet werden, über ein Anzeigesignal die Ausgangsleistung des Hochfrequenzerzeugers 32 zu steuern. In diesem Fall werden Leiter 31 auch auf dieser Seite angeordnet. Der Abstand zwischen den Kopplungsstellen 29 und 30 kann vorteilhafterweise so weit sein, daß der größte Anteil der zugeführten Hochfrequenzenergie von dem auf dem Förderband 21 abgelegten Material absorbiert wird, bevor die Energie das gegenüberliegende Ende des Bandes erreicht Es sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn der Ofen ausreichend lang ist und mit Material versorgt wird, welches auf diese Weise den größten Anteil der von einer Seite aus zugeführten Energie absorbiert, die Hochfrequenzenergie der Anordnung am geeignetsten von beiden Enden aus und sogar an verschiedenen Stellen zwischen den Enden zugeführt werden kann. Aufgrund der aus Antennen und Vorrichtungen zur Verhinderung einer Wellenausbreitung bestehenden Einrichtungen 29, 30 nach der Erfindung wird die elektrische Hochfrequenzenergie in wirksamer Weise daran gehindert, die Öffnungen 21 und 28 des Ofens zu verlassen, und es können auf diese Weise größere Mengen elektrischer Hochfrequenzenergie zugeführt werden, ohne daß das in der Nähe des Ofens arbeitende Bedienungspersonal einer schädlichen Strahlung ausgesetzt würde. Wenn die zu erhitzenden Gegenstände dem Ofen nach F i g. 13 von dessen Seiten aus zugeführt und an den Seiten entnommen werden, beispielsweise durch öffnungen, Rohre, Tunnel od. dgl., und wenn Förder- und Abgabevorrichtungen in der Nähe der Vorrichtungen 29 und 30 vorgesehen sind, so kann der Abstand zwischen der Fläche 33 (4) und dem Förderband 21 in diesem Bereich größer sein als zwischen den Vorrichtungen 29,30 und dem Band 31. In diesem Fall sollte die

is Höhen veränderung in der Nähe der Vorrichtungen 29 und 30 als aufeinanderfolgende Stufen ausgebildet sein.

Eine andere Art eines Durchlauf- oder Tunnelofens nach der Erfindung geht aus Fig. 14 hervor. Im Falle dieses Ausführungsbeispiels wird die elektrische Energie quer zu derjenigen Richtung zugeführt, in welcher die zu erhitzenden Gegenstände 37 bewegt werden bzw. sich relativ zum Ofen bewegen. Auch hier kann die Bewegung von einem Förderband 21 hervorgerufen werden, wohingegen auch die Möglichkeit besteht, daß der Ofen eine Relativbewegung durchführt, und zwar mit einer Fläche, die vorzugsweise elektrisch leitfähig ist. Der Ofen 33 nach Fig. 14 kann auch relativ zu dem Förderband 21 stillstehen, wobei die Gegenstände in Behältern oder Halterungen in den Ofen eingebracht und aus ihm entnommen werden. Die Behälter oder Wagen können aneinander befestigt sein und an der Außenseite des Ofens von zugeordneten Antriebsmitteln entlangbewegt werden. Der Ofen kann auch über die Fläche oder das Band 21 angehoben sein, wobei dann die eine Wellenausbreitung verhindernden Vorrichtungen nach der Erfindung rund um den gesamten Umfang des Ofens angeordnet und gegen die Fläche 21 gerichtet sowie nahe dieser Fläche angeordnet sind. Auch kann man sie auf Rollen setzen und über die Fläche 21 bewegen usw. Wenn die Gegenstände 27 in dieser Weise eingebracht werden, kann der Ofen im Zentrum höher ausgebildet sein als an den Seiten 35,36, an denen die aus Antenne und einer die Wellenausbreitung verhindernden Vorrichtung bestehende Einrichtungen nach der Erfindung angeordnet sind, öfen dieser Art können insbesondere dann Anwendung finden, wenn große Gegenstände 37 erhitzt werden sollen, beispielsweise mit Gegenständen gefüllte Waggons, wobei es sich bei diesen Gegenständen um Steine oder andere Substanzen handeln kann, die mit Hochfrequenzenergie aufgespalten werden sollen. Auch im Falle dieses Ofens kann die elektrische Hochfrequenzenergie an mehreren Stellen entlang der Seiten des Ofens, und zwar verteilt über dessen gesamter Länge, zugeführt werden. Die Antennen 29 und die eine Wellenausbreitung verhindernden Vorrichtungen 30 nach der Erfindung sind dabei ebenfalls entlang den Seiten angeordnet und außerdem noch an den Zuführungs- und Auslaßenden 37, 38, obwohl in diesem letztgenannten Fall die Vorrichtungen senkrecht zur anderen Querrichtung orientiert sein sollten.

Bei Hochfrequenzofen nach der Erfindung können die Flächen oder Förderbänder 21 mit Abdichtwänden aus leitendem Material versehen sein, die in an sich bekannter Weise quer angeordnet sind und ebene Flächen tragen, welche sich rechtwinklig zu den Kanten der Wände erstrecken und in Förderrichtung vorzugsweise so lang sind, daß sie annähernd sechs Periodenlän-

gen L der Vorrichtungen zur Begrenzung der Wellenausbreitung neben den Ofenöffnungen 27, 28, 38 überdecken. Die Länge der Vorrichtungen zur Begrenzung der Wellenfortpflanzung liegt dabei in der Größenordnung des halben Abstands zwischen den obenerwähnten Wänden. Bei einer anderen Ausführungsform können die Vorrichtungen zur Begrenzung der Wellenausbreitung auf allen den Flächen angeordnet sein, die sich von den obenerwähnten Wänden aus erstrecken. Wenn die Gegenstände 37 zwischen diese Wände eingeführt werden, beispielsweise in Behältern, Waggons od. dgl., sollte die Hochfrequenzenergie lediglich dann zugeführt werden, wenn sich diese einzelnen Einheiten gegenüber einer energieübertragenden Antennenanordnung nach der Erfindung befinden.

Im Falle stationärer Mikrowellenofen zur Erwärmung von Speisen kann die Mikrowellenenergie den öfen durch Antennenkonstruktion nach der Erfindung zugeführt werden, deren Fläche 2 als eine der inneren Wände des Ofens dient oder bei denen eine gesonderte Fläche 2 aus leitendem Material neben den Innenwänden des Ofens angeordnet ist. Diese zusätzliche Fläche kann so gekrümmt und angeordnet sein, daß der Abstand zwischen ihr und der Ofenwand, durch welchen die Hochfrequenzenergie über die Antenne nach der Erfindung dem Ofen zugeführt wird, fortschreitend anwächst Derartige öfen weisen häufig eine Ofentür auf, durch welche die zu erwärmenden Güter eingebracht werden. Diese Tür muß so abgedichtet werden, daß in geschlossenem Zustand keine Hochfrequenzenergie austreten kann. Dies kann dadurch erzielt werden, daß man Vorrichtungen zum Verhindern einer Wellenausbreitung gemäß der Erfindung rund um sämtliche Kantenflächen anordnet. Dabei sollte nahe dem Ofenhohlraum ein Abstand zwischen diesen Vorrichtungen und der Tür vorgesehen sein. Nach Wunsch können Tür und Ofen an ihren Außenseiten miteinander verbunden sein, indem man sie miteinander in Berührung bringt. Antennen und Drosseln (Vorrichtungen zur Begrenzung der Wellenfortpflanzung) nach der Erfindung können auch unabhängig von Mikrowellenofen im Zusammenhang mit anderen Hochfrequenzeinrichtungen Verwendung finden. Beispielsweise kommen hierfür unterschiedliche Arten von Leitern zum Übertragen, Empfangen und Begrenzen der Fortpflanzung von elektromagnetischen Wellen in Frage, deren Frequenzen innerhalb desjenigen Frequenzbandes liegen, an welches die Vorrichtungen nach der Erfindung angepaßt werden können, während sie die nach der Erfindung gesetzten Anforderungen erfüllen. Dies trifft zu für eine Wällenfortpflanzung entlang ebener Leiter, rohrförmiger Wellenleiter und koaxialer Leiter. Auch ist eine Anwendung auf Wellenfortpflanzungen in Azimutrichtung möglich. Gleiches gilt für ringförmige Strukturen (Hohlräume) oder schraubenlinienförmige Hohlräume.

Nach der Erfindung ausgebildete Antennen und Drosseln können auch dazu verwendet werden, elektrische Hochfrequenzenergie anzulegen oder zu unterbrechen, und zwar bei Winkelfrequenzen in der Nähe und oberhalb des Wertes von ω₂, jedoch unterhalb der Winkelfrequenz, bei der die Phasengeschwindigkeit entlang der Struktur sich der Lichtgeschwindigkeit annähert oder ihr gleichkommt Dies erfolgt dadurch, daß die Fläche 2 nahe oder entfernt von der Struktur 1 angeordnet bzw. vollständig von der Struktur getrennt wird. Eine derartige Möglichkeit zur Unterbrechung elektrischer Hochfrequenzenergie ist insbesondere bei solchen Hochfrequenzvorrichtungen wünschenswert, bei denen sich das Bedienungspersonal häufig in der Nähe der Vorrichtung aufhält, wie es beispielsweise bei Mikrowellenofen oder -heizungen der Fall ist.

Die Fig. 15 und 16 stellen ein Beispiel dafür dar, in welcher Weise diese Energieunterbrechungsmöglichkeit genutzt werden kann. Vor allem aber dienen sie auch als Beispiel dafür, wie man Mikrowellenofen mit

ίο Vorrichtungen nach der Erfindung anwenden kann.

Der Mikrowellenofen bzw. die Vorrichtung nach den Fig. 15 und 16 umfaßt einen rechteckigen Hohlraum mit leitenden Wänden 40 sowie eine öffnung 41. Demgegenüber kann der Hohlraum auch eine glattere geometrische Ausbildung aufweisen, beispielsweise supereiliptisch sein. Eine oder mehrere Antennen 46 nach der Erfindung sitzen vorzugsweise auf einer Bodenfläche 42 des Ofens oder aber an irgendeiner der Seitenflächen 43, 44 und 45. Die Antennen sind so ausgerichtet, daß die elektromagnetischen Wellen nur in der Querrichtung übertragen werden können, d. h. entlang den Seiten 42,43,44 und 45 und nicht quer über die Seite 46 bzw. die öffnung 41. Elektrische Hochfrequenzenergie oder Mikrowellenenergie wird den Antennen 46 von einer oder mehreren Hochfrequenzerzeugern 47 zugeführt, wobei ietztere in der Nähe des ofens, vo^^sweise unterhalb des Ofens angeordnet sind. Bei der denkbar einfachsten Ausführungsform kann das zu erhitzende Material in den Ofen auf einer leitenden Fläche 48 eingebracht werden, welche oberhalb der Antennen derart angeordnet ist, daß elektrische Hochfrequenzenergie, von und zu den Antennen, zwischen der Unterseite der Fläche einschließlich der Antennen und der Oberseite geleitet wird, auf welcher die zu erhitzenden Güter angeordnet und der Hochfrequenzenergie ausgesetzt sind. Die Fläche 48 arbeitet in dieser Weise als Fläche 2 und 3 gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1. Die Energie, die reflektiert oder nicht von den Gütern aufgenommen wird, wandert fortlaufend rund um die Platte 48 zu deren Unterseite und wird dort entweder am hinteren Ende der Antennen 46 reflektiert oder aber, wenn diese Enden ebenfalls als Antennen ausgebildet sind, dort aufgenommen und möglicherweise von einem dort angeordneten Hochfrequenzverbraucher absorbiert Auch kann diese Energie als Signal verwendet werden, um die Ausgangsleistung des Hochfrequenzerzeugers zu steuern. Weiterhin besteht die Möglichkeit, diese Energie über eine Einwellen- Drossel rückzukoppeln,

und zwar beispielsweise an eine Übertragungsantenne 46. Die Fläche 48 ist vorzugsweise an isolierten Halterungen 49 befestigt oder aufgehängt wobei die Ha'terung aus einem dielektrischen Material mit geringen Hochfrequenzverlusten besteht. Die leitende Fläche 48 kann im einfachsten Fall aus einer Metallplatte, beispielsweise aus einer Aluminiumplatte, bestehen. Vorzugsweise ist sie jedoch aus dielektrischem Material mit sehr geringen Hochfrequenzverlusten hergestellt Beispielsweise kommen dafür Kunststoffe oder keramische Materialien in Frage. Die Oberfläche ist durch Photätzen oder in anderer geeigneter Weise mit elektrisch leitenden, abwechselnd isolierten Streifen oder Drahtspulen 50 nach Fig. 16 beschichtet welche entweder mit sich selbst verbunden sind oder eine oder mehrere, um die Fläche 48 herumlaufende Spiralen bilden, und zwar derart daß nur solche elektromagnetischen Wellen entlang den leitenden Streifen 50 fortgepflanzt werden können, deren

Fortpflanzungsrichtung quer zum Ofen liegt, d. h. entlang den Seiten 43, 44 und 4.5 verläuft. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, daß eine Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen in anderen. Richtungen so gering wie möglich gehalten wird. Wenn die leitenden Streifen schraubengangförmig angeordnet sind, kann die Antenne, welche die elektromagnetische Energie überträgt, an einer Seite der Fläche, d. h. nächst der Fläche 46, angeordnet sein. Die über die Antenne verlaufenden Streifen sind dabei vorzugsweise so breit to vie die Antenne und liegen nach einem Umiaui, möglicherweise bei wesentlich verminderter Breite, so versetzt relativ zur Antenne 46, daß keine bemerkenswerte Kopplung mit dieser umlaufenden Schleife erfolgen kann. Eine ähnliche Anordnung kann am gegenüberliegenden Ende der Schraubenlinie getroffen werden, so daß diejenige Energie, die nicht von den Gütern auf der Schraubenlinie absorbiert wird, von emer Antenne an dieser Seite, und zwar vorzugsweise näcliU der ölinung 41, aufgenommen wird. Die elektrische Hochfrequenzenergie kann an dieser Seite auch reflektiert werden, und zwar beispielsweise dadurch, daß man eine Schleife der Schraubenlinie mit sich selbst verbindet oder daß man an dieser Stelle eine Drossel gemäß der Erfindung anordnet. Die Platte 48, die vollständig aus Metall besteht oder aus dielektrischem Material mit einer nur in einer Richtung bzw. in Richtung der Schraubenlinie leitenden Fläche 50 hergestellt ist, kann an der Abdeckung befestigt sein, welche zum Verschließen der Öffnung 41 verwendet wird. Ist die Abdeckung geöffnet, so wird die Platte 48 gleichzeitig von den Antennen wegbewegt. Auf diese Weise gelangen letztere in eine Position, in der sie keine elektrische Hochfrequenzenergie übertragen können.

Nach einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung können Mikrowellen- und Hochfrequenzöfen mit dem System nach der Erfindung isolierte, sehr leitfähige, abwechselnd miteinander verbundene Flächen 59 aufweisen, die vorzugsweise sehr nahe, jedoch im Abstand zu den inneren Flächen 42, 43, 44 und 45 angeordnet sind. Die Fläche 52 kann dann in gleicher Weise wie die Fläche 4 arbeiten, die gemäß F i g. 1 von den Wänden des Ofens entfernt liegt Die Fläche 52 ist gegen die Innenflächen des Ofens (42 bis 45) isoliert, und zwar mittels dielektrischen Materials, das geringe Hochfrequenzverluste aufweist Die Fläche 52 kann auch mit Vorteil aus dielektrischem Material geringer Hochfrequenzverluste bestehen und leitende Streifen tragen, durch Photoätzen oder in anderer geeigneter Weise hergestellt sind und vorzugsweise mit sich selbst in Verbindung stehen oder möglicherweise eine Schraubenlinie bilden, und zwar bezüglich der Flächen 42 bis 45 nächst dem zentralen inneren Hohlraum des Ofens und der Fläche 48. Auf diese Weise wird sichergestellt daß sich die elektrische Hochfrequenzenergie nur zwischen den leitenden Streifen und den darüberliegenden Flächen, beispielsweise der Fläche 48 nach F i g. 15 und 16, fortpflanzt

Da die Antennen nach der Erfindung elektrische Hochfrequenzenergie lediglich in einer Richtung aufnehmen und übertragen, können Mikrowellenöfen, die beispielsweise mit derartigen Vorrichtungen ausgerüstet sind, so konstruiert werden, daß sie im wesentlichen nicht resonant sind. Dies bedeutet, daß elektromagnetische Wellen nur in einer Richtung übertragen und fortgepflanzt werden können sowie lediglich an deren Enden empfangen werden können, um möglicherweise dort absorbiert oder über einen zweiten Leiter bzw. eine zweite Leitung an das Eingangsende zurückgeführt zu werden.

Mikrowellen- und Hochfrequenzöfen ähnlich denen nach den Fig. 15 und 16 können auch als Tunnelöfen konstruiert sein, wobei dann auch an der Se'te 46 eine Öffnung angeordnet ist. Wenn der Ofen lang oder tief ist, kann man ihn sogar dann verwenden, wenn die Seiten 46, 41 offen sind. Nach Wunsch kann der Durchmesser des Ofens im Bereich der Hochfrequenzenergie vergrößert oder verkleinert sein. Tunnelöfen nach der Erfindung lassen sich auch so ausbilden, daß sich die elektrische Hochfrequenzcnergie ebenfalls in Längsrichtung ausbreiten kann Beispielsweise ordnet man hierzu Antennen und Drosseln nach der Erfindung an den Öffnungen des Tunnelofens an, und zwar in deren Nähe und ausgerichtet auf die Öffnungen (F i g. 13). Die Platte 48 mit der leitenden Fläche 15 kann sowohl in diesem FaIi ah auch dann, wenn sich die Wellen in Querrichtung fortpflanzen, ein endloses Förderband 21 aufweisen, welches sich durch den Ofen erstreckt Es kann hinier der Antenne und der Drossel nach der Erfindung mit der Fläche 2 verbunden sein, oder es können gebräuchliche Drosseln verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann man Dämpfungsmaterial anordnen, welches elektrische Hochfre quenzenergie, die dieses Ende erreicht, reflektiert und/oder absorbiert. Andernfalls bedarf es keiner Verbindung zwischen der Fläche 2 und den hinteren Enden der Vorrichtungen.

Ein wesentlicher Vorteil der öfen, die mit Vorrichtungen nach der Erfindung versehen sind, liegt darin, daß die Hochfrequenzenergie in große Ofenkammern fortgepflanzt werden kann, in denen keine periodischen Strukturen angeordnet sind, und dabei dennoch an den Enden des Ofens reflektierend übertragen und gehandhabt wird. Bei großen Ofenkammern ohne periodische Strukturen kann die elektromagnetische Energie mit beachtlich geringeren Verlusten und größerer Gleichmäßigkeit der Energieverteilung über breite Oberflächen und voluminöse Güter, die der Energie ausgesetzt werden sollen, fortgepflanzt werden, als es in öfen der Fall ist, in denen die Energieübertragung auf die Güter 37 mittels periodischer Strukturen erfolgt und zwar insbesondere dann, wenn diese Güter in der Ofenkammer elektromagnetische Wellen verzögerter Phasengeschwindigkeiten relativ zur Lichtgeschwindigkeit fortpflanzen.

Mikrowellenöfen arbeiten häufig bei Frequenzen zwischen 2400 und 2500 MHz. Mit den Vorrichtungen nach der Erfindung können sie jedoch sowohl mit Frequenzen oberhalb als auch unterhalb dieses Frequenzbereiches betrieben werden, beispielsweise 13 000 bis 22 250 MHz oder sogar unter 10 kHz.

Wenn elektrische Hochfrequenzenergie in einen Zwischenraum fortgepflanzt wird, beispielsweise in den Hohlraum eines Mikrowellenofens oder -heizgerätes, kommt es häufig zu einer Fortpflanzung in verschiedenen Richtungen, und zwar in wesentlicher Abhängigkeit von der Form und Lageanordnung der Güter innerhalb des Hohlraums. Folglich ist es unmöglich, eine Begrenzung der Energiefortpflanzung mit Vorrichtungen durchzuführen, welche elektromagnetische Wellen nur in einer Richtung weiterleiten können.

Nach der Erfindung weisen Vorrichtungen, die aus Antennen und Einrichtungen zum Verhindern einer Wellenausbreitung bestehen sowie elektromagnetische Wellen in verschiedenen Richtungen fortpflanzen können, periodische Strukturen auf, die in zwei

Dimensionen wirksam sind. Beispielsweise handelt es sich um sogenannte zwejdimensionale Strukturen, v.'elche in zwei Dimensionen die gleiche Form aufweisen und elektromagnetische Wellen ähnlich solchen periodischen Strukturen fortpflanzen» welche über lediglich eine Wellenausbreitungsrichtung verfügen (siehe die obige Beschreibung).

Im folgenden wird die Konstruktion derartiger zweidimensionaler periodischer Strukturen anhand der Fig. 17 bis 19 erläutert

Die zweidimensionale periodische Struktur nach der Erfindung kann ähnlich ausgebildet sein wie die Struktur 1 nach F i g. 9, jedoch soll sie die gleiche Strukturform auch in der Richtung aufweisen, die rechtwinklig zu der mit ihr erzielten Fortpflanzungsrichtung liegt (siehe Schnitt H-H nach Fig. 17). Dies bedeutet, daß die Schlitze 16 vorzugsweise ebenso breit sind wie der Spalt zwischen den T-förmigen Wänden 14 in der linken Figur der Zeichnung und auch ebenso dicht angeordnet sind und daß weiterhin die Wände 14 im Bereich der Wände 15 und der Fläche 5 ebenso schmal und T-förmig ausgebildet sind, wobei die unteren Teile der Wände 14, 15 vorzugsweise koaxiale Leiter aufweisen, welche am unteren Ende von Fig.9 über die Fläche 5 kurzgeschlossen sind und am oberen Ende in einen zentralen Endkörper auslaufen, der rechteckige Flächen darbietet und Spaltwände sowie eine obere Fläche der Fläche 5 bildet

Die Abmessungen der Verlängerungen der Struktur müssen nicht unbedingt einander gleich sein. Es ist zwar vorzuziehen, daß diese Verlängerungen rechtwinklig zueinander liegen, jedoch können sie in der Praxis jeden beliebigen Winkel miteinander einschließen. Auch ist es nicht erforderlich, daß die zweidimensionalen Strukturen exakt die in Fig.9 gezeigte Form aufweisen, sie können vielmehr von abweichender Konstruktion sein. Allerdings müssen sie gemäß der Erfindung dazu in der Lage sein, elektromagnetische Wellen mit entgegengerichteten Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten in zwei dimensionalen Richtungen fortzupflanzen.

Die Vorrichtungen nach der Erfindung können als Einrichtungen zum Begrenzen der Wellenausbreitung in Kammern verwendet werden, deren Öffnungen groß sind im Verhältnis zur Wellenlänge der Hochfrequenzenergie, und zwar auch dann, wenn die Vorrichtung nicht über eine Räche 2 verfügt Die Wellenfortpflanzungsvorrichtung ist :n solchen Fällen auch dann

ίο wirksam, wenn die Frequenz der Hochfrequenzenergie mit derjenigen Frequenz zusammenfällt, bei der elektromagnetische Wellen entlang den obenerwähnten Strukturen fortgepflanzt werden, wobei die Phasengeschwindigkeit mit der Lichtgeschwindigkeit zusammenfällt oder höher als letztere ist

Wenn Vorrichtungen nach der Erfindung gegeneinander gerichtet angeordnet werden und wenn keine Fläche 2 (leitende Räche) zwischen ihnen vorgesehen ist, so soll die gegenüberliegende Vorrichtung, sofern es sich um Antennen handelt ebenfalls eine Antenne sein, welche in der gleichen Weise und entweder mit gleicher Phase oder mit encgegengerichteter Phase versorgt wird. Andernfalls soll die entgegengerichtete Vorrichtung aus dem Bereich der anderen herausbewegt werden.

Wenn die leitende Fläche 2 als endloses Förderband ausgebildet wird, kann sie aus Isoliermaterial bestehen, auf welchem eine leitende Räche 50 aufgebracht ist, und zwar parallel mit einer Schraubenlinie oder rechtwinklig 3tir Laufrichtung des Förderbandes (siehe F i g. 16). Die periodischen Strukturen können unterschiedliche Formen aufweisen. Beispielsweise können sie auf gleicher Höhe mit einer leitenden Fläche liegen, und zwar einer sogenannten geerdeten Fläche, in welcher Öffnungen für die äußersten Flächen der zentralen Endkörper der Struktur 1 vorgesehen sind. Sie können aus zweidimensionalen, biperiodischen Strukturen bestehen, beispielsweise entsprechend den F i g. 10 bis 12, usw.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Begrenzung der Wellenausbreitung an einem Mikrowellengerät, bestehend aus einer parallel zu einer leitfähigen Wand in Richtung der Wellenausbreitung angeordneten Laufstrecke mit definierter Länge und definierten Wellenfortpflanzungseigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufstrecke gebildet ist durch eine in Richtung der Wellenausbreitung periodische Struktur (29, 30, 46) von elektrisch leitfähigen, von einer gemeinsamen leitfähigen Basisfläche (5) getragenen Elementen (14,15), die für die von ihnen fortgepflanzten Wellen ein Hochpaßfilter bildet und daß die Charakteristik des Hochpaßfilters so gewählt ist, daß die Phasengeschwindigkeit der in ihm fortgepflanzten Wellen der Gruppengeschwindigkeit entgegengerichtet und größer als die Phasengeschwindigkeit im umgebenden Medium ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Struktur (29, 30, 46) durch Ankopplung eines mit einem Mikrowellensender verbundenen Leiters (6) als einseitig gerichtete abstrahlende Antenne ausgebildet ist

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Elemente (14, 15) auf der Basisfläche (5) in einer in zwei Richtungen periodischen Struktur angeordnet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisfläche (5) eben oder gekrümmt ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Struktur von leitfähigen Elementen (14, 15) in einem Abstand von mindestens einer halben Wellenlänge von einer zu ihr parallel verlaufenden leitfähigen Fläche (2,3) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Struktur in Fortpflanzungsrichtung der Wellen aus mindestens drei elektrisch leitenden Elementen (14, 15) besteht.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur periodischen Struktur von leitfähigen Elementen (14,15) parallele und im Abstand von ihr angeordnete leitfähige Fläche (2, 3) eine weitere, in Richtung der Wellenfortpflanzung periodische Anordnung von leitfähigen Elementen aufweist, die die Wellen mit einer Phasengeschwindigkeit fortpflanzen, welche kleiner oder gleich der Phasengeschwindigkeit in der ersten periodischen Struktur ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrowellengerät ein Mikrowellenofen mit leitfähigen Wänden (2,3,4) und mindestens einer öffnung zum Durchtritt des Gutes ist und die Begrenzung der Wellenfortpflanzung mindestens am Umfang der öffnung erfolgt und daß die periodische Struktur (29, 30, 46) als Bestandteil einer Wand (4) des Ofens ausgebildet oder in einem Abstand parallel zu einer Wand (2, 3) oder einer Gutauflageflächc (21, 50) des Ofens angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Begrenzung der Wellenausbreitung an einem Mikrowellengerät, bestehend aus einer parallel zu einer leitfähigen Wand in Richtung der Wellenausbreitung angeordneten ■> Laufstrecke mit definierter Länge und definierten Wellenfortpflanzungseigenschaften.

Es ist bei Mikrowellengeräten, wie insbesondere Mikrowellenöfen, wichtig, die ausgestrahlten bzw. ankommenden hochfrequenten Wellen an der Ausbrei-

H) tung in einer bestimmten Richtung zu hindern, einerseits, um unerwünschte Energieverluste zu vermeiden und andererseits, um Personen in der Umgebung vor Schäden durch Empfang einer unzulässig großen Dosis der elektromagnetischen Wellen zu bewahren.

r> Es ist bekannt, um die öffnung eines Mikrowellenofens herum eine Einrichtung der eingangs genannten Art in Form einer sogenannten »Viertelwellentasche« anzubringen, also eine Laufstrecke in Form eines von zwei parallelen leitfähigen Wänden begrenzten und am Ende durch eine leitfähige Querwand abgeschlossenen Spaltes, dessen Länge genau eine ungerade Anzahl von Viertelwellenlängen der aufzuhaltenden Mikrowellen betragen bzw. sich aus zwei derartigen, durch die Fuge zwischen Ofentür und Ofenwand getrennten Längenab-

2"> schnitten zusammensetzen muß. Hieraus ergibt sich bereits, daß diese Einrichtung nur bei einer bestimmten, immer konstanten Wellenlänge der Mikrowellen funktionsfähig ist; ferner verbleibt selbst dann im Bereich des Dichtungsstreifens zwischen Tür und Wand ein

in Restbetrag an Strahlung, der durch die Materialeigenschaften des Dichtungsstreifens absorbiert werden soll, was aber häufig nicht vollständig möglich sein wird.

Es ist ferner bekannt, zur reflexionsfreien Dämpfung von akustischen oder auch elektromagnetischen Wellen

)'> eine quer zur Wellenfortpflanzungsrichtung sich erstreckende periodische Anordnung von ineinandergeschachtelten, zur Fortpflanzungsrichtung parallelen Wänden, Zylindern, Waben od. dgl. aus nichtleitfähigem Material vorzusehen. Hier erfolgt jedoch eine Dämp-

« fung der Wellenenergie ausschließlich durch Oberflächendämpfung und Mehrfachreflexion, die jedoch im Bereich der hochfrequenten, isolierendes Material durchdringenden Mikrowellen nur eine geringe Rolle spielen kann.

·■■> Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie in einem breiten Wellenlängenbereich eine zuverlässige Ausbreitungssperre sowohl für ankommende als auch für an der Einrichtung selbst erzeugte

v) Wellen darstellt und deshalb sowohl als passives Absorptions- bzw. Reflexionselement wie auch als aktive, einseitig gerichtet abstrahlende Antenne verwendbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer

"">"> Einrichtung der genannten Art dadurch gelöst, daß die Laufstrecke gebildet ist durch eine in Richtung der Wellenausbreitung periodische Struktur von elektrisch leitfähigen, von einer gemeinsamen leitfähigen Basisfläche getragenen Elementen, die für die von ihnen

wi fortgepflanzten Wellen ein Hochpaßfilter bilden und daß die Charakteristik des Hochpaßfilters so gewählt ist, daß die Phasengeschwindigkeit der in ihm fortgepflanzten Wellen der Gruppengeschwindigkeit entgegengerichtet und größer als die Phasengeschwin-

»> digkeit im umgebenden Medium ist.

Eine derartige Einrichtung hat die besondere Eigenschaft, eine vom einen Ende her empfangene oder eingespeiste Schwingung derart fortzupflanzen, daß